（编制说明）基于数字孪生的搅拌桶焊装超柔性智能生产系统通用技术条件（征求意见稿）

《基于数字孪生的搅拌桶焊装超柔性智能生产系统通用技术条件》地方标准（工作组讨论稿）编制说明一、工作简况（一）任务来源2023年2月，根据湘市监标函〔2023〕25号《湖南省市场监督管理局关于下达2023年度第1批地方标准制修订项目计划的通知》，本标准制定任务正式批准列入2023年湖南省地方标准化制定计划。项目起草单位为湖南中南智能装备有限公司等，由湖南省工业和信息化厅提出，湖南省智能制造标准化技术委员会技术归口。（二）标准制定目的与意义搅拌筒一般由厚6～8mm，含C为0.2%左右，含Mn为1.2%左右的钢板焊制而成,其内有螺旋叶片焊在筒体上。在混凝土搅拌及运输机械生产中，焊接生产的工作量占整机生产工作量1/3的以上，其质量好坏对整机质量影响很大。焊接技术作为最重要的连接工艺技术之一，在机械制造、航空航天、能源交通、建筑、核工业及石油化工等制造行业中得到了越来越广泛的地应用。由于焊接过程中的特点是工作环境恶劣、工程量大及焊接质量要求高等，面对现代化高技术产品制造的质量、数量、效率等要求，传统的手工焊接已经不能满足其要求，全自动化焊接、高智能化焊接也随之成为了现代焊接技术发展的主要趋势之一。国内大部分采用手工电弧焊，只有少数厂家采用气体保护焊，而且一般采用进口焊机和焊丝。国外对于框架结构一般采用手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊，对筒体件一般采用埋弧自动焊或半自动二氧化碳气体保护焊。在焊接过程中的自动化及智能化在降低工人劳动强度、提高焊接质量及提高焊接效率方面都呈现出了显著的优越性。焊缝轨迹控制和焊缝自动跟踪是自动焊接设备的两个主要研究内容。由于在实际焊接过程中工件坡口的加工精度较低，工件装配误差较大以及焊接时工件的热变形等因素，经常出现焊枪运行轨迹偏离焊缝的实际问题，因此焊缝轨迹控制中的自动焊缝跟踪成为焊接自动化技术中的一个急需解决的问题。面向工程机械制造行业的基于数字孪生的搅拌桶焊装超柔性智能生产系统，采用“产品孪生—生产孪生—运维孪生”的数字孪生思想进行整线规划和验证，主要针对在焊接车间中搅拌筒筒体成型过程中的上件、拼板、卷圆、焊接、压入、组对、输送、在线检测、数据采集、智能监控等过程，系统主要分为拼板卷圆区、成型预装区、立式组对区、成型筒后段区等。该系统具备自动化程度高、柔性快速焊接、生产效率高、占地面积小、运行平稳等特点。能够有效地提高搅拌筒焊接生产效率，同时适应不同筒体共线生产，有效提高了生产效率，降低了生产线布置成本，满足当前工程机械行业的搅拌筒生产需求，同时是未来工程机械智能焊装生产车间的发展趋势。本标准课题旨在以技术标准为引领，促进高新技术标准化；将企业研发成果和技术优势转化为促进产品品质提升的技术标准。通过科技成标准化，将湖南省智能制造技术优势转化为标准优势，进而转化为竞争优势，不断推进智能制造关键技术和行业领先能力打造，引领产品质量提升，形成智能制造领域的“湖南标准”模式。二、标准编制过程（一）准备阶段1、成立起草工作组：标准起草工作小组于2023年1月成立，组员由湖南中南智能装备有限公司、长沙长泰机器人有限公司等单位的相关负责人及技术人员组成。2、资料收集：2023年2月～3月，工作组收集了基于数字孪生的搅拌筒焊装超柔性智能生产系统相关的法律、法规、规划文件，国家、行业标准等，了解其标准化基本情况，完成了标准基本框架的编写，形成标准工作组讨论稿（第一稿）。（二）起草工作阶段1、工作组第一次讨论会：2023年4月，起草工作组首次会议成功召开，会议就标准工作组讨论稿（第一稿）进行研讨，明确了标准下一步任务分工和时间进度安排。2、完善标准工作组讨论稿：2023年5月，工作组按照首次会议纪要内容，对草案稿提出的意见、建议进行了认真分析、理解和总结，与有关技术专家开展内部研讨，进一步修改形成标准工作组讨论稿（第二稿）。3、调查研究：2023年6月～8月，由湖南中南智能装备有限公司、长沙长泰机器人有限公司、湖南省智能制造标准化技术委员会的专家组成的工作组开展了研讨会，征求相关意见，并对研讨结果认真分析并修改完善形成了标准征求意见稿。