CN106570772A - 一种生产过程中数据收集及处理方法 - Google Patents

Abstract

一种生产过程中数据收集及处理方法，涉及一种工业企业数据的收集以及处理，通过设置电子标签让所有的生产设备，操作人员以及物料进行联网，然后通过信息收集处理系统进行数据的收集以及处理，让生产流程中的各个要素都给以被信息收集处理系统监控到。与现有技术相比，本发明通过对生产过程中各种生产数据的收集以及处理对生产流程做出最优安排，让整个生产效率最大化，解决以往超大型制造企业信息繁杂，生产流程管理不便的问题。

Description

一种生产过程中数据收集及处理方法

技术领域

本发明涉及一种工业企业数据的收集以及分析方法。

背景技术

对于大规模的制造企业，他们具有数量众多的操作员以及操作机械，一天消耗的原材料与产出的产品也不计其数。在生产管理中需要每天接受处理海量的信息来维持企业正常的运转。尤其是流水线模式，在整个流水线上具有若干个连续的生产设备以及操作设备的操作员，只要一个环节出现问题，整个流水线就需要停工，为此通过收集分析这些数据才能得出机器的使用与保养情况，操作员工作的效率，原材料的消耗，产品的品控率等，并且根据数据的变化更好的布置生产任务，只有掌握流水线上所有的设备与人员的状况才能让流水线效率最好最优。而现有的收集方法并不能完整的收集所有数据，一旦数据有散失，则无法完全正确的分析出生产数据，为此需要一种可以快速及时以及完整的工业数据收集方法。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种企业生产数据信息收集方法，通过对生产过程中各种生产数据的收集以及处理对生产流程做出最优安排，让整个生产效率最大化，解决以往超大型制造企业信息繁杂，生产流程管理不便的问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种生产过程中数据收集及处理方法，包括信息收集处理系统、操作员电子标签、物料电子标签、产品电子标签和生产器械电子标签，操作员电子标签、物料电子标签、产品电子标签和生产器械电子标签可以通过无线或有线的形式与信息收集处理系统进行数据交互；操作员佩戴操作员电子标签后对操作员电子标签进行激活，此时操作员电子标签与信息收集处理系统连通，操作员电子标签内设置有权限值，不同权限值的操作员电子标签使用范围不同；在流水线生产中，整条流水线具有多种生产设备，每个生产设备都设置有唯一的生产器械电子标签，每一条流水线上的所有生产器械电子标签都还具有一个相同的特征值以及各自对应的权限值，操作员进入工位后通过操作员电子标签激活设置在生产设备上的生产器械电子标签，操作员电子标签只能激活与其权限值相等或权限值比其低的生产器械电子标签，生产器械电子标签被激活后与信息收集处理系统连通交互并且让生产设备启动；在流水线上的生产设备分为可无人操作机械和有人操作机械，流水线整体运作时，需要操作员进入有人操作机械工位，只有流水线上全部有人操作机械上的生产器械电子标签被激活后后整个流水线才开始运作，当流水线上所以有人操作机械的生产器械电子标签被激活后，在流水线上的任一操作员电子标签可以与信息收集处理系统相互，通过信息收集处理系统远程激活流水线上无人操作机械的生产器械电子标签；当任一有人操作机械的生产器械电子标签与对应的操作员电子标签失去联系后，生产器械电子标签设置为待激活不停工状态并与信息收集处理系统进行交互，由信息收集处理系统进行故障排查，并重新指定操作员对此生产器械电子标签进行激活，如果超出规定时间此生产器械电子标签仍未激活则整条生产线暂停工作；操作员结束生产任务后，信息收集处理系统根据从操作员电子标签和生产器械电子标签反馈的信息判断是否需要关闭流水线，当确定关闭时信息收集处理系统发送关闭权限给流水线上具有最大权限的操作员电子标签，通过此操作员电子标签注销整个流水线上的所有生产器械电子标签并关闭生产设备，然后流水线上所有的操作员电子标签与信息收集处理系统交互，获得信息收集处理系统许可后注销操作员电子标签。

