CN104704517A - 通过实时信息交互监控生产过程的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产管理方法，包括使用无线数据发送技术实时进行信息交互交换，以及在工业生产线上实施该方法的系统，通过无线数据发送技术，帮助提高生产率并有助于管理者监督、监控和以灵活方式调节生产量，并且支持每个工人更容易地进行工资计算和工资核对的程序，并限制生产过程中的错误，由此产生了在系统中工作的工人希望知道他们当前薪水权利的优点。

Description

通过实时信息交互监控生产过程的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种方法和系统，用于在工业生产线中，使用有线和无线数据传输技术，通过实时信息交换来监控工业生产中的生产过程。

背景技术

众所周知的是，为了生产半成品(未完成的产品)装配成成品(最终的产品)，工厂中的工业生产线通常是一起运行。由于报告系统(来自每个生产阶段的报告卡)对产量统计的延迟，管理者在生产线和生产进度表的特定阶段对于半成品产量的控制不可能是及时的、全面的和精确的。这意味着，在一个特定生产阶段半成品的产量可能是过量的，然而在另一个阶段半成品的产量可能是不足的，并且它们不能同步地装配成最终产品。这可能导致较低的成品产量，较高的半成品产量，并造成生产线上半成品的积压。这可能会给厂商带来损失，包括例如晚支付的处罚、生产进度表外的过量生产、由于半成品晚支付导致的财务费用、较低的营业额及其类似问题。再一个问题是，工人工作时不可能精确的知道他们生产效率是多少，或者相对于他们已经工作的每天、每周或者每个月他们挣到了多少钱。

如图27所示，使用劳动力密集型的工厂生产线，比如纺织、木头、皮革、渔业和装配线通常基本上是全部以预定方式进行产品的制造过程，并以顺序的次序分成几个不同的生产阶段，装配序列最后阶段是生成成品。每个雇员对生产过程中的一个或者多个阶段的操作负责任。每个单独的生产线将通常有20-100个工人，取决于工厂的生产规模。每个生产线将有中间管理者，他是线管理者，对管理负责，并给线上的每个工人分配顺序阶段。

为了跟踪线上的生产过程，根据工人自己的记录(比如顺序报告卡)或者通过特定工人的预定记录，在某一时间周期内，可能经常有专门对每个雇员的生产率汇编统计的单元。内容通常包括：雇员的名字、产品名字(还叫做产品代码)、生产制造过程中阶段的顺序号(还叫做序列代码)、已完成的阶段数、消耗的生产时间等等。在图28中示出了顺序报告卡的例子。

由工人汇编的线上报告卡，以及接收到统计时的生产线的进程，将提供给线管理者。

报告卡提供基础信息用于判断以下内容：

+每个工人以及生产线的生产率；

+和生产率/业绩有关的工资(在工厂中采用)；

+判断接收到统计时生产的进展；

+上一级管理的决定，调整生产(进行更多的切换、超时生产和对工人负担的合理化)维持准时支付。

但是生产线的这种管理系统有下述局限性：

+顺序记录由工人手动编排，且耗时，经常出错，并包含了一定的延时(他们通常是在切换或者工作日的最后完成)。

+有必要配置专门用于监控、检查和比较顺序报告卡的单元。

+线管理者不能每天总有必要的时间去收集和汇编报告卡。这意味着生产率和生产线的生产过程可能是不明确和不准确的。

+对于工厂中的进度、生产率、和工人的工资不能得到及时更新，以便于对工厂的生产提供及时的汇总。

+在工人已经结束了每个工作日之后，他们通常不知道他们的精确工资权利。

+工资计算的过程通常是不正确的，因为工人通常做了不精确的记录。这反过来导致了工人对工资的质疑。

+当基于未完成或者延迟的生产数据做决定时，更多的是依赖于生产管理中线管理者和领班的判断力。

+没有能力及时作出决定以调整生产可能会导致半成品的积压。

+记账部门可能有时候发现很难根据工人递交的报告卡计算单位产量的工资。

+如果生产计划是不精确的，并且不能及时调整，这也可能会导致支付进度的延迟。

发明内容

由于上述给出的工业生产线的局限性，本发明的目的就是提供一种系统的设计、制造和安装(包括软件和硬件)，用于即时记录每个生产阶段每位工人的信息。信息可以由工人输入，同时它将可以和提供给工人的反馈信息相互交换和相互影响，一旦工人完成了生产顺序，则确认他们的工作成果。将实时完成系统中的通信，使得管理者可以在每个生产阶段每个工作站也能立即处理整个生产线的信息。根据本发明的系统产生了生产过程和生产率，包含工人直接参与监督并核对他们的生产率和计算他们的工资，并将及时地在任何点对工厂管理提供及时有效的信息。

为了达到这些目的，根据一个实施例，本发明提供了一种在生产线中使用的监控系统。该系统包括：

从机(终端)安装在生产线中的每个工作站上，并具有使用者可输入或者输出数据的装置和向服务器发送和从服务器接收数据的连接器；

监控整个系统的操作的中心控制服务器和从机之间的连接和数据传输；

服务器从从机收集数据，并处理和分析接收到的数据以便于生产管理，并将反馈数据转传给从机。

在本发明的一个实施例中，在每个工作站的从机建立了的预定时间周期，用于完成每个工作站的每个各自序列。当在报告序列完成的两个连续数据输入之间的时间间隔等于或者长于预定时间时，仅仅能由用户进行报告序列完成的数据输入。

