CN111191960A - 基于动作编码的产线柔性建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于动作编码的产线柔性建模方法,包含以下步骤:步骤1、建立生产组织架构、步骤2、建立产线模型、步骤3、配置硬件信息、步骤4、分配硬件编码、步骤5、绑定工位硬件、步骤6、配置生产资源。本发明借助一种基于动作编码的生产管理系统实现,生产管理系统将以往的工序作业指导书设计成由多个工序按照作业执行顺序灵活排列组合而成。每个工序关联了所要用到的动作编码、动作参数、人员、工具、工装、设备、物料、图片/视频等工艺资源。借助该系统能够实现生产组织架构建立、产线柔性建模、智能硬件配置,提高了生产管理的柔性度和管理精度。
Description
技术领域
本发明涉及基于动作编码的产线柔性建模方法。
背景技术
当前市场情况不断变化,客户要求趋于个性化,制造企业生产形势逐渐趋于多品种、小批量生产,根据市场变化,生产线经常需要进行调整。现有制造执行系统中,生产线数据都是根据现场实际情况进行开发,无法根据现场生产线的变化进行调整,只能由系统开发商重新开发,柔性化低,且费时费力。
制造企业逐步实施ERP、MES等信息化管理系统,提高了生产管理的信息化水平,但至延伸到了生产管理层,没有管控到生产执行的每一步,无法对工位的智能硬件进行集成和控制,无法柔性配置工位的硬件信息,只能在系统建设期间进行固化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,消除现有产线建模的上述不足,利用结构化工艺设计的输出结果,提供生产组织建立、产线柔性建模、智能硬件配置的方式,创建基于动作编码的产线柔性建模方法。
为了解决以上技术问题,本发明提供的基于动作编码的产线柔性建模方法, 其特征在于:借助一种基于动作编码的生产管理系统实现,所述生产管理系统具有服务器,和与服务器通讯的供管理者查看和操作的终端,所述服务器储存有动作编码库、人员库和工艺资源库,所述动作编码库中对每道工艺步骤使用动作编码进行表达,每道工艺步骤对应的动作编码中含有固有属性、动作参数和附加属性;所述固有属性记载有动作的基本特性信息、技术项点信息和应用描述信息,所述动作参数记载有该动作各具体执行环境下所设定的参数信息,所述附加属性至少包括:工种及资质要求、工艺资源要求,所述工艺资源包括工具类型、工装类型、设备类型;人员库中的人员具有工种和资质的属性信息,工艺资源库具有工具类型、工装类型、设备类型的属性信息;工艺工序在服务器中被创建,所述工艺工序由若干道工艺步骤按照作业执行顺序排列而成,每道工艺步骤使用一条动作编码来表现;
所属产线柔性建模方法包含以下步骤:
步骤1、建立生产组织架构:在系统中建立与企业实际情况一致的生产组织架构;所述生产组织架构至少包括公司、公司下的车间、车间下的产线以及产线下的工位;管理者制定公司的生产组织架构,生产管理系统识别生产组织架构信息,将生产数据的查阅权限按生产组织架构分配;
步骤2、建立产线模型:针对生产组织架构中每个产线下的每个工位,配置生产资源位置信息;
步骤3、配置硬件信息:根据生产现场管控需要,配置功能硬件类型,并为每种功能硬件定义数据交互指令格式,功能硬件包含指引硬件和采集硬件进行分类;
步骤4、分配硬件编码:根据产线各工位使用的功能硬件的数量,配置相应硬件信息,并赋予唯一编码;
步骤5、绑定工位硬件:针对产线各工位的每个生产资源位置,绑定与其关联功能硬件,使工位生产资源位置与功能硬件实现关联,建立与实际产线相一致的数字模型;
步骤6、配置生产资源:在生产配置时,按照实际情况将生产资源分配至工位生产资源位置,生产资源根据生产需要灵活调动,从而实现产线的柔性建模;生产执行时,系统根据结构化工艺的工艺资源要求,获取工位满足要求的生产资源关联的功能硬件及功能硬件的数据交互指令格式,根据预设的指令流程实现生产过程的数据采集和功能硬件的指引。
本发明还具有以下进一步的特征:
1、步骤1中,建立生产组织架构时,通过拓扑图形式进行设计,通过拖拽的方式,添加公司、车间、产线、工位生产组织,并通过连线建立层级关系,生成生产组织拓扑图,维护各生产组织名称、编码信息后,完成生产组织架构的建立,也可通过列表的方式建立生产组织架构。
2、步骤2中,管理者批量建立生产资源位置信息,并批量生成生产资源位置信息编码。
3、步骤3中,功能硬件包括电子标签、工具引导灯、光电传感器、确认按键、摄像头、RFID读取设备、报警灯中,数据交互指令格式信息包含描述、类型、字段数量、数据格式,类型包含接收和发送。
4、步骤6中,生产资源在生产前进行调配;当一个工艺资源关联多个生产资源位置,实现对生产资源在不同位置间转移等业务场景的指引;当多个同类型生产资源关联一个位置,满足不同资源交叉放置在同一生产资源位置的业务场景,提高资源位置的利用率。
