CN110782545A

CN110782545A - 设备管理系统及方法

Info

Publication number: CN110782545A
Application number: CN201911047728.9A
Authority: CN
Inventors: 苏亚利
Original assignee: Ningbo Youpa Information Technology Co Ltd
Current assignee: Ningbo Youpa Information Technology Co Ltd
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-02-11

Abstract

本发明公开了一种设备管理系统，涉及设备管理技术领域，用于解决现有设备管理系统无法实时计算稼动率的问题，该系统包括：实时处理终端和显示终端；其中，所述实时处理终端包括微控制单元，所述微控制单元用于将采集到的设备运转信号转换为设备运转数字信号，并根据所述设备运转数字信号计算设备稼动率，并将所述设备稼动率及所述设备运转数字信号实时传输至所述显示终端；所述显示终端用于接收并存储所述实时处理终端发送的数据，并将所述数据进行可视化展示，所述数据包括所述设备稼动率及所述设备运转数字信号。本发明还公开了一种设备管理方法。本发明通过设置以微控制单元，进而通过微控制单元达到实时计算稼动率的效果。

Description

设备管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种设备管理技术领域，尤其涉及一种设备管理系统及方法。

背景技术

随着自动化技术的发展，生产力随之提高，生产线设备开始代替人工。

生产线设备，是企业生产中投入成本较高的资产，如果它能够保持高效、稳定的工作状态就能够有效地降低产品生产成本，提高企业利润，从而增加企业实力。

在现有的设备管理工作中，常用稼动率来评价设备运转的工作状态，以便于操作人员把控设备工作状态。

现有技术通过MES(制造企业生产过程执行管理系统)设备，对生产设备的稼动率进行数据采集与计算。但是，MES设备通常需要远程服务器进行数据的分析，导致稼动率无法实时反馈给操作人员，且当远程服务器离线时，会造成MES设备无法正常工作的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种设备管理系统，其通过处理终端实时计算稼动率，并通过显示终端完成稼动率的可视化展示，以实现稼动率的实时反馈。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

一种设备管理系统，其包括：实时处理终端和显示终端；

其中，所述实时处理终端包括微控制单元，所述微控制单元用于将采集到的设备运转信号转换为设备运转数字信号，并根据所述设备运转数字信号计算设备稼动率，并将所述设备稼动率及所述设备运转数字信号实时传输至所述显示终端；

所述显示终端用于接收并存储所述实时处理终端发送的数据，并将所述数据进行可视化展示，所述数据包括所述设备稼动率及所述设备运转数字信号。

通过显示终端可以实现将实时处理终端数据处理结果的可视化，使得操作员可随时掌握所属设备的本班次生产时长、停机时长、生产效率等。

进一步地，所述微控制单元包括A/D转换模块、处理模块、存储模块、通讯模块及时钟模块；所述A/D转换模块用于将采集到的所述设备运转信号转换为所述设备运转数字信号，所述处理模块用于根据所述设备运转数字信号计算所述设备稼动率，所述存储模块用于存储所述设备运转数字信号及所述设备稼动率，所述通讯模块用于发送及接收数据，所述数据包括所述设备稼动率及所述设备运转数字信号，所述时钟模块用于记录所述设备运转信号的时序信息。

进一步地，所述存储模块包括用于存储所述设备稼动率的存储器及用于存储所述设备运转信号的存储器，所述存储模块为闪存存储器。

闪存存储器可保存8年自然时间内连续不断的生产数据，且不会受到实时处理终端离线的影响。

进一步地，还包括数据采集单元，所述数据采集单元用于采集所述设备运转信号；并根据预设通讯协议将采集到的所述设备运转信号传输至所述微控制单元。

进一步地，所述实时处理终端还包括指令转换单元，所述指令转换单元用于将接收到的控制指令转换为电信号，所述控制指令为所述实时处理终端内部的控制器或外部远程控制器发送的控制指令。

进一步地，还包括远程控制端，所述远程控制端用于接收所述实时处理终端发送的所述设备稼动率及所述设备运转数字信号，并将所述设备稼动率及所述设备运转数字信号根据预设条件进行预处理和图表化展示。

