CN107506904B - 一种基于物联网特性的自动线调整方法 - Google Patents

一种基于物联网特性的自动线调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于物联网特性的自动线调整方法，其包括以下组成：1）对自动线进行实时调整；2）调整数据检测的方式；3）自动评价调整后的自动线的效能，通过实时调整自动线以及传感器组件，并对其进行数据接收检测以及效能判定，从而确定效能最高的自动线，使得能直观的获取调整后的效能报表。

Description

一种基于物联网特性的自动线调整方法
技术领域
本发明涉及一种基于物联网特性的自动线调整方法，属于机械加工技术领域。
背景技术
首先，自动机与自动线在生产过程具有很重要的角色，有助于制造的效率与人员工作的配合。然而，传统工业工程领域，大家都在考虑人员的工作研究，人员配合既有自动机与自动线的设备，少有考虑自动线的调整问题，主要不是不考虑，而是没有好的仿真软件，帮助事前考虑周详，在实际调整过程当中可以在很短的时间内一次到位。
其次，计算机的帮助。由于计算机的计算能力不断地进步，互联网的快速发展，物联网广泛应用于各个领域，自动线也不例外。然而，自动线上所配置的物联网传感器，往往在安装后会花费许多时间调整与测试。一旦发生错误，它就需要修改或重新安装，甚至延迟开始生产的时间。即便有许多自动机与自动线设备具有这些特性与功能，但是在仿真的部分仍有许多需要改善的空间。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种基于物联网特性的自动线调整方法。
本发明提供一种基于物联网特性的自动线调整方法，其包括以下组成：
1）对自动线进行实时调整；
2）调整数据检测的方式；
3）自动评价调整后的自动线的效能，
其中调整方法包括以下步骤：
a选择空白自动线组件，并选择已经存在的组件模版或是全新的组件参数输入，重复确认所需要的自动线组件直到确认完毕；
b依据步骤a中设定的数据，对自动线进行动态运行，并自动评价自动线的效能，并生成报表；
c选择空白传感器组件，并选择已经存在的组件模版或是全新的组件参数输入，重复确认所需要的传感器组件直到完成；
d在步骤c完成后，对各个设定的传感器组件进行单独动态运行，并检测数据接收状态，或者检查自动线和传感器两者异步动态运行接收数据状态；
e对传感器进行效能评价，并产生报表；
f重复进行传感器组件选择或参数修改，确定最佳效能的传感器组件。
所述数据检测方式包括以下步骤：
①决定自动线的顺位装置Aj；
②决定传感器组件存在的状态Pi，记录有效的Pi的数量，并判断是否达到传感器组件设定的总数；
③依照接收数据的速率大小来排序；
④预先经由用户设定接收数据的周期时间δ(秒) 接收一次数据；
⑤判断下一个自动线存在，则累计有效的Aj，达到设定的自动线装置总数则停止，若没有，则继续下一个自动线的重复操作。
所述步骤③包括以下状态：
一、若是存在任意两个传感器之间数据的传送速度有两倍差，即V(RxPa) >= 2 *V(RxPb)时候，依序为V(RxPa)→V(RxPb)→V(RxPa)或V(RxPb)→V(RxPa)→V(RxPb)；
二、若是存在任意两个传感器之间数据的传送速度没有两倍差距，即在2 * V(RxPc) >= V(RxPa) >= V(RxPc)时候，依序为V(RxPa)→V(RxPc)或V(RxPc)→V(RxPa)，
其中第x个讯息接收装置下的a传感器RxPa的接收的速率为V(RxPa)；第x个讯息接收装置下的b传感器RxPb的接收的速率为V(RxPb)，
第x个讯息接收装置下的c传感器RxPc的接收的速率为V(RxPc)。
依据以下方式评价自动线的效能：自动线A1的速度为v1=s1/t1，自动线A2的速度为v2=s2/t2，整体速度(v)=(s1+s2)/(t1+t2)，在t1+t2时间后可产生至少一件以上的产品或半成品。
其中在自动线R1段的平均速度不等于自动线R2段的平均速度，则依照各自区段最少可生产的数量做比较，获得一个悲观值，依照各自区段最多可生产的数量做比较，获得一个乐观值，并从悲观值与乐观值的角度显示可生产的数量，做为评估自动线的效能。
所述自动线设有若干个传感器位置，且各个传感器位置装不同参数的传感器，所述传感器可设定型号、价格、尺寸、接收速率、讯息排序、无线型态、数据型态。
本发明的有益效果：通过实时调整自动线以及传感器组件，并对其进行数据接收检测以及效能判定，从而确定效能最高的自动线，使得能直观的获取调整后的效能报表。
附图说明
图1是本发明的自动线的输送线配置图。
图2是本发明的自动线的传感器配置图。
图3是本发明的自动线系统组件关系图。
图4a和图4b是本发明的自动线系统调整流程图。
图5是本发明的检测接收数据流程图。
图6是本发明的传感器装置位置关系图。
图7是本发明的自动线装置位置关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：