在本发明的另一个实施例中，服务器发送已完成序列的数量的反馈数据，使得从机可以在显示器上显示数据。

在本发明的另一个实施例中，根据主设备/从机结构(Master/Slave)，从机可以连接到中心，其中该系统还包括对连接设备起主要作用，控制并从从机收集数据的主设备(Master)。从机受主设备的管理并向中心发送收集到的数据。借助于识别码(Master ID)可以对每个主设备进行配置地址。

在本发明的另一个实施例中，该系统还包括转发器，一旦在中心和主设备之间是一个长距离间隔，并可能不能到达，其可以用于在主设备和中心之间运送/传递信号。

在本发明的另一个实施例中，系统中的从机可以利用433MHz频带，通过有线或者无线数据传输技术连接。

本发明还提出了一种使用实时信息交换在生产线中监控生产的方法，该方法包括下述步骤：

在生产线的每个工作站安装从机。从机具有用户输入和输出数据的装置，连接具有向服务器发送数据和接收来自服务器的数据的装置。

在它完成之后，立即输入报告序列完成的数据。数据由在各个工作站的从机用户输入。

向服务器发送从从机输入的数据，用于处理分析用于生产管理的数据，并将数据转传给从机。

根据本发明的方法，在每个工作站建立预定的时间周期，用于完成各个序列，当报告序列完成的两个连续数据输入之间的时间间隔等于或者长于预定时间时，仅可以进行由用户输入报告序列完成的数据。

根据本发明的方法，其中将在显示器上显示从服务器发送到从机已完成序列的数量的反馈数据(输出数据)。

本发明还提出了实时对生产线上的生产数据进行收集。可以进一步分析收集到的数据来识别生产过程中的问题和错误，以及简化工资计算的统计程序。任何时候服务器都能显示允许管理者可访问生产过程的数据。这将意味着调整生产进度的决定将变得更精确和及时，抑制了包含在生产中的风险、减轻了生产管理的问题，并改善了管理效率。

总之，系统的执行将类似于照相机，在整个时间内记录了连续生产线的生产过程。管理者和工人将用附加装置，允许彼此之间的交互，并使得管理过程更一致和连续。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的生产管理系统的概略框图；

图2描述了根据本发明的从机；

图3示出了根据本发明向从机输入信息的键盘；

图4示出了根据本发明的第二个实施例生产管理系统的框图；

图5示出了根据本发明的第三个实施例生产管理系统的框图；

图6-17描述了服务器和设备中心之间的RF协议；

图18-24描述了主机和主设备之间的RF协议；

图25和26描述了主设备和从机之间的RF协议

图27示出了现有工厂中生产线的框图；

图28示出了用在当前生产线中的报告形式。

具体实施方式

图1示出了生产管理系统的概略框图，使用无线数据传输技术实时地进行信息交互交换，监控和管理包含RF发送器/接收器设备和服务器的网络的工业生产线中的交互。特别地，根据本发明的实施例的系统包括从机(Slave)、中心(Center)和服务器(Server)。

从机安装在生产线的每个工作站上，并具有通过输入装置(例如，键盘)和显示装置(例如LCD)帮助用户进行信息互相交换的功能。从机的主要功能是数据收集和将该数据发送给中心的连接。从机的基本结构包括处理从用户接收到的信息的可编程微处理器、键盘、显示屏和RF发送器/接收器。然而，从机可以包括能收集、发送和接收数据的任何设备和任何结构。根据本发明的实施例，从机是如图2所示的设备，有可输入信息的键盘，如图3所示，其和电话键盘类似的方式工作，并具有显示信息的装置，比如LCD显示器。在本发明的实施例中，所示出的信息是已经处理到特定时间点的产品总量和基于成品数量计算的工资总量。

在图2和3中示出的从机结构具有操作模式NORMAL(正常)、Setup(设置)和VIEW(显示参数)，这将在下面描述。在NORMAL模式中，已生产的产品的总数量记录到当前时间，并根据显示屏上显示的产品数量计算应支付的总数量。用户每次按Enter键，产品的总数量增加一个单元。用户可以按Mode键进入SETUP模式，并按↑↓选择VIEW模式。

在SETUP模式，将设置从机工作参数，包括人员数量、产品编码、序列ID编码和类似信息。对每个参数来说，显示器将显示当前的编码并将提示用户输入新的编码。在输入新的编码之后，用户按Enter键，从机校验新输入的编码。如果它是一个有效编码，设备将该编码设置为当前编码。如果不是，则显示错误信息。在完成参数设置之后，用户将使用Mode键切换，以便于设置其他参数。

为了能看到参数，例如雇员编号、产品编码、序列ID编码、系统的频带、设备的地址以及类似信息，用户可以使用VIEW模式。但是这种模式仅仅显示信息，不允许用户改变参数。

下面描述从机的一些模式和参数。

当设备启动时，LCD屏将显示徽标，比如“iTADA”。

当设备在正常运行模式时，它将显示信息，比如雇员编号、产品编码和序列ID编码。当切换到SLEEP模式时，屏将关掉。

当产品超过极限时或者按压Enter键之间占用了过长的时间时，从机能提供报警。已经从中心设置了两次连续按压Enter键之间的时间。如果雇员在多个从机上工作，还允许在单个从机上或者在所有的从机上观看工资数。如果从机在预定的时间没有运行，它将自动进入到SLEEP模式。当按任意键时，设备将重新启动。它将根据预设的时间再次周期地显示产品信息。在切换变化时，系统将自动改变支付系数。通过输入/输出装置，例如键盘和屏幕可以改变设备参数。参数的设置可以分配给管理员和用户权限。在管理员权限下，可以设置参数，比如频带、地址、和SLEEP模式的时间、管理和用户口令，以及英语-越南语之间的切换界面和改变时间等等。在用户权限下，可以设置雇员编码、产品编码和序列编码、用户口令等等。

