CN106774187B - 自动监控生产线节拍的系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的自动监控生产线节拍的系统及方法，包括：节拍监测模块，用于测量和实时显示工位的实际节拍，并将实际节拍与工位的目标节拍进行比对；判断模块，用于判断工位上加工的零件是否为工位上待加工的第一个零件、工位入口处的零件是否充足以及工位出口处是否堵塞；计数器，当实际节拍大于目标节拍时，若工位上加工的零件不是工位上待加工的第一个零件、工位入口处的零件充足以及工位出口处不堵塞，计数器数值加1；若上述任一条件不满足，计数器清零；节拍报警模块，当计数器数值大于等于预设值时，节拍报警模块报警。本发明中，充分考虑并排除了工位入口处、出口处以及是否是第一个零件的干扰因素，实现节拍自动监控报警，避免误报警。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化技术领域，尤其涉及一种自动监控生产线节拍的系统及其方法。
背景技术
生产线节拍也称生产节奏时间，即生产线每生产一件产品的间隔时间，目标节拍时间是生产线的设计节拍或正常情况下应该达到的节拍时间，节拍是影响生产线设备利用率的重要因素之一。
以喷油器为例，其生产线的工艺设备非常复杂，自动化程度非常高，生产线节拍非常快，总装部分就有约52米长，15-17个顺序工位以及其它辅助系统。因此，喷油器的生产制造面临着巨大的市场压力，必须不断提高设备利用率，而生产线节拍是影响设备利用率的重要因素，如果任何一个工位的节拍变慢，超过目标节拍，就会影响整条线的产出。一般的做法是定期(如每月)对每个分工位用秒表测量节拍，经过统计、汇总，针对超过目标节拍的工位采取改进措施。然而，影响节拍的因素很多，例如，设备老化、机械磨损、漏气、漏液、气源试验液压力流量、机械或软件设计改造、产品型号、原材料、工艺参数变更、维修调整等，节拍问题会经常发生。如果当实际节拍大于目标节拍时，设备能自动报警，立刻提醒现场人员采取纠正措施,就能最大限度地减少节拍问题对设备利用率的影响。另外，自动报警系统必须避免误报警，否则，现场人员会把真的报警也认为是误报警，大大降低自动报警系统的作用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种自动监控生产线节拍的系统及其方法，在实现生产线节拍自动监控报警的同时，避免误报警的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种自动监控生产线节拍的系统，其特征在于：包括：
节拍监测模块，用于测量一工位上的实际节拍，并实时显示所述实际节拍，并将所述实际节拍与所述工位上的目标节拍进行比对；
判断模块，用于判断所述工位上加工的零件是否为所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处的零件是否充足以及所述工位出口处是否堵塞；
计数器，当所述实际节拍大于所述目标节拍时，若所述工位上加工的零件不是所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处的零件充足以及所述工位出口处不堵塞，计数器的数值加1；若上述任一条件不满足，所述计数器清零；
节拍报警模块，当所述计数器的数值大于等于一预设值时，所述节拍报警模块报警。
可选的，所述工位入口处设置传感器，通过所述传感器的状态判断所述工位入口处零件是否充足，当所述工位需要对下一个零件或下一拨零件进行加工时，所述传感器没有检测到零件进入所述工位入口处时，则所述工位入口处零件不充足。
可选的，所述工位出口处设置传感器，通过所述传感器的状态判断所述工位出口处是否堵塞，当所述工位需要将加工好的零件送出所述工位时，所述传感器检测到所述工位出口处有零件停留时，则所述工位出口处零件堵塞。
可选的，还包括一工序时间监测模块，所述工位包括多个分工位，所述工序时间监测模块用于测量每个所述分工位的工序时间，并实时显示每个所述分工位的工序时间。
可选的，所述节拍报警模块包括一报警灯和操作面板，所述节拍报警模块报警时，所述报警灯闪烁，且所述操作面板上显示报警信息。
相应的，本发明还提供一种自动监控生产线节拍的方法，采用上述的自动监控生产线节拍的系统，包括如下步骤：
节拍监测模块判断一工位上的实际节拍是否大于所述工位上的目标节拍；
若不大于所述工位上的目标节拍，计数器清零；
若大于所述工位上的目标节拍，判断模块判断所述工位上加工的零件是否为所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处的零件是否充足以及所述工位出口处是否堵塞；若同时满足上述条件，计数器的数值加1；若上述任一条件不满足，计数器清零；
