CN112068514A - 人防门智能制造控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人防门智能制造控制方法及系统，方法包括：获取产品上线信息，绑定产品工序表，将产品工序表下发至产线终端，命令产线终端执行产品工序表；记录获取上线信息的时间点作为产品上线工序的开工时间，并在产品完成上线工序时，向运输终端发出运输信号；运输终端在接收到运输信号后开始在上线工序及后续工序之间运输产品，记录运输终端离开上线工序的时间点作为上线工序的完工时间；记录运输终端进入后续工序的时间点作为后续工序的开工时间，并在产品完成后续工序时，由运输终端将产品运输至下一个后续工序，记录运输终端离开后续工序的时间点作为后续工序的完工时间。利用本发明方法可以记录产线手工工序工时，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及人防门技术领域，尤其涉及一种人防门智能制造控制方法及系统。
背景技术
随着轨道交通的迅猛发展，人防门的数量逐年增加，规格型号越来越多，工艺及质量要求也逐年提高；生产方面，人力成本的逐年提升、环保要求、安全要求以及工期要求引起的大量库存使企业的运营成本压力越来越大。目前人防门的制造水平距离智能制造的标准有很大差距，应该尽快加紧智能制造方面的研究和规划，使人防门能够从传统制造逐步转型为智能制造。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种人防门智能制造控制方法以及一种人防门智能制造控制系统，为更好的发挥产线的使用效率、提升人员工作绩效提供量化数据依据。
为实现本发明技术效果，本发明第一方面提供了一种人防门智能制造控制方法，其包括步骤：
获取产品上线信息，绑定产品工序表，将所述产品工序表下发至产线终端，命令所述产线终端执行所述产品工序表；
记录获取所述上线信息的时间点作为产品上线工序的开工时间，并在产品完成所述上线工序时，向运输终端发出运输信号；
所述运输终端在接收到所述运输信号后开始在所述上线工序及后续工序之间运输产品，记录所述运输终端离开所述上线工序的时间点作为所述上线工序的完工时间，计算所述上线工序自所述开工时间至所述完工时间的加工时长；
记录所述运输终端进入后续工序的时间点作为所述后续工序的开工时间，并在产品完成所述后续工序时，由所述运输终端将所述产品运输至下一个后续工序，记录所述运输终端离开所述后续工序的时间点作为所述后续工序的完工时间，计算所述后续工序自所述开工时间至所述完工时间的加工时长。
作为本发明控制方法的实施方式，通过扫描产品序列码获取产品上线信息。
作为本发明控制方法的实施方式，在记录所述开工时间和所述完工时间时同步更新所述产品工序表，记录所述产品已完成的工序。
作为本发明控制方法的实施方式，所述上线工序为手工工序。
作为本发明控制方法的实施方式，所述后续工序包括手工工序和自动化工序，在记录所述后续工序的开工时间时，根据所述产品工序表以及所述产品已完成工序的记录判断所述后续工序是否为手工工序，若是，则记录所述后续工序的开工时间及完工时间并计算加工时长，若否，则不进行计算步骤。
作为本发明控制方法的实施方式，当获取下一个产品的上线信息时，根据当前在制产品的产品工序表及其已完成工序记录判断该下一个产品是否与当前在制产品存在工序冲突，若是则不允许上线，生成接口请求失败记录表；若否则允许上线。
作为本发明控制方法的实施方式，还包括获取所述产线终端的设备状态变化及设备故障信息，将所述设备状态变化存入状态表，将所述设备故障信息存入报警表。
作为本发明控制方法的实施方式，还包括在看板终端展示所述上线工序及后续工序的加工时长、所述产品工序表、所述接口请求失败记录表、所述状态表及所述报警表。
本发明的第二方面提供了一种人防门智能制造控制系统，其包括：
产线终端，包括上线工序及若干后续工序；
运输终端，在所述上线工序及若干后续工序之间运输产品；
数采服务器，设置有产品工序表；
所述数采服务器在获取产品上线信息后，绑定产品工序表，将所述产品工序表下发至所述产线终端，命令所述产线终端执行所述产品工序表；
所述数采服务器记录获取所述上线信息的时间点作为产品上线工序的开工时间，并在产品完成所述上线工序时，向所述运输终端发出运输信号；