三、标准编制原则和主要内容（一）编制原则本标准本着科学性、适用性和可操作性的原则，按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则编写。1、科学性原则本标准的制定符合国家、省内的相关文件以及国家、行业标准相关要求，标准的主要内容及各项指标科学合理。2、适用性原则本标准的制定充分体现了信息化、数字化、智能化的发展理念，同时根据系统工艺特点、工艺装备水平等条件，合理设置指标，兼顾本行业的整体技术水平，提高了标准的适用范围。3、可操作性原则本标准在制定过程中，以可操作性原则为基础，将经验和成果形成标准，提供可操作的指导。（二）主要内容的解释和说明本标准共分为6章，分别为范围，规范性引用文件，术语和定义，组成、工作条件、工作流程，技术要求，试验方法。第1章的范围，规定了基于数字孪生的搅拌筒焊装超柔性智能生产系统的组成、工作条件、工作流程、技术要求、试验方法。本标准适用于面向工程机械制造行业的基于数字孪生的搅拌筒焊装超柔性智能生产系统（以下简称系统）的设计、制造、检验和应用。第3章的术语和定义，提出了六项术语：1）搅拌筒混凝土搅拌运输车用的搅拌筒体。2）基于数字孪生的搅拌筒焊装超柔性智能生产系统采用“产品孪生—生产孪生—运维孪生”的数字孪生思想进行整线规划和验证，主要用于在焊接车间中实现搅拌筒筒体成型过程中的上件、拼板、卷圆、焊接、压入、组对、输送、在线检测、数据采集、智能监控等的生产系统，系统主要分为拼板卷圆区、成型预装区、立式组对区、成型筒后段区等。3）搅拌筒智能焊接生产线通过桁架、机器人自动组对、机器人自动焊接等系统实现搅拌筒自动化生产的生产线。4）数字孪生管理系统以搅拌筒智能焊接生产线所属设备的设计、工艺、生产、质量、运维等全生命周期数据管理需求，打造对关键数据可进行数字化映射、监测、诊断、预测、仿真、优化的搅拌筒生产全流程的数字化管理的系统。5）自动导引车系统AGV具备物料搬运能力或操作能力，以轮式（含履带）移动为特征，基于环境标记物或外部引导信号，沿预设线路自主移动的设备。6）轨道式自动导引车RGV轨道式自动导引,有轨穿梭小车。第4章给出了基于数字孪生的搅拌筒焊装超柔性智能生产系统的组成、工作条件和工作流程。第5章的技术要求部分基本全面地规定了基于数字孪生的搅拌筒焊装超柔性智能生产系统所必须达到的基本要求，对系统的一般要求、外观和结构、功能和性能要求、噪声要求、安全防护要求、耐运输性、连续运行要求、可靠性等要求作了对应的规范，为指导和规范基于数字孪生的搅拌筒焊装超柔性智能生产系统的设计、制造、选型、性能试验、系统验收提供了依据。本标准充分纳入和反应了当今新技术、新工艺的先进技术成果，考虑到搅拌筒焊接是采用机器人进行焊接且运用了先进的数字孪生技术，根据实际的用户需求，对离线编程、数字孪生管理系统软件以及焊接系统中的机器人焊钳、点焊精度、焊钳变压器水流量等功能做了详细要求，用以保证标准的实用性和完整性，同时确保系统的正常运行，减少故障率，提高系统的工作效率和稳定性。第6章的试验方法主要按照验证技术要求内容提出，同时遵从国标检验要求，保证基于数字孪生的搅拌筒焊装超柔性智能生产系统使用的稳定可靠性。四、实施本标准效益分析本标准的制定与实施，将进一步规范面向工程机械制造行业的基于数字孪生的搅拌桶焊装超柔性智能生产系统的制造，提高面向工程机械制造行业的基于数字孪生的搅拌桶焊装超柔性智能生产系统自动化、智能化与信息化水平，对促进行业的健康发展具有重大现实意义。五、采用国际标准和国外先进标准的情况，与国际、国内同类标准水平的对比情况本项目尚无相关的国家标准和行业标准，有关于机器人方面的相关标准，本标准参考和借鉴了这些标准的部分内容和条款。六、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本标准与相关法律、法规、规章及相关标准协调一致，没有冲突。七、重大分歧意见的处理经过和依据本标准在制定过程中暂未出现重大分歧意见。八、贯彻标准的要求和措施建议建议作为推荐性地方标准发布，建议发布之日三个月后正式实施。标