CN106779592A - 一种精益生产管理看板系统及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精益生产管理看板系统及应用方法。其中，该系统主要包括机台看板、综合看板、数据采集器、工控机、服务器、看板系统软件、呼叫广播系统、专用局域网。本发明具有实时传递生产信息、管理透明化和保证生产现场作业秩序的效果，是实现精益生产精准管理的有效工具。

Description

一种精益生产管理看板系统及应用方法

技术领域

本发明涉及一种生产管理领域，特别涉及一种精益生产管理看板系统及应用方法。

背景技术

21世纪对制造业而言是非常具有挑战性的年代。众所周知，当今的客户需求与变化越来越多，产品越来越复杂，质量要求也越来越高，致使企业生接单生产无法达到经济效益，导致生产成本越来越高，同时浪费行为无所不在。目前，国内注塑生产企业越来越多地采用自动化程度较高的设备进行生产，但普遍存在如下问题：每台设备均独立工作，每班的生产信息如产量、不良品数量、机台状态需人工统计上交报表，生产信息不能及时体现，通常要当班结束甚至到第二天才知道详细的生产信息，影响管理层决策；现场目视化程度不高，影响管理者掌握即时生产信息并做出快速和准确的决策；当生产出现异常时，没有及时告警处理，只能人工报告，费时费力，甚至处理不及时影响绩效。如：设备故障时，往往要找人修理而耗费不少时间；生产异常信息大部分均为人工记录并统计上报，数据准确性不高，历史记录查询统计非常不便，很难做出针对异常的改善策略；机台维护和模具维护没有强有力的历史数据统计支持，如：模具使用寿命的监控等；工艺参数(注塑成型参数)由于各种原因，存在随意修改现象，缺乏有效的监管；生产计划由人手填单安排生产，决策数据(订单数量和库存数量)缺乏和不及时，无法制定合理和高效的生产计划；生产相关的各部门联系不紧(生管、工程、品检、仓库、财务等)，容易造成管理上互相推诿现象，影响生产正常进行。显然，寻找另外一种有效的生产组织模式，提高生产管理水平刻不容缓。

准时生产方式适用于采用流水线方式制造或装配产品的企业，典型行业是汽车制造业。其生产方式中的管理思想：如杜绝浪费和过量生产、柔性生产计划、设备快速调整、全员参与改善活动等等，对于企业具有借鉴意义。

精益生产是当今世界先进的管理方法，它起源于日本的丰田公司，因此也称精益生产方式为丰田生产方式。丰田公司的巨大成功，使得精益生产方式在全球范围内推广开来。精益生产的精髓就在“精”和“益”之中。所谓“精”，就是“少而精”，不投入多余的生产要素，只是在适当的时间生产必要数量的市场急需产品(或下道工序急需的产品)；所谓“益”，即所有经营活动都要有益有效，具有经济效益。精益生产方式既是一种以最大限度地减少企业生产所占用的资源和降低企业管理和运营成本为主要目标的生产方式，也是一种理念、一种文化。要达到精益生产首先要先完成生产线平衡。所谓生产线的平衡，是指生产线工作地之间的生产时间都要趋于一致而达到没有瓶颈地工作。生产平衡要达到下列三个目标：总数量平衡、产品品种均衡、混排生产。节拍理论是解决生产线平衡问题的有效办法。节拍(Takt Time)是指连续完成相同的两个产品(或两次服务，或两批产品)之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍的决定有下列三种方法：客户的需求、设备生产能力、人员生产能力。准时生产(JIT)是精益生产的三大理论支柱之一，JIT是以降低成本为基本目的，在生产各个环节全面展开的一种使生产有效进行的新型生产组织方式。而要实现准时生产，需要一个与之配套的信息手段，这就是我们通常所说的看板管理。精益生产中的看板管理是协调地管理全公司的生产，看板犹如巧妙连接各道工序的神经而发挥着重要作用，将必须的产品，在必须的时候，仅按必须的数量制造出来的一个信息系统。

看板管理，常写作“kanban”管理(来自日语“看板”，カンバン，日语罗马拼写：kanban)，是丰田生产模式中的重要概念，是为了达到JIT方式控制现场生产流程的工具。准时生产方式中的拉式(Pull)生产系统可以使信息的流程缩短，并配合定量、固定装货容器等方式，而使生产过程中的物料流动顺畅。传统生产采用上道工序向下道工序送货，加工过程由第一道工序向最后一道工序推进，因而被称为“推动式”生产。而看板管理的主要思想是：遵循内部用户原则，把用户的需要作为生产的依据。看板生产采用“拉动式”生产，由后道工序向前道工序取货，一道一道地由后向前传送指令。