自动线系统包括两个装置，：
一、自动线；如图1所示，A-1、A-2、A-3、等等属于各自的输送线装置，可以有其特定的参数，例如：速度、长度、方向、型号、价格、尺寸、和材质等等。使用者可以经由模拟软件的GUI针对单个对象输入需要的设定值，以便模拟过程当中能够遵守设定值运行。
二、传感器；如图2所示，在A-1的输送线装置内有六个既定的传感器位置(A-1-1、A-1-2、A-1-3、A-1-4、A-1-5、和A-1-6)。它可以依照使用者的设计与需要放置所需的传感器，型态上每个固定点只能设定一个特殊属性的传感器，不允许两个以上的相同或不同的传感器放置同一位置，也就是1对1的限制。在每个传感器都可以自行设定特定的参数，例如：型号、价格、尺寸、接收速率、讯息排序、无线型态、数据型态等等。
在自动线系统下，传感器和输送线装置不只可以单独另存，以便再度利用。使用者还可以自由前后调整，藉由树状与阶层的关系，视传感器和输送线为节点。类似以B-tree的方式，可以达到快速新增、删除、或修改的功能，提升整体仿真过程调整的效能，时间复杂度到达O(log(n))。最后，还可以针对特定输送线下的所有传感器作模块化的储存，以便未来的再利用。所以，使用越久，设计与调整的效能就越快与方便。
如图4a、图4b和图5所示、本发明提供一种基于物联网特性的自动线调整方法，其特征在于：其包括以下组成：
1）对自动线进行实时调整；
2）调整数据检测的方式；
3）自动评价调整后的自动线的效能，
其中调整方法包括以下步骤：
a选择空白自动线组件，并选择已经存在的组件模版或是全新的组件参数输入，重复确认所需要的自动线组件直到确认完毕；
b依据步骤a中设定的数据，对自动线进行动态运行，并自动评价自动线的效能，并生成报表；
c选择空白传感器组件，并选择已经存在的组件模版或是全新的组件参数输入，重复确认所需要的传感器组件直到完成；
d在步骤c完成后，对各个设定的传感器组件进行单独动态运行，并检测数据接收状态，或者检查自动线和传感器两者异步动态运行接收数据状态；
e对传感器进行效能评价，并产生报表；
f重复进行传感器组件选择或参数修改，确定最佳效能的传感器组件。
所述数据检测方式包括以下步骤：
①决定自动线的顺位装置Aj；
②决定传感器组件存在的状态Pi，记录有效的Pi的数量，并判断是否达到传感器组件设定的总数；
③依照接收数据的速率大小来排序；
④预先经由用户设定接收数据的周期时间δ(秒) 接收一次数据；
⑤判断下一个自动线存在，则累计有效的Aj，达到设定的自动线装置总数则停止，若没有，则继续下一个自动线的重复操作。
图6显示传感器装置在自动在线位置的分布，接收数据的先后排序作法与状态说明如下。考虑各传感器有各自传送讯息的速度之下，经排序后能够有效率地接收数据。
所述步骤③包括以下状态：
一、若是存在任意两个传感器之间数据的传送速度有两倍差，即V(RxPa) >= 2 *V(RxPb)时候，依序为V(RxPa)→V(RxPb)→V(RxPa)或V(RxPb)→V(RxPa)→V(RxPb)；
二、若是存在任意两个传感器之间数据的传送速度没有两倍差距，即在2 * V(RxPc) >= V(RxPa) >= V(RxPc)时候，依序为V(RxPa)→V(RxPc)或V(RxPc)→V(RxPa)，
其中第x个讯息接收装置下的a传感器RxPa的接收的速率为V(RxPa)；第x个讯息接收装置下的b传感器RxPb的接收的速率为V(RxPb)，
第x个讯息接收装置下的c传感器RxPc的接收的速率为V(RxPc)。
Pi(型号、价格、尺寸、接收速率、讯息排序、无线型态、数据型态等等)。Pj: 物联网装置数量；1<=i<=m；i和m为正整数。
Aj(速度、长度、方向、型号、价格、尺寸、和材质等等)。Aj: 自动线装置数量；1<=j<=n；j和n为正整数。
依据以下方式评价自动线的效能：自动线A1的速度为v1=s1/t1，自动线A2的速度为v2=s2/t2，整体速度(v)=(s1+s2)/(t1+t2)，在t1+t2时间后可产生至少一件以上的产品或半成品。
如图7所示，原则上，v1应该等于v2，这样自动在线的货物才不会壅塞。但是为了能够弹性生产，有可能会前一段自动线，后一段以批量式处理(会暂停，在运行)，然后送到下一个自动线。也就是处理程序上会有暂停、分流处理、或一直运行的需要。所以，在不同流速和加工时间之下，达到弹性制造的目的。
其中 v1: A-1的速度； v2: A-2的速度；s1: A-1的距离； s2: A-2的距离； t1:A-1执行的时间； t2: A-2执行的时间； Rx: 第x个讯息接收装置；Op: 操作时间； v(Rx):自动线第x段的平均速度。
状态一、自动线R1段的平均速度等于自动线R2段的平均速度。例如：v(R1) = v(R2)。可以宣称产品可以在一定时间后产生至少一件以上的产品或半成品。