进一步地，所述远程控制端可以通过RS232、RS485通讯或无线通讯的方式对所述实时处理终端进行数据寻址，以调用所述实时处理终端中存储的历史数据。

进一步地，所述远程控制端还包括排班模块，所述排班模块用于根据预设人员及预设排班条件进行自动排班，所述排班结果通过显示装置进行展示，或，将所述排班结果发送至所述显示终端进行展示。

通过排班功能并进行可视化展示，可以使管理者以及操作人员快速知晓本班次的具体操作人员，且可以便于管理者了解到每班次设备稼动率对应的实际操作人员。

本发明的目的之二在于提供一种设备管理方法。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现：

一种设备管理方法，其包括以下步骤：

接收并存储设备运转信号；

根据所述设备运转信号计算设备稼动率，存储所述设备稼动率；

发送所述设备稼动率及所述设备运转信号至显示终端及远程控制端。

进一步地，所述远程控制端为具有排班系统的远程控制端，所述排班系统根据预设条件进行自动排班。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过微控制单元实时计算稼动率，并通过显示终端进行展示，使得操作人员可以实时获取生产线设备的稼动率，无需通过远程服务器对数据进行处理。

附图说明

图1是实施例一的设备管理系统的示意图；

图2是实施例一的微控制单元的结构示意图；

图3是实施例二的设备管理系统的示意图；

图4是实施例三的设备管理方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，以下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。

实施例一

实施例一提供了一种设备管理系统，旨在通过处理终端和显示终端完成稼动率的实时展示。

请参照图1所示，一种设备管理系统，其包括：实时处理终端110和显示终端120；

其中，所述实时处理终端110包括微控制单元1101，所述微控制单元1101用于将采集到的设备运转信号转换为设备运转数字信号，并根据所述设备运转数字信号计算设备稼动率，并将所述设备稼动率及所述设备运转数字信号实时传输至所述显示终端120；

所述显示终端120用于接收并存储所述实时处理终端发送的数据，并将所述数据进行可视化展示,所述数据包括所述设备稼动率及所述设备运转数字信号。

本实施例中的显示终端为LED点阵显示屏，通常LED点阵显示屏需要通过MCU进行控制，因此，LED点阵显示屏可以集成在实时处理终端110上，LED点阵显示屏的引脚通过MCU(即本实施例中的微控制单元1101)内的IO接口就可以实现两者的连接，通常可以增加缓冲器，例如74HC573型号的缓冲器，以防止IO接口通过的电流过大。

当然，显示终端120也可以是外部显示器，通过实时处理终端110中微控制单元1101的SPI接口实现两者的连接，该外部显示器可以带有存储功能，以便于当实时处理终端110停止工作时，仍可通过该外部显示器进行数据的查询。显示终端120显示的数据包括但不限于本班次生产时长、停机时长、稼动率等。

设备的运转信号通过设置一数据采集单元进行数据采集；所述数据采集单元采集所述设备运转信号；并根据预设通讯协议将采集到的所述设备运转信号传输至所述微控制单元。预设通讯协议通常为TTL通讯协议，通过该协议将运转信号传输至微控制单元。

数据采集单元可以集成在实时处理终端110上，也可以是外部的数据采集装置，该数据采集单元与设备的通讯接口连接，例如MDC制造数据管理系统，RFID数据采集系统都可以作为本实施例中的数据采集单元。

上述的设备稼动率是指一台机器设备实际的生产数量与可能的生产数量的比值。本实施例中的设备稼动率涉及时间稼动率和速度稼动率；其中，时间稼动率＝稼动时间/负荷时间，速度稼动率＝基准周期时间/实际周期时间；计算规则、基准周期时间等可以根据实际情况进行设定，并存储于微控制单元1101中，微控制单元1101根据设定的计算方法就可以实时计算稼动率。通常在每一班次的设备运行结束后，自动计算该班次的稼动率，或者可以根据控制指令，来计算一个当前设备的稼动率。

上述的微控制单元1101即MCU，MCU是Micro Control Unit的简称，其集成计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口在一个芯片上，MCU为在不同的应用场合用于不同组合控制常见的芯片级计算机。

