车间实训台的智能防错系统:我改了三次课程设计的那些坑

上周整理教研抽屉,翻出去年改了三版的智能防错实训课题讲义,纸边都磨起毛了,还画了一堆密密麻麻的批注。

第一次试课时,学生全踩同一条沟里

前年第一次开这个综合实训课题,我想当然把框架定死了,要求做装配线的错装检测,给的参考方案就是传统光电传感加报警灯。结果实训结束验收,三十组里有二十二组,测同批次不同公差的阶梯轴,一测一个错。 外观一模一样,只有公差差了0.03毫米,光电哪分得出来啊。 有一组学生更绝,为了提高检测率,把传感器灵敏度调得极高,连零件表面的一点划痕都当成错件,生产线一开直接全程报警,根本动不了。 真的挺头疼。
机械装配实训台错装公差轴样品
机械装配实训台错装公差轴样品
我当天晚上翻学生的设计报告,发现几乎所有人都把”防错”等同于”出错报警”,没人想过,防错的核心是 不让错误流到下一个工位。那时候才反应过来,我上课的时候根本没把这点讲透,我只说了要做智能防错,没说它到底要解决什么实际问题。学生对着知识点堆零件,当然出问题。

推翻传感器逻辑后的取舍

去年我把整个课题要求改了。第一步不让学生碰软件画图纸,先蹲在实训车间的老装配线旁,蹲半天,列出来所有可能出的错:缺件、错件、反装、方向错,一种一种写出来,再对应想检测方法。 说实话,一开始学生都嫌麻烦,说直接加个工业视觉不行吗?什么都能检。我不拦着,让他们算成本,一个好点的工业相机加镜头,大几百,占了整个实训课题一半的器材预算,装完之后,跑个检测要两秒一个,比人工还慢,有啥意义? 智能不是堆零件,是用最合适的成本解决问题,这句话我每次课都要念叨三遍。
实训用智能防错系统树莓派接线实拍
实训用智能防错系统树莓派接线实拍
改完要求之后,慢慢就对了。比如缺件,用几块钱一个的对射光电就解决了,根本不用视觉。反装,装个十几块的激光测距传感器,高度差一毫米就能测出来,比视觉快十倍。只有那种外观差不多、公差差几丝的错件,才用个几十块的开源摄像头,跑个轻量化的分类模型,树莓派就能带动,延迟不到三百毫秒,总成本才一百多,比堆一套全视觉方案便宜太多。 有个学生原来的方案,四个工位全加视觉,改完之后只在最难的错件工位加了视觉,剩下三个用普通传感器,出来的结果比原来准,还省了一半预算,验收的时候我挺惊喜的。

留在课题里的那道开放性问题

留在课题里的那道开放性问题
留在课题里的那道开放性问题
不过话说回来,就算逻辑对了,我还是留了个开放性问题给学生:是不是所有工位都需要加智能防错? 我不给标准答案,让他们自己算,一个错误流出后的返工成本是多少,加一套防错系统的成本是多少,多少年能回本。没有对错,只要能说清楚逻辑就行。 上次有个学生做出来的方案,直接把最后一个工位的防错模块砍了,说那个工位出问题的概率不到千分之一,就算出问题,返工成本才二十块,加防错模块要八百,要四千次出错才回本,根本没必要。 我给他打了高分。因为他懂了,设计从来不是为了凑概念。 现在很多地方做升级,上来就要全链路智能化,其实跟我第一批学生犯的错一模一样,为了智能而智能,忘了我们做智能防错,本质上是给人兜底,降低出错的损失,不是为了做个花架子给人看。 我把这个点加到讲义里,每次上课都跟学生唠两句,设计的时候多站在使用者的角度想想,别站在概念的角度。很多学生毕业去企业做项目,回来跟我说,当年这个点帮了大忙,不然刚进去就要做拍脑袋的方案。 那天翻旧讲义,看到上次那个学生写在报告末尾的一句话:防错不光防零件装错,还防设计者想当然的错。我抄在我的教研本第一页了,每次改课题都拿出来看看。 挺对的。
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文章名称:车间实训台的智能防错系统:我改了三次课程设计的那些坑
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