在开机准备运行时，从机将进入NORMAL模式。要进行生产的队列之前，工人必须声明他们的ID号码、产品的ID编码(产品号码)、要被工作的产品的序列ID编码。

在完成生产序列之后，工人应该对系统按Enter键以记录结果。屏幕将显示包括逐单位增加的产品的总数量。从机将向中心发送数据(雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码、产品数量等等)。

一旦按了Enter键，总产品将逐单位地增加，因此总数量也将变化(根据工作序列的单元成本)。

根据实施每个生产序列所需的时间，在较长或者较短时间周期之后，Enter键都是有效的。比如，如果生产序列A能够在最快的20秒时间内完成和在最慢的40秒时间完成，那么短于20秒的时间周期(在设置程序时从最后敲击输入或者退出的时间)将导致Enter键失效。仅仅在从第20秒开始的周期内Enter键才将变得有效。但是如果在40秒之后还没有成品(也就是，还没有按“Enter”)，将发出警告声音，提醒用户他们的计时太慢了。

在上述系统中，靠近工人安装从机。在工人完成序列/产品之后，他们能及时记录他们的生产结果。

但是如果这是全部，那么系统将仅仅包括一个通讯通道。Enter键的按压是工艺移动的识别，基本上是占用时间的。正在进行的操作链中断，雇员要分散精力，这意味着劳动生产力的降低。工人可能忘记按“回车”，或者可能不喜欢按它，或者也许是等完成几个产品之后，然后他们可能再按它几次，这将更容易导致错误。这意味着，对于工人来说这个设备变成了骚扰设备，由于占用时间按“回车”而降低了生产率。

然而，在从机的屏幕上，将显示第二个记录的数量。这将是工人已经接近到那个点的数量(＝单价×数量)。这就证实了有第二个通讯通道，其中系统和工人交互(为了做到这点，工程部门和管理部门必须确定每个序列产品的单价，必须对系统进行编程以监控每一序列所占用的标准时间，以便于避免工人重复按压，或者不真实的按压)，以帮助工人实时正确地自评估他们的劳动生产率以及他们挣到的收入。以这种方式，当完成产品序列时工人按键可能不能被看做是不必要的移动，而是更应看做要享受的体验。

在本发明的另一个实施例中，从机和中心以主从结构(Master/Slave)连接，其中该系统还可以包括主设备(Master)，其主要用于连接、控制、从受主设备控制的从机(Slave)收集信息，并将收集到的信息发送给中心。每个从机有唯一的识别码(Slave ID)以有助于主设备识别它。通过识别码(Master ID)给每个主设备分配地址。中心将通过主设备的识别码(Master ID)监控主设备的行动。

同时，中心将所有的信息发送给服务器以存储和处理。中心包括：微控制器，其可编程的去处理从主设备和服务器接收到的信息，和服务器通讯的RF发送器/接收器。

在另一个实施例中，本发明的系统还包括转发器(Repeater)，当中心和主设备相距太远时(以及超过容量范围之外)使用该转发器，其目的是在主设备和中心之间转传信号。对包括微控制器的转发器编程以处理从主设备接收到的或者来自其他转发器和来自中心以及RF发送器/接收器的信息。

根据本发明，上述系统中的方框，使用433Mhz频带，通过无线数据发送技术，能反过来响应彼此的相互交互。

根据本发明的上述实施例，服务器可以以生产管理中使用的不同功能及时和重复地接收、收集、分析并响应从机(放置在工人的车间中的设备)之间的相互数据发送、管理数据、图形生成以及包括工人工资的产品当前生产状态，以及生产进度表。

根据本发明的上述实施例，服务器能够发送已经完成的产品数量和对应于从机的工人的工资的数据，使得工人可以实时地精确检验他们的工作业绩和他们收入。

另外，一旦和顾客签署了合同，将把数据以参数的形式输入，起始时间、数量、单价、总量、顾客名字、产品ID编码和合同编码以及其他细节…这是静态数据。在合同下一旦生产开始了，也就是，当雇员按了顾客编码的确认，在实时的进展中将立即显示合同的实现，其中对于顾客产品反应出工厂的相应收益。同时，界面还显示出涉及产品ID编码、订单和顾客的雇员工资的直接费用。静态和动态数据(实时的)的比较展示了涉及订单和用于生产管理的其他参数的进展、利益和损失。管理者和顾客可以，比如可以通过网点，实时、远程的访问服务器上的所有数据。以这种方式，根据本发明的系统可以帮助顾客、管理者和雇员访问有关生产成果、工人的业绩，带来的实时生产出的成品的信息交换。这产生了透明性并确保了生产过程中涉及到的所有人的权利，以帮助有效地应对生产过程中经常发生的内部矛盾。

而且，服务器还支持如下所述的很多附加功能。

自动删除输出的数据，其用于自动清除启动一个新的工作日时在从机中输出的。

删除每个所选工作站的输出数据，其功能是允许选择需要被删除的雇员的ID编码(站代码)，然后删除所选工作站的输出。

另一个附加功能，其允许将主设备加入到系统中，以及将附加的从机加入到由主设备管理的群中。

删除功能，其允许任何或者全部从机的移除。

输出功能允许在雇员的列表上或者在产品ID编码上显示薪水和工资。

输出功能允许以产品代码、生产线、以及天/月/年显示产品，并能看到任何产品线的生产数据。

本发明还提出了生产管理方法，借助于无线数据传输技术实时的进行信息的交互交换以改善生产。该方法以下步骤：

在工人所在的地方安装具有不同识别码的从机，以收集、发送和接收信息；

工人在从机上输入产品序列完成之后立即输入信息(例如，雇员ID号码、产品ID编码、和产品数量)；

发送服务器上输入的和每个工人有关的信息(例如，雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)，以记录他们的劳动成果；

