CN112055838A - 工厂管理和监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种工厂管理和监控系统包括：处理单元，该处理单元被构造为从多个传感器接收数据，该多个传感器被构造为监控一个或多个工厂或工厂中包括的机器、分析接收到的数据并生成包括接收到的数据或对接收到的数据进行分析而得到的信息的用户界面；以及被构造为显示该用户界面的显示器。

Description

工厂管理和监控系统及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月10日提交的题为“FACTORY MANAGEMENT AND MONITORINGSYSTEMS AND METHODS(工厂管理和监控系统及方法)”的美国临时专利申请序列号No.62/669,472的优先权，其内容通过引用合并于此。

技术领域

所公开的概念一般涉及工厂管理和监控系统及方法，并且特别地涉及用于罐头生产线的工厂管理和监控系统及方法。

背景技术

不同类型的罐头被制造用于各种目的，诸如用于食品和饮料的容器。由单个工厂每年生产的罐头数量巨大。在罐头生产工厂中，效率是一个重要问题。生产线中的停机时间或低于最佳的操作会减少工厂生产的罐头数量。给定罐头生产线生产的罐头数量，即使效率的小幅下降也会对罐头生产线生产的罐头量产生重大影响。但是，可能甚至难以识别罐头生产线是否正在以低于最佳效率操作，或者难以预测低于最佳生产的原因。也难以预测将导致生产线停机的故障。罐头生产工厂仍有改进的空间。

发明内容

这些需求和其它需求由所公开概念的实施例满足，其中工厂管理和监控系统包括处理单元，该处理单元被构造为从与位于一个或多个工厂的机器相关联的传感器收集数据并生成用于显示所收集的数据的用户界面。

根据所公开概念的一方面，一种工厂管理和监控系统包括：处理单元，该处理单元被构造为从多个传感器接收数据，该多个传感器被构造为监控一个或多个工厂或工厂中包括的机器，分析接收到的数据，以及生成包括接收到的数据或对接收到的数据进行分析而得到的信息的用户界面；以及被构造为显示用户界面的显示器。

根据所公开概念的另一方面，一种工厂管理和监控方法包括：从多个传感器接收数据，该多个传感器被构造为监控一个或多个工厂或工厂中包括的机器；分析接收到的数据；生成包括接收到的数据或对接收到的数据进行分析而得到的信息的用户界面；以及显示用户界面。

根据所公开概念的另一方面，提供了一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质存储包括指令的一个或多个程序，该指令在由计算机执行时使计算机执行工厂管理和监控方法。该方法包括：从多个传感器接收数据，该多个传感器被构造为监控一个或多个工厂或工厂中包括的机器；分析接收到的数据；生成包括接收到的数据或通过对接收到的数据进行分析而得到的信息的用户界面；以及显示用户界面。

附图说明

图1是根据所公开概念的示例性实施例的工厂管理系统的示意图；

图2是根据所公开概念的示例性实施例的包括更详细示出的示例性工厂的工厂管理系统的示意图；

图3是根据所公开概念的示例性实施例的工厂概览屏幕的屏幕截图；

图4是根据所公开概念的示例性实施例的罐体制造机(bodymaker)概览屏幕的屏幕截图；

图5是根据所公开概念的示例性实施例的制杯机(cupper)概览屏幕的屏幕截图。

图6是根据所公开概念的示例性实施例的颈缩机(necker)概览屏幕的屏幕截图；

图7A和图7B是根据所公开概念的示例实施例的示例汇总罐体制造机报告；

图8A至图8C是根据所公开概念的示例实施例的示例单个罐体制造机报告；

图9A至图9C是根据所公开概念的示例实施例的示例单个制杯机报告；以及

图10A至图10D是根据所公开概念的示例实施例的示例单个颈缩机报告。

具体实施方式

本文使用的方向性短语(诸如例如，左、右、前、后、顶、底及其衍生词)与附图中所示元素的朝向相关，并且除非其中明确叙述，否则不对权利要求进行限制。

如本文所采用的，将两个或更多个部分“耦接”在一起的说法应意味着这些部分直接地或者通过一个或多个中间部分而接合在一起。

如本文所采用的，术语“处理器”应意味着具有连接到处理器的模拟和/或数字设备的控制器，该控制器可以存储、检索和处理数据；微处理器；微控制器；微型计算机；中央处理单元；或任何合适的处理设备或装置。