本发明借助一种基于动作编码的生产管理系统实现,生产管理系统将以往的工序作业指导书设计成由多个工序按照作业执行顺序灵活排列组合而成。每个工序关联了所要用到的动作编码、动作参数、人员、工具、工装、设备、物料、图片/视频等工艺资源。借助该系统能够实现生产组织架构建立、产线柔性建模、智能硬件配置,提高了生产管理的柔性度和管理精度。
管理者可根据企业生产变化和现场情况,建立新的产线或调整系统内产线模型,可根据企业的资源管控要求,配置产线工位上的硬件,配合基于动作编码的结构化工艺输出,实现生产过程中资源使用的硬件指引和防呆防错。
与现有产线建模方法相比,本发明具有以下优点:生产组织机构灵活调整,根据企业发展情况可在系统内增加生产组织,便于企业业务扩展和规模扩大。产线模型柔性建立和调整,当产品或产品的工艺发生改变,若当前产线不满足生产需求,可在系统内调整产线工位的数量、顺序。紧密贴合工艺,根据工艺要求的资源为配备相应硬件,实现对生产过程指导、数据采集和对生产资源进行管理。工位硬件多样化配置,可根据需求添加硬件类型,根据资源管控力度要求柔性配置。通过柔性化配置,取消产线调整时的系统二次开发过程,降低产线建模、调整的技术要求,减少资源浪费,降低成本。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
图2为本发明方法的生产组织架构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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。需要说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率,仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明基于动作编码的产线柔性建模方法,借助一种基于动作编码的生产管理系统实现,生产管理系统具有服务器,和与服务器通讯的供管理者查看和操作的终端,服务器储存有动作编码库、人员库和工艺资源库,动作编码库中对每道工艺步骤使用动作编码进行表达,每道工艺步骤对应的动作编码中含有固有属性、动作参数和附加属性;固有属性记载有动作的基本特性信息、技术项点信息和应用描述信息,所述动作参数记载有该动作各具体执行环境下所设定的参数信息,所述附加属性至少包括:工种及资质要求、工艺资源要求,所述工艺资源包括工具类型、工装类型、设备类型;人员库中的人员具有工种和资质的属性信息,工艺资源库具有工具类型、工装类型、设备类型的属性信息;工艺工序在服务器中被创建,所述工艺工序由若干道工艺步骤按照作业执行顺序排列而成,每道工艺步骤使用一条动作编码来表现;每道工艺步骤可控制工位的功能硬件做出响应,并在采集到要求的信息后可进行下一步骤;若干工艺步骤组成产品的完整工艺,工艺可在不同产线上使用并驱动产线硬件。
本实施例产线柔性建模方法流程图见图1,包含以下步骤:
步骤1、建立生产组织架构:在系统中建立与企业实际情况一致的生产组织架构;所述生产组织架构至少包括公司、公司下的车间、车间下的产线以及产线下的工位;管理者制定公司的生产组织架构,生产管理系统识别生产组织架构信息,将生产数据的查阅权限按生产组织架构分配。
本步骤中,通过拓扑图形式进行设计,通过拖拽的方式,添加公司、车间、产线、工位生产组织,并通过连线建立层级关系,生成生产组织拓扑图,维护各生产组织名称、编码信息后,完成生产组织架构的建立,也可通过列表的方式建立生产组织架构。
如图2所示为本例建立的生产组织架构,某公司有新造车间和检修车间两个车间,分管产品新增和检修两方面业务,其中新造车间有一条生产线——新造产线,新造产线负责产品生产,其下有5个工位;检修车间有拆解产线、组装产线两条产线,拆解产线负责检修产品的拆解,组装产线负责拆解完产品的组装,拆解产线各组装产线各4个工位。
步骤2、建立产线模型:选择生产组织架构中各产线下的各个工位,通过新增或者批量新增的方式,配置工位的生产资源位置信息。新增时维护生产资源位置的唯一编码和对应的资源类型,批量新增时维护生产资源位置的唯一编码、数量和对应的资源类型。
步骤3、配置硬件信息:根据生产现场管控需要,配置电子标签、工具引导灯、光电传感器、确认按键、摄像头、RFID读取设备、报警灯等功能硬件类型,配置时维护硬件名称、型号、类别信息,并为每种功能硬件定义数据交互指令格式,定义时选择相应的功能硬件类型,配置数据交互指令格式信息,数据交互指令格式信息包含描述、类型、字段数量、数据格式,类型包含接收和发送。
步骤4、分配硬件编码:本例中,根据设计的生产组织中3条产线13个工位使用的每种功能硬件的数量,配置相应功能硬件信息,并赋予唯一编码,方便进行控制。配置的功能硬件信息包括名称、型号、类别、编码。
步骤5、绑定工位硬件:通过选择已有的功能硬件,为步骤3中建立的产线下工位的资源位置,绑定与其关联功能硬件,如将工具指示灯和光电传感器绑定至工具位置,通过工具指示灯指引拿取工具,通过光电传感器采集工具取用状态。使工位每个生产资源位置与功能硬件实现关联,建立与实际产线相一致的数字模型。