当所述计数器的数值大于等于一预设值时，节拍报警模块报警。
可选的，所述预设值大于等于3。
可选的，若大于所述工位上的目标节拍，最先判断所述工位上加工的零件是否为所述工位上待加工的第一个零件，若是所述工位上待加工的第一个零件，则停止判断，所述计数器清零。
可选的，若不是所述工位上待加工的第一个零件，则接着判断所述工位入口处的零件是否充足，若所述工位入口处的零件不充足，则停止判断，所述计数器清零。
可选的，若所述工位入口处的零件充足，则最后判断所述工位出口处是否堵塞，若所述工位出口处堵塞，则停止判断，所述计数器清零。
可选的，若所述工位出口处不堵塞，则所述计数器的数值加1。
可选的，所述节拍报警模块报警后，报警灯闪烁，操作面板上显示报警信息。
本发明的自动监控生产线节拍的系统及其方法中，若大于所述工位上的目标节拍，判断模块判断所述工位上加工的零件是否为所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处的零件是否充足以及所述工位出口处是否堵塞；若同时满足上述条件，计数器的数值加1；若上述任一条件不满足，计数器清零；当所述计数器的数值大于等于一预设值时，节拍报警模块报警。本发明中，通过对工位的实际节拍进行监控，并结合该工位入口处、出口处以及工位零件加工的情况，及时判断和发现实际节拍是否出现问题，并且，防止由于受生产线上某些工位等其他因素的影响造成的误报警，提高报警的可靠性，从而提高生产效率。
附图说明
图1为本发明一实施例中自动监控生产线节拍的系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例中生产线运行的流程图；
图3为本发明一实施例中自动监控生产线节拍的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的自动监控生产线节拍的系统及其方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，通过对实际节拍进行监控，并结合工位入口处、出口处以及工位上零件的加工情况，判断工位的实际节拍是否出现问题。若一工位上的实际节拍大于所述工位上的目标节拍，且所述工位上加工的零件不是所述工位上待加工的第一个零件，且所述工位入口处零件充足，且所述工位出口处不堵塞，则计数器的数值加1，否则，所述计数器清零。当所述计数器的数值大于等于一预设值时，节拍报警模块报警，因此，本发明能够及时发现工位节拍是否真的出现问题，防止误报警，提高报警的可靠性，从而提高生产效率。
下文结合图1-图3对本发明的自动监控生产线节拍的系统以及监控方法进行具体说明，图1中给出了自动监控生产线节拍的系统的结构示意图，该系统包括：
节拍监测模块10，用于测量一工位上的实际节拍，并实时显示工位上的实际节拍，并将所述实际节拍与所述工位上的目标节拍进行比对。
判断模块20，用于判断所述工位上加工的零件是否为所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处的零件是否充足以及所述工位出口处是否堵塞。在本实施例中，所述工位入口处设置传感器，通过所述传感器的状态判断所述工位入口处零件是否充足，在该工位需要对下一个或下一拨零件进行加工时，该传感器没有检测到零件准备好进入该工位，则所述工位入口处零件不充足。并且，所述工位出口处设置传感器，通过所述传感器的状态判断所述工位出口处是否堵塞，在该工位将已加工完的零件传送出工位时，该传感器检测到仍有零件停留在出口处，则所述工位出口处零件堵塞。本实施例中，工位入口处和出口处可以采用的传感器，也可以采用其它类别的传感器，本发明对此不予限制。
计数器30，当所述实际节拍大于所述工位上的目标节拍时，若所述工位上加工的零件不是所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处的零件充足以及所述工位出口处不堵塞，计数器30的数值加1；若上述任一条件不满足，所述计数器清零；
节拍报警模块40，将所述计数器30的数值与一预设值进行比对，当所述计数器30的数值大于等于所述预设值时，所述节拍报警模块40报警。所述节拍报警模块40包括一报警灯和显示面板，节拍报警模块报警时，所述报警灯闪烁，所述操作面板上显示报警信息。
此外，本发明的自动监控生产线节拍的系统还包括一工序时间监测模块(图1中未示出)。参考图2所示，图2中给出了生产线运行过程中的流程图，生产线的一个工位上包括多个分工位，各个分工位用于实现各自不同的功能，例如，对于单件流工位，节拍时间等于开始加工一件产品到开始加工下一个产品的时间，也等于结束加工一件产品到结束加工下一个产品的时间，如图2所示，相当于程序执行step n到下次执行step n的时间；工序时间表示的是某工序链第一步到最后一步的时间。工序时间监测模块用于测量所述各个分工位的工序时间，并将各个分工位的工序时间实时显示出来。当自动监控生产线节拍的系统报警显示工位的实际节拍出现问题时，各个分工位的工序时间可以为操作维修人员找出生产线节拍的故障的原因提供参考，更快速地解决问题。