所公开概念与工厂管理和监控系统及方法相关。根据所公开概念的示例实施例，工厂管理和监控系统被应用于罐头生产。

示例罐头生产工厂包括罐头生产线，该罐头生产线具有命名接近其功能的机器，诸如制杯机、罐体制造机、清洗机(washer)、涂敷炉(coat oven)、底涂机(base coater)、装饰器(decorator)、内部喷涂机(internalspray machine)、颈缩机、光测试仪和码垛机(palletizer)。罐头生产线可以包括其它机器和其它中间机械，诸如输送机械。遍及罐头生产线设置有各种传感器，以监控罐头生产线的各种参数。传感器可以监控罐头生产线上的机器的各种特性。例如，传感器可以监控罐头生产线上的制杯机和罐体制造机的运行速度。但是，可以设想，传感器可以监控生产线中每台机器的许多不同特性、生产线本身的一般特性以及正在生产线上生产的产品的特性、产品在生产线上的位置或其它类型的特性，而不偏离所公开概念的范围。

图1是根据所公开概念的示例性实施例的工厂管理系统的示意图，并且图2是根据所公开概念的示例性实施例的包括更详细示出的示例性工厂40A的工厂管理系统的示意图。

工厂管理和监控系统包括处理单元10和客户端设备20。工厂管理和监控系统还包括多个工厂40A、40B、40C。工厂40A、40B、40C中的每一个都包括罐头生产线，该罐头生产线包括多个机器，诸如制杯机41、罐体制造机42和颈缩机43(图2中示出)。工厂40A、40B、40C中的每一个还包括多个传感器44、45、46(图2中示出)。传感器44、45、46各自与对应的机器相关联，诸如制杯机41、罐体制造机42和颈缩机43。将理解的是，图2示出了罐头生产线中的一些机器和相关联的传感器的示例。但是，还将理解的是，工厂40A、40B、40C中的每一个可以包括附加机器，诸如但不限于，清洗机、涂敷炉、底涂机、装饰器、内部喷涂机、光测试仪和码垛机，而不偏离所公开概念的范围。还将认识到的是，工厂40A、40B、40C可以包括多个相同类型的机器，而不脱离所公开的概念的范围。传感器44、45、46被构造为监控罐头生产线上其相关联的机器的各种特性。例如，传感器41可以监控在罐头生产线上其相关联的制杯机41的运行速度而传感器45可以监控在罐头生产线上其相关联的罐体制造机42的运行速度。但是，可以设想，传感器44、45、46可以监控生产线中其相关联的机器的许多不同特性。还将理解的是，可以提供监控生产线本身的一般特性、正在生产线上生产的产品的特性、产品在生产线上的位置或其它类型的特性的传感器，而不偏离所公开概念的范围。将理解的是，所公开概念不限于图2中所示的机器和传感器的数量，而是可以在每个工厂40A、40B、40C中提供附加的机器和传感器，而不偏离所公开概念的范围。还将理解的是，可以提供任何数量的工厂40A、40B、40C，而不偏离所公开概念的范围。

处理单元10被构造为接收传感器44、45、46的输出(例如但不限于，其相关联的机器的监控特性等)。处理单元10可以经由网络30(例如但不限于互联网)或任何其它合适的通信链路来接收传感器44、45、46的输出。

在一些示例性实施例中，客户端设备20包括显示器22和输入设备24。显示器22可以是任何合适类型的显示器，诸如但不限于LCD、LED或其它合适类型的显示器。输入设备24可以是用于从用户接收输入的任何合适类型的设备。例如但不限于，输入设备24可以是键盘和/或鼠标、触摸屏或用于从用户接收输入的任何其它合适类型的设备。客户端设备20可以是计算机或其它类型的处理设备。本领域普通技术人员将理解的是，客户端设备20可以被结合到处理单元10中，反之亦然，而不偏离所公开概念的范围。

