CN105892423A - 一种基于智能终端的数字化车间智能工票系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动智能终端的数字化车间智能工票系统，所属领域为制造业信息化技术领域。该系统的特点在于能够在车间恶劣环境(包括灰尘、水雾、油污和铁粉等)下稳定和可靠运行，能实时智能感知生产过程设备信息、物料信息、进度信息、质量信息、物流信息等车间多源信息，能有效支持管理者对生产过程进行实时管控和优化实现车间多源信息的可视化监控。本发明可广泛应用于各类制造企业，能有效提升企业的生产效率、生产柔性和产品质量，从而能有效支持企业从传统生产车间转型升级为现代化的数字化车间。

Description

一种基于智能终端的数字化车间智能工票系统

技术领域

本发明涉及一种基于移动智能终端的数字化车间智能工票系统。该系统的特点在于能够在车间恶劣环境(包括灰尘、水雾、油污和铁粉等)下稳定和可靠运行，能实时智能感知生产过程设备信息、物料信息、进度信息、质量信息、物流信息等车间多源信息，能有效支持管理者对生产过程进行实时管控和优化，实现车间多源信息的可视化监控。本发明可广泛应用于各类制造企业，能有效提升企业的生产效率、生产柔性和产品质量，从而能有效支持企业从传统生产车间转型升级为现代化的数字化车间。

技术背景

近年来，随着信息技术如互联网、物联网、云计算、大数据等的发展，制造企业越来越重视制造与信息技术的融合。国外也有很多国家出台了关于制造业信息化的政策，如美国、德国等发达国家提出了工业互联网和工业4.0等先进制造战略。我国是世界制造大国，但实际上我国只是一个生产性的制造大国，是世界性的超级工厂，处于世界产业价值链的低端。现在，随着新一代信息技术的发展和一些发达国家先进制造战略的推行，我国传统的制造业正面临着巨大的压力和严峻的挑战。为此，我国也明确提出了“中国制造2025”和“互联网+”等一系列的国家战略和行动计划。从传统制造模式向智能制造模式进行转型升级，已成为我国制造业当前的重要发展方向。智能制造、智能工厂、数字化车间已成为我国制造业发展的必然趋势。

数字化车间是数字化、网络化技术在生产车间的综合应用，它将数控设备与工艺设计系统、生产组织系统和其他管理系统的信息进行集成，形成综合信息流自动化的集成制造系统。从整体上改善生产的组织与管理，提高制造系统的柔性，提高数字化设备的效率。但由于当前广大制造企业生产过程还普遍采用纸质工票，只有少数企业开始应用电子工票和电子看板，从而正严重制约着企业从传统生产车间向数字化车间和智能制造模式转型升级。传统纸质工票在车间生产过程中普遍存在易丢失和污染、信息采集工作繁琐、人工成本高、信息处理效率低且易出错、信息滞后等问题。当前开始应用的电子工票也仅仅是对纸质工票记录形式的一种替代，其数据的采集仍然需要大量的人工操作，仍普遍存在信息采集工作繁琐、人工成本高、信息处理效率低且易出错、信息滞后等问题，没有实质性改变生产过程复杂信息的感知和实时交互问题。传统生产过程管理模式已不再适应制造车间生产过程的各种信息的实时交互与生产过程可视化的智能管控发展趋势，传统的制造企业需顺应智能制造的发展需求，改进制造车间原有电子工票系统。

为此，本项目提出了一种基于移动智能终端的数字化车间智能工票系统，该系统是针对传统车间电子工票系统加工信息交互能力弱、生产过程可视化程度低、进度信息实时性差、生产质量难以管控等问题而设计的，希望能实现制造车间的智能管控，提升制造企业的核心竞争力。

发明内容

本发明涉及一种基于移动终端的数字化车间智能工票系统，该系统通过对生产过程设备信息、物料信息、进度信息、质量信息、物流信息等车间多源信息进行智能感知，并通过智能工票系统对数据进行实时处理和分析，能有效支持管理者对生产过程进行实时管控和优化，实现车间多源信息的可视化监控。通过该系统的实施能有效提升企业的生产效率、生产柔性和产品质量，从而有效支持企业从传统生产车间转型升级为现代化的数字化车间。