所述运输终端在接收到所述运输信号后开始在所述上线工序及后续工序之间运输产品，所述数采服务器记录所述运输终端离开所述上线工序的时间点作为所述上线工序的完工时间，计算所述上线工序自所述开工时间至所述完工时间的加工时长；
所述数采服务器记录所述运输终端进入后续工序的时间点作为所述后续工序的开工时间，并在产品完成所述后续工序时，由所述运输终端将所述产品运输至下一个后续工序，所述数采服务器记录所述运输终端离开所述后续工序的时间点作为所述后续工序的完工时间，计算所述后续工序自所述开工时间至所述完工时间的加工时长。
作为本发明控制系统的实施方式，所述数采服务器与所述产线终端及所述运输终端之间采用基于EBOX内置工业互联网通讯协议的网络进行交互。
本发明由于采用上述技术方案，有益效果在于：本发明系统的开发是在自动化产线的基础上搭建集成系统，通过该系统实现更好的人机交互，对自动化线的操控实现任务下达，同时通过数采服务器和自动化产线终端对接，实时获取产线数据，将产线数据进行逻辑处理，以可视化方式实时反应生产节拍及手工作业工序人员的工作效率，为更好的发挥产线的使用效率、提升人员工作绩效提供量化数据依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种人防门智能制造控制系统的硬件部署图。
图2为本发明实施例提供的一种人防门智能制造控制系统的工序流程图。
图3为本发明实施例提供的一种人防门智能制造控制系统的交互逻辑图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的技术方案。
参见图1，图1为本发明实施例提供的一种人防门智能制造控制系统的硬件部署图。如图1所示，该人防门智能制造系统包括数采服务器11、产线终端12和运输终端13，数采服务器11和产线终端12之间通过网络实现交互，产线终端12包括上线工序及若干后续工序，运输终端在上线工序及若干后续工序之间运输产品。
数采服务器11设置有产品工序表，该数采服务器11在获取产品上线信息后，绑定产品工序表，将产品工序表下发至所述产线终端，命令产线终端12执行所述产品工序表；
进一步地，数采服务器11记录获取上线信息的时间点作为产品上线工序的开工时间，并在产品完成上线工序时，向运输终端13发出运输信号；
运输终端13在接收到运输信号后开始在上线工序及后续工序之间运输产品，数采服务器11记录运输终端13离开上线工序的时间点作为上线工序的完工时间，计算上线工序自开工时间至完工时间的加工时长；
数采服务器11记录运输终端13进入后续工序的时间点作为后续工序的开工时间，并在产品完成后续工序时，由运输终端13将产品运输至下一个后续工序，数采服务器11记录运输终端13离开后续工序的时间点作为后续工序的完工时间，计算后续工序自开工时间至完工时间的加工时长。
其中，数采服务器11与产线终端12及运输终端13之间采用网络进行交互，网络优选EBOX网关(DB)15，采用基于EBOX内置工业互联网通讯协议，实现硬件设备数据采集，放弃传统设备直连方式，采用统一EBOX硬件进行数据抓取及下发。
较佳地，本发明人防门智能制造系统还包括看板终端14，用于展示数采服务器11上记录的信息。
参见图2，图2为本发明实施例提供的一种人防门智能制造控制系统的工序流程图。本实施例的产线终端12采用产线PLC控制，产线为大型钢制人防门自动化产线，要完成人防门门扇焊接，门扇由工字钢槽钢制成的骨架、内面板、外面板、内面板嵌压条、锁座垫板构成。在自动化产线上要完成外面板内部和骨架的断续焊、外面板四周焊、内面板四周焊、内面板塞焊孔、内面板嵌压条双面焊接、锁座垫板焊接。整条产线由5个工位组成分别是上料工位、焊接1工位、翻转工位、焊接2工位和下料工位。Pn表示第n步的操作，例如P1表示第一步。其中，上料工位和下料工位由人工完成，其余工位由自动化设备完成，如焊接机器人、翻转设备等。
因此，产线终端12包括焊接终端A(对应完成焊接1工位任务)、翻转终端(对应完成翻转工位任务)、焊接终端B(对应完成焊接2工位任务)。运输终端13用于在各个工位之间运输产品，运输终端13优选RGV小车，RGV是有轨制导车辆(Rail Guided Vehicle)的英文缩写，又叫有轨穿梭小车，RGV小车可用于各类高密度储存方式的仓库，小车通道可设计任意长，可提高整个仓库储存量，并且在操作时无需叉车驶入巷道，使其安全性会更高。
具体来说，该大型钢制人防门自动化产线的操作步骤如下：