请参照图2所示，图2为一个本实施例微控制单元1101的示意图，所述微控制单元1101包括A/D转换模块、处理模块、存储模块、通讯模块及时钟模块；所述A/D转换模块用于将采集到的所述设备运转信号转换为所述设备运转数字信号，所述处理模块根据所述设备运转数字信号计算所述设备稼动率，所述处理模块预先写入稼动率计算公式，包括时间稼动率公式及速度稼动率公式，所述存储模块用于存储所述设备运转数字信号及所述设备稼动率，所述通讯模块用于发送及接收数据，所述数据包括所述设备稼动率及所述设备运转数字信号，所述时钟模块用于记录所述设备运转信号的时序信息。

微控制单元1101在接收到设备运转信号时，首先会通过A/D转换模块将设备运转信号转换为可被识别的数字信号，CPU会根据该设备运转数字信号判断设备的运转情况；设备运转时和停止/关闭时发出的信号是不同的，因此根据不同的信号波动就可以识别出设备运转情况；时钟模块会记录每次接收数字运转信号的时序信息，从而得到设备运转的开始/结束时间、运转一次用时等时间相关的信息，以便于CPU可以根据时序信息计算某一时间区间内的设备稼动率；通过A/D转换模块就可以实现将设备运转信号数据转换成可被显示终端120展示的数字信号；通讯模块可以根据不同的通讯协议将数据(通常为稼动率数据及设备运转数据)进行发送，例如通过TTL协议接收运转信号，或者通过其他通讯协议将数据传输至其他外部设备。

微控制单元1101中的存储模块包括稼动率存储器及设备运转信号存储器，所述存储模块为闪存存储器。其中稼动率存储器用于存储每一次计算得到的稼动率，并按照时序进行排列，设备运转信号存储器用于存储设备的运转情况；本实施例中选用闪存存储器(flash memory)，因为闪存存储器即使断电也不会丢失存储的数据，可以随时更新或改写数据，并且支持随机寻址。

为了提高稼动率的准确率，可以通过动态规划及数据分析对存储的设备运转信号数据进行稼动率补偿，借助时钟模块进行将采集到的稼动率数据和自然时间一一匹对，保证数据的正确性后在稼动率存储器上进行存储。

以上的动态规划及数据分析，首先需要通过数据分析，得到实际稼动率与标准设定的稼动率的数据差，然后通过动态规划，得到最优解，并对稼动率进行补偿，如果仍有数据差则重复上述过程。对于动态规划中最优解的条件，本实施例不作限定，可以根据实际情况进行设定。

所述实时处理终端还包括指令转换单元，所述指令转换单元用于将收到的控制指令转换为电信号，所述控制指令由所述处理终端内部的控制器或外部的远程控制器发出。

上述的控制指令通常包括参数修改、调阅记录等工作指令。内部的控制器通常为控制按键，例如“+”、“-”、“复位键”等对应于修改参数或调阅记录功能的按键，外部的控制器通常为远程遥控装置；将接收到的控制指令转换为电信号以便被微控制单元1101识别。

本实施例中不对具体的MCU型号进行限定，只要满足该MCU能实现本实施例中数据处理的相关过程，这里的数据处理包括设备运转信号的转换、稼动率的计算及存储、数据的发送及接收等处理过程。

实施例二

实施例二是在实施例一的基础上进行的改进，旨在通过增加远程控制端，以便于图表化展示生产数据及对生产数据进行进一步分析。

请参照图3所示，在实时处理终端110和显示终端120的基础上增加了远程控制端130，所述远程控制端130用于接收所述实时处理终端110发送的所述设备稼动率及所述设备运转数字信号，并将所述设备稼动率及所述设备运转数字信号根据预设条件进行预处理和图表化展示。

上述的远程控制端130通常为带有显示器的远程计算机。

预处理时的预设条件可以根据实际需求进行设定，例如可以设定每小时生产统计、运行、停止曲线，或者日生产效率统计表，并可以将统计数据与每班次作业人员相匹配。具体每班次的作业人员会预先在远程控制端130中进行设定，以便于作业人员与统计数据的匹配。

此外，所述远程控制端130可以通过RS232、RS485通讯或无线通讯的方式进行数据寻址，根据得到地址调阅所述实时处理终端110上的历史数据。

RS232、RS485通讯方式即有线通讯方式可以实现不同设备间的数据传递，无需借助网络即可实现设备间的通讯过程，并且可以通过该通讯方式对实时处理终端110发送控制指令，例如调阅历史数据等控制指令。在一些情况下，远程控制端130与实时处理终端110距离较远，可以用无线通讯的方式代替有线通讯方式进行数据的传递，通常需要借助网络通讯的方式进行数据的传递，及控制指令的发送。