看板管理方法是在同一道工序或者前后工序之间进行物流或信息流的传递。JIT是一种拉动式的管理方式，它需要从最后一道工序通过信息流向上一道工序传递信息，这种传递信息的载体就是看板。没有看板，JIT是无法进行的。因此，JIT生产方式有时也被称作看板生产方式。一旦主生产计划确定以后，就会向各个生产车间下达生产指令，然后每一个生产车间又向前面的各道工序下达生产指令，最后再向仓库管理部门、采购部门下达相应的指令。这些生产指令的传递都是通过看板来完成的。看板类型主要分为：三角形看板、设备看板、品质看板、生产管理看板、工序管理看板、在制品看板等。看板的信息可包括：零件号码、品名、制造编号、容器形式、容器容量、发出看板编号、移往地点、零件外观等。看板的本质是在需要的时间，按需要的量对所需零部件发出生产指令的一种信息媒介体，而实现这一功能的形式可以是多种多样的。随着信息技术的飞速发展，当前的看板方式呈现出逐渐被电脑所取代的趋势。现在最为流行的MRP系统就是将JIT生产之间的看板用电脑来代替，每一道工序之间都进行联网，指令的下达、工序之间的信息沟通都通过电脑来完成。目前国内有很多企业都在推行MRP，但真正获得成功的却很少，其中的主要原因就是企业在没有实行JIT的情况下就直接推行MRP。实际上，MRP只不过是一种将众多复杂的手工操作电脑化的软件，虽然能够大大提高生产效率，但是并不能处理JIT所提出的一些观念和方法。因此，MRP仅仅是一个工具，必须建立在推行JIT的基础之上。电子看板管理作为MRP的核心模块，能够提高车间生产过程控制能力，对MRP的构建以及整个车间作业流程的优化均具有很大的作用。如果企业没有推行JIT就去直接使用MRP，那只会浪费时间和金钱。JIT生产方式说到底是一种生产管理理念，而看板只不过是一种管理工具。看板只有在工序一体化、生产均衡化、生产同步化的前提下，才有可能发挥作用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种实时传递生产信息、管理透明化和保证生产现场作业秩序的精益生产管理看板系统及应用方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种用于精益生产管理的电子看板系统，其中，该系统主要包括机台看板、综合看板、数据采集器、工控机、服务器、看板系统软件、呼叫广播系统、专用局域网等，可用于实行精益生产管理注塑企业的拉动式生产中。

上述的机台看板是悬挂安装于机台(注塑机)上，在生产现场以电子看板的形式显示产能数据、提示和告警、作业图档等生产信息，满足拉动式生产管理需要；

上述的综合看板是悬挂或立式安装于生产车间关键位置，以电子看板的形式显示车间内所有机台的产能数据、订单计划、实际进度、问题、告警等生产信息；

上述的数据采集器是读取机台状态数据后，通过串口传送给工控机；

上述的工控机是安装于机台旁，负责机台数据的实时收集、与看板系统服务器的通讯及机台看板的显示控制；

上述的服务器是位于机房内，是整个系统的核心，以数据库的形式存放看板系统运行所需的所有数据，实时响应和处理客户端的访问请求；

上述的看板系统软件是运行于机台看板、综合看板、主控机和管理电脑上，主要包括三大功能模块：

呼叫广播系统：由呼叫按钮、主控机、功放和高音喇叭组成，经智能搜索分类，播放呼叫、告警等指定的语音广播提示；

专用局域网：由看板系统服务器、工控机、主控机等设备组成的专用以太网，与厂区局域网物理隔离。

在一些实施方式中，数据采集器具体应用如下：1)自动数据采集，实时获取机台生产参数：自动、实时采集注塑机生产状态参数(开关机、开模、合模等)，兼容各种品牌和型号注塑机，全面掌控机台状态和产能。2)独创智能算法，自动、实时判断生产节拍异常并发出警示：根据采集的产能数据，计算实际的生产节拍，与预设的产品成型周期对比，使用独创智能算法分析判断，若发现异常则发出警示，以配合拉动式生产管理的需要。3)图示化可拖拽的甘特图式生产排程：生产排程采用可拖拽的甘特图式操作界面设计，系统自动对排程要素(时间、设备、人员)的合理性进行逻辑分析和判断，生产任务安排操作性灵活、可视化强壮。4)智能语音呼叫系统，根据告警种类和级别，自动发出对应的语音广播呼叫：现场生产人员可视实际需要，按下呼叫按钮；语音呼叫系统会根据告警种类、级别、部门和机台，发出对应的语音广播，呼叫相关人员处理。

在一些实施方式中，看板系统软件包括系统管理、生产排程、看板管理；所述的系统管理包括机台管理、班次管理、用户管理；所述的生产排程包括模具管理、成型参数、产品管理、任务管理、任务排程；所述的看板管理包括综合看板、机台看板、通用资料、作业图档、品质管理、问题管理。

在一些实施方式中，看板系统包括的各种设备如下：1)看板系统服务器；系统PC服务器，位于机房，是整个系统的核心，以数据库的形式存放生产管理看板系统运行所需的所有数据，实时响应和处理客户端的访问请求；2)看板，17寸液晶显示屏，悬挂安装于机台(注塑机)上，在生产现场以电子看板的形式显示产能数据、提示和告警、作业图档等生产信息；3)工控机，工控PC机，安装于机台(注塑机)旁，负责机台数据的实时采集；与看板系统服务器的通讯；机台看板的显示控制；4)数据采集器；数据I/O采集器，连接机台主控板和工控机，将机台状态数据的读取后，通过RS232口传送给工控机；5)注塑机，机台注塑机，位于生产车间，塑胶件的生产；6)综合看板，42寸液晶显示屏，悬挂或立式安装于生产车间关键位置，以电子看板的形式显示车间内所有机台的产能数据、订单计划、实际进度、问题、告警等生产信息；7)主控机，工控PC机，安装于综合看板旁，负责车间广播系统的驱动；与看板系统服务器的通讯；综合看板的显示控制；8)语音播放器，语音播放器，由主控机软件驱动，播放呼叫、告警等系统指定的语音提示；9)高音喇叭，高音广播喇叭，安装于车间高处，由语音播放器驱动，播放呼叫、告警等系统指定的语音提示；10)管理电脑，工厂生产管理电脑，企管人员如系统管理员、生管、仓管、品管、工程管理、厂长等可通过厂内局域网访问和使用看板系统；11)专用局域网，看板系统服务器、工控机、主控机等设备组成的专用看板系统局域网，与厂区局域网隔离，以保证系统的运行安全；12)厂区局域网，工厂内部企业办公局域网；13)无线AP，生产管理电脑也可通过企业内的WIFI访问看板系统；14)手机，主控机驱动GSM模块，通过发送手机短信，将呼叫或告警等信息通知相关的生管人员。