第1步：上料，工人在上料工位进行外板和骨架的上料。
第2步：工人启动产线，RGV小车将物料运送到焊接1工位，进行外面板与骨架质检的内部断续焊。
第3步：RGV小车将物料后退送至上料工位，人工上料内面板并点固。
第4步：RGV小车将物料重复送至焊接1工位，完成塞焊和内面板四周焊。
第5步：RGV小车将物料送到翻转工位，翻转后外面板向上。
第6步：RGV小车将物料送到焊接2工位，完成外面板四周焊缝。
第7步：RGV小车将物料回退送至翻转工位，翻转后内面板向上。
第8步：RGV小车将物料重复送到焊接2工位，完成外面板门边单条焊缝。
第9步：RGV小车将物料送至下料工位，人工上料并点固嵌压条、锁座垫板。
第10步：RGV小车将物料回退送至焊接2工位，完成嵌压条、锁座垫板的焊接。
第11步：RGV小车将物料重复送至下料工位，人工下料，产品操作完成。
每一个产品上设置有唯一对应的序列码，数采服务器11设置有与产品序列码对应的产品工序表，产品工序表记录产品在产线上的工序步骤，在产线终端12的上线工序通过扫描产品序列码，上传至网络，数采服务器11通过网络获取产品上线信息。其中，产品序列码优选SN码，SN码是Serial Number的缩写，有时也叫SerialNo，也就是产品序列号，产品序列是为了验证“产品的合法身份”而引入的一个概念，它是用来保障用户的正版权益，享受合法服务的；一套正版的产品只对应一组产品序列号。
在产线终端12通过扫描产品SN码开始产品在自动化产线上的上线工序，并记录扫描时间作为上线工序的开工时间，上传至网络，该上线工序为上料工序，是手动工序；数采服务器11从网络获取该扫描时间并绑定产品SN码至对应产品工序表的上线工序，完成产品计划(即工序表)及SN码的绑定。
数采服务器11在产品完成上线工序时，向运输终端13发出运输信号，运输终端13在接收到该运输信号后开始在上线工序及后续工序之间运输产品，记录运输终端12离开上线工序的时间点作为上线工序的完工时间，上传至网络，数采服务器11从网络获取该产品在上线工序的开工时间和完工时间，计算上线工序自开工时间至完工时间的加工时长。，此时，该上线工序的加工时长绑定了产品SN码。
数采服务器11还记录运输终端13进入后续工序的时间点作为后续工序的开工时间，并在产品完成后续工序时，由运输终端13将产品运输至下一个后续工序，数采服务器11记录运输终端离开后续工序的时间点作为后续工序的完工时间，计算后续工序自开工时间至所述完工时间的加工时长。其中，后续工序包括焊接、翻转、下料等工序，即除上线工序以外的其它工序。
进一步地，数采服务器11在记录开工时间和完工时间的时间信息的同时会同步更新该在制产品的产品工序表，记录该产品已完成的工序，生成工序过点表，便于查看产品的过站记录。
并且，当数采服务器11获取下一个产品的上线信息时，会预先根据当前在制产品的产品工序表及其已完成工序记录判断该下一个产品是否与当前在制产品存在工序冲突，若是则不允许上线，生成接口请求失败记录表；若否则允许上线。
其中，由于下一个产品的上线信息是由扫描产品SN码得到的，因此，在判断不允许上线时，可通过显示扫码失败，中止上线请求。当判断允许上线时，则直接将该下一个产品的SN码上传至网络，由数采服务器11接收并下发与该SN码对应的产品工序表至产线终端12和运输终端13，命令产线终端12和运输终端13按照对应的产品工序表对该下一个产品执行自动化线生产。如此就可以实现自动化线上两个产品，甚至更多个产品共同生产，提高生产效率和产线利用率。
具体来说，本发明实施例采用的判断规则是：当前在制产品是否已经完成全部的翻转工序，即是否经过P8工序，在上料工位扫描产品SN码时，系统会校验目前产线是否有产品在生产，如果有产品在生产，那么系统会接着判断当前在制产品是否已经过了P8工序。如果经过了P8，那么系统允许下一产品扫描成功上线。
如果当前在制产品还没有经过P8，那么系统会扫描不成功，并且根据实时采集的自动化线的PLC信息，给出明确提示，提示内容会告知不允许上线的原因，以及目前在线生产的产品处于具体哪一道工序，该些信息可通过网络上传至数采服务器，展示在看板终端上。
参见图3，图3为本发明实施例提供的一种人防门智能制造控制系统的交互逻辑图，显示了产线终端与数采服务器之间的数据交互关系。
其中，数采服务器11进一步包括数据采集模块SCADA 111、数据库模块DB 112以及生产执行模块MES 113。