处理单元10可以是计算机、服务器或其它类型的处理设备。在一些示例实施例中，处理单元10和客户端设备20经由网络连接或其它合适类型的连接彼此通信。处理单元10被构造为从各种传感器44、45、46收集数据，并生成用户界面以查看该数据。在处理单元10包括显示器的示例实施例中用户界面可以被显示在处理单元10自身处，或者用户界面可以被传送至客户端设备20并且被显示在客户端设备20的显示器22上。可以经由诸如互联网或其它类型的网络之类的网络30从传感器收集数据。可以设想，可以采用用于将数据从传感器44、45、46传送到处理单元10的任何合适的方法，包括使用中间收集点或储存库的任何方法，而不偏离所公开概念的范围。还可以设想，处理单元10可以从位于多个工厂40A、40B、40C的传感器44、45、46收集数据。如前所述，图1和图2图示了示例性工厂40A、40B、40C，但是将理解的是，处理单元10可以从与任何数量的机器和工厂相关联的传感器收集数据，而不偏离所公开概念的范围。处理单元10可以被定位成远离传感器44、45、46所位于的一个或多个工厂40A、40B、40C。

处理单元10被构造为生成用户界面以查看从传感器44、45、46收集的数据。用户界面可以显示在与处理单元10相同的设备上，或者可以显示在远离处理单元10的设备(诸如客户端设备20的显示器22)上。例如但不限于，处理单元10可以位于一个位置的服务器或其它计算设备中，并且用户可以经由位于其它地方但经由网络连接到处理设备10的客户端设备20访问用户界面并与用户界面交互。处理单元10还被构造为分析从传感器44、45、46收集的数据。例如但不限于，处理单元10可以将从传感器44、45、46收集的数据(包括相关联机器的一个或多个特定特性)与阈值进行比较，并且如果特性超过阈值极限则设置警报状况。警报状况可以显示在用户界面上，以向用户警告该状况。例如但不限于，与工厂中清洗机相关联的传感器可以监控清洗机的特性，诸如清洗机的燃烧器温度。处理单元10可以分析温度，并且在温度超过预定阈值温度时设置警报状况。当温度超过预定阈值时，处理单元10可以使警报显示在用户界面上，使得在处理单元10或客户端设备20处查看用户界面的用户可以被告知该警报状况。将理解的是，这是示例性警报状况，并且任何数量的不同类型的警报状况都不偏离所公开概念的范围。例如，处理单元10可以基于一个传感器的输出、多个传感器的输出的组合、跨多个工厂的多个传感器的输出的组合等来设置警报状况，而不偏离所公开概念的范围。

可以设想，处理单元10可以以各种类型的方式分析从传感器44、45、46收集的数据，以导出与一个或多个工厂40A、40B、40C的操作相关的任何信息，而不偏离所公开概念的范围。还可以设想，所显示的用户界面可以包括由传感器44、45、46收集的任何数据或由处理单元10的分析而得到的任何信息，而不偏离所公开概念的范围。还可以设想，所显示的用户界面可以以适合用户设想的方式包括任何数据，诸如图形、数字表示或显示数据的任何其它合适的方式。

在所公开概念的一些示例实施例中，处理单元10可以使用人工智能或机器学习技术来分析从传感器44、45、46收集的数据。例如但不限于，处理单元10可以使用人工智能或机器学习技术基于收集的数据预测机器故障或维护、材料使用，优化机器或工厂或任何其它合适的应用。作为示例，处理单元10可以使用人工智能技术来分析从各种工厂收集的数据，以识别基于指定的目标(诸如效率或输出容量)的最佳操作模式。本领域普通技术人员将理解，处理单元10可以使用任何数量的人工智能或机器学习技术来分析从传感器44、45、46或其它传感器收集的数据，而不偏离所公开概念的范围。还将理解的是，在一些示例实施例中，处理单元10可以基于这样的分析来控制一个或多个工厂中的机器。