由服务器收集信息，并在服务器界面的屏幕上显示该信息，以有助于管理者监督、监控和以灵活的方式调整生产进度表。

在一个实施例中，根据本发明的方法还有利于工资计算和关于生产的工资核对的程序，这使得更简化并避免了生产中的错误，有助于提高和增加生产率。

根据本发明的另一个实施例，该方法还允许从从机终端设备到相应的主设备，发送每个工人相关的信息(例如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)。

根据本发明的另一个实施例，该方法还允许发送和每个工人相关的信息(例如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)，其中该信息是在所有的主设备和中心距离很远(并超过了它们的范围)的情况下，主设备从转发器接收的。

根据本发明的一个实施例，上述方法是将和每个工人相关的信息(例如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)从主设备或者转发器发送到中心。

根据本发明，上述方法将和生产系统有关的所有信息(例如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)从中心发送到服务器，以被处理和存储。

根据本发明的实施例，上述方法在433Mhz频带使用有线或者无线数据传输技术。

本发明还提出了一种生产线中的工人直接参与的劳动生产率控制方法。该方法包括以下步骤：

在安置有工人的地方安装具有不同识别码的从机，以便于收集和发送、接收信息；

工人输入产品序列完成之后立即在从机上输入信息(例如，雇员ID号码、产品ID编码、和产品数量)；

将和每个工人相关的输入信息(例如，雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到服务器上，以记录他们的劳动成果；

由服务器收集信息，并在服务器界面的屏幕上显示该信息，以有助于管理者监督、监控和以灵活的方式调整生产进度表，以及

将每个工人到当前时间已经完成的产品的数量信息，和来自服务器的相应总量发送到从机，允许每个工人实时地准确地自查和评估他们收入的劳动生产率。

根据本发明的一个实施例，该方法还支持和产品有关的工资计算和工资核对的程序，这使得生产更容易，并限制了生产中的错误，提高和增加了生产率。

根据本发明的另一个实施例，该方法还允许将关于每个工人的信息(例如，雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)从从机的发送到所有相应主设备。

根据本发明的另一个实施例，该方法还允许，在主设备和中心相距很远的情况下(并超出了能力范围)，将主设备接收到的关于每个工人的信息(例如，雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到所有转发器。

根据本发明，上述方法就是用于将有关每个工人的信息(例如，雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)从主设备或者转发器发送到中心。

根据本发明，上述方法将有关生产系统的所有信息(例如，雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)从中心发送到服务器，以被处理和存储。

根据本发明的另一个实施例，上述方法在433Mhz波段中使用有线或无线数据传输技术。

本发明可以用于实时收集来自生产线的生产数据，并将收集到的数据进一步分析以识别生产过程中出现的问题和错误，并还可以简化计算工资的统计程序。服务器可以显示生产进度表数据，这允许管理者在任何时候使用信息。因此，调整生产进度表的决定将变得更精确和及时，并将减少生产中相应而生的风险，有助于生产管理，改善了管理效率。总之，应用该系统将类似于照相机，记录整个时间周期内生产线的生产过程。管理者和工人将能够彼此交互，并使管理过程一致和连续。

而且，为了改善来自主设备的数据更新的速度，去除掉对距离的限制，以有助于扩大和最小化对附加设备的需求。本发明还提出了如图2和3所示的可替换方案。

如图2所示，如下配置根据本发明的第二个实施例的生产管理系统。在生产线的每个工作站上安装从机。将从机配置成群组，每个群组受主设备(Master)管理。每个主设备将管理大约100个从机。可以通过有线或无线，例如，使用433MHz波段的RF，在主设备和相应的从机之间建立连接。主设备将连接、控制，并在主设备管理下收集来自从机的信息，并将收集到的信息发送到服务器。在该实施例下，主设备和服务器之间的数据传输将通过基于可用的蜂窝网络的GPRS。按照这种选择，可以将来自主设备的数据迅速地发送到服务器，这将更快地更新数据。该系统将更适合一个大工厂或者一组工厂，他们将不需要在一个位置，因为对距离没有限制。该服务器可以和安装在工厂中的系统分开设置。该实施例还将最小化对附加设备的需求，以及缩短了系统的调制时间。

图3示出了根据本发明的第三个实施例的生产管理系统。该系统结构选择类似于第二个实施例中的系统。然而，不像第二种选择，而是用wifi代替GPRS，在主设备和服务器之间建立发送数据的连接。每个主设备将管理大约100个从机。

为了更好的理解系统的操作，下一部分将更具体地描述协议的功能部件，以及根据本发明的系统的部件之间的连接。

第一，将描述操作中心；

启动之后，服务器将BEGIN指令发送给中心，以查询和启动主设备。中心必须有在其管理下的MasterID，使得可以进行查询程序。如果中心没有管理MasterID，它将不得不需要在系统中发送所有服务器的MasterID。

如果中心接收到除了BEGIN指令之外的任何指令，它将扫描所有的主设备。然后中心将退出查询程序。在退出该状态之前保存中心扫描仪的结果。当服务器需要重启扫描仪时，那么中心将重新扫描下一主设备。

中心从主设备接收数据的时间将依赖于字节STATUS，这将由每个从机的状态数据来决定。比如，如果STATUS＝0，那么接收到的信息通常将是由两个从机数据构成的数据。当STATUS＝1时，(从机的)数据将包括来自从机的旧的和新数据。对于STATUS＝1的情况，服务器必须将SETUP指令发送到主设备。

