CN110488739A - 一种基于物联网的smt生产数据采集监控追溯方法 - Google Patents

一种基于物联网的smt生产数据采集监控追溯方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法，包括以下步骤：S1：数据采集系统；S2：数据传输系统；S3：数据存储系统；S4：数据感知系统；S5：数据呈现系统，本发明数据采集系统针对不同品牌和类型的设备的兼容；比起传统的MES注重工艺和生产层面的数据和流程管控，本发明更着重于采集和呈现辅助工厂运营的数据；比起传统的MES部署需要大量人员配套，本发明可快速部署，且几乎不需要额外的人员支持，解决了不同品牌的设备无法通过一个统一的系统来实现低成本的数据汇总的问题；使得中小型的电子制造工厂可以拥有低成本的IT系统解决方案，获取可靠、实时和透明的生产数据。

Description

一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法
技术领域
本发明属于工业生产设备的联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法。
背景技术
电子制造工厂的信息化、自动化、智能化改造是必然的趋势。电子制造行业的MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统），仅仅偏向于工艺和生产，而且部署成本非常高。数据采集多通过条码扫描的方式，无法做到完全的自动化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法，解决了不同品牌的设备无法通过一个统一的系统来实现低成本的数据汇总的问题；使得中小型的电子制造工厂可以拥有低成本的IT系统解决方案，获取可靠、实时和透明的生产数据，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法，包括以下步骤：
S1：数据采集系统，步骤如下：
1）：采集的数据来自于电子制造工厂的各个环节的设备：锡膏印刷机、锡膏检测仪、贴片机、热风回流炉、AOI（自动光学检测）外观检测机；
2）：针对每一个生产设备，通过网络通信、串口通信、PLC（可编程逻辑控制器）接口通信或各类传感器实现对生产数据的全自动化采集，步骤如下：
a：由于各设备都有自己的PC上位机，因此都可以通过数据接口获取相应的生产数据和错误信息；
b：部分机型有开放的通信串口，可以从串口获取生产数据；
c：部分机型的PLC有开放的通信格式，可以从PLC获取生产数据；
d：设备上安装STM32电路模块，获取设备的耗电设备的耗电、设备的震动状态、设备的位置信息、设备所处环境的温度和设备所处环境的湿度；
3）：获取的生产数据，步骤如下：
a：通过锡膏印刷机获取印刷的电路板数量、印刷每个电路板所花费的时间和印刷每个电路板时的印刷质量参数；
b：通过锡膏检测仪获取检测的电路板数量、检测每个电路板所花费的时间和检测每个电路板的结果参数；
c：通过贴片机获取生产的电路板数量、生产每个电路板所花费的时间、消耗的元器件数量和每个生产任务持续的时间及各个时间段的分布情况；
d：通过热风回流炉获取焊接的电路板数量、焊接每个电路板所花费的时间和焊接每个电路板时的温度参数；
e：通过AOI获取检测的电路板数量、检测每个电路板所花费的时间和检测每个电路板的结果参数；
4）：每台设备的数据采集都是独立进行的，并全部送到数据传输系统；
S2：数据传输系统，步骤如下：
1）：通过openwrt系统的路由网关实现；
2）：通过GSM、4G和NB-IoT通信将数据实时上传到服务器；
S3：数据存储系统，数据全部存储在服务器上；
S4：数据感知系统，对于采集系统上报的数据，在服务器上进行实时的分析，从而感知设备异常、感知生产线的生产效率、感知生产线的有效生产时间、感知设备的移动状态、感知设备的用电量和感知换线时间；
S5：数据呈现系统，通过手机App、微信小程序、PC端浏览器实现数据的展示。
优选的，所述步骤S1中第二步骤中d步骤中，获取设备数据是通过电量传感器获取设备的耗电量，通过震动传感器获取设备的震动状态，通过GSM模块获取设备的位置信息，通过温度传感器获取设备所处环境的温度，通过湿度传感器获取设备所处环境的湿度。
优选的，所述步骤S3中数据存储系统采用MySQL数据库，采用Redis缓存技术，提升数据接口的读写效率。
