CN105867337A - 一种背光模块自动化产线的管理系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背光模块信息化产线的管理系统，包括控制器系统和生产信息收集系统，所述控制系统包括PLC控制器，所述PLC控制器双向电连接有人机接口单元、数据服务器和信息储存单元，所述PLC控制器的输出端电连接有监控屏幕，所述控制系统双向电连接有可视化管理模块，所述生产信息收集系统包括单片机，所述单片机的输入端电连接有红外线遮断装置和人数统计模块，所述单片机的输出端电连接有签核单元、警报装置和紧急报停模块，所述紧急报停包括的输出端分别电连接有组装机、贴膜机、喷码设备和AIM/AOI自动检测设备。本发明整合生产及质量信息的功能强大，可大幅提升生产效率并降低生产成本，在背光产业具有代表性的特点。
Description
技术领域
本发明利用既有的生产信息管理程序及技术，并结合新型的背光模块AOI及AIM自动检测技术，具体成为一种可以实现提升生产效率、降低人工成本及无纸化车间管理的背光模块生产信息化、实时化的管理系统。
背景技术
随着消费性智能手机屏的需求增长及功能高速发展，身为主材料的背光模块的制造技术及自动化，其发展速度也跟着加快。在质量层面：产品需求无亮点、画质均一、窄边框甚至无边框、薄型化、高亮化、色调均一化；在成本上很多客户每月议价；在设备上根据客户的质量要求及成本压力下，必须导入自动的组装及贴片设备。虽然背光模块到目前技术面及设备面已经有那么多的进步及成长，但是生产信息化的管理技术一直是停滞不前，导致背光模块无法再进一步的提升生产效率、减少人员。另一方面则是随着社会的进步及对工作健康的要求，背光模块行业越来越难招募到发光检查的员工，该岗位流动性亦高，也因此直接影响到背光模块的出货质量的稳定性，直接产生巨额的质量失败成本。为此，背光模块发光检查自动化并且车间管理信息化成为技术研发的关注课题。
现有的背光模块工厂，站与站，线体与线体，车间与另一车间，各单位之间的信息是不实时、不畅通的，彼此之间只能用微信、电话进行询问，或者查阅手工账本，方能接收相互之间的信息，之后管理人员又要花费大量的精力对大量的信息进行分析，方能做出有效的管理行动，其实这种信息传递的延迟及不准确是一种迫于现况的浪费。其次，对于产出异常及制程质量异常通常无法实时发出警讯，经常做出很多不良品才发现，这是质量失败成本的浪费，无法实时发出警讯技术人员无法实时处理异常导致产线因质量问题而停线，因此造成等待的浪费。再来，计划人员如果可以实时、准确的知道背光模块车间的生产状态，则可以做出更好的计划调度，避免下游客户停线的浪费，也可以避免来料供应不足。
现有的背光模块工厂，对于车间基础生产信息的收集都是靠拉长或组长自觉地来回巡视收集生产信息，因此除了有信息不实时的情况，也有不准确的问题，靠员工每隔2小时在报表上填写生产报告也浪费人力及纸张，有了本发明的车间信息化系统及管理，可以施行无纸化管理，如此可以节省第一线主管人员的人力需求，也可以提升信息准确性。
观察目前背光模块行业于生产成本改善的瓶颈，经常在于品检人员、品检效率及质量失败成本居高不下，还有车间生产管理信息化不足导致各种形式的七大浪费。本发明则是为此瓶颈进行大幅的改善。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种背光模块自动化产线的管理系统及其方法，在于改善当前背光模块行业于生产成本控制、质量管理及生产管理的瓶颈。
本发明提供如下技术方案：一种背光模块信息化产线的管理系统，包括控制器系统和生产信息收集系统，所述控制系统包括PLC控制器，所述PLC控制器双向电连接有人机接口单元、数据服务器和信息储存单元，所述PLC控制器的输出端电连接有监控屏幕，所述控制系统双向电连接有可视化管理模块。
所述生产信息收集系统包括单片机，所述单片机的输入端电连接有红外线遮断装置和人数统计模块，所述单片机的输出端电连接有签核单元、警报装置和紧急报停模块，所述紧急报停包括的输出端分别电连接有组装机、贴膜机、喷码设备和AIM/AOI自动检测设备，所述组装机、贴膜机、喷码设备和AIM/AOI自动检测设备的输出端均与设备状态检测模块电连接，所述设备状态检测模块的输出端通过反馈模块与单片机电连接，所述单片机还双向电连接有PLC控制器、计时模块、计数模块和故障数据存储模块，所述计数模块和故障数据存储模块均与存储模块双向电连接。