生产执行模块113用于负责：产品SN码扫描、产品过站记录、获取数据以及实施看板。
数据库模块112用于负责：更新工序表、节拍表(工序实际时长所列的表)、接口请求失败记录表，存入状态表、存入报警表。
数据采集模块111用于负责：绑定产品SN码、Pn工序、状态判断、报警信息。
产线终端12负责管理产线设备，由产线PLC控制，用于负责：Pn阶段变化、设备状态变化、设备报警。
下面对产线终端与数采服务器的上述各功能展开说明如下：
(一)产品计划(工序表)及SN码下发：
在生产执行模块113通过扫描产品SN码，实现产品上线，在数据采集模块111采集产品SN码并与该产品的工序表绑定，此时产品SN码绑定第一工序(上线工序)，并通过刷新产线PLC信息，获取产品所在位置(即工序信息)，更新该产品在数据库模块112中的工序表；
(二)工序防错：根据工艺要求，系统判断后续产品是否可以上线；产线PLC会将Pn阶段变化(即工序信息)发送给数采服务器，由数据采集模块111获取该Pn工序的信息，在生产执行模块113生成过站记录，表面产品经过该Pn工序。同时，数据库模块112根据该Pn工序的信息更新工序表、节拍表、接口请求失败记录表(即记录扫描产品SN码失败的表)。
如上所述，在上料工位扫描产品条码时，系统会校验目前产线是否有产品在生产，如果有产品在生产，那么系统会接着判断当前在制产品是否已经过了P8工序。如果经过了P8，那么系统允许下一产品扫描成功上线。
如果当前在制产品还没有经过P8，那么系统会扫描不成功，不允许下一产品上线，那么这个扫描不超过的记录就会被记录在数据库模块112的该接口请求失败记录表中，生产执行模块113可获取该数据，并且发送至看板终端，进行实时看板展示。
(三)工序过站：通过不断获取设备过站信息，自动进行工序转序，实现在制品跟踪；
(四)产品下线：根据设定的加工工艺(工序表)，获取最后一道工序完工信号后，自动生成报检任务；
(五)设备状态监控：系统自动刷新获取产线终端12的设备当前的运行状态；
产线PLC将产线终端设备的状态变化发送至数采服务器，由数据采集模块111根据该状态变化进行状态判断并存入数据库模块112的状态表中，生产执行模块113获取状态表数据，并且发送至看板终端，进行实时看板展示。
(六)设备报警监控：自动化线有故障代码，如果自动化线设备出现故障，产线PLC会记录故障代码，数据采集模块111会实时采集这个故障代码字段，存入数据库模块112的报警表，生产执行模块113可获取报警表数据，并且发送至看板终端，进行实时看板展示。
如果故障解除，那么数据采集模块111也会采集产线PLC中最新的设备故障代码状态，从而取消看板上报警信息的显示。
(七)工序节拍(时长)计算：
(手动工序)第一道人工工序：扫描产品SN条码，此时系统记录产品SN码、扫描时间、当前系统登录人员，并绑定自动化线上线工序，该扫描时间点作为该人工加工工序的开工时间，当操作人员完成上线手工工序的加工后，RGV运输小车接收到运输信号，此时系统采集该RGV运输开始时间作为上线工序的结束时间，系统通过上线工序的结束时间与工序的开始时间计算出该手动工序的加工节拍，此时该上线工序加工时长绑定了产品SN码、操作人员信息；
(手动工序)第三道工序开工时，产线PLC记录该工序的入站时间，此时系统采集该入站时间作为第三道工序的开工时间，待第三道工序加工完成后，产线PLC记录该工件的出站时间，系统采集该出站时间作为第三道工序的完工时间，系统根据队列自动匹配产品SN码，此时系统将记录完整的产品SN码在第三道工序的加工节拍；
(手动工序)第九道工序开工时，产线PLC记录该工序的入站时间，此时系统采集该入站时间作为第九道工序的开工时间，待第九道工序加工完成后，产线PLC记录该工件的出站时间，系统采集该出站时间作为第九道工序的完工时间，系统根据队列自动匹配产品SN码，此时系统将记录完整的产品SN码在第九道工序的加工节拍；
自动化工序系统均通过采集自动化线工序过点信息自动生成个工序的生产节拍；
后续工序原理一致，均通过采集自动化线的出入站时间进行工序节拍的计算。
(八)看板显示：通过计算各工序的加工节拍、采集自动化线各设备的运行状态及报警信号，进行大屏看板实时展示，通过看板可清晰查看目前在制产品所在工位信息以及目前在制产品所加工的工序信息、可以直观展示各工序的加工节拍以及产品的生产周期信息，并且可以直观显示当前自动化线各设备的运行状态。