优选的，所述步骤S4中感知设备异常：通过错误内容及错误持续的时间，感知错误的类型和严重程度；感知生产线的生产效率：通过每台设备的生产节拍，判断产线的整体均衡生产效率；感知生产线的有效生产时间：通过一段时间的生产状态，计算出累计有效的生产时间；感知设备的移动状态：通过传感器的加速度信息，感知设备的移动状态和大概的移动距离；感知设备的用电量：通过设备的电流和电压，计算出用电量；感知换线时间：通过电路板生产的节奏，判断出产线切换任务所花费的时间。
本发明提出的一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法，与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明数据采集系统针对不同品牌和类型的设备的兼容；比起传统的MES注重工艺和生产层面的数据和流程管控，本发明更着重于采集和呈现辅助工厂运营的数据；比起传统的MES部署需要大量人员配套，本发明可快速部署，且几乎不需要额外的人员支持，解决了不同品牌的设备无法通过一个统一的系统来实现低成本的数据汇总的问题；使得中小型的电子制造工厂可以拥有低成本的IT系统解决方案，获取可靠、实时和透明的生产数据。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法的产品示意图；
图2为本发明一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法的网关架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供了一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法，包括以下步骤：
S1：数据采集系统，步骤如下：
1）：采集的数据来自于电子制造工厂的各个环节的设备：锡膏印刷机、锡膏检测仪、贴片机、热风回流炉、AOI（自动光学检测）外观检测机；
2）：针对每一个生产设备，通过网络通信、串口通信、PLC（可编程逻辑控制器）接口通信或各类传感器实现对生产数据的全自动化采集，步骤如下：
a：由于各设备都有自己的PC上位机，因此都可以通过数据接口获取相应的生产数据和错误信息；
b：部分机型有开放的通信串口，可以从串口获取生产数据；
c：部分机型的PLC有开放的通信格式，可以从PLC获取生产数据；
d：设备上安装STM32电路模块，获取设备的耗电设备的耗电、设备的震动状态、设备的位置信息、设备所处环境的温度和设备所处环境的湿度；
4）：获取的生产数据，步骤如下：
a：通过锡膏印刷机获取印刷的电路板数量、印刷每个电路板所花费的时间和印刷每个电路板时的印刷质量参数；
b：通过锡膏检测仪获取检测的电路板数量、检测每个电路板所花费的时间和检测每个电路板的结果参数；
c：通过贴片机获取生产的电路板数量、生产每个电路板所花费的时间、消耗的元器件数量和每个生产任务持续的时间及各个时间段的分布情况；
d：通过热风回流炉获取焊接的电路板数量、焊接每个电路板所花费的时间和焊接每个电路板时的温度参数；
e：通过AOI获取检测的电路板数量、检测每个电路板所花费的时间和检测每个电路板的结果参数；
4）：每台设备的数据采集都是独立进行的，并全部送到数据传输系统；
S2：数据传输系统，步骤如下：
1）：通过openwrt系统的路由网关实现；
2）：通过GSM、4G和NB-IoT通信将数据实时上传到服务器；
S3：数据存储系统，数据全部存储在服务器上；
S4：数据感知系统，对于采集系统上报的数据，在服务器上进行实时的分析，从而感知设备异常、感知生产线的生产效率、感知生产线的有效生产时间、感知设备的移动状态、感知设备的用电量和感知换线时间；
S5：数据呈现系统，通过手机App、微信小程序、PC端浏览器实现数据的展示。
具体的，所述步骤S1中第二步骤中d步骤中，获取设备数据是通过电量传感器获取设备的耗电量，通过震动传感器获取设备的震动状态，通过GSM模块获取设备的位置信息，通过温度传感器获取设备所处环境的温度，通过湿度传感器获取设备所处环境的湿度。
具体的，所述步骤S3中数据存储系统采用MySQL数据库，采用Redis缓存技术，提升数据接口的读写效率。