一种背光模块自动化生产装置的管理系统使用方法，包括以下步骤：
S1、收集组装机、贴膜机的生产信息，分别为生产日期、生产型号、生产数量、换线次数、停机时间、停机次数、稼动时间、异常停机时间、异常停机次数；
S2、收集AOI及AIM设备针对产品判定错误的信息，分别为不良名称及不良数量，收集到AOI及AIM的判定错误信息后，可以设定不同的时间周期30分钟-60分钟，并统计该设定时段内的判定错误总数量，可以设定该时段错误总数量的上限值，如果高过该设定值，则该生产信息收集系统会与前段组装机及贴膜机通讯并使其停机及触动报警装置；
S3、收集到AOI及AIM的判定正确信息后，该生产信息收集系统会产生一个ID代码，并由AOI、AIM后的喷码设备对判定正确产品进行喷印，以将组装机、贴膜机及AOI、AIM所收集到的信息进行整合并产生报表。
一种背光模块全自动化的生产装置，包括：组装机，所述组装机、贴膜机、AIM/AOI自动检测设备和喷码设备，从左到右依次通过传输带固定连接。
优选的，所述AIM/AOI自动检测设备包括信息集中显示屏和两组CCD检测镜头，一组对产品进行正视角(90度角)发光质量检测，另一组对产品进行45度至30度角的检测。
本发明提供一种背光模块自动化产线的管理系统及其方法，能够实时、有效率、信息透明、准确、可以高效监控背光模块车间各项生产、质量、设备信息的系统及方法。运用此方法可以达到提高生产效率、大幅低减生产成本、人力的目的。
为了实现上述目的，本发明设计出一种背光模块车间生产信息收集及管理的系统，可以收集每个单元设备主要依序有组装机、贴膜机、AIM-1、AIM-2、AOI、喷码设备的信息并到主系统内的数据处理模块施行信息分析并输出关联报表、图表，可以藉由显示屏或打印机将经过分析处理过的信息输出
为了实现上述目的，本发明设计出一种系统报警机制，当出现产出数量落后、质量异常或者设备异常时会触发警报灯，超过时间没有排除异常时系统会通知至另一上层主系统或以邮件方式通知高层主管。该报警机制为了确认异常被有效的观察、分析及控制，当系统监测到异常时会造成整线停机及触发警报，系统会产出对话窗要求输入处理人员工号、异常原因、处置及对策后，方可以手动复机。超过时间没有回复代表异常没有排除时，系统会通知至另一上层主系统或以邮件方式通知高层主管。
本发明所提供的AOI(AutomaticOpticInspection)设备是利用CCD镜头及光学运算软件成为一种可以识别产品色度及亮度的质量检测系统，再搭配关联的自动化装置成为一种背光光学自动检测设备。
本发明所提供的AIM(AutomaticInspectionMachine，AIM)设备是利用CCD镜头及光学运算软件成为一种可以分析背光整个发光面的灰阶状态经由不良现象特征化的设定后，使得系统可以辨识发光数种不良列举有黑点、白点、线状不良、膜移位、亮边、灯眼等等的质量检测系统，再搭配关联的自动化装置成为一种背光光学自动检测设备。
本发明为了可以进行质量追溯，经AOI、AIM判定的良品会由后段的喷码设备进行喷码识别，识别信息为生产日期时间、型号、工单号、车间别、线别、色块、亮度及流水号，以及其他必须识别的内容。
附图说明
图1为本发明提出的一种背光模块自动化产线的管理系统示意图；
图2为本发明提出的一种背光模块全自动化的生产装置；
图3为本发明提出的一种背光模组发光品质自动检测流程示意图；
图4为本发明提出的一种影像处理步骤流程图；
图5为本发明提出的一种AIM自动检测系统可以识别的瑕疵示意图。
图中：1组装机、2贴膜机、3AIM/AOI自动检测设备、4喷码设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种背光模块自动化产线的管理系统及其方法，具体如下：
一种背光模块信息化产线的管理系统，包括控制器系统和生产信息收集系统，控制系统包括PLC控制器，PLC控制器双向电连接有人机接口单元、数据服务器和信息储存单元，管理者通过人机接口单元对系统进行访问和控制，PLC控制器的输出端电连接有监控屏幕，控制系统双向电连接有可视化管理模块。