上述技术方案中，优选的，操作员与操作员电子标签绑定，每位操作员具有唯一操作员电子标签，操作员激活操作员电子标签时需要进行身份验证。

上述技术方案中，优选的，在进行生产时，操作员电子标签与生产器械电子标签进行定时应答，如果时限内无应答则流水线继续生产但此生产器械电子标签自动冻结，同时向信息收集处理系统反馈信息并等待信息收集处理系统处理，操作员电子标签需要激活处于冻结状态下的生产器械电子标签时需要连通信息收集处理系统获得信息收集处理系统的授权。

上述技术方案中，优选的，在生产过程中，操作员需要临时离开时，需要通过操作员电子标签向信息收集处理系统进行申请，申请成功后才能临时离开，原操作员需要信息收集处理系统指定的新操作员的操作员电子标签与生产器械电子标签进行通讯确认后方可离开。

上述技术方案中，优选的，当操作员电子标签失效或失灵时，需要操作员立即离开生产现场重新更换新的操作员电子标签或重新激活，当生产器械电子标签失效时，操作员通过操作员电子标签向信息收集处理系统反馈并等待信息收集处理系统处理信息。

本方法是一种大规模制造企业生产数据收集以及处理的方法。众所周知的，大型制造企业具有众多的生产设备和产业工人，每天都需要耗费极大的精力去进行生产规划。进入信息时代后，信息技术广泛的应用于生产中，极大的增加了生产的效率。但现有信息技术大多只是对生产安排的优化，主要涉及原料的统筹，通过更优的安排让原料的利用率更高、周转时间更低从而达到生产效率提高的目的。而本发明是原料、生产设备、操作员、产品等生产要素系统的结合，通过信息技术让生产过程中的所有要素都在信息网络控制之下，不仅可以合理的安排原料供给，还能实时监控生产设备与操作员的状况，进而可以根据生产设备与操作员的状态做出更优的生产统筹。并且产品也作为要素的一员，通过系统，任一产品都可以追溯到生产它的生产设备和操作员。这样就可以动态的调节整个生产过程，使生产流程始终处于最优位置，使生产出的产品始终达到最高质量。

与现有技术相比，本发明通过对生产过程中各种生产数据的收集以及处理对生产流程做出最优安排，让整个生产效率最大化，解决以往超大型制造企业信息繁杂，生产流程管理不便的问题。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种企业生产数据信息收集方法，是对大型制造业生产过程中全部生产要素所产生的数据进行收集以及处理。通过对所有生产要素配置电子标签实现生产要素的全信息监控，进而掌握生产要素的实时状态，实现对生产活动的动态调节。在本发明中设置有统一对收集信息进行处理的信息收集处理系统，以及设置在各个生产要素上的电子标签。电子标签主要分为操作员电子标签、物料电子标签、中间物电子标签、产品电子标签和生产器械电子标签，另外还辅助有质检员电子标签和维修员电子标签。在本发明中电子标签分为内置式和移动式，对于大型固定的生产设备主要采用内置式电子标签，其与信息收集处理系统主要靠有线的方式进行通信，而其他移动的生产要素的电子标签主要是卡片式，与信息收集处理系统主要靠无线的方式进行通信。

在进行生产前操作员进场时，需要佩戴操作员电子标签，操作员与操作员电子标签绑定，每位操作员具有唯一操作员电子标签，然后对操作员电子标签进行激活，操作员激活操作员电子标签时需要进行身份验证。身份验证可以是指纹、口令、虹膜等验证方式的一种或几种组合。操作员佩戴操作员电子标签后就可以让操作员电子标签与信息收集处理系统进行系统交互，交互主要靠无线方式进行。