接下来，将描述服务器和中心(没和主设备通讯)之间的RF协议。

当服务器请求中心启动扫描或者查询所有的主设备时，服务器将通过“BEGIN”数据包(如图6A所示的5字节长度)向中心发送请求。中心以图6B所示的内容发送响应数据包，其中确认(ACK)具有MasterID，或者如果对于中心没有MasterID扫描或者查询，那么它报告错误信息(ERR_MASTER)。

为了终止扫描主设备，服务器以图7A所示的4字节(“EXIT”)向中心发送请求来停止扫描。作为响应，中心如图7B所示发送应答(“EXIT”)。

当服务器以图8A所示的5字节(“RESET”)向中心发送删除请求时，服务器可以请求删除受到中心管理的所有Master ID。中心如图8B所示进行答复，以确定成功删除(ACK)或者返回错误信息(ERR_EEPROM)通知服务器关于EEPROM错误。

Master ID可以由服务器进行更新并发送给中心。为了做到这点，服务器如图9A所示向中心数据包发送，其中“I”代表更新指令，SUM_M是发送到中心的MasterID的总数量，ID_M1…ID_Mn是主设备的MasterID。中心设备以图9B所示应答，在错误的情况下，如果没有可以被记录的MasterID或者EEPROM，那么请求对各个MasterID复位。

服务器还删除中心管理的MasterID。当服务器和中心如图10A和10B所示发送数据包时，可以看出的是，这个数据包的格式类似于图9A和9B所示的数据包，除了首字节是“D”，对应于删除指令。

为了观察中心管理的MasterID，服务器如图11A所示向中心发送VIEW指令。作为响应，中心发送MasterID列表，它在图11B所示的数据包中管理。

在下一部分中，将描述在服务器和中心与主设备之间通讯情况的RF协议。

在成功扫描主设备之后，中心将向服务器发送数据。当STATUS＝0时，在图12A中以60字节的数据包长度示出数据包格式。当STATUS＝1时，在图12B中示出数据包格式，数据包长度是56字节。SUM_PK代表中心已经接收到的数据包的总数量。TOTALx代表标记为x的从机的总产量；TOTAL＝0xFFFF意味着主设备和从机是断开的。STT代表发送给服务器的数据的顺序，每次以1开始并以1递增。

当STATUS＝2时，如图12C所示，它要求服务器发送很多从机上整个一天里和雇员工作有关的总数量。特别地，SUM_PK＝STT＝1，数据包长度是59字节。当中心没有接收到来自主设备的任何数据包时(暂停时间)，那么它将以SUM_SL＝0、STT＝0xFF发送数据包。当中心接收数据包，但是主设备没有管理任何从机时，中心将以SUM_SL＝0、STT＝0向服务器发送数据包，如图12D所示。

分别在图13A、图13B和图13C中示出，从服务器发送到中心的数据，包括三大类：对从机设置参数(TYPE＝0x51)、超出指定极限的警告(TYPE＝0x56)，和一天中的总数量(TYPE＝0x57)。当ADDR_M＝0时，系统没有设置状态、超额的警告或者总数量，并且中心不得不退出接收程序。STT代表服务器发送到中心的数据包的数量。每一次尝试将以1为单位减少到1。对于发送总量的指令，因为主设备应当只发送一个数据包，因此服务器也将仅发送一个数据包(STT＝1)。

为了设置切换和支付系数，如图14A所示，服务器向中心发送数据包，其中RATIO是切换的支付系数(RATIO＝支付系数*10)。如果SUM_M＝0，中心将数据发送给中心管理的所有的主设备。如果SUM_M是0之外的数，则中心将以MAX n＝15的主设备发送包含在数据包中的主设备的地址。为了响应，如图14B所示，中心将向服务器发送响应，其中SUM_ERR＝0表示对所有主设备的切换设置是成功的。ERR-TIMEOUT：0x03表示中心和主设备之间的暂停时间。两个字节License＝0x00。ERR_NAK_MASTER：0x04表示主设备发送NAK。ERR_SYN_MASTER：0x05表示中心不管理这个主设备。

为了删除主设备管理的所有Slave ID，服务器向中心发送如图15A所示的数据包，以及如图15B中所示的来自中心的响应。尤其是，SUM_ERR＝0表示对于所有主设备的设置是成ERR-NAK-MASTER：0x03表示中心和主设备之间的暂停时间。2字节License＝0x00。ERR-NAK-MASTER：0x04表示主设备发送NAK。ERR_SYN_MASTER：0x05表示中心不管理该主设备。2字节License＝0x00。ADDR-Mn：n<15。

对于主设备上的附加从机，如图16A中所示，服务器向中心发送数据包，其中SUM-M是下降的总MasterID、SUM-S是下降的总SlaveID。作为响应，如图16B中所示，中心向服务器发送响应，其中SUM-ERR＝0表示对于所有主设备的设置是成功的。ERR-TIMEOUT：0x03表示中心和主设备之间的暂停时间。2字节License＝0x00。ERR_NAK_MASTER：0x04表示主设备发送NAK。ERR_SYN_MASTER：0x05表示中心不管理该主设备。2字节License＝0x00。ADDR_Mn：n<15。

为了从主设备去除掉从机，如图17A中所示，服务器向中心发送数据包，其中SUM-M是下降的总MasterID、SUM-S是下降的总SlaveID。作为响应，如图17B中所示，中心向服务器发送响应，其中SUM_ERR＝0表示对于所有主设备的设置是成功的。ERR-TIMEOUT：0x03表示中心和主设备之间的暂停时间。2字节License＝0x00。ERR_NAK_MASTER：0x04表示主设备发送NAK。ERR_SYN_MASTER：0x05表示中心不管理该主设备。2字节License＝0x00。ADDR_Mn：n<15。