生产信息收集系统包括单片机，单片机的输入端电连接有红外线遮断装置和人数统计模块，人数统计模块通过工人在线上进行签核来判断多少人在生产线上，单片机的输出端电连接有签核单元、警报装置和紧急报停模块，当数据产生异常时，由紧急报停模块控制设备进行报停，从而使系统使用更加安全，紧急报停包括的输出端分别电连接有组装机、贴膜机、喷码设备和AIM/AOI自动检测设备，组装机、贴膜机、喷码设备和AIM/AOI自动检测设备的输出端均与设备状态检测模块电连接，设备状态检测模块的输出端通过反馈模块与单片机电连接，设备状态检测模块配合反馈模块，对设备的工作状态进行反馈，方便系统对设备报停时间和工作时间进行统计，而且还方便对报停次数进行统计，单片机还双向电连接有PLC控制器、计时模块、计数模块和故障数据存储模块，计时模块配合计数模块对设备生产数量、换线次数、停机时间、停机次数、稼动时间、异常停机时间和异常停机次数进行统计，计数模块和故障数据存储模块均与存储模块双向电连接，故障数据存储模块均与存储模块方便使用者对系统的历史数据进行查询。
一种背光模块自动化生产装置的管理系统使用方法，包括以下步骤：
S1、收集组装机1、贴膜机2的生产信息，分别为生产日期、生产型号、生产数量、换线次数、停机时间、停机次数、稼动时间、异常停机时间、异常停机次数；
S2、收集AOI及AIM设备针对产品判定错误的信息，分别为不良名称及不良数量，收集到AOI及AIM的判定错误信息后，可以设定不同的时间周期30分钟-60分钟，并统计该设定时段内的判定错误总数量，可以设定该时段错误总数量的上限值，如果高过该设定值，则该生产信息收集系统会与前段组装机1及贴膜机2通讯并使其停机及触动报警装置；
S3、收集到AOI及AIM的判定正确信息后，该生产信息收集系统会产生一个ID代码，并由AOI、AIM后的喷码设备对判定正确产品进行喷印，以将组装机1、贴膜机2及AOI、AIM所收集到的信息进行整合并产生报表。
一种背光模块全自动化的生产装置，包括：组装机1，组装机1、贴膜机2、AIM/AOI自动检测设备3和喷码设备4，从左到右依次通过传输带固定连接。
AIM/AOI自动检测设备3包括信息集中显示屏和两组CCD检测镜头，一组对产品进行正视角90度角发光质量检测，另一组对产品进行45度至30度角的检测。
背光模块信息化产线的管理系统的第一阶，也就是最基本的生产线体。线体主要设备分别为组装机1、贴膜机2、AIM/AOI自动检测设备3和喷码设备4，设备间以流水线连接并配置6人，组装机1上配2人，1人放胶铁另1人放FPC。贴膜机2由1人放背光模块半成品。AIM/AOI自动检测设备3配2人，1人放检测产品及点灯；1人收不良及良品。
该生产信息收集系统可以并联将收集到的生产信息整合到背光车间生产管理主系统或者并联数个背光车间生产管理主系统，的生产信息收集程序基础的架构平台采用W公司的生产管理软件，工业应用系统软件的平台为I.A.S，生产过程监控软件为InTouch，数据库软件为MicrosoftSQLServer，或其他可以满足本系统需求的软件包，车间各管理层有一信息收集屏，由带线拉长、车间主管、部门部长、制造总监/副总、计划部门及总经理都可以透过信息收集屏实时监控车间生产信息。该生产信息收集系统会将收集到的各项信息区分3类分别为生产模块、质量模块及设备模块并产生报表，生产模块主要信息为生产日期、型号、数量、作业工时、布线人数，质量模块主要信息为生产日期、型号、良品数量、工单良率、各分类不良数量、各分类不良率，设备模块主要信息为生产日期、型号、稼动总时间、停机时间、换线次数、换线时间、故障时间、故障次数，该生产信息收集程序会纪录设备故障原因、质量异常处理人员工号、质量异常原因、质量异常对策，该生产信息收集程序支持在线签核功能，可以实现车间无纸化管理。
生产信息收集系统可以设定单位元时间内错误的数量为管制值，错误数高过该数值会触动报警装置并让组装机(1)及贴膜机(2)停机，该报警装置可以透过网线将信息传出，报警装置为设置在产线线体上的警报灯，触动报警装置后造成停机必须人工复机，系统会要求输入处理人员的工号、异常原因及异常对策，触动报警装置后造成停机后，会计算停机时间，超过设定时间而未复机，系统会透过网线或信号连接线，将停机信息发给车间管理最高主管或指定的装置。