本发明通过软件系统记录每一步工序RGV小车启动和停止的时间，以RGV启动时间为上一步工序的结束时间，以RGV小车停止的时间为下一工序的开始时间，RGV小车的启动时间和上一次的停止时间的差值就是该工序的执行时间，此时间对于手工工序有重要意义。例如在手工上料工序中，当RGV小车停止时，人员开始上料和人工点固，到下一工序触发RGV小车开始动作，这段时间就是人工工作的时间，软件系统会记录所有的人工工作时间，用来反映人员的工作效率，因此，利用本发明软件系统可以记录产线手工工序工时，提高工作效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (10)
1.一种人防门智能制造控制方法，其特征在于，包括步骤：
获取产品上线信息，绑定产品工序表，将所述产品工序表下发至产线终端，命令所述产线终端执行所述产品工序表；
记录获取所述上线信息的时间点作为产品上线工序的开工时间，并在产品完成所述上线工序时，向运输终端发出运输信号；
所述运输终端在接收到所述运输信号后开始在所述上线工序及后续工序之间运输产品，记录所述运输终端离开所述上线工序的时间点作为所述上线工序的完工时间，计算所述上线工序自所述开工时间至所述完工时间的加工时长；
记录所述运输终端进入后续工序的时间点作为所述后续工序的开工时间，并在产品完成所述后续工序时，由所述运输终端将所述产品运输至下一个后续工序，记录所述运输终端离开所述后续工序的时间点作为所述后续工序的完工时间，计算所述后续工序自所述开工时间至所述完工时间的加工时长。
2.如权利要求1所述的人防门智能制造控制方法，其特征在于：通过扫描产品序列码获取产品上线信息。
3.如权利要求1所述的人防门智能制造控制方法，其特征在于：在记录所述开工时间和所述完工时间时同步更新所述产品工序表，记录所述产品已完成的工序。
4.如权利要求1所述的人防门智能制造控制方法，其特征在于：所述上线工序为手工工序。
5.如权利要求3所述的人防门智能制造控制方法，其特征在于：所述后续工序包括手工工序和自动化工序，在记录所述后续工序的开工时间时，根据所述产品工序表以及所述产品已完成工序的记录判断所述后续工序是否为手工工序，若是，则记录所述后续工序的开工时间及完工时间并计算加工时长，若否，则不进行计算步骤。
6.如权利要求3所述的人防门智能制造控制方法，其特征在于：当获取下一个产品的上线信息时，根据当前在制产品的产品工序表及其已完成工序记录判断该下一个产品是否与当前在制产品存在工序冲突，若是则不允许上线，生成接口请求失败记录表；若否则允许上线。
7.如权利要求6所述的人防门智能制造控制方法，其特征在于：还包括获取所述产线终端的设备状态变化及设备故障信息，将所述设备状态变化存入状态表，将所述设备故障信息存入报警表。
8.如权利要求1所述的人防门智能制造控制方法，其特征在于：还包括在看板终端展示所述上线工序及后续工序的加工时长、所述产品工序表、所述接口请求失败记录表、所述状态表及所述报警表。
9.一种人防门智能制造控制系统，其特征在于，包括：
产线终端，包括上线工序及若干后续工序；
运输终端，在所述上线工序及若干后续工序之间运输产品；
数采服务器，设置有产品工序表；
所述数采服务器在获取产品上线信息后，绑定产品工序表，将所述产品工序表下发至所述产线终端，命令所述产线终端执行所述产品工序表；
所述数采服务器记录获取所述上线信息的时间点作为产品上线工序的开工时间，并在产品完成所述上线工序时，向所述运输终端发出运输信号；
所述运输终端在接收到所述运输信号后开始在所述上线工序及后续工序之间运输产品，所述数采服务器记录所述运输终端离开所述上线工序的时间点作为所述上线工序的完工时间，计算所述上线工序自所述开工时间至所述完工时间的加工时长；
所述数采服务器记录所述运输终端进入后续工序的时间点作为所述后续工序的开工时间，并在产品完成所述后续工序时，由所述运输终端将所述产品运输至下一个后续工序，所述数采服务器记录所述运输终端离开所述后续工序的时间点作为所述后续工序的完工时间，计算所述后续工序自所述开工时间至所述完工时间的加工时长。
10.如权利要求9所述的人防门智能制造控制系统，其特征在于：所述数采服务器与所述产线终端及所述运输终端之间采用基于EBOX内置工业互联网通讯协议的网络进行交互。
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