接下来，将描述主设备的数据发送协议。

根据本发明的系统中的主设备将执行基本的功能，例如，从从机读取数据、对于从机的参数设置，和从从机向服务器发送数据，并接收来自服务器的设置。为了给从机配置参数，主设备具有为从机配置参数的数据库。如果参数有变化：雇员名单列表、产品编码、工作时间和支付系数，那么，主设备中的数据库相应发生变化。通过服务器自动地整体或者半自动进行主设备中数据库的更新，其中管理员从服务器拷贝数据库并更新主设备。

下面将描述在主设备和中心/服务器之间使用RF传输数据的一些协议。

当中心读取来自主设备的数据时，中心将在图18A中的指令中所需的数据发送给主设备。如果没有需要设置的从机，那么，主设备将发送如图18B所示的响应，其中Length＝60，STATUS＝0，N是用于传输的剩余数据包的总数量，下降到1(主设备每次最多发送02从机的数据)。

如果没有从机需要设置，那么主设备将向中心发送如图19A所示的请求，其中STATUS＝1是设置数据包的指示器状态。中心向从机发送参数设置指令，如图19B所示。在产品超额的情况下，中心将向所有主设备发送如图19C所示的警告。

当主设备在一天接收到看到雇员总数量的指令时，它将发送请求数据包，如图20A所示。如图20B所示，中心进行响应。

中心还可以管理主设备的从机。通过向主设备发送如图21A所示的删除指令，以及主设备发送如图21B所示的响应，中心还可以删除掉受主设备管理的所有的从机。通过如图22A和22B所示的中心和主设备之间的通讯数据包，中心还可以删除来自从机列表的主设备管理的指定从机。为了将从机加入到主设备，中心传输如图23A所示的指令，以及主设备如图23B所示地响应。

为了更新切换启动时间，和对应于主设备的支付系数，中心向主设备发送图24A所示的指令，以及主设备发送如图24B所示的响应。

下面将描述在主设备和从机之间以RF进行的协议数据发送。

当主设备从从机读取数据时，设备将如图25A所示向从机发送数据请求指令。如果从机不需要任何设置，它则如图25B所示响应。

如果从机需要设置，那么它向主设备发送如图25C所示的请求，其中STATUS＝1表示设置数据包的状态。

当接收一天中雇员的总数量的请求时，从机向主设备发送如图25D所示的数据包的请求。

主设备能对从机进行如下所示的所有设置。在图26A中示出主设备发送设置的指令，其中“Employee Name”对应着设置数据包。

主设备通过发送图26B所示的指令，向从机设置切换时间和支付系数，其中切换的启动时间：HH：小时(压缩的BCD)，MM：分钟(压缩的BCD)，RATIO：切换的支付系数(支付系数*RATIO＝10)。例如，1.5*10＝15。在图26C中示出从机的响应，其中由于启动了设置数据包的发送而没有接收到数据包接收的确认，如果暂停时间过了，那么认为设置已经失败了。

通过发送图26D中的指令，主设备在从机中设置所有的产品限制警告(NAK)，以警示工人，当产品超过指定的限度时，包括在“一天”中制造的“SP”是达到警告时间的产品总数。“总产品超额”是产品产量的全部超额超过了指定的限度。

当主设备通过图26E所示的指令向所有从机发送一天中制造的总钱数时，那么从机没有必要对主设备响应。

主设备和中心/服务器还可以通过GPRS协议彼此通讯。下面将给出主设备和中心/服务器之间的数据发送协议的一些示意性实施例。

主设备向服务器发送数据：

ddMMyyhhmmss；License_M；License_1：ID_STAFF：ID_PRODUCT：ID_PHASE：TOTAL；License_S2：ID_STAFF：ID_PRODUCT：ID_PHASE：TOTAL；\n

尤其是，如果TOTAL是x，那么这意味着，如果工人执行了新的序列，服务器必须更新从机的产品。如果TOTAL是不同于x的数值，数据是正常的。

例如：

121211；1；1；0000000001；HN012；15；120；5；0000000002；HN012；13；120：6：0000000002：HN012：100：x；\n

主设备可以更新服务器中的数据。为了产品更新，主设备以下面的结构将当前从机的产品发送到服务器。

SP；ADDR_S：STAFF_NAME：TOTAL；ADDR_S：ID_STAFF：ID_PRODUCT：ID_PHASE：curTOTAL，W；ESP\n

其中：

SP：代码。

ESP：指令代码的终止。

STAFF_NAME：刚好已经设置的在Slave地址上的雇员名字。

TOTAL：当前产品的总量。

curTOTAL：超过当前从机的产品总量。

W：超过指定限度的产品的数量。

在数据包中没有字母\n或者r，仅仅在数据包的结束处有\n。

为了更新主设备管理的从机列表，服务器以下述结构向主设备下传整个文件SlaveList-Mx.txt。

SL；NUM_S；ADDR_S；ADDR_S；ADDR_S；ADDR_S；ESL\n

SL：代码。

ESL：指令代码的终止。

NUM_S：是Master*管理的总Slave。

ADDR_S：Master*管理的Slave的地址。

比如：

SL；10；1，2，3，4，5，6，7，8，9，12；ESL\n

为了对主设备更新时间和支付系数，服务器以下述结构向主设备下发Tg-HSL.txt。

TG，h：m：sl\tRatio1；h：m：s2\tRatio2；h：m：s3\tRatio3；h：m：s4\tRatio4；ETG\n

TG：代码。

ETG：指令终止。

h：m：sl：切换1的启动时间。

Ratio1：切换1的支付系数。

h：m：s2：切换2的启动时间。

Ratio2：切换2的支付系数。

h：m：s3：切换3的启动时间。

Ratio3：切换3的支付系数。

h：m：s4：切换4的启动时间。

Ratio4：切换4的支付系数。

在向下发送之前，支付系数应当必须乘以10。例如，切换1支付系数是1，时间Ratio1＝10，启动时间在8:30:00，切换2支付系数是1.5，Ratio2＝15并在16:10:00启动，然后指令将是：