对于产品至具有单一的生产设备时，在生产过程中需要操作员进入生产设备的工位后，通过操作员电子标签激活设置在生产设备上的生产器械电子标签，这种激活方式可以是NFC或者蓝牙方式。生产器械电子标签被激活后与信息收集处理系统连通并且让生产设备启动，然后信息收集处理系统分配物料给已经启动的生产设备进行生产。分配的物料上设置有物料电子标签，一般而言，同一批次的物料都放置在同一运输载体上，物料电子标签可以直接放置在运输载体。物料电子标签的激活有物料场的工作人员进行激活，物料电子标签激活后就与信息收集处理系统进行交互，当信息收集处理系统收到物料电子标签后把物料信息发送到生产器械电子标签与操作员电子标签上。当运输载体载运物料运抵至生产设备后物料电子标签与生产器械电子标签和操作员电子标签自动匹对，如果匹对成功则进行生产，如果匹对失败，由信息收集处理系统重新进行分配运输。匹配自动进行，当物料电子标签与生产器械电子标签或操作员电子标签足够进行就进行匹配，只要匹配到任一的生产器械电子标签或操作员电子标签即可，生产器械电子标签或操作员电子标签可以相互传输数据。生产时操作员每次对生产设备的操作都记录在生产器械电子标签内，并且生产器械电子标签将此信息都发送到操作员电子标签以及信息收集处理系统，信息收集处理系统可以知晓操作员对生产设备的所有操作。生产器械电子标签还需要向信息收集处理系统定时反馈生产进度，让信息收集处理系统提前准备下一次生产的物料。当生产结束产出产品后，原物料电子标签通过操作员电子标签变为产品电子标签并放置到产品上，产品电子标签一经形成就立即激活与信息收集处理系统连通，产品电子标签激活后自动与操作员电子标签连通，把产品信息传输到操作员电子标签内，同时也向信息收集处理系统发送产品信息，并根据信息收集处理系统的要求进行产品的转运。只有上一批次物料电子标签变为产品电子标签后，下批次的物料电子标签才能与生产器械电子标签和操作员电子标签匹对成功。

在进行生产时，操作员电子标签与生产器械电子标签进行定时应答，定时的间隔需要根据实际情况进行设定。操作员需要临时离开时，需要通过操作员电子标签向信息收集处理系统进行申请，申请成功后才能临时离开，在此段时间生产器械电子标签会控制生产设备进行无需操作员参与的生产操作，如果操作员超期回归则生产设备停止生产且生产器械电子标签自动冻结，同时向信息收集处理系统反馈信息并等待信息收集处理系统处理，操作员电子标签需要激活处于冻结状态下的生产器械电子标签时需要连通信息收集处理系统获得信息收集处理系统的授权。如果时限内无应答则生产设备停止生产且生产器械电子标签自动冻结，同时向信息收集处理系统反馈信息并等待信息收集处理系统处理，操作员电子标签需要激活处于冻结状态下的生产器械电子标签时需要连通信息收集处理系统获得信息收集处理系统的授权。

对于生产大型产品需要多个生产设备组成流水线时，此时操作员电子标签内设置有权限值，不同权限值的操作员电子标签使用范围不同，对应开启流水线上不同的生产设备。在流水线生产中，整条流水线具有多种生产设备，每个生产设备都设置有唯一的生产器械电子标签，每一条流水线上的所有生产器械电子标签都还具有一个相同的特征值以及各自对应的权限值，操作员进入工位后通过操作员电子标签激活设置在生产设备上的生产器械电子标签，这种激活方式可以是NFC或者蓝牙方式。操作员电子标签只能激活与其权限值相等或权限值比其低的生产器械电子标签，生产器械电子标签被激活后与信息收集处理系统连通交互并且让生产设备启动。在流水线上的生产设备分为可无人操作机械和有人操作机械，流水线整体运作时，需要操作员进入有人操作机械工位，只有流水线上全部有人操作机械上的生产器械电子标签被激活后后整个流水线才开始运作，当流水线上所以有人操作机械的生产器械电子标签被激活后，在流水线上的任一操作员电子标签可以与信息收集处理系统相互，通过信息收集处理系统远程激活流水线上无人操作机械的生产器械电子标签。