另一发明目的，一种用于精益生产管理的电子看板系统的应用，其中，具体如下：(1)在车间建立一套精益生产管理看板系统，看板系统的内容包括作业计划、计划的完成率、生产作业进度、设备运行与维护状况、质量状况、作业指导书等内容，对生产实施全方位可视化管理；生产管理看板系统的实施，总体目标力求达到：1)减少库存，零件、原材料库存；在制品中库存；成品库存；2)消除各种浪费；缩短待、停机时间与次数；减少待料时间；平准化生产；降低废品率；3)提高管理水平,无论何时何地均可掌握现状、实际资讯(实时监控)；订单、任务排程的简单化；目视化看板管理，一目了然；拉动式生产，提高生产率；4)提高生产力；缩短决策的时间；省人化及省力化；提高产品的合格率；提高成本计算的信赖度；5)提高品质管理；缩短检查时间；防止错误资料的输入；防止用料错误；防止操作错误；将品质过程管理简单化；6)提高服务质量；缩短售后服务时间；提高出厂合格率、使用合格率；将服务管理简单化；生产过程可追溯。由此，使用看板系统进行生产，各工序之间有关零部件制品需求信息传递准确、实时、可视化强，保证了每一道工序只加工生产下一道工序所需要的必要数量的必要零部件，从而有效地制止了过量生产和盲目生产。通过传递看板，生产过程中的各个加工工序被连接成了一条一环扣一环的完整的“链”。正是由于这条链的作用，整个生产系统由最终的总装配计划进行调节控制，上游各个工序只要按照总装工序的作业计划配合行动即可。此外，生产计划的修改和变更情况仅仅指示给总装工序，然后，这些修改和变更的信息便会随着看板的运动，逐步地传递到上游各工序。当然，在市场需求情况发生变化时，这种按订单生产的生产系统必然会受到直接的影响，这就要求生产系统本身具有足够的柔性，能够对市场需求的变化做出迅速的反应。所幸的是，由于这条链的逆向“拉动”作用，人们仅把市场需求的变化及订货量的变动情况通知到最终的总装配线就足够了。随后，这些信息便会简明地、准确地、自动地传往上游。这不但大大简化了日常的管理工作，更重要的是增强了生产系统的柔性和对市场需求变化的应变能力。相反，如果我们把生产计划下达到每一道工序，那么当市场需求及订货且发生变化时，或者是当市场预测与实际需求出现较大偏差时，生产计划的调整就会十分困难，即生产系统的刚性较强，而柔性不足。看板管理则可以完全避免这种情况的发生。可以说，“增强了生产系统的柔性和应变能力”，是看板管理的最大亮点。

(2)给车间的每个机台设备安装数据采集器，进行数据采集和控制；同时组建专用计算机网络，将各机台即时生产状态信息记录并上传给服务器保存，做到所有设备状态的实时监控；

(3)建立从生产计划开始，生产车间与仓库、品管、工程管理一条龙生产模式，生产计划可直接下到设备上，进行拉动式生产；

(4)建立问题信息处理快速响应系统，通过对问题种类、紧急程度、负责人进行各级管制，异常信息可通过现场报警装置、电脑网络、短信平台、邮件等方式即时传递给相应的责任人处理并记录处理过程；

(5)通过后台管理模块可以使生管、品管、仓管、车间主任、厂长等相关负责人即时获取现场生产状况，做到一目了然，有问题可以及时解决；

(6)建立相关JIT生产管理制度保证该系统顺利运作，特别是各部门之间、各责任人在快速响应时的处理办法及相应绩效考核制度。

在一些实施方式中，系统对不同岗位人员的作用体现在：1)企业管理层：随时随地掌握生产线上的所有状况；2)车间经理：所有生产线上的作业状况；3)生产计划主管：将生产工作单及时提供给到生产线，并随时掌握订单的完成状况，保证准时交货；4)作业人员：了解前后工序的生产状况，按节拍进行生产，提高生产效率；5)设备维护人员：即时获悉需要维修的设备所处的位置，及时进行维修；6)QA主管：随时随地掌握各生产线的产品品质状况、良品率、缺陷分布；7)仓库管理人员：预知生产线上的用料状况，避免缺料等情况的发生。