为了进一步确定每一班次的作业人员，所述远程控制端130还包括一排班模块，所述排班模块用于根据预设人员及预设排班条件进行自动排班，所述排班结果通过所述显示装置进行展示，或，将所述排班结果发送至所述显示终端120进行展示。

上述的排班模块中存有自动排班的计算方法，可以实现根据预设人员(即预设的作业人员)及预设排班条件进行自动排班，本实施例中不对具体的排班计算方法进行限定。排班结果可以发送至显示终端120，以便于作业人员可以知晓自己的作业班次，远程控制端130与显示终端120的连接方式参照远程控制端130与实时处理终端110。

通过远程控制端130，可以进一步地细化生产相关的数据，帮助管理者更好地对生产情况进行改善；并且可以实现作业人员的自动排班，也可以直观地显示出作业人员每班次的设备运行情况。

实施例三

实施例三还提供了对应于上述实施例中设备管理系统的方法。

请参照图4所示，一种设备管理方法，其包括以下步骤：

S1、接收并存储设备运转信号；

S2、根据所述设备运转信号计算设备稼动率，并存储所述设备稼动率；

S3、发送所述设备稼动率及所述设备运转信号数据至显示终端及远程控制端。

优选地，所述远程控制端还可根据预设条件进行自动排班。

本实施例中涉及的设备稼动率计算过程请参照实施例一和实施例二。

此外，本实施例中的设备运转信号除了可以通过实施例一和实施例二中的数据采集单元及A/D转换模块实现，还可以通过电流传感器接收设备运转信号，并根据电流值大小确定设备的运转情况。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种设备管理系统，其特征在于，其包括：实时处理终端和显示终端；

2.如权利要求1所述的设备管理系统，其特征在于，所述微控制单元包括A/D转换模块、处理模块、存储模块、通讯模块及时钟模块；所述A/D转换模块用于将采集到的所述设备运转信号转换为所述设备运转数字信号，所述处理模块用于根据所述设备运转数字信号计算所述设备稼动率，所述存储模块用于存储所述设备运转数字信号及所述设备稼动率，所述通讯模块用于发送及接收数据，所述数据包括所述设备稼动率及所述设备运转数字信号，所述时钟模块用于记录所述设备运转信号的时序信息。

3.如权利要求2所述的设备管理系统，其特征在于，所述存储模块包括用于存储所述设备稼动率的存储器及用于存储所述设备运转信号的存储器，所述存储模块为闪存存储器。

4.如权利要求1-3任一项所述的设备管理系统，其特征在于，还包括数据采集单元，所述数据采集单元用于采集所述设备运转信号；并根据预设通讯协议将采集到的所述设备运转信号传输至所述微控制单元。

5.如权利要求1或2所述的设备管理系统，其特征在于，所述实时处理终端还包括指令转换单元，所述指令转换单元用于将接收到的控制指令转换为电信号，所述控制指令为所述实时处理终端内部的控制器或外部远程控制器发送的控制指令。

6.如权利要求1所述的设备管理系统，其特征在于，还包括远程控制端，所述远程控制端用于接收所述实时处理终端发送的所述设备稼动率及所述设备运转数字信号，并将所述设备稼动率及所述设备运转数字信号根据预设条件进行预处理和图表化展示。

7.如权利要求6所述的设备管理系统，其特征在于，所述远程控制端可以通过RS232、RS485通讯或无线通讯的方式对所述实时处理终端进行数据寻址，以调用所述实时处理终端中存储的历史数据。

8.如权利要求6所述的设备管理系统，其特征在于，所述远程控制端还包括排班模块，所述排班模块用于根据预设人员及预设排班条件进行自动排班，所述排班结果通过显示装置进行展示，或，将所述排班结果发送至所述显示终端进行展示。

9.一种设备管理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

接收并存储设备运转信号；

10.如权利要求9所述的设备管理方法，其特征在于，所述远程控制端为具有排班系统的远程控制端，所述排班系统根据预设条件进行自动排班。