用户界面被构造为交互的。例如但不限于，用户可以与用户界面的不同区域交互以改变所显示的信息的布置或格式。客户端设备20的输入设备24(或者在一些示例实施例中处理单元10的输入设备)可以用于输入命令以与用户界面交互。例如但不限于，用户界面可以包括整体工厂视图，其显示整个生产线的表示以及与该整个生产线相关的数据。用户可以与用户界面交互(例如，经由输入设备24)，以使用户界面显示生产线上的特定机器(例如，制杯机、罐体制造机、颈缩机等)以及与该特定机器相关的数据。可以设想，用户界面可以包括与一组工厂、所选择的工厂、所选择的机器或特定产品相关的显示，并且用户可以与用户界面交互以在这些类型的显示之间切换。还可以设想，用户可以与用户界面交互以定制所显示的数据。

在所公开概念的一些示例实施例中，用户可以与用户界面交互以控制工厂40A、40B、40C或工厂中的机器的各方面。例如，处理单元10可以与工厂40A、40B、40C中的各种机器的控制器通信。在一些示例实施例中，用户可以与用户界面交互并且操纵要从处理单元10发送到位于工厂40A、40B、40C中的一个或多个工厂的机器(例如，但不限于，制杯机41、罐体制造机42或颈缩机43)中的一个或多个机器的警报信号，以警告远程位于工厂40A、40B、40C之一的操作员、调用对机器的停止、或调整将以特定方式调节机器操作的一组参数，前提是在执行更改之前用户具有遵循特定协议的经过认证的安全级别访问权限，这包括但不限于借助于用户输入确认与机器附近的人员或负责机器操作的人员进行交互。

图3至图6是根据所公开概念的示例实施例的所显示的用户界面的示例。用户可以通过经由输入设备24或其它合适的输入设备与用户界面交互来在图3至图6所示的各种示例之间进行切换。图3是根据所公开概念的示例性实施例的工厂概览屏幕的屏幕截图。如图3所示，示出了从与工厂中各种机器相关联的传感器收集的数据。罐头每分钟颈缩机速度是颈缩机特性的示例，其从与颈缩机相关联的一个或多个传感器收集并示出在用户界面上。从用户界面中，用户可以容易地查看罐头每分钟颈缩机速度，以及颈缩机、其它机器的各种其它特性，或从其它传感器收集的工厂操作的其它特性。

图4是根据所公开概念的示例性实施例的罐体制造机概览屏幕的屏幕截图。在这个示例中，在用户界面中示出多个罐体制造机的特性。罐体制造机可以位于一个工厂或多个工厂中。

图5是根据所公开概念的示例性实施例的制杯机概览屏幕的屏幕截图。在这个示例中，在用户界面中示出制杯机的特性。例如，在用户界面中示出了制杯机的速度、在制杯机的寿命内制造的总杯数以及制杯机的组件的各种特性。在用户界面的该示例中，用户可以远程在客户端设备20或处理单元10处容易地了解制杯机的操作和状态的许多方面。

图6是根据所公开概念的示例性实施例的颈缩机概览屏幕的屏幕截图。在这个示例中，在用户界面中示出颈缩机的特性。与前面的示例相似，示出了颈缩机的速度、在颈缩机的寿命内的总单位以及颈缩机的组件的各种特性。在用户界面的该示例中，用户可以远程在客户端设备20或处理单元10处容易地了解颈缩机的操作和状态的许多方面。

图4至图6中显示的示例是用户界面以及可以在用户界面中示出的与一个或多个工厂中的机器相关联的数据类型的示例。将理解的是，用户界面也可以示出与不同类型的机器相关联的信息或不同类型的信息，而不偏离所公开概念的范围。通过与用户界面交互并查看用户界面上示出的信息，用户可以了解单个机器、多个机器、单个工厂、多个工厂或其任何组合的操作和状态。以这种方式，用户可以与用户界面交互以定制在评估机器和/或工厂的操作和/或状态时查看相关数据所显示的内容。用户可以使用这样的信息来优化和/或维护机器和/或工厂、生成物料订单或执行与机器和/或工厂相关联的其它动作。在所公开概念的一些示例实施例中，可以经由通过用户界面发出的命令来进行这样的动作以控制一个或多个机器。附加地，如前所述，用户界面可以显示由处理单元10确定的警报状况。经由这些警报状况，用户可以被告知警报状况并采取补救动作。在所公开概念的一些示例实施例中，可以经由通过用户界面发出的命令来进行这种补救动作。