本发明的技术方案如下：

所述的基于移动终端的数字化车间智能工票系统实现思路是在车间现场层，通过智能感知设备(如各类传感器、WIFI摄像头、RFID等)实时感知制造车间的设备、质量、物料、进度等多源信息，并上传至移动终端，部署在车间现场的移动终端与数字化车间智能工票系统通过车间局域网等方式相连，移动终端将车间多源信息实时上传至数字化车间智能工票系统，从而实现管理端对制造车间多源数据进行综合分析、统计、处理等操作，以支持车间的可视化监控与智能决策。此外，管理端可通过数字化车间智能工票系统制定生产计划，并通过移动终端下达生产命令至车间底层，实现了车间从现场层到管理层的纵向集成。

所述的智能工票多源信息智能感知概括了数字化车间质量信息、进度信息、物料信息及设备信息等的智能感知方案。该智能感知方案以数字化车间多源信息为感知对象，采用Zigbee无线传输、RFID、智能终端及智能穿戴设备等技术和方法，并通过智能工票系统处理感知的多源信息。该方案能有效支持管理者对生产过程进行实时管控和优化，有效提升企业的生产效率、生产柔性和产品质量，从而能有效支持企业从传统生产车间转型升级为现代化的数字化车间。

所述的基于移动终端的数字化车间可视化监控方案概括了企业对数字化车间的可视化监控方式，使车间管理层能够实时可视化地掌握车间多源信息。该方案利用移动终端获取车间多源信息，通过局域网使终端数据库与管理端服务器实现对接，从而实现多源信息的上传，供企业内外同时进行监管。该方案利用移动终端的便捷性，可对机加车间实时发生的生产情况、物料消耗和人工工况等动态信息进行有效监控，同时也可接收管理层下达的紧急查单任务、动态调度指令等信息，有利于企业对车间内部状况做出快速相应，提高生产效率。

附图说明

图1是基于移动终端的数字化车间智能工票系统实现思路图

图2是智能工票多源信息智能感知方案图

图3是基于移动智能终端的车间可视化监控方案图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1是本发明的基于移动终端的数字化车间智能工票系统实现思路图。具体实现思路如下：

车间多源数据智能感知：通过数字化车间智能感知设备(如各类传感器、WIFI摄像头、RFID等)通过传感网、组态网等方式实现车间的设备、质量、物料、进度等多源信息智能感知；

车间底层数据实时上传与任务下达：将采集到的车间多源数据信息通过移动终端实现车间底层数据信息上传至数字化车间智能工票系统；也可将管理端制定的生产任务通过移动终端下达到车间底层指导生产进行；

信息处理：通过数字化车间智能工票系统实现对车间多源信息综合分析、统计、处理等操作；

智能管理：管理层借助登录数字化车间智能工票系统可实现对车间现场的可视化监控、智能管理与智能决策。

图2是本发明的智能工票多源信息智能感知方案图。其具体实现方式如下：

质量信息智能感知：为实现车间产品质量信息数据的智能感知与获取，将智能终端分布在车间各个质量采集点，通过终端集成接口与质量检测设备集成，通过智能终端的无线通讯模块，然后将车间多源质量信息数据通过基于Zigbee的车间无线网实时上传到车间顶层的智能工票系统，为车间管理端提供实时车间产品质量数据流支撑。首次使用移动终端时，要对终端信息进行初始化，包括连接服务器的IP设置、对应监控点设置、终端名称设置等，通过以上设置，实现终端的初始化以及终端与对应产品质量检验点信息的绑定。当监控人员使用终端时，首先要进行登录验证，实现智能终端与监控人员信息绑定，确保质量异常信息动态追踪与反馈。智能工票系统可以向指定终端发布检验任务等，智能终端通过Zigbee无线网获取发布的检验任务，并将检测到的产品质量信息反馈给系统。

进度信息智能感知：在生产车间各生产线的各工位上布置智能工票卡片，采用RFID射频识别技术获取各个工位的加工进度信息，通过移动终端的无线智能感知，将各工位智能工票卡片所获取的加工进度信息实时通过基于Zigbee的车间无线网实时上传到智能工票系统，为车间管理层端提供实时的车间各生产线产品加工进度状态信息，为对进度信息的实时监控提供保障。

物料信息智能感知：物料智能感知针对车间生产线上的物料、在制品进行生产流程自动化管理和智能化仓储及运输管理，对生产过程中的物料、在制品、仓储等信息进行精确采集、整合、集成、分析和共享，为企业生产物资的管理和产品生命周期的管理提供了基础信息解决方案，是智能工票系统的核心内容，有效地解决了智能工票系统和其它相关系统在物料和产品数据采集、数据准确性和实时输入等方面的问题，是实现工厂或生产型企业整体信息化的枢纽信息系统。