TG；8:30:00\t10；16:10:00\T15；ETG\n

为了观察雇员的总数量，主设备向服务器发送：

LddMMyy；License_M；License_1：ID_STAFF；License_2：ID_STAFF；License_:3：ID_STAFF；\n

然后，服务器编译该数量，并将该数量发送回主设备：

MONEY；ADDR_S1：ID_STAFF：MONEY；ADDR_S2：ID_STAFF：MONEY；ENMONEY\n

本发明的有益效果

在生产线的每个工作站安装从机(Slave)能够使工人记录业绩结果并允许他们在生产过程中的管理中起到更积极的作用。而且，使用实时的劳动生产率和收入的自检，通过在从机上显示他们已经挣到的工资数量，系统和工人的交互对于工人是一种激励，从而增加劳动生产率。

已经记录的生产实践表明，很多工人自动地在常规所需的时间之前完成工作，并且他们一来到工厂就想进入到他们的工作站，而不是闲谈或者社交。工人更关注于他们的生产序列，以便于利用他们输入的结果(在Slave上按Enter)。有一个包括整个工厂的更积极的工作氛围，并且劳动生产率得到明显提高。

本发明带给生产过程和产品统计的其他益处已经由工人实现了，他们在自己生产产品本身的同时在中心发送数据，以管理和克服之前手动记录的，在生产进度表的报告统计中的延时和误差。和引入该系统之前的相比，该过程已经使得管理过程日益协调一致和连续。

在应用该系统之前，工人手动自记录他们的生产率，直到报告他们的业绩，当他们报告到线管理员核对之前报告到业绩监控部门时，通常晚于当天。该单元允许生产过程报告进入接收该报告时的生产过程，以便于增加稍后和待定时间的生产过程的图片。

根据生产的过程报告，管理者然后可以决定调整生产。该过程在规定的时间可以反复地重复。在某时间周期内，可以仅仅对该生产过程编译。管理生产过程和管理的产品不是连续和一致的，最简单的原因就是，管理者没有关于生产过程的最多数据信息，因此他们不能做出决定来精确地调节他们的生产进度表。

接下来是在每个生产序列中系统的实施，工人在生成成品时经常地对系统更新，软件和系统不断地更新数据，以允许生产管理者在任何时间使用它们。

因此，调节生产进度表的决定更精确、更及时、减轻了生产中的风险、有助于生产管理并改善了管理效率。更宽泛地说，在生产过程中系统的应用，如同随时间记录生产线的照相机。管理者和工人能够彼此相互关联，并使得管理过程一致和连续。

借助于设计成适用于在不同生产规模的工厂中使用的方式，通过无线数据发送技术连接，本发明的监控系统和与其相关的相互关联。在工厂不需要线连接，并且系统不需要改变已经有用的基础结构。他们很容易安装并提供高度的灵活性。

上面根据本发明的一些实施例描述了本发明。本领域普通技术人员可以进行任何所需的改变和多种等同的替换，以便于在不超出权利要求书所述的原始宗旨的范围内的方式下实现本发明的目的。因此，上面提到的说明书和所提供的实例仅仅只是说明的目的并不构成对其的限制，上面提到的所有的变形和可能的替换都应当理解为落在本发明的范围之内。也就是，根据权利要求书的范围，本发明的说明书应当是解释性的，以便于包含任何的改变和替换。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种应用在生产线中的监控系统，包括：

安装在生产线的每个工作站上，对用户输入/输出数据的从机，和从服务器发送/接收数据的连接装置；

中心具有对整个系统的监控功能，包括在服务器和从机之间进行的控制连接和数据传输；

服务器从从机收集数据，对接收到的数据处理和分析用于生产管理，并将数据回传到从机；

以配置主/从设备(Master/Slave)的结构连接从机和中心，并且该系统还包括主设备(Master)，其目的是在主设备的管理下，连接、控制和收集来自从机(Slave)的信息，并将收集到的信息发送到中心，每个主设备有使用识别码(MasterID)的地址；

其中，在每个生产站点的从机建立对应于工作站的预定时间周期，并且当报告序列完成的两个连续输入数据之间的时间间隔等于或者大于预定时间时，仅仅能进行由用户输入报告序列完成的数据。

2.根据权利要求1的系统，其中从服务器向从机发送对已完成序列的数量的反馈数据，以在显示装置上显示，以及工人已经完成的实时支付的总数量，这要根据单价和产品数量来计算，这将在工人每次输入报告序列完成的数据时在屏幕上显示。

3.根据权利要求1的系统，其中以配置主/从设备(Master/Slave)的结构连接从机和中心，并且该系统还包括主设备(Master)，其目的是在主设备的管理下，连接、控制和收集来自从机(Slave)的信息，并将收集到的信息发送到中心，每个主设备有使用识别码(MasterID)的地址。