上述看板系统主要特点如下：1)架构先进：软件架构实行模块化设计，整个看板系统使用统一的软件系统，管控机台看板、综合看板、后台管理PC等设备。软件运行时，会自动识别设备的种类和名称，自动进入对应的模块界面，方便使用、管理和维护；2)直观的可视化：机台看板产能信息一目了然、问题和报警信息醒目、综合看板全车间实时生产状况的图表展示、图示化可拖拽的甘特图式生产排程等；3)高度的智能化：机台生产数据全自动采集和更新、生产异常信息和告警信息智能算法判别、灵活具亲和力的自动语音呼叫广播等；4)技术领先：所选设备均为著名品牌工控部件，其广泛地应用于制造业各领域，经过市场考验，技术性能和稳定性居同类产品领先水平；5)功能齐全：系统集生产排程、目视化管理、品质管理、问题管理、设备管理、故障报警、联动控制、报表查询和统计等多种功能于一体，并有机结合起来，实现全方位精益生产管理；6)安全可靠：数据采集和后台管理网络实行双网络隔离，网络架构设计先进，具有系统容错和网络容错功能；7)扩展性好：系统的设计留有充分的余地，采用模块组合方式，需要时能方便快速地进行扩充；8)有利管理：通过看板和后台管理系统，达到统一作业，可通过企业内部网和Internet实现远程管理，达到JIT准时制生产的要求；9)投资合理：系统所选用的设备，性能卓越、价格合理，在满足系统需求的基础上，尽可能降低工程造价和实施成本。系统自动采集生产过程信息(计划数、实际数、不良品数和停机时间)以及生产线运行状况(运行、安全、质量、换摸、故障和物料等异常信息)，在生产线电子看板以及后台管理电脑上实时显示生产信息以及生产线运行状况，进行拉动式生产管理。同时，系统将采集的生产数据信息记录起来，保存到数据库中，可对数据进行统计分析，生成统计报表，为生产能力的提高与品质控制提供强有力的即时数据和统计分析数据支持。系统对于提高工作效率、降低损耗、降低库存、延长模具寿命、提高绩效进而提高生产效率具有重要意义。节拍式生产过程控制和智能电子看板管理思想和方法，集计算机网络技术﹑数据库技术﹑无线通信技术、光电子显示技术﹑自动控制技术﹑现场控制总线技术、单片机技术为一体的即时生产管理系统。其可有效提高工厂供应链的管理水平、提高生产管理水平(包括异地远程管理)，进而大大提高生产效率。作为一种现场自动化生产管理的电脑系统，它即时收集生产线上各阶段的即时资讯作为依据实时管制生产线，让产品从派工单到完成都能以最佳的模式生产；系统可以使企业生产线上的制程，从原材料的投入到成品的入库，完全透明化，让企业的生产车间、生产线、生产区、生产站、生产工具及仓库管理一气呵成！

在一些实施方式中，看板系统的生产管理动作流程具体如下：

(1)登录系统，进入生产计划排程或者ERP系统导入任务单；

(2)生成生产任务单；

(3)子任务单下发；

(4)之后传送到采购供应或者物料仓库或者生产车间或者品管部门或者工程部门；

(5)生产车间再传送到生产线，之后传送到机台；

(6)机台根据设备状态、产能信息、不良品信息和问题信息；

(7)传送到生产控制；

(8)最后，生产控制生成异常告警、电子看板指示和决策分析报表。

在一些实施方式中，看板系统的系统拓扑结构包括看板系统服务器、分别与看板系统服务器连接的厂区局域网和专用局域网；所述的厂区局域网上连接有主控机、系统管理机、生管电脑、工程电脑、品管电脑和厂长电脑；所述的主控机上连接有语音播放器和综合看板；所述的专用局域网上连接多个工控机；所述的工控机上连接有看板、数据采集器，及与数据采集器连接的注塑机。

本发明看板生产的优点：1)传递现场的生产信息，统一思想。生产现场人员众多，而且由于分工的不同导致信息传递不及时的现象时有发生。而实施看板管理后，任何人都可从看板中及时了解现场的生产信息，并从中掌握自己的作业任务，避免了信息传递中的遗漏。此外，针对生产过程中出现的问题，生产人员可提出自己的意见或建议，这些意见和建议大多都可通过看板来展示，供大家讨论，以便统一员工的思想，使大家朝着共同的目标去努力。2)杜绝现场管理中的漏洞。通过看板，生产现场管理人员可以直接掌握生产进度、质量等现状，为其进行管控决策提供直接依据。3)绩效考核的公平化、透明化。通过看板，生产现场的工作业绩一目了然，使得对生产的绩效考核公开化、透明化，同时也起到了激励先进、督促后进的作用。4)保证生产现场作业秩序，提升公司形象。现场看板既可提示作业人员根据看板信息进行作业，对现场物料、产品进行科学、合理的处理，也可使生产现场作业有条不紊的进行，给参观公司现场的客户留下良好的印象，提升公司的形象。管理看板是管理可视化的一种表现形式，即对数据、情报等的状况一目了然地表现，主要是对于管理项目、特别是情报进行的透明化管理活动。它通过各种形式如标语/现况板/图表/电子屏等把文件上、脑子里或现场等隐藏的情报揭示出来，以便任何人都可以及时掌握管理现状和必要的情报，从而能够快速制定并实施应对措施。因此，管理看板是发现问题、解决问题的非常有效且直观的手段，是优秀的现场管理必不可少的工具之一。准时生产方式适用于采用流水线方式制造或装配产品的企业，典型行业是汽车制造业。其生产方式中的管理思想：如杜绝浪费和过量生产、柔性生产计划、设备快速调整、全员参与改善活动等等，对于企业具有借鉴意义。