然后信息收集处理系统分配物料给已经启动的流水线进行生产。分配的物料上设置有物料电子标签，一般而言，同一批次的物料都放置在同一运输载体上，物料电子标签可以直接放置在运输载体。物料电子标签的激活有物料场的工作人员进行激活，物料电子标签激活后就与信息收集处理系统进行交互，当信息收集处理系统收到物料电子标签后把物料信息发送到生产器械电子标签与操作员电子标签上。当运输载体载运物料运抵至流水线后物料电子标签与流水线首位生产器械电子标签和位于首位有人工位上的操作员电子标签自动匹对，如果匹对成功则进行生产，如果匹对失败，由信息收集处理系统重新进行分配运输。匹配自动进行，当物料电子标签与生产器械电子标签或操作员电子标签足够进行就进行匹配，只要匹配到任一的生产器械电子标签或操作员电子标签即可，生产器械电子标签或操作员电子标签可以相互传输数据。匹配成功后在流水线上的所有生产器械电子标签或操作员电子标签都接收到物料的信息。生产时操作员每次对生产设备的操作都记录在生产器械电子标签内，并且生产器械电子标签将此信息都发送到操作员电子标签以及信息收集处理系统，信息收集处理系统可以知晓操作员对生产设备的所有操作。生产器械电子标签还需要向信息收集处理系统定时反馈生产进度，让信息收集处理系统提前准备下一次生产的物料。

在进行生产时，操作员电子标签与生产器械电子标签进行定时应答，如果时限内无应答则流水线继续生产但此生产器械电子标签自动冻结，同时向信息收集处理系统反馈信息并等待信息收集处理系统处理，操作员电子标签需要激活处于冻结状态下的生产器械电子标签时需要连通信息收集处理系统获得信息收集处理系统的授权。操作员需要临时离开时，需要通过操作员电子标签向信息收集处理系统进行申请，申请成功后才能临时离开，原操作员需要信息收集处理系统指定的新操作员的操作员电子标签与生产器械电子标签进行通讯确认后方可离开。当任一有人操作机械的生产器械电子标签与对应的操作员电子标签失去联系后，生产器械电子标签设置为待激活不停工状态并与信息收集处理系统进行交互，由信息收集处理系统进行故障排查，并重新指定操作员对此生产器械电子标签进行激活，如果超出规定时间此生产器械电子标签仍未激活则整条生产线暂停工作。

对于上述两种生产方式生产出来的产品需要到其他专用质检处进行质检。

对于生产超大型产品需要多个生产设备组成多个流水线时，还需要质检员对中间物-部件进行质检后再进行下一步生产。在进行生产前质检员场时，需要佩戴质检员电子标签，质检员与质检员电子标签绑定，每位质检员具有唯一质检员电子标签，然后对质检员电子标签进行激活，质检员激活操作员电子标签时需要进行身份验证。身份验证可以是指纹、口令、虹膜等验证方式的一种或几种组合。质检员佩戴质检员电子标签后就可以让质检员电子标签与信息收集处理系统进行系统交互，交互主要靠无线方式进行。

部件的产生方式与上面两种生产方式相同，分为单个生产设备生产和流水线生产，当产出部件后，原物料上的物料电子标签通过操作员电子标签变中间物电子标签，并且把中间物电子标签放置到部件上，其中中间物电子标签继承物料电子标签中的全部内容，中间物电子标签一经形成就立即激活与信息收集处理系统连通，把部件信息传输到操作员电子标签内，同时也向信息收集处理系统发送部件信息，并根据信息收集处理系统的要求进行部件的转运。部件根据信息收集处理系统的处理转运到相关质检员处，让质检员对部件进行质检，在质检时需要质检员电子标签与中间物电子标签进行交互，质检合格的部件经过质检员确认后通过中间物电子标签反馈到信息收集处理系统，然后通过信息收集处理系统让部件进入下一个生产步骤。

当多个部件进行拼装时，可以由操作员进行手工拼装或者操作员通过生产设备进行拼装，在拼装过程中操作员电子标签要与中间物电子标签进行匹对，只有匹对成功才能进行拼装，拼装结束后部件上的中间物电子标签通过操作员电子标签变下一级中间物电子标签或者产品电子标签，其中下一级中间物电子标签或者产品电子标签继承上一级中间物电子标签的全部内容，当具有多个上一级中间物电子标签时也全部继承。当具有多个拼装流程时，质检员需要对每一次生产出的部件进行质检，质检员由信息收集处理系统进行指定，每次质检结果都要记录在中间物电子标签中以及发送到信息收集处理系统中。