设备信息智能感知：数字化车间设备的基础信息、设备状态信息、设备能耗信息、设备环境信息、设备加工质量信息及设备异常信息等，通过车间传感网，实现设备信息智能感知与读取和处理。将感知到的设备信息上传至智能工票系统数据处理中心，进行数据分析与计算，通过设备信息建模、建立设备信息模 板并实例化、建立设备信息共享标准、大数据分析等数据处理和备份，并将分析结果反馈给上层管理者。

图3是本发明的基于移动智能终端的车间可视化监控方案图。

基于移动终端的数字化车间可视化监控方案以移动终端为工具，以车间底层多源信息的智能感知为前提，在各个加工设备的头部、尾部、瓶颈工序等处设置传感装置作为信息采集与接收点。对于普通设备，员工手持终端对设备的技术参数、工艺能力、运行状态、能耗信息等进行人工采集；对于智能装备，将传感器、RFID等物联网设备接入移动智能交互终端，利用传感器或RFID采集模拟信号并通过AD卡转化为数字信号实现对智能装备信息的智能采集。所采集的信息均保存至终端数据库中，通过企业局域网传送至管理端服务器，并通过车间无线网与广域英特网实现车间多源信息在企业内部的可视化监控与异地的实时管控。

Claims (3)

1.一种基于移动智能终端的数字化车间智能工票系统，其特征在于：该系统包括信息标志设备、多源信息智能感知与采集装置、多源信息集成软件、多源信息交互平台，及可视化监控装置等。

2.如权利1所述的一种基于移动智能终端的数字化车间智能工票系统，其特征在于多源信息的智能感知，包括如下四个方面：

1)物料信息的智能感知：物料智能感知针对车间生产线上的物料、在制品进行生产流程自动化管理和智能化仓储及运输管理，对生产过程中的物料、在制品、仓储等信息进行精确采集、整合、集成、分析和共享，为企业生产物资的管理和产品生命周期的管理提供了基础信息解决方案；

2)设备信息的智能感知：移动终端设备采集生产设备相关数据信息，包括通过设备数据接口获得的生产动态，设备运行状况、设备能耗、设备故障等信息；然后通过车间传感网，实时将这些数据发送到数据处理中心；最后，用户通过浏览器登录服务器来获取这些数据，以及分析应用结果。设备信息记录方法包括：条形码技术、RFID射频识别技术等；

3)进度信息的智能感知：在生产车间各生产线的各工位上布置智能工票卡片，采用RFID射频识别技术获取各个工位的加工进度信息，通过移动终端的无线智能感知，将各工位智能工票卡片所获取的加工进度信息实时通过基于Zigbee的车间无线网实时上传到智能工票系统，为车间管理层端提供实时的车间各生产线产品加工进度状态信息，为对进度信息的实时监控提供保障；

4)质量信息的智能感知：为实现车间产品质量信息数据的智能感知与获取，将智能终端分布在车间各个质量采集点，通过终端集成接口与质量检测设备集成，通过智能终端的无线通讯模块，然后将车间多源质量信息数据通过基于Zigbee的车间无线网实时上传到车间顶层的智能工票系统，为车间管理端提供实时车间产品质量数据流支撑。

3.如权利1所述的一种基于移动智能终端的数字化车间智能工票系统，其特征在于：基于移动终端的数字化车间可视化监控，包括如下四个方面：

1)该可视化监控的移动终端具有体积小、携带方便，用户不需要在固定的地点进行数据的输入，灵活易掌握等特点；

2)制造车间通常存在普通机床、数控机床和自动检测设备等装备。对于普通车床，可运用移动智能终端进行各种信息的人工采集；对于数控机床和自动检测设备等数字化装备，可利用传感器或RFID进行各种信息的智能采集。将所采集的信息保存到终端数据库中，并通过企业局域网传送至管理端服务器；

3)该移动智能交互终端软件采用Android平台进行开发，且主要采用包括http和Socket通讯协议；

4)该移动终端可以将收集到的大量数据信息自动转换成TCP/IP格式后通过局域网传到数据库服务器和生产任务执行情况可视化动态监控服务器进行存储和使用。