步骤6、配置生产资源:生产开始前,按照实际情况将生产资源分配至工位资源位置,配置时选中生产资源,并选择生产资源位置,完成绑定。生产资源根据生产需要灵活调动,从而实现产线的柔性建模;当一个生产资源关联多个生产资源位置,实现对生产资源在不同位置间转移等业务场景的指引;当多个同类型生产资源关联一个位置,满足不同资源交叉放置在同一生产资源位置的业务场景,提高资源位置的利用率。
生产执行时,系统根据结构化工艺的工艺资源要求,获取工位满足要求的生产资源关联的功能硬件及功能硬件的数据交互指令格式,根据预设的指令流程实现生产过程的数据采集和功能硬件的指引。
产线建模完成后,根据基于动作编码的结构化工艺系统输出,通过生产配置,可在生产过程中控制正确的硬件在正确的时间做出正确的响应,并且获取硬件上传的数据,实现生产的硬件引导和防呆防错。
因产品变化、生产要求变化、生产管控力度调整等情况需要调整生产线时,在系统内通过拖拉拽、增删改的方式即可实现对产线模型的柔性建立和调整,通过柔性化配置,取消产线调整时的系统二次开发过程,无需开发人员介入,仅需工业工程人员在系统内操作配置,降低了产线建模、调整的技术要求,减少资源浪费,降低成本。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.基于动作编码的产线柔性建模方法,其特征在于:借助一种基于动作编码的生产管理系统实现,所述生产管理系统具有服务器,和与服务器通讯的供管理者查看和操作的终端,所述服务器储存有动作编码库、人员库和工艺资源库,所述动作编码库中对每道工艺步骤使用动作编码进行表达,每道工艺步骤对应的动作编码中含有固有属性、动作参数和附加属性;所述固有属性记载有动作的基本特性信息、技术项点信息和应用描述信息,所述动作参数记载有该动作各具体执行环境下所设定的参数信息,所述附加属性至少包括:工种及资质要求、工艺资源要求,所述工艺资源包括工具类型、工装类型、设备类型;人员库中的人员具有工种和资质的属性信息,工艺资源库具有工具类型、工装类型、设备类型的属性信息;工艺工序在服务器中被创建,所述工艺工序由若干道工艺步骤按照作业执行顺序排列而成,每道工艺步骤使用一条动作编码来表现;
所属产线柔性建模方法包含以下步骤:
步骤1、建立生产组织架构:在系统中建立与企业实际情况一致的生产组织架构;所述生产组织架构至少包括公司、公司下的车间、车间下的产线以及产线下的工位;管理者制定公司的生产组织架构,生产管理系统识别生产组织架构信息,将生产数据的查阅权限按生产组织架构分配;
步骤2、建立产线模型:针对生产组织架构中每个产线下的每个工位,配置生产资源位置信息;
步骤3、配置硬件信息:根据生产现场管控需要,配置功能硬件类型,并为每种功能硬件定义数据交互指令格式,功能硬件包含指引硬件和采集硬件进行分类;
步骤4、分配硬件编码:根据产线各工位使用的功能硬件的数量,配置相应硬件信息,并赋予唯一编码;
步骤5、绑定工位硬件:针对产线各工位的每个生产资源位置,绑定与其关联功能硬件,使工位生产资源位置与功能硬件实现关联,建立与实际产线相一致的数字模型;
步骤6、配置生产资源:在生产配置时,按照实际情况将生产资源分配至工位生产资源位置,生产资源根据生产需要灵活调动,从而实现产线的柔性建模;生产执行时,系统根据结构化工艺的工艺资源要求,获取工位满足要求的生产资源关联的功能硬件及功能硬件的数据交互指令格式,根据预设的指令流程实现生产过程的数据采集和功能硬件的指引。
2.根据权利要求1所述的基于动作编码的产线柔性建模方法,其特征在于:步骤1中,建立生产组织架构时,通过拓扑图形式进行设计,通过拖拽的方式,添加公司、车间、产线、工位生产组织,并通过连线建立层级关系,生成生产组织拓扑图,维护各生产组织名称、编码信息后,完成生产组织架构的建立,也可通过列表的方式建立生产组织架构。
3.根据权利要求1所述的基于动作编码的产线柔性建模方法,其特征在于:步骤2中,管理者批量建立生产资源位置信息,并批量生成生产资源位置信息编码。
4.根据权利要求1所述的基于动作编码的产线柔性建模方法,其特征在于:步骤3中,功能硬件包括电子标签、工具引导灯、光电传感器、确认按键、摄像头、RFID读取设备、报警灯中,数据交互指令格式信息包含描述、类型、字段数量、数据格式,类型包含接收和发送。
5.根据权利要求1所述的基于动作编码的产线柔性建模方法,其特征在于:步骤6中,生产资源在生产前进行调配;当一个生产资源关联多个生产资源位置,实现对生产资源在不同位置间转移等业务场景的指引;当多个同类型生产资源关联一个位置,满足不同资源交叉放置在同一生产资源位置的业务场景,提高资源位置的利用率。
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