具体的，所述步骤S4中感知设备异常：通过错误内容及错误持续的时间，感知错误的类型和严重程度；感知生产线的生产效率：通过每台设备的生产节拍，判断产线的整体均衡生产效率；感知生产线的有效生产时间：通过一段时间的生产状态，计算出累计有效的生产时间；感知设备的移动状态：通过传感器的加速度信息，感知设备的移动状态和大概的移动距离；感知设备的用电量：通过设备的电流和电压，计算出用电量；感知换线时间：通过电路板生产的节奏，判断出产线切换任务所花费的时间。
综上所述：本发明数据采集系统针对不同品牌和类型的设备的兼容；比起传统的MES注重工艺和生产层面的数据和流程管控，本发明更着重于采集和呈现辅助工厂运营的数据；比起传统的MES部署需要大量人员配套，本发明可快速部署，且几乎不需要额外的人员支持，解决了不同品牌的设备无法通过一个统一的系统来实现低成本的数据汇总的问题；使得中小型的电子制造工厂可以拥有低成本的IT系统解决方案，获取可靠、实时和透明的生产数据。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：数据采集系统，步骤如下：
1）：采集的数据来自于电子制造工厂的各个环节的设备：锡膏印刷机、锡膏检测仪、贴片机、热风回流炉、AOI（自动光学检测）外观检测机；
2）：针对每一个生产设备，通过网络通信、串口通信、PLC（可编程逻辑控制器）接口通信或各类传感器实现对生产数据的全自动化采集，步骤如下：
a：由于各设备都有自己的PC上位机，因此都可以通过数据接口获取相应的生产数据和错误信息；
b：部分机型有开放的通信串口，可以从串口获取生产数据；
c：部分机型的PLC有开放的通信格式，可以从PLC获取生产数据；
d：设备上安装STM32电路模块，获取设备的耗电设备的耗电、设备的震动状态、设备的位置信息、设备所处环境的温度和设备所处环境的湿度；
获取的生产数据，步骤如下：
a：通过锡膏印刷机获取印刷的电路板数量、印刷每个电路板所花费的时间和印刷每个电路板时的印刷质量参数；
b：通过锡膏检测仪获取检测的电路板数量、检测每个电路板所花费的时间和检测每个电路板的结果参数；
c：通过贴片机获取生产的电路板数量、生产每个电路板所花费的时间、消耗的元器件数量和每个生产任务持续的时间及各个时间段的分布情况；
d：通过热风回流炉获取焊接的电路板数量、焊接每个电路板所花费的时间和焊接每个电路板时的温度参数；
e：通过AOI获取检测的电路板数量、检测每个电路板所花费的时间和检测每个电路板的结果参数；
4）：每台设备的数据采集都是独立进行的，并全部送到数据传输系统；
S2：数据传输系统，步骤如下：
1）：通过openwrt系统的路由网关实现；
2）：通过GSM、4G和NB-IoT通信将数据实时上传到服务器；
S3：数据存储系统，数据全部存储在服务器上；
S4：数据感知系统，对于采集系统上报的数据，在服务器上进行实时的分析，从而感知设备异常、感知生产线的生产效率、感知生产线的有效生产时间、感知设备的移动状态、感知设备的用电量和感知换线时间；
S5：数据呈现系统，通过手机App、微信小程序、PC端浏览器实现数据的展示。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法，其特征在于：所述步骤S1中第二步骤中d步骤中，获取设备数据是通过电量传感器获取设备的耗电量，通过震动传感器获取设备的震动状态，通过GSM模块获取设备的位置信息，通过温度传感器获取设备所处环境的温度，通过湿度传感器获取设备所处环境的湿度。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法，其特征在于：所述步骤S3中数据存储系统采用MySQL数据库，采用Redis缓存技术，提升数据接口的读写效率。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的SMT生产数据采集监控追溯方法，其特征在于：所述步骤S4中感知设备异常：通过错误内容及错误持续的时间，感知错误的类型和严重程度；感知生产线的生产效率：通过每台设备的生产节拍，判断产线的整体均衡生产效率；感知生产线的有效生产时间：通过一段时间的生产状态，计算出累计有效的生产时间；感知设备的移动状态：通过传感器的加速度信息，感知设备的移动状态和大概的移动距离；感知设备的用电量：通过设备的电流和电压，计算出用电量；感知换线时间：通过电路板生产的节奏，判断出产线切换任务所花费的时间。
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