在生产过程中，一旦某个生产设备发生故障，则操作员通过操作员电子标签对此设备的生产器械电子标签进行故障标记，并把故障信息反馈给信息收集处理系统。信息收集处理系统收到故障信息后，判断故障的生产设备在整个流程中处于何种地位，如果不影响整个流程生产，则只让此生产设备退出生产，并对此生产设备标记低修理优先等待修理，如果故障的生产设备对生产有影响但对整个流程无影响，则让此设备退出生产，并对此生产设备标记中修理优先等待修理，如果故障的生产设备让整条生产线流程产生影响，则对此生产设备标记高修理优先马上进行修理。修理需要维修员进行修理，维修员进场时需要对维修员电子标签进行激活，此时维修员电子标签与信息收集处理系统交互，信息收集处理系统指派若干名维修员去修理指定的故障生产设备，在修理前，需要维修员通过维修员电子标签与故障生产设备上的生产器械电子标签进行匹对，匹对成功后开始维修，维修员在维修时维修员电子标签与生产器械电子标签定时通讯，如果长时间通信中断，则生产器械电子标签向信息收集处理系统发送信息并等待信息收集处理系统反馈以及处理。维修员与维修员电子标签绑定，每位维修员具有唯一维修员电子标签，维修员激活维修员电子标签时需要进行身份验证，维修员电子标签分为内务型维修员电子标签与外宾型维修员电子标签，内务型维修员电子标签由企业内部维修员使用，外宾型维修员电子标签由企业外维修员使用。当具有若干个维修员时，信息收集处理系统制定某一位维修员的维修员电子标签为主标签，当具有外宾型维修员电子标签时必须由内务型维修员电子标签作为主标签，信息收集处理系统与主标签进行通信，在维修时由主标签向其他维修员电子标签分配认为，其他维修员电子标签的维修进度也反馈到主标签。如果有若干名维修员一起工作时，每个维修员的维修员电子标签都与生产器械电子标签进行定时通信，当某一维修员电子标签与生产器械电子标签通信超时时，生产器械电子标签将情况反馈至信息收集处理系统，信息收集处理系统将信息反馈至主标签，如果主标签与生产器械电子标签通信超时时，生产器械电子标签将情况反馈至信息收集处理系统，信息收集处理系统将信息暂停维修，直至主标签与生产器械电子标签重新通信或者信息收集处理系统结束此次维修。

操作员结束生产任务后，操作员通过操作员电子标签注销生产器械电子标签并通过生产器械电子标签关闭生产设备，然后与信息收集处理系统连通，获得信息收集处理系统许可后注销操作员电子标签。质检员结束生产任务后，质检员通过质检员电子标签与信息收集处理系统连通，获得信息收集处理系统许可后注销操作员电子标签。维修任务结束后，维修员通过维修员电子标签注销生产器械电子标签并将信息反馈到信息收集处理系统，然后获得信息收集处理系统许可后离开生产车间并注销维修员电子标签。

当操作员电子标签失效或失灵时，需要操作员立即离开生产现场重新更换新的操作员电子标签或重新激活。当维修员电子标签失效或失灵时，需要维修员立即离开生产现场重新更换新的维修员电子标签或重新激活，如果是主标签失效或失灵时，暂停或结束此次维修直至主标签重新激活。当生产器械电子标签、原物料电子标签、中间物电子标签和产品电子标签失效或失灵时，操作员通过操作员电子标签向信息收集处理系统反馈并等待信息收集处理系统处理信息。

通过这种设置，在生产过程中的所有要素都在信息收集处理系统的监控之下，信息收集处理系统可以根据现场数据动态的调节生产流程，使得生产始终处于最优流程。并且信息收集处理系统也会收集到操作员、质检员和维修员的工作数据，通过这些数据就可以知道工作人员的工作效率和工作态度，这也是评判员工价值的重要依据，对效率高的员工可以进行奖励，对效率低下的员工可以进行培训教育。同时在生产过程中原料-部件-产品整个生产流程都在监控中，所有的产品都可以追溯到相应的生产设备、操作员和质检员。一旦出现质量问题可以迅速的指导来源并加以解决。必要时还可以在操作员电子标签、维修员电子标签和质检员电子标签内加装GPS芯片，实时了解工作人员的位置状态。使用本发明可以完全掌握整个生产的流程动态让整个生产效率最大化，解决以往超大型制造企业信息繁杂，生产流程管理不便的问题。