附图说明

图1为本发明看板系统总体运作流程图；

图2为本发明看板系统拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示，一种用于精益生产管理的电子看板系统，其中，该系统主要包括机台看板、综合看板、数据采集器、工控机、服务器、看板系统软件、呼叫广播系统、专用局域网等，可用于实行精益生产管理注塑企业的拉动式生产中。机台看板是悬挂安装于机台(注塑机)上，在生产现场以电子看板的形式显示产能数据、提示和告警、作业图档等生产信息，满足拉动式生产管理需要；综合看板是悬挂或立式安装于生产车间关键位置，以电子看板的形式显示车间内所有机台的产能数据、订单计划、实际进度、问题、告警等生产信息；数据采集器是读取机台状态数据后，通过串口传送给工控机；工控机是安装于机台旁，负责机台数据的实时收集、与看板系统服务器的通讯及机台看板的显示控制；服务器是位于机房内，是整个系统的核心，以数据库的形式存放看板系统运行所需的所有数据，实时响应和处理客户端的访问请求；看板系统软件是运行于机台看板、综合看板、主控机和管理电脑上，主要包括三大功能模块：呼叫广播系统：由呼叫按钮、主控机、功放和高音喇叭组成，经智能搜索分类，播放呼叫、告警等指定的语音广播提示；专用局域网：由看板系统服务器、工控机、主控机等设备组成的专用以太网，与厂区局域网物理隔离。数据采集器具体应用如下：1)自动数据采集，实时获取机台生产参数：自动、实时采集注塑机生产状态参数(开关机、开模、合模等)，兼容各种品牌和型号注塑机，全面掌控机台状态和产能。2)独创智能算法，自动、实时判断生产节拍异常并发出警示：根据采集的产能数据，计算实际的生产节拍，与预设的产品成型周期对比，使用独创智能算法分析判断，若发现异常则发出警示，以配合拉动式生产管理的需要。3)图示化可拖拽的甘特图式生产排程：生产排程采用可拖拽的甘特图式操作界面设计，系统自动对排程要素(时间、设备、人员)的合理性进行逻辑分析和判断，生产任务安排操作性灵活、可视化强壮。4)智能语音呼叫系统，根据告警种类和级别，自动发出对应的语音广播呼叫：现场生产人员可视实际需要，按下呼叫按钮；语音呼叫系统会根据告警种类、级别、部门和机台，发出对应的语音广播，呼叫相关人员处理。看板系统软件包括系统管理、生产排程、看板管理；所述的系统管理包括机台管理、班次管理、用户管理；所述的生产排程包括模具管理、成型参数、产品管理、任务管理、任务排程；所述的看板管理包括综合看板、机台看板、通用资料、作业图档、品质管理、问题管理。看板系统包括的各种设备如下：1)看板系统服务器；系统PC服务器，位于机房，是整个系统的核心，以数据库的形式存放生产管理看板系统运行所需的所有数据，实时响应和处理客户端的访问请求；2)看板，17寸液晶显示屏，悬挂安装于机台(注塑机)上，在生产现场以电子看板的形式显示产能数据、提示和告警、作业图档等生产信息；3)