相应的，本发明还提供给一种自动监控生产线节拍的方法，图3为一实施例中自动监控生产线节拍的方法流程图，包括：
首先，参考图3所示，在步骤S10，节拍监测模块10测量生产线上某一工位的节拍，并将该工位上的实际节拍实时显示出来，同时，将该工位上的实际节拍与该工位上的目标节拍进行对比，若所述工位上的实际节拍小于等于所述工位上的目标节拍时，将所述计数器30的数值清零，并可以停止判断。若所述工位上的实际节拍大于所述工位上的目标节拍，则采用判断模块20继续进行下一步的判断。
本发明中，连续生产中，每生产出一件合格产品的时间即为节拍时间，可以通过软件检测出该工位的节拍。例如，对于单件流的生长线，控制生产线运行的软件在该工位上执行相同的操作的时间间隔即为该工位的节拍；对于双工件工位，执行相同的操作的时间间隔除以2即为该工位的节拍；而对于工位上配备n个相同功能的单元，分别加工各自的零件，节拍时间为执行相同的操作的时间间隔除以n，并且，本发明的监控系统能够对该工位的n个相同功能的单元的节拍分别显示，并分别监控报警。
当判断模块20对该工位上零件的加工情况进行判断时，首先执行步骤S21，判断模块20先是判断所述工位上加工的零件是否为所述工位上待加工的第一个零件，若所述工位上加工的零件是所述工位上待加工的第一个零件时，将所述计数器的数值清零，并可以停止判断。若所述工位上加工的零件不是所述工位上待加工的第一个零件时，则接着进行下一步判断(步骤S22)。一般的，当在某一工位上进行该工位的第一个零件或第一组零件的加工时，由于工位需要进行更多的流程，例如，设备需要调整的距离较进行第二个零件加工的长，从而使其加工所需时间会长于加工第二个以及第二个之后的零件所需的时间，从而对第一个或第一组零件的加工时间往往导致实际节拍大于目标节拍，但该工位的仍运行良好。
其次，执行步骤S22，判断模块20对该工位入口处的零件情况进行判断，若所述工位入口处零件不足时，所述计数器清零，则可以停止判断。所述工位入口处零件充足，则继续进行下一步判断(步骤S23)。本实施例中，通过所述工位入口处传感器的状态判断所述工位入口处零件是否充足，当所述工位需要对下一个或下一拨零件进行加工时，所述传感器没有检测到有零件到达所述工位入口处时，则所述工位入口处零件不充足，若零件夹具及时到达工位入口时，所述工位入口处零件充足。工位入口处的零件不充足时，可能是该工位的上一工位的节拍比较慢，或者该工位发生了问题。
接着，执行步骤S23，判断模块20对该工位出口处的零件情况进行判断，若所述工位出口处堵塞时，将所述计数器的数值清零，所述工位出口处不堵塞，则计数器的数值加1。通过所述工位出口处传感器的状态判断所述工位出口处是否堵塞，在该工位将已加工完的零件传送出工位时，该传感器检测到仍有零件停留在出口处，则所述工位出口处零件堵塞，否则，所述工位出口处零件不堵塞。工位出口处堵塞，可能是该工位的下一工位的节拍慢，或者该工位发生了问题。可以理解的是，本发明中对某一工位的实际节拍是否出现问题时，还综合了该工位的上一工位以及该工位的下一工位的运行情况，从而使得实际节拍故障的判断更加精准。
之后，执行步骤S30，判断计数器30的数值与预设值的关系，当计数器30的数值大于等于预设值时，则触发节拍报警模块40报警，如果计数器的数值小于预设值时，将节拍报警模块报警信息清除。作为一个非限制的例子，所述预设值大于等于3，例如，预设值等于3，当计数器的数值大于等于3时，节拍报警模块进行报警，所述节拍报警模块报警后，显示面板上显示报警信息，并且报警灯闪烁，。当然，预设值还可以为4、5、6等等。
本发明通过工位上的多个条件判断实际节拍是否出现问题，从而可以及时发现工位上的实际节拍是否出现问题，并且可以避免由于其他工位等因素影响造成的误报警，提高报警的可靠性。发明人经过研究，采用本发明的自动监控生产线节拍的系统及方法后，喷油器的生产线的设备利用率从81.8％提高到了85.0％，平均日产出从75600提高到78540，该系统提高喷油器的产出，极大地满足市场的需求，起到了非常大的贡献，
需要说明的是，本发明中，工位上的实际节拍大于所述工位上的目标节拍、所述工位上加工的零件不是所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处零件充足以及所述工位出口处不堵塞的四个条件同时满足时，计算器的数值加1。上述实施例中给出了先判断实际节拍，再判断工位零件的加工情况，之后再判断工位入口处的状态以及工位出口处的状态，本领域技术人员可以理解的是，上述四个条件是并列的关系，在本发明的其他实施例中判断的顺序是可以互换的，例如，可以先判断实际节拍与目标节拍的关系，再判断工位入口处的状态、接着判断工位出口处的状态，最后判断工位上零件的加工情况，或者先判断实际节拍与目标节拍的关系，再判断工位出口处的状态、接着判断工位入口处的状态，最后判断工位上零件的加工情况，本发明对此不做限制。