可以设想，处理单元10可以基于用户的权限来限制包括在用户界面中的信息。例如，一种类型的用户能够通过用户界面访问一组数据，而另一种类型的用户能够通过用户界面访问不同组的数据。

处理单元10还可以被构造为生成和/或显示基于从传感器44、45、46收集的数据或对从传感器44、45、46收集的数据进行分析而得出的信息的报告。报告可以是例如但不限于对生产线或生产线上的特定机器的操作和/或性能进行总结的所选择的信息。用户可以通过与用户界面交互来生成所选择的报告。

图7A和图7B是根据所公开概念的示例实施例的示例汇总罐体制造机报告。图8A至图8C是根据所公开概念的示例实施例的示例单个罐体制造机报告。图9A至图9C是根据所公开概念的示例实施例的示例单个制杯机报告。图10A至图10D是根据所公开概念的示例实施例的示例单个颈缩机报告。在这些示例报告中，可以汇总从传感器收集的各种信息。报告可以在用户界面上示出或输出以使得可以在其它设备或介质上查看报告。例如，可以将报告输出为任何合适的文件格式(例如，但不限于PDF)，使得它们可以在不同的设备上查看。还可以打印报告，使得它们可以离线查看。

通过观察用户界面并与之交互和/或通过利用用户界面生成报告，用户可以容易地获得有关一个或多个工厂或工厂中生产线上特定机器的各种范围的信息。该信息可以用于观察和提高工厂效率。例如，用户可以使用用户界面来观察不同工厂中生产线的生产。如果一个工厂中的生产线与另一个工厂中的生产线相比表现不佳，那么用户可以使用用户界面来显示和比较生产线上特定机器的特性。用户可以识别导致性能问题的特定机器或其它方面，并且可以适当地解决该问题。所收集的数据还可以被存储并且通过机器学习或其它技术进行分析，以预测故障、预测和优化维护、或使用其它方法来提高一个或多个工厂的效率。

在所公开概念的一些示例实施例中，处理单元10可以用于增加一个或多个工厂的自动化。例如但不限于，处理单元10可以作用于它收集和分析的数据。例如但不限于，处理单元10可以基于所收集和分析的数据来确定需要或很快将需要维护机器。处理单元10可以做出或发起用于维护机器所需的物料或部件采购订单。处理单元10还可以基于一个或多个工厂的生产来做出或发起物料订单。例如，处理单元可以基于所收集和分析的数据来确定工厂将需要补充其在罐头生产中涉及的铝或其它物料的库存，并且可以预先且自动地做出或发起用于生产中将需要的物料的采购订单。虽然附加物料的采购订单是处理单元10基于其收集和分析的数据可以采取的附加动作的一个示例，但是可以设想处理单元10可以采取多种不同的动作，诸如但不限于控制或调整机器，发送警报、警示或通知，或与监控或管理工厂相关的任何其它合适的动作。还可以设想，用户界面可以被用户用来设置或调整处理单元响应于所收集和分析的数据可以自动采取的附加动作。

虽然关于罐头的生产描述了所公开概念，但是可以设想，根据所公开概念的各种示例实施例的管理和监控系统及方法也可以在采用类似的制造处理或实质上不同的制造处理的工厂中采用，而不脱离所公开概念的范围。

所公开概念的一个或多个方面也可以被实施为在有形的非暂态计算机可读记录介质上的计算机可读代码。该计算机可读记录介质是可以存储其后可以由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的非限制性示例包括只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、盘存储设备和光学数据存储设备。