工控机，工控PC机，安装于机台(注塑机)旁，负责机台数据的实时采集；与看板系统服务器的通讯；机台看板的显示控制；4)数据采集器；数据I/O采集器，连接机台主控板和工控机，将机台状态数据的读取后，通过RS232口传送给工控机；5)注塑机，机台注塑机，位于生产车间，塑胶件的生产；6)综合看板，42寸液晶显示屏，悬挂或立式安装于生产车间关键位置，以电子看板的形式显示车间内所有机台的产能数据、订单计划、实际进度、问题、告警等生产信息；7)主控机，工控PC机，安装于综合看板旁，负责车间广播系统的驱动；与看板系统服务器的通讯；综合看板的显示控制；8)语音播放器，语音播放器，由主控机软件驱动，播放呼叫、告警等系统指定的语音提示；9)高音喇叭，高音广播喇叭，安装于车间高处，由语音播放器驱动，播放呼叫、告警等系统指定的语音提示；10)管理电脑，工厂生产管理电脑，企管人员如系统管理员、生管、仓管、品管、工程管理、厂长等可通过厂内局域网访问和使用看板系统；11)专用局域网，看板系统服务器、工控机、主控机等设备组成的专用看板系统局域网，与厂区局域网隔离，以保证系统的运行安全；12)厂区局域网，工厂内部企业办公局域网；13)无线AP，生产管理电脑也可通过企业内的WIFI访问看板系统；14)手机，主控机驱动GSM模块，通过发送手机短信，将呼叫或告警等信息通知相关的生管人员。一种用于精益生产管理的电子看板系统的应用，其中，具体如下：(1)在车间建立一套精益生产管理看板系统，看板系统的内容包括作业计划、计划的完成率、生产作业进度、设备运行与维护状况、质量状况、作业指导书等内容，对生产实施全方位可视化管理；生产管理看板系统的实施，总体目标力求达到：1)减少库存，零件、原材料库存；在制品中库存；成品库存；2)消除各种浪费；缩短待、停机时间与次数；减少待料时间；平准化生产；降低废品率；3)提高管理水平,无论何时何地均可掌握现状、实际资讯(实时监控)；订单、任务排程的简单化；目视化看板管理，一目了然；拉动式生产，提高生产率；4)提高生产力；缩短决策的时间；省人化及省力化；提高产品的合格率；提高成本计算的信赖度；5)提高品质管理；缩短检查时间；防止错误资料的输入；防止用料错误；防止操作错误；将品质过程管理简单化；6)提高服务质量；缩短售后服务时间；提高出厂合格率、使用合格率；将服务管理简单化；生产过程可追溯。由此，使用看板系统进行生产，各工序之间有关零部件制品需求信息传递准确、实时、可视化强，保证了每一道工序只加工生产下一道工序所需要的必要数量的必要零部件，从而有效地制止了过量生产和盲目生产。通过传递看板，生产过程中的各个加工工序被连接成了一条一环扣一环的完整的“链”。正是由于这条链的作用，整个生产系统由最终的总装配计划进行调节控制，上游各个工序只要按照总装工序的作业计划配合行动即可。此外，生产计划的修改和变更情况仅仅指示给总装工序，然后，这些修改和变更的信息便会随着看板的运动，逐步地传递到上游各工序。当然，在市场需求情况发生变化时，这种按订单生产的生产系统必然会受到直接的影响，这就要求生产系统本身具有足够的柔性，能够对市场需求的变化做出迅速的反应。所幸的是，由于这条链的逆向“拉动”作用，人们仅把市场需求的变化及订货量的变动情况通知到最终的总装配线就足够了。随后，这些信息便会简明地、准确地、自动地传往上游。这不但大大简化了日常的管理工作，更重要的是增强了生产系统的柔性和对市场需求变化的应变能力。相反，如果我们把生产计划下达到每一道工序，那么当市场需求及订货且发生变化时，或者是当市场预测与实际需求出现较大偏差时，生产计划的调整就会十分困难，即生产系统的刚性较强，而柔性不足。看板管理则可以完全避免这种情况的发生。可以说，“增强了生产系统的柔性和应变能力”，是看板管理的最大亮点。(2)给车间的每个机台设备安装数据采集器，进行数据采集和控制；同时组建专用计算机网络，将各机台即时生产状态信息记录并上传给服务器保存，做到所有设备状态的实时监控；(3)建立从生产计划开始，生产车间与仓库、品管、工程管理一条龙生产模式，生产计划可直接下到设备上，进行拉动式生产；(4)建立问题信息处理快速响应系统，通过对问题种类、紧急程度、负责人进行各级管制，异常信息可通过现场报警装置、电脑网络、短信平台、邮件等方式即时传递给相应的责任人处理并记录处理过程；(5)通过后台管理模块可以使生管、品管、仓管、车间主任、厂长等相关负责人即时获取现场生产状况，做到一目了然，有问题可以及时解决；(6)建立相关JIT生产管理制度保证该系统顺利运作，特别是各部门之间、各责任人在快速响应时的处理办法及相应绩效考核制度。在一些实施方式中，系统对不同岗位人员的作用体现在：1)企业管理层：随时随地掌握生产线上的所有状况；2)车间经理：所有生产线上的作业状况；3)生产计划主管：将生产工作单及时提供给到生产线，并随时掌握订单的完成状况，保证准时交货；4)作业人员：了解前后工序的生产状况，按节拍进行生产，提高生产效率；5)设备维护人员：即时获悉需要维修的设备所处的位置，及时进行维修；6)QA主管：随时随地掌握各生产线的产品品质状况、良品率、缺陷分布；7)仓库管理人员：预知生产线上的用料状况，避免缺料等情况的发生。上述看板系统主要特点如下：1)架构先进：软件架构实行模块化设计，整个看板系统使用统一的软件系统，管控机台看板、综合看板、后台管理PC等设备。软件运行时，会自动识别设备的种类和名称，自动进入对应的模块界面，方便使用、管理和维护；2)直观的可视化：机台看板产能信息一目了然、问题和报警信息醒目、综合看板全车间实时生产状况的图表展示、图示化可拖拽的甘特图式生产排程等；3)高度的智能化：机台生产数据全自动采集和更新、生产异常信息和告警信息智能算法判别、灵活具亲和力的自动语音呼叫广播等；4)技术领先：所选设备均为著名品牌工控部件，其广泛地应用于制造业各领域，经过市场考验，技术性能和稳定性居同类产品领先水平；5)

功能齐全：系统集生产排程、目视化管理、品质管理、问题管理、设备管理、故障报警、联动控制、报表查询和统计等多种功能于一体，并有机结合起来，实现全方位精益生产管理；6)安全可靠：数据采集和后台管理网络实行双网络隔离，网络架构设计先进，具有系统容错和网络容错功能；7)扩展性好：系统的设计留有充分的余地，采用模块组合方式，需要时能方便快速地进行扩充；8)有利管理：通过看板和后台管理系统，达到统一作业，可通过企业内部网和Internet实现远程管理，达到JIT准时制生产的要求；9)投资合理：系统所选用的设备，性能卓越、价格合理，在满足系统需求的基础上，尽可能降低工程造价和实施成本。系统自动采集生产过程信息(计划数、实际数、不良品数和停机时间)以及生产线运行状况(运行、安全、质量、换摸、故障和物料等异常信息)，在生产线电子看板以及后台管理电脑上实时显示生产信息以及生产线运行状况，进行拉动式生产管理。同时，系统将采集的生产数据信息记录起来，保存到数据库中，可对数据进行统计分析，生成统计报表，为生产能力的提高与品质控制提供强有力的即时数据和统计分析数据支持。系统对于提高工作效率、降低损耗、降低库存、延长模具寿命、提高绩效进而提高生产效率具有重要意义。节拍式生产过程控制和智能电子看板管理思想和方法，集计算机网络技术﹑数据库技术﹑无线通信技术、光电子显示技术﹑自动控制技术﹑现场控制总线技术、单片机技术为一体的即时生产管理系统。其可有效提高工厂供应链的管理水平、提高生产管理水平(包括异地远程管理)，进而大大提高生产效率。作为一种现场自动化生产管理的电脑系统，它即时收集生产线上各阶段的即时资讯作为依据实时管制生产线，让产品从派工单到完成都能以最佳的模式生产；系统可以使企业生产线上的制程，从原材料的投入到成品的入库，完全透明化，让企业的生产车间、生产线、生产区、生产站、生产工具及仓库管理一气呵成！