Claims (5)

1.一种生产过程中数据收集及处理方法，其特征为，包括信息收集处理系统、操作员电子标签、物料电子标签、产品电子标签和生产器械电子标签，操作员电子标签、物料电子标签、产品电子标签和生产器械电子标签可以通过无线或有线的形式与信息收集处理系统进行数据交互；操作员佩戴操作员电子标签后对操作员电子标签进行激活，此时操作员电子标签与信息收集处理系统连通，操作员电子标签内设置有权限值，不同权限值的操作员电子标签使用范围不同；在流水线生产中，整条流水线具有多种生产设备，每个生产设备都设置有唯一的生产器械电子标签，每一条流水线上的所有生产器械电子标签都还具有一个相同的特征值以及各自对应的权限值，操作员进入工位后通过操作员电子标签激活设置在生产设备上的生产器械电子标签，操作员电子标签只能激活与其权限值相等或权限值比其低的生产器械电子标签，生产器械电子标签被激活后与信息收集处理系统连通交互并且让生产设备启动；在流水线上的生产设备分为可无人操作机械和有人操作机械，流水线整体运作时，需要操作员进入有人操作机械工位，只有流水线上全部有人操作机械上的生产器械电子标签被激活后后整个流水线才开始运作，当流水线上所以有人操作机械的生产器械电子标签被激活后，在流水线上的任一操作员电子标签可以与信息收集处理系统相互，通过信息收集处理系统远程激活流水线上无人操作机械的生产器械电子标签；当任一有人操作机械的生产器械电子标签与对应的操作员电子标签失去联系后，生产器械电子标签设置为待激活不停工状态并与信息收集处理系统进行交互，由信息收集处理系统进行故障排查，并重新指定操作员对此生产器械电子标签进行激活，如果超出规定时间此生产器械电子标签仍未激活则整条生产线暂停工作；操作员结束生产任务后，信息收集处理系统根据从操作员电子标签和生产器械电子标签反馈的信息判断是否需要关闭流水线，当确定关闭时信息收集处理系统发送关闭权限给流水线上具有最大权限的操作员电子标签，通过此操作员电子标签注销整个流水线上的所有生产器械电子标签并关闭生产设备，然后流水线上所有的操作员电子标签与信息收集处理系统交互，获得信息收集处理系统许可后注销操作员电子标签。

2.根据权利要求1所述的一种生产过程中数据收集及处理方法，其特征为，操作员与操作员电子标签绑定，每位操作员具有唯一操作员电子标签，操作员激活操作员电子标签时需要进行身份验证。

3.根据权利要求1所述的一种生产过程中数据收集及处理方法，其特征为，在进行生产时，操作员电子标签与生产器械电子标签进行定时应答，如果时限内无应答则流水线继续生产但此生产器械电子标签自动冻结，同时向信息收集处理系统反馈信息并等待信息收集处理系统处理，操作员电子标签需要激活处于冻结状态下的生产器械电子标签时需要连通信息收集处理系统获得信息收集处理系统的授权。

4.根据权利要求1所述的一种生产过程中数据收集及处理方法，其特征为，在生产过程中，操作员需要临时离开时，需要通过操作员电子标签向信息收集处理系统进行申请，申请成功后才能临时离开，原操作员需要信息收集处理系统指定的新操作员的操作员电子标签与生产器械电子标签进行通讯确认后方可离开。

5.根据权利要求1所述的一种生产过程中数据收集及处理方法，其特征为，当操作员电子标签失效或失灵时，需要操作员立即离开生产现场重新更换新的操作员电子标签或重新激活，当生产器械电子标签失效时，操作员通过操作员电子标签向信息收集处理系统反馈并等待信息收集处理系统处理信息。