背光模块信息化产线的管理系统的重要的技术应用，即是将AIM/AOI检测设备3应用于背光模块生产线并予以信息化，这是以往背光生产在线所未有的应用。该AIM/AOI检测设备可以将大部分的背光质量问题自动检测出来，并将质量信息实时、精准的回馈到背光模块信息化产线的管理系统。本系统可以实时、准确的收集并分析线体的生产良率，每小时计算一次不良率，假如不良率高于设定给系统的数值，则整条线体会自动停线并触发报警系统，线体前的警报灯会亮，并把信息传递给相关的管理人员。系统也会产生对话窗要求输入处理人员的工号、异常原因、及处置/对策，生产信息收集系统与AOI及AIM设备的通信接口相接并接收设备PLC控制器回传的信息，之后产出以下产品质量信息如下：生产日期、型号、检测数量、良品数量、各分类不良数量、各分类不良率。
本系统利用高分辨率(4K以上)的线性扫描CCD、影像撷取卡及图像处理/分析识别模块，将背光模块上的瑕疵识别出来并进行规格判定。本发明进一步改善可以自动检测、将检测信息进行分析及回馈及质量异常可自动报警。由于背光模块有些不良现象须以30至45度角可见，因此为了改善漏检率必须追加此检验工程。本发明进一步改善可以自动检测、将检测信息进行分析及回馈及质量异常可自动报警。
本实施例仅举9种常见的瑕疵进行说明，但是任何背光瑕疵可以经过本检测系统予以特征化后进行设定成为瑕疵的识别及判定的标准。具体作法为取一有背光瑕疵的"限度"样品放置于检测系统下，系统会利用拉普拉斯运算符进行影像强化，接着将正常区域的影像经人工确认后予以去除，留下瑕疵部分的影像，之后将瑕疵部分进行微小影像分割并让系统记忆该种瑕疵的长宽比、平均密度比和亮度比的差异成为该瑕疵的“特征”，经过此次的技术人员对于该瑕疵的特征设定后，该AIM检测系统则可以识别及判定该种背光瑕疵。
本AOI自动检测系统可以对待测的背光模块进行多点位置量测其辉度(亮度)、色度，而得到平均辉(亮)度、平均色度及均齐度的光学质量特性。本检测系统使用高画质SBIG(SantaBabaraInstrumentGroup)CCD摄影模块，影像撷取卡及图像处理/分析识别模块所组成。SBIGCCD影像原理可以将所拍摄影像大小以Pixel为基本单位，以数字化16位(16bit)表示可以组成接近全彩的65536色(一般黑白的灰阶影像为8bit数值为0至255)。系统会撷取及分析取点位置的数字信息再跟校正片的补偿值进行比对及转换产生出BM-7所测得的辉(亮度)值及x-y色度坐标值。本发明进一步改善可以自动检测、将检测信息进行分析及回馈及质量异常可自动报警。
AOI光学质量检测系统的操作。本系统可以量测背光模块的辉(亮)度、色度及均齐性的判定。其中包含校正模块，还有可以设定量测点、判定规格、设备参数设定、生成报表等功能。该可以显示实时的质量状态，统计某一时段(依使用者的设定而定)的时间、型号、投入数、产出数、良率、辉度不良数、不良率、色度不良数、不良率、均齐度不良数、不良率的信息，以及实时的检测信息。
当前工序作业员将AIM、AOI检测良品取出后，放置到流水在线，将触发一个红外线遮断器，此时系统会产生一个包含以下信息的喷码为：生产日期时间、型号、工单号、车间别、线别、色块、亮度及流水号，以及其他必须识别的内容。当良品背光通过第一个红外线遮断器并喷码后，在设定的时间内通过第二个遮断器，此时系统将纪录一个良品产出。由于正常状态下，AIM、AOI的检验漏判/误判率极低，因此透过本系统车间主管及计划部门可以实时知道产出良品数量的信息。本系统可以设定标准产能，如果设定的时间段产出低于设定标准，系统将会报警。
本背光模块车间自动化生产管理系统生产模块，可以经由用户的需求产生以下信息，线别、工单号、产品型号、标准产能、时间段产出、累计产出、良率、达标率等等：本系统可以依用户需求设定某时间段内所统计的资料，也可以生成生产日报表及分析图表。
本背光模块车间自动化生产管理系统设备模块，可以监控车间内各设备运形状态及产出是否落后的信息，并以用户设定的不同颜色代表不同的信息。
本系统可以进行报警历史查询，除了显示报警信息，也可以经由设定时间段，输出该时间段的报表，处理人员及处置及对策的内容是系统报警时跳出的对话窗由技术人员输入。质量模块可以监控、分析车间各线良率、良品数量、不良数量及不良分布的质量信息。本系统可以经由设定时间段，输出该时间段的报表。
本系统的质量模块的良率分析可以显示某线体在各个设定时段间的检测数、良品数、不良数、良率状况及各项不良分析，也可以生成良率报表及相关分析图形。