看板系统的生产管理流程具体如下：(1)登录系统，进入生产计划排程或者ERP系统导入任务单；(2)生成生产任务单；(3)子任务单下发；(4)之后传送到采购供应或者物料仓库或者生产车间或者品管部门或者工程部门；(5)生产车间再传送到生产线，之后传送到机台；(6)机台根据设备状态、产能信息、不良品信息和问题信息；(7)传送到生产控制；(8)最后，生产控制生成异常告警、电子看板指示和决策分析报表。看板系统的系统拓扑结构包括看板系统服务器、分别与看板系统服务器连接的厂区局域网和专用局域网；所述的厂区局域网上连接有主控机、系统管理机、生管电脑、工程电脑、品管电脑和厂长电脑；所述的主控机上连接有语音播放器和综合看板；所述的专用局域网上连接多个工控机；所述的工控机上连接有看板、数据采集器，及与数据采集器连接的注塑机。生产看板管理系统主要包括三大功能模块：1)系统管理(机台管理、班次管理、用户管理、登录/退出)2)生产排程(模具管理、成型参数、产品管理、任务管理、任务排程)3)看板管理(综合看板、机台看板、通用资料、作业图档、品质管理、问题管理)。系统的开发基于Windows平台，采用C/S架构设计，软件界面为标准的窗口风格。按照设备类型，首先进行客户端PC的设置，软件启动时能识别设备类型并自动进入相应的功能界面：机台PC进入机台看板界面(无需登录)、综合看板PC进入综合看板界面(无需登录)、后台管理PC进入登录界面。功能模块的选择可以点击主菜单再选择相应的子菜单进入；常用功能模块可直接点击工具栏上面相应的按钮进入。机台主要采集五类信息，包括生产状态、产能信息、不良品信息、问题信息和呼叫信息。数据收集器采集并自动计算实际产量、实际机速、机台运转时间、停机时间；提交给生产文员录入本班不良品种类和数量、问题信息；可设置标准注塑成型周期参数(标准机速)，当机台超速或欠速时驱动报警灯报警。数据采集器与注塑机的接口：采集注塑机主控板的开关量(I/O)信号，如开模、关模信号、开机信号等，采集周期为1秒。生产任务单的生成要素包括：机台、产品、人员、时间、客户订单和库存，其中客户订单数量暂时人工输入(以后可与订单管理系统对接)、在库数直接读取仓库管理系统数据库中的实时数据。看板管理模块的输入要素包括生产任务单、品质管理和问题管理的信息。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于精益生产管理的电子看板系统，其特征在于，该系统主要包括机台看板、综合看板、数据采集器、工控机、服务器、看板系统软件、呼叫广播系统、专用局域网；

上述的机台看板是悬挂安装于机台上，在生产现场以电子看板的形式显示产能数据、提示和告警、作业图档等生产信息，满足拉动式生产管理需要；

上述的综合看板是悬挂或立式安装于生产车间关键位置，以电子看板的形式显示车间内所有机台的产能数据、订单计划、实际进度、问题、告警等生产信息；

上述的数据采集器是读取机台状态数据后，通过串口传送给工控机；

上述的工控机是安装于机台旁，负责机台数据的实时收集、与看板系统服务器的通讯及机台看板的显示控制；

上述的服务器是位于机房内，是整个系统的核心，以数据库的形式存放看板系统运行所需的所有数据，实时响应和处理客户端的访问请求；

上述的看板系统软件是运行于机台看板、综合看板、主控机和管理电脑上；

呼叫广播系统：由呼叫按钮、主控机、功放和高音喇叭组成，经智能搜索分类，播放呼叫、告警等指定的语音广播提示；

专用局域网：由看板系统服务器、工控机、主控机等设备组成的专用以太网，与厂区局域网物理隔离。

2.根据权利要求1所述的一种用于精益生产管理的电子看板系统，其特征在于，所述的数据采集器具体应用如下：1)自动数据采集，实时获取机台生产参数：自动、实时采集注塑机生产状态参数，兼容各种品牌和型号注塑机，全面掌控机台状态和产能；2)独创智能算法，自动、实时判断生产节拍异常并发出警示：根据采集的产能数据，计算实际的生产节拍，与预设的产品成型周期对比，使用独创智能算法分析判断，若发现异常则发出警示，以配合拉动式生产管理的需要；3)图示化可拖拽的甘特图式生产排程：生产排程采用可拖拽的甘特图式操作界面设计，系统自动对排程要素的合理性进行逻辑分析和判断，生产任务安排操作性灵活、可视化强壮；4)智能语音呼叫系统，根据告警种类和级别，自动发出对应的语音广播呼叫：现场生产人员可视实际需要，按下呼叫按钮；语音呼叫系统会根据告警种类、级别、部门和机台，发出对应的语音广播，呼叫相关人员处理。