状态二、自动线R1段的平均速度不等于自动线R2段的平均速度。例如：v(R1) <> v(R2)。在A-1和A-2后产生的产品数量有可能与A-3和A-4后产生的产品数量不同。其中在自动线R1段的平均速度不等于自动线R2段的平均速度，则依照各自区段最少可生产的数量做比较，获得一个悲观值，依照各自区段最多可生产的数量做比较，获得一个乐观值，并从悲观值与乐观值的角度显示可生产的数量，做为评估自动线的效能。
例如：
整体自动线的悲观和乐观产量；
A-1(Op1) = 5秒；
A-1(t1) = 15秒；
A-2(Op2) = 10秒；
A-2(t2) = 25秒；
A-1&A-2(Op) = 15秒；
A-1&A-2(t) = 40秒；
悲观=1和乐观=2.6→2(实际上只能产生2的整数单位)；
自动线装置 Op时间 自动线装置时间 悲观 乐观
A-1&A-2 15 40 1 2
单个自动线的悲观和乐观产量；
A-1(Op1) = 5秒；
A-1(t1) = 15秒；
悲观=1和乐观=3；
A-2(Op2) = 10秒；
A-2(t2) = 25秒；
悲观=1和乐观=2.5→2(实际上只能产生2的整数单位)；
Figure DEST_PATH_IMAGE001
因着整体和单个自动线的运算方式，产生不同的结果，所以提供给使用者从不同的角度看出差异并且让用户可以动态调整自动线，以符合产量的需求和自动线的环境限制。
所述自动线设有若干个传感器位置，且各个传感器位置装不同参数的传感器，所述传感器可设定型号、价格、尺寸、接收速率、讯息排序、无线型态、数据型态。
实施例不应视为对本发明的限制，任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于物联网特性的自动线调整方法，其特征在于：其包括以下组成：
1）对自动线进行实时调整；
2）调整数据检测的方式；
3）自动评价调整后的自动线的效能，
其中调整方法包括以下步骤：
a选择空白自动线组件，并选择已经存在的组件模版或是全新的组件参数输入，重复确认所需要的自动线组件直到确认完毕；
b依据步骤a中设定的数据，对自动线进行动态运行，并自动评价自动线的效能，并生成报表；
c选择空白传感器组件，并选择已经存在的组件模版或是全新的组件参数输入，重复确认所需要的传感器组件直到完成；
d在步骤c完成后，对各个设定的传感器组件进行单独动态运行，并检测数据接收状态，或者检查自动线和传感器两者异步动态运行接收数据状态；
e对传感器进行效能评价，并产生报表；
f重复进行传感器组件选择或参数修改，确定最佳效能的传感器组件。
2.根据权利要求1所述的基于物联网特性的自动线调整方法，其特征在于，所述数据检测方式包括以下步骤：
①决定自动线的顺位装置Aj；
②决定传感器组件存在的状态Pi，记录有效的Pi的数量，并判断是否达到传感器组件设定的总数；
③依照接收数据的速率大小来排序；
④预先经由用户设定接收数据的周期时间δ(秒) 接收一次数据；
⑤判断下一个自动线存在，则累计有效的Aj，达到设定的自动线装置总数则停止，若没有，则继续下一个自动线的重复操作。
3.根据权利要求2所述的基于物联网特性的自动线调整方法，其特征在于，所述步骤③包括以下状态：
一、若是存在任意两个传感器之间数据的传送速度有两倍差，即V(RxPa) >= 2 * V(RxPb)时候，依序为V(RxPa)→V(RxPb)→V(RxPa)或V(RxPb)→V(RxPa)→V(RxPb)；
二、若是存在任意两个传感器之间数据的传送速度没有两倍差距，即在2 * V(RxPc) >= V(RxPa) >= V(RxPc)时候，依序为V(RxPa)→V(RxPc)或V(RxPc)→V(RxPa)，
其中第x个讯息接收装置下的a传感器RxPa的接收的速率为V(RxPa)；第x个讯息接收装置下的b传感器RxPb的接收的速率为V(RxPb)，
第x个讯息接收装置下的c传感器RxPc的接收的速率为V(RxPc)。
4.根据权利要求1所述的基于物联网特性的自动线调整方法，其特征在于，依据以下方式评价自动线的效能：自动线A1的速度为v1=s1/t1，自动线A2的速度为v2=s2/t2，整体速度(v)=(s1+s2)/(t1+t2)，在t1+t2时间后可产生一件以上的产品或半成品。
5.根据权利要求4所述的基于物联网特性的自动线调整方法，其特征在于，其中在自动线R1段的平均速度不等于自动线R2段的平均速度，则依照各自区段最少可生产的数量做比较，获得一个悲观值，依照各自区段最多可生产的数量做比较，获得一个乐观值，并从悲观值与乐观值的角度显示可生产的数量，做为评估自动线的效能。
6.根据权利要求1所述的基于物联网特性的自动线调整方法，其特征在于，所述自动线设有若干个传感器位置，且各个传感器位置装不同参数的传感器，所述传感器可设定型号、价格、尺寸、接收速率、讯息排序、无线型态、数据型态。
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