签核单元包含指纹识别器及指纹识别模块，CCD摄像头及数据服务器。当各阶层主管对本背光模块车间自动化生产管理系统所产生的管理日报表、分析报表、异常对策报告及质量报表进行在线签核时，系统会要求采集管理者的指纹，确认正确后30秒内采集管者的脸部图像，生产管理者可以进行各项权限内的报表签核。系统会将完成各阶层签核的各项电子报表存入指定的、受保护的及加密的数据服务器存查，也可依权限取用。如此，实现车间无纸化生产管理。
综合以上各项示范例，我们可以理解当本发明的背光模块车间自动化生产管理系统搭配自动组装机1、贴膜机2、AIM/AOI自动检测机3、报警系统及在线签核系统。可以大幅提升现行背光模块车间的生产管理的效率。以往传统的生产流程监控及管理均由员工以人力的方式来执行，大量时间花费在点数量、写窗体、及沟通/反应异常。但是此种模式无法做到实时性、数据准确与全面性的监控，在此旧有的生产模式下一直存在间接人员过多及各种等待的浪费。然而、透过本系统的运作，1.由于系统自动点数、产生报表，因此第一线的管理人员可以减少，其次，2.系统可以做到实时监控异常及报警，因此可以大幅降低因为异常发生的等待浪费；3.系统中的生产数据大多由本系统实时产生并收集及整理，数据的准确性高。也因为实时性、准确性的生产数据，有利于高层管理决策。4.系统实时对每一个背光良品产生流水编码有利于质量追溯。5.计划部门可以藉由此实时信息的生产管理系统，做好上下游的计划，改善产线待料及下游停线的问题。6.生产质量数据实时收集、分析，有利技术人员进行改善及质量管控。7.无纸化管理，改善物料成本，也可以改善车间尘粒问题。综合以上，本发明的背光模块车间自动化生产管理系统可以大幅改善车间的生产管理成本，提升生产效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种背光模块信息化产线的管理系统，包括控制器系统和生产信息收集系统，其特征在于，背光模块全自动化的生产装置包括依次通过传输带连接的组装机(1)、贴膜机(2)、AIM/AOI自动检测设备(3)和喷码设备(4)，所述控制系统包括PLC控制器，所述PLC控制器双向电连接有人机接口单元、数据服务器和信息储存单元，所述PLC控制器的输出端电连接有监控屏幕，所述控制系统双向电连接有可视化管理模块；
所述生产信息收集系统包括单片机，所述单片机的输入端电连接有红外线遮断装置和人数统计模块，所述单片机的输出端电连接有签核单元、警报装置和紧急报停模块，所述紧急报停包括的输出端分别电连接有组装机、贴膜机、喷码设备和AIM/AOI自动检测设备，所述组装机、贴膜机、喷码设备和AIM/AOI自动检测设备的输出端均与设备状态检测模块电连接，所述设备状态检测模块的输出端通过反馈模块与单片机电连接，所述单片机还双向电连接有PLC控制器、计时模块、计数模块和故障数据存储模块，所述计数模块和故障数据存储模块均与存储模块双向电连接。
2.根据权利要求1所述的背光模块信息化产线的管理系统，其特征在于，所述AIM/AOI自动检测设备(3)包括信息集中显示屏和两组CCD检测镜头，一组对产品进行正视角(90度角)发光质量检测，另一组对产品进行45度至30度角的检测。
3.一种背光模块自动化生产装置的管理系统使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、收集组装机(1)、贴膜机(2)的生产信息，分别为生产日期、生产型号、生产数量、换线次数、停机时间、停机次数、稼动时间、异常停机时间、异常停机次数；
S2、收集AOI及AIM设备针对产品判定错误的信息，分别为不良名称及不良数量，收集到AOI及AIM的判定错误信息后，可以设定不同的时间周期30分钟-60分钟，并统计该设定时段内的判定错误总数量，可以设定该时段错误总数量的上限值，如果高过该设定值，则该生产信息收集系统会与前段组装机(1)及贴膜机(2)通讯并使其停机及触动报警装置；
S3、收集到AOI及AIM的判定正确信息后，该生产信息收集系统会产生一个ID代码，并由AOI、AIM后的喷码设备对判定正确产品进行喷印，以将组装机(1)、贴膜机(2)及AOI、AIM所收集到的信息进行整合并产生报表。
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