3.根据权利要求2所述的一种用于精益生产管理的电子看板系统，其特征在于，所述的看板系统软件包括系统管理、生产排程、看板管理；

所述的系统管理包括机台管理、班次管理、用户管理；

所述的生产排程包括模具管理、成型参数、产品管理、任务管理、任务排程；

所述的看板管理包括综合看板、机台看板、通用资料、作业图档、品质管理、问题管理。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于精益生产管理的电子看板系统，其特征在于，所述的看板系统包括的各种设备如下：1)看板系统服务器；系统PC服务器，位于机房，是整个系统的核心，以数据库的形式存放生产管理看板系统运行所需的所有数据，实时响应和处理客户端的访问请求；2)看板，17寸液晶显示屏，悬挂安装于机台，在生产现场以电子看板的形式显示产能数据、提示和告警、作业图档等生产信息；3)工控机，工控PC机，安装于机台(注塑机)旁，负责机台数据的实时采集；与看板系统服务器的通讯；机台看板的显示控制；4)数据采集器；数据I/O采集器，连接机台主控板和工控机，将机台状态数据的读取后，通过RS232口传送给工控机；5)注塑机，机台注塑机，位于生产车间，塑胶件的生产；6)综合看板，42寸液晶显示屏，悬挂或立式安装于生产车间关键位置，以电子看板的形式显示车间内所有机台的产能数据、订单计划、实际进度、问题、告警等生产信息；7)主控机，工控PC机，安装于综合看板旁，负责车间广播系统的驱动；与看板系统服务器的通讯；综合看板的显示控制；8)语音播放器，语音播放器，由主控机软件驱动，播放呼叫、告警等系统指定的语音提示；9)高音喇叭，高音广播喇叭，安装于车间高处，由语音播放器驱动，播放呼叫、告警等系统指定的语音提示；10)管理电脑，工厂生产管理电脑，企管人员如系统管理员、生管、仓管、品管、工程管理、厂长等可通过厂内局域网访问和使用看板系统；11)专用局域网，看板系统服务器、工控机、主控机等设备组成的专用看板系统局域网，与厂区局域网隔离，以保证系统的运行安全；12)厂区局域网，工厂内部企业办公局域网；13)无线AP，生产管理电脑也可通过企业内的WIFI访问看板系统；14)手机，主控机驱动GSM模块，通过发送手机短信，将呼叫或告警等信息通知相关的生管人员。

5.一种用于精益生产管理的电子看板系统的应用，其中，具体如下：

(1)在车间建立一套精益生产管理看板系统，看板系统的内容包括作业计划、计划的完成率、生产作业进度、设备运行与维护状况、质量状况、作业指导书等内容，对生产实施全方位可视化管理；

生产管理看板系统的实施，总体目标力求达到：1)减少库存，零件、原材料库存；在制品中库存；成品库存；2)消除各种浪费；缩短待、停机时间与次数；减少待料时间；平准化生产；降低废品率；3)提高管理水平,无论何时何地均可掌握现状、实际资讯实时监控；订单、任务排程的简单化；目视化看板管理，一目了然；拉动式生产，提高生产率；4)提高生产力；缩短决策的时间；省人化及省力化；提高产品的合格率；提高成本计算的信赖度；5)提高品质管理；缩短检查时间；防止错误资料的输入；防止用料错误；防止操作错误；将品质过程管理简单化；6)提高服务质量；缩短售后服务时间；提高出厂合格率、使用合格率；将服务管理简单化；生产过程可追溯；

(2)给车间的每个机台设备安装数据采集器，进行数据采集和控制；同时组建专用计算机网络，将各机台即时生产状态信息记录并上传给服务器保存，做到所有设备状态的实时监控；

(3)建立从生产计划开始，生产车间与仓库、品管、工程管理一条龙生产模式，生产计划可直接下到设备上，进行拉动式生产；

(4)建立问题信息处理快速响应系统，通过对问题种类、紧急程度、负责人进行各级管制，异常信息可通过现场报警装置、电脑网络、短信平台、邮件等方式即时传递给相应的责任人处理并记录处理过程；

(5)通过后台管理模块可以使生管、品管、仓管、车间主任、厂长等相关负责人即时获取现场生产状况，做到一目了然，有问题可以及时解决；

(6)建立相关JIT生产管理制度保证该系统顺利运作，特别是各部门之间、各责任人在快速响应时的处理办法及相应绩效考核制度。

6.根据权利要求5所述的一种用于精益生产管理的电子看板系统，其特征在于，系统对不同岗位人员的作用体现在：1)企业管理层：随时随地掌握生产线上的所有状况；2)车间经理：所有生产线上的作业状况；3)生产计划主管：将生产工作单及时提供给到生产线，并随时掌握订单的完成状况，保证准时交货；4)作业人员：了解前后工序的生产状况，按节拍进行生产，提高生产效率；5)设备维护人员：即时获悉需要维修的设备所处的位置，及时进行维修；6)QA主管：随时随地掌握各生产线的产品品质状况、良品率、缺陷分布；7)仓库管理人员：预知生产线上的用料状况，避免缺料等情况的发生。

7.根据权利要求5所述的一种用于精益生产管理的电子看板系统，其特征在于，所述看板系统的生产管理动作流程具体如下：

(1)登录系统，进入生产计划排程或者ERP系统导入任务单；

(2)生成生产任务单；

(3)子任务单下发；

(4)之后传送到采购供应或者物料仓库或者生产车间或者品管部门或者工程部门；

(5)生产车间再传送到生产线，之后传送到机台；

(6)机台根据设备状态、产能信息、不良品信息和问题信息；

(7)传送到生产控制；

(8)最后，生产控制生成异常告警、电子看板指示和决策分析报表。

8.根据权利要求6所述的一种用于精益生产管理的电子看板系统，其特征在于，所述看板系统的系统拓扑结构包括看板系统服务器、分别与看板系统服务器连接的厂区局域网和专用局域网；所述的厂区局域网上连接有主控机、系统管理机、生管电脑、工程电脑、品管电脑和厂长电脑；所述的主控机上连接有语音播放器和综合看板；所述的专用局域网上连接多个工控机；所述的工控机上连接有看板、数据采集器，及与数据采集器连接的注塑机。