虽然已经详细描述了所公开概念的具体实施例，但是本领域技术人员将理解的是，可以根据本公开的整体教导来对那些细节进行各种修改和替代。相应地，所公开的特定布置仅意图是说明性的，而不限制所公开概念的范围，所公开概念的范围将被赋以由所附权利要求书及其任何和所有等同形式的全部范围。

Claims (15)

1.一种工厂管理和监控系统，包括：

处理单元(10)，所述处理单元被构造为从多个传感器(44，45，46)接收数据，所述多个传感器被构造为监控一个或多个工厂(40A，40B，40C)或工厂中包括的机器(41，42，43)，分析接收到的数据，以及生成包括接收到的数据或对接收到的数据进行分析而得到的信息的用户界面；以及

显示器(22)，所述显示器被构造为显示所述用户界面。

2.如权利要求1所述的工厂管理和监控系统，其中所述一个或多个工厂包括第一工厂或第二工厂，第一工厂包括罐体生产线，第二工厂包括罐端生产线。

3.如权利要求1所述的工厂管理和监控系统，其中所述处理单元被定位成远离所述一个或多个工厂。

4.如权利要求1所述的工厂管理和监控系统，其中所述处理单元被构造为将至少一个接收到的数据与预定阈值进行比较，并且当所述至少一个接收到的数据超过预定阈值时，在所述用户界面中生成警报。

5.如权利要求1所述的工厂管理和监控系统，其中所述处理单元被构造为输出一个或多个命令以控制所述机器中的至少一个机器。

6.如权利要求1所述的工厂管理和监控系统，其中所述处理单元被构造为基于接收到的数据来生成物料或工作订单。

7.如权利要求1所述的工厂管理和监控系统，其中所述显示器被定位成远离所述处理单元。

8.如权利要求1所述的工厂管理和监控系统，其中所述处理单元被构造为生成一个或多个报告，所述一个或多个报告包括接收到的数据或对接收到的数据进行分析而得到的信息。

9.如权利要求1所述的工厂管理和监控系统，还包括：

输入设备(24)，所述输入设备被构造为从用户接收输入，以及

其中所述用户界面是响应于经由所述输入设备接收到的输入而交互的。

10.如权利要求9所述的工厂管理和监控系统，

其中所述用户界面包括多个视图，以及

其中所述处理单元被构造为基于经由所述输入设备接收到的输入在所述多个视图之间切换。

11.如权利要求10所述的工厂管理和监控系统，

其中所述多个视图包括第一视图和第二视图，第一视图包括与单个工厂中的单个机器相关联的接收到的数据或对接收到的数据进行分析而得到的信息，第二视图包括与单个工厂中的多台机器相关联的接收到的数据或对接收到的数据进行分析而得到的信息。

12.如权利要求11所述的工厂管理和监控系统，

其中所述单个机器是制杯机(41)或颈缩机(43)，并且所述单个工厂包括罐头生产线，以及

其中所述多个机器至少包括制杯机(41)、颈缩机(43)和罐体制造机(42)。

13.如权利要求12所述的工厂管理和监控系统，

其中接收到的数据或从分析接收到的数据而得到的信息包括以下各项中的一项或多项：制杯机速度、总杯计数、制杯机中的一个或多个组件的特性、颈缩机速度、由颈缩机生产的总单元计数、颈缩机的一个或多个组件的特性以及罐体制造机的特性。

14.一种工厂管理和监控方法，包括：

从多个传感器(44，45，46)接收数据，所述多个传感器被构造为监控一个或多个工厂(40A，40B，40C)或工厂中包括的机器(41，42，43)；

分析接收到的数据；

生成包括接收到的数据或对接收到的数据进行分析而得到的信息的用户界面；以及

显示所述用户界面。

15.一种非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质存储包括指令的一个或多个程序，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行工厂管理和监控方法，所述方法包括：

从多个传感器(44，45，46)接收数据，所述多个传感器被构造为监控一个或多个工厂(40A，40B，40C)或工厂中包括的机器(41，42，43)；

分析接收到的数据；

生成包括接收到的数据或对接收到的数据进行分析而得到的信息的用户界面；以及

显示所述用户界面。

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