综上所述，本发明提供的自动监控生产线节拍的系统及方法中，若一工位上的实际节拍大于所述工位上的目标节拍，且所述工位上加工的零件不是所述工位上待加工的第一个零件，且所述工位入口处零件充足，且所述工位出口处不堵塞，则计数器的数值加1，否则，所述计数器清零；当所述计数器的数值大于等于一预设值时，节拍报警模块报警。本发明中，通过对工位的实际节拍进行监控，并结合该工位入口处、出口处以及工位零件加工的情况，判断实际节拍是否出现问题，防止实际节拍异常时出现的误报警，提高报警的可靠性，从而提高生产效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种自动监控生产线节拍的系统，其特征在于：包括：
节拍监测模块，用于测量一工位上的实际节拍，并实时显示所述实际节拍，并将所述实际节拍与所述工位上的目标节拍进行比对；
判断模块，用于判断所述工位上加工的零件是否为所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处的零件是否充足以及所述工位出口处是否堵塞；
计数器，当所述实际节拍大于所述目标节拍时，若所述工位上加工的零件不是所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处的零件充足以及所述工位出口处不堵塞，计数器的数值加1；若上述任一条件不满足，所述计数器清零；
节拍报警模块，当所述计数器的数值大于等于一预设值时，所述节拍报警模块报警。
2.如权利要求1所述的自动监控生产线节拍的系统，其特征在于，所述工位入口处设置传感器，通过所述传感器的状态判断所述工位入口处零件是否充足，当所述工位需要对下一个零件或下一拨零件进行加工时，所述传感器没有检测到零件进入所述工位入口处时，则所述工位入口处零件不充足。
3.如权利要求1所述的自动监控生产线节拍的系统，其特征在于，所述工位出口处设置传感器，通过所述传感器的状态判断所述工位出口处是否堵塞，当所述工位需要将加工好的零件送出所述工位时，所述传感器检测到所述工位出口处有零件停留时，则所述工位出口处零件堵塞。
4.如权利要求1所述的自动监控生产线节拍的系统，其特征在于，还包括一工序时间监测模块，所述工位包括多个分工位，所述工序时间监测模块用于测量每个所述分工位的工序时间，并实时显示每个所述分工位的工序时间。
5.如权利要求1所述的自动监控生产线节拍的系统，其特征在于，所述节拍报警模块包括一报警灯和操作面板，所述节拍报警模块报警时，所述报警灯闪烁，且所述操作面板上显示报警信息。
6.一种自动监控生产线节拍的方法，其特征在于，采用如权利要求1-5中任意一项所述的自动监控生产线节拍的系统，包括如下步骤：
节拍监测模块判断一工位上的实际节拍是否大于所述工位上的目标节拍；
若不大于所述工位上的目标节拍，计数器清零；
若大于所述工位上的目标节拍，判断模块判断所述工位上加工的零件是否为所述工位上待加工的第一个零件、所述工位入口处的零件是否充足以及所述工位出口处是否堵塞；若同时满足上述条件，计数器的数值加1；若上述任一条件不满足，计数器清零；
当所述计数器的数值大于等于一预设值时，节拍报警模块报警。
7.如权利要求6所述的自动监控生产线节拍的方法，其特征在于，所述预设值大于等于3。
8.如权利要求6所述的自动监控生产线节拍的方法，其特征在于，若大于所述工位上的目标节拍，最先判断所述工位上加工的零件是否为所述工位上待加工的第一个零件，若是所述工位上待加工的第一个零件，则停止判断，所述计数器清零。
9.如权利要求8所述的自动监控生产线节拍的方法，其特征在于，若不是所述工位上待加工的第一个零件，则接着判断所述工位入口处的零件是否充足，若所述工位入口处的零件不充足，则停止判断，所述计数器清零。
10.如权利要求9所述的自动监控生产线节拍的方法，其特征在于，若所述工位入口处的零件充足，则最后判断所述工位出口处是否堵塞，若所述工位出口处堵塞，则停止判断，所述计数器清零。
11.如权利要求10所述的自动监控生产线节拍的方法，其特征在于，若所述工位出口处不堵塞，则所述计数器的数值加1。
12.如权利要求6所述的自动监控生产线节拍的方法，其特征在于，所述节拍报警模块报警后，报警灯闪烁，操作面板上显示报警信息。
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