4.根据权利要求1的系统，其中该系统还包括转发器(Repeater)，在主设备和中心之间的距离较远并且超出了范围的情况下，其用于在主设备和中心之间传递信号。

5.根据上述任一权利要求的系统，其中使用433Mhz频带，通过有线或者无线数据传输技术，可以连接系统中的设备。

6.根据上述任一权利要求的系统，其中当超过预定时间周期而没有输入报告序列完成的数据时，报警音将发出声音提醒工人。

7.根据上述任一权利要求的系统，其特征在于工人用踏板机构通过按压踏板输入数据。

8.一种生产管理的方法，以有线或无线传输技术实时进行信息交互交换，以改善生产，该方法包括下述步骤：

在雇员的各个工作站点安装具有识别码的从机(Slave)，以输入、发送和接收以及交换信息；

在工人完成产品之后立即输入信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)，并在从机上输入；

将每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到系统的服务器，以记录工人劳动的结果；

通过服务器收集信息，并在服务器的界面的屏幕上显示该信息，以便于帮助管理者监督、监控和以灵活的方式调节生产进度表。

9.如权利要求8的方法，其中还提供了对于工资计算的支持，以及基于生产的工资核对更容易，并限制了生产中的错误，并提高和增加了生产率。

10.如权利要求8的方法，其还包括将每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)从从机发送到全部相应主设备的步骤。

11.如权利要求8的方法，其还包括在主设备和中心在较远距离(超过范围)的情况下，将主设备接收到的每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到转发器的步骤。

12.如权利要求11的方法，其还包括将每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)从主设备或者转发器发送到中心的步骤。

13.如权利要求11的方法，其中该方法还包括将来自中心的生产系统的全部信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到服务器以存储和管理的步骤。

14.根据前述任一权利要求所述的方法，其中在433Mhz频带，使用有线或者无线传输技术，在设备之间进行数据传输。

15.在生产线中通过工人直接参与对劳动生产率核对的方法，该方法包括步骤：

在工人的各个工作站点安装具有识别码的从机(Slave)，以输入、发送、接收和交换信息；

在工人完成产品之后立即输入信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)，并在从机上输入；

将每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到系统的服务器，以记录工人劳动的结果；

通过服务器收集信息，并在服务器的界面的屏幕上显示该信息，以便于帮助管理者监督、监控和以灵活的方式调节生产进度表，以及

将关于每个工人到当前时间为止已经完成的产品数量以及对应的总量的信息从服务器发送到从机(Slave)，以便于帮助工人实时正确地自核对他们的生产率和他们的收入。

Claims (14)

1.一种应用在生产线中的监控系统，包括：

安装在生产线的每个工作站上，对用户输入/输出数据的从机，和从服务器发送/接收数据的连接装置；

中心具有对整个系统的监控功能，包括在服务器和从机之间进行的控制连接和数据传输；

服务器从从机收集数据，对接收到的数据处理和分析用于生产管理，并将数据回传到从机。

2.根据权利要求1的系统，其中在每个生产站点的从机建立对应于工作站的预定时间周期，并且当报告序列完成的两个连续输入数据之间的时间间隔等于或者大于预定时间时，仅仅能进行由用户输入报告序列完成的数据。

3.根据权利要求1的系统，其中从服务器向从机发送对已完成序列的数量的反馈数据，以在显示装置上显示。

4.根据权利要求1的系统，其中以配置主/从设备(Master/Slave)的结构连接从机和中心，并且该系统还包括主设备(Master)，其目的是在主设备的管理下，连接、控制和收集来自从机(Slave)的信息，并将收集到的信息发送到中心，每个主设备有使用识别码(MasterID)的地址。

5.根据权利要求4的系统，其中该系统还包括转发器(Repeater)，在主设备和中心之间的距离较远并且超出了范围的情况下，其用于在主设备和中心之间传递信号。

6.根据上述任一权利要求的系统，其中使用433Mhz频带，通过有线或者无线数据发送技术，可以连接系统中的设备。

7.一种生产管理的办法，以有线或无线传输技术实时进行信息交互交换，以改善生产，该方法包括下述步骤：

在雇员的工作站点安装具有识别码的从机(Slave)，以输入、发送和接收以及交换信息；

在工人完成产品之后立即输入信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)，并在从机上输入；

将每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到系统的服务器，以记录工人劳动的结果；

通过服务器收集信息，并在服务器的界面的屏幕上显示该信息，以便于帮助管理者监督、监控和以灵活的方式调节生产进度表。

8.如权利要求7的方法，其中还提供了对于工资计算的支持，以及基于生产的工资核对更容易，并限制了生产中的错误，并提高和增加了生产率。

9.如权利要求7的方法，其还包括将每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)从从机发送到全部相应主设备的步骤。

10.如权利要求9的方法，其还包括在主设备和中心在较远距离(超过范围)的情况下，将主设备接收到的每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到转发器的步骤。

11.如权利要求10的方法，其还包括将每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)从主设备或者转发器发送到中心的步骤。

12.如权利要求11的方法，其中该方法还包括将来自中心的生产系统的全部信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到服务器以存储和管理的步骤。

13.根据前述权利要求7至12的任一项所述的方法，其中在433Mhz频带，使用无线或者有线传输技术，在设备之间进行数据传输。

14.在生产线中通过工人直接参与对劳动生产率核对的方法，该方法包括步骤：

在工人的各个工作站点安装具有识别码的从机(Slave)，以输入、发送、接收和交换信息；

在工人完成产品之后立即输入信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)，并在从机上输入；

将每个工人的信息(比如雇员ID号码、产品ID编码、序列ID编码和产品数量)发送到系统的服务器，以记录工人劳动的结果；

通过服务器收集信息，并在服务器的界面的屏幕上显示该信息，以便于帮助管理者监督、监控和以灵活的方式调节生产进度表，以及

将关于每个工人到当前时间为止已经完成的产品数量以及对应的总量的信息从服务器发送到从机(Slave)，以便于帮助工人实时正确地自核对他们的生产率和他们的收入。