CN112668929A - 用于自动化码头的生产作业性能指标系统及其统计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动化码头的生产作业性能指标系统及其统计方法，包括基础信息配置单元，通过数据库或存储文件用以存储控制系统、设备的信息；抽取信息配置单元，通过数据库或存储文件用以存储抽取规则的信息；报表配置单元，通过数据库或存储文件用以存储报表显示规则的信息；控制系统数据抽取单元，利用控制系统抽取程序读取抽取信息配置单元的配置规则信息，抽取控制系统数据，将所需数据插入数据库；单机数据抽取单元，通过获取抽取配置单元的配置规则信息，利用OPC技术抽取单机数据，将所需数据写入数据库；报表显示单元，将目标数据处理后显示自动化码头各项操作指标。本发明提高了作业效率的精度与准确性，还减少了操作的繁琐性。

Description

用于自动化码头的生产作业性能指标系统及其统计方法

技术领域

本发明涉及自动化码头领域，更具体地说，涉及一种用于自动化码头的生产作业性能指标系统及其统计方法。

背景技术

目前，自动化码头作业调度主要包括岸桥作业、水平运输作业和堆场作业三大环节。其中，岸桥作业由岸桥控制系统与岸桥设备组成，岸桥(Quaysize Crane，简称QC)集装箱岸边起重机，是目前自动化码头的主流岸桥作业设备；堆场作业由堆场作业控制系统与堆场设备组成，场桥(Automated Stacking Carne，简称ASC)自动堆垛机，是目前自动化码头的主流堆场作业设备；水平运输作业由水平运输控制系统与水平运输设备组成，自动导引车(Automatic Guided Vehiclc，简称AGV)水平运输设备，是衔接岸桥作业和堆场作业的最重要设备，也是目前自动化码头的水平运输作业设备。上述各控制系统与单机(设备)的协调运转都影响着自动化码头作业效率。因此，要提高自动化码头作业效率，需从上述各系统及单机部分着手，此时准确作业效率统计显得尤为重要。

目前用户对自动化码头作业效率的统计，主要采用对作业数据简单处理方式，如：通过定制单一报表或直接从数据库导出数据等方式进行分析。而上述各控制系统及单机拥有独立的数据源，使得自动化码头作业效率统计更加复杂。因此，上述统计方式不仅无法获取设备数据，还很难以一条线索贯穿统计各控制系统之间协调效率。因此，传统方式统计的数据不仅精度与准确率低，还增加了操作员的处理效率的复杂性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于自动化码头的生产作业性能指标系统及其统计方法，提高了作业效率的精度与准确性，还减少了操作的繁琐性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种用于自动化码头的生产作业性能指标系统，包括：

配置单元，通过数据库或存储文件用以存储控制系统、设备及规则。包含基础设备、抽取规则、报表配置规则；

控制系统抽取单元，通过抽取程序获取上述配置单元信息控制系统抽取规则，按照上诉抽取规则进行抽取处理数据，并将数据保存至数据库；

单机系统抽取单元，通过抽取程序获取上述配置单元信息单机系统抽取规则，按照上诉抽取规则进行抽取数据，利用OPC(OLE for Process Control)技术抽取单机数据，并将所需数据写入所述目标数据库；

报表显示单元，通过获取上述目标数据，按照一定规则显示自动化码头各项操作指标。

较佳的，所述控制系统信息包括控制系统数据库连接字符串、数据库表信息；所述设备信息包括设备名、设备编号、设备IP地址、PLC驱动、PLC控制点地址。

较佳的，所述抽取信息配置单元包括控制系统抽取规则和单机数据抽取规则。

较佳的，所述控制系统抽取规则包括抽取时间配置、抽取数据库表配置、开始抽取条件、结束抽取条件。

较佳的，所述单机数据抽取规则包括单件设备名抽取点信息、抽取时间、开始抽取条件、结束抽取条件。

较佳的，所述报表配置单元包括数据配置信息和报表显示信息。

较佳的，所述数据配置信息包括设备名、操作员、作业开始时间、作业结束时间、平均耗时、执行次数。

较佳的，所述报表显示信息包括柱状图显示、饼图显示、折线显示、曲线显示。

较佳的，所述控制系统数据包括自动化码头作业往来船只信息、岸桥作业的箱量信息、任务量信息、岸桥装卸船耗时、岸桥作业各个指令信息、AGV作业任务信息、AGV充电信息、AGV交互信息、ASC作业箱信息、ASC指令信息。

较佳的，所述单机数据包括岸桥实时位置、岸桥吊具实时高度、岸桥小车实时位置、箱重、风速、AGV电量、AGV载重、ASC实时位置、ASC吊具位置、ASC指令动作信息。

另一方面，一种基于所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统的统计方法：

通过所述控制系统数据抽取单元读取所述抽取信息配置单元的配置规则信息，抽取控制系统数据；

通过所述单机数据抽取单元获取所述抽取配置单元的配置规则信息，抽取单机数据；

将所述控制系统数据、所述单机数据提前进行计算并存储，再对数据关联处理，最后插入所述目标数据库；

在所述报表显示单元上显示所述形成报表。

本发明所提供的一种用于自动化码头的生产作业性能指标系统及其统计方法，不仅可以极大的提高了自动化码头效率的准确性，还减少了操作员统计的繁杂性，同时精确的数据对自动化码头业务规划、单机作业以及三大环节控制程序合理完善都有着重要的指导意义。

附图说明

图1是本发明生产作业性能指标系统的功能框架示意图；

图2是本发明生产作业性能指标系统的统计方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1所示，本发明所提供的一种用于自动化码头的生产作业性能指标系统，包括：

基础信息配置单元，通过数据库或存储文件用以存储控制系统、设备的信息。控制系统信息包含控制系统数据库连接字符串、数据库表信息；设备信息包含设备名、设备编号、设备IP地址、PLC驱动以及PLC控制点地址等。

抽取信息配置单元，通过数据库或存储文件用以存储抽取规则的信息。抽取信息配置单元包含控制系统抽取规则和单机数据抽取规则。控制系统抽取规则包括抽取时间配置、抽取数据库表配置、开始抽取条件、结束抽取条件等；单机数据抽取规则包括单件设备名抽取点信息、抽取时间、开始抽取条件、结束抽取条件等。本发明设计一种通用的效率统计系统，通用查询方式目标数据插入等配置无需修改，只需根据码头实际使用的数据库表、PLC点，修改相应的数据配置即可。针对控制系统抽取规则需改方面，如：箱量统计，将查询所用的存储过程数据库表字段需改为码头实际使用的数据库表字段即可；针对单机数据抽取规则需改方面，如：抓箱指令统计，将标准抽取规则中对应抓箱指令OPC点替换为实际码头OPC点即可。

报表配置单元，通过数据库或存储文件用以存储报表显示规则的信息。报表配置单元包括数据配置信息和报表显示信息。数据配置信息包括设备名、操作员、作业开始时间、作业结束时间、平均耗时、执行次数等；报表显示信息包括柱状图显示、饼图显示、折线显示、曲线显示等。

控制系统数据抽取单元，利用控制系统抽取程序读取抽取信息配置单元的配置规则信息，从控制系统数据库抽取控制系统数据，并将所需数据插入目标数据库(创建用于存储KPI数据的数据库)。控制系统数据包括自动化码头作业往来船只信息、岸桥作业的箱量信息、任务量信息、岸桥装卸船耗时、岸桥作业各个指令信息、AGV作业任务信息、AGV充电信息、AGV交互信息(去岸桥或堆场送箱、收箱)、ASC作业箱信息、ASC指令信息等。

单机数据抽取单元，通过获取抽取配置单元的配置规则信息，由于单机数据与控制系统数据存储不同，单机数据存储于PLC中，各单机有着不同类型的PLC，为方便读取单机数据，利用OPC技术抽取PLC单点数据，并将所需数据写入目标数据库。单机数据包括岸桥实时位置、岸桥吊具实时高度、岸桥小车实时位置、箱重、风速、AGV电量、AGV载重、ASC实时位置、ASC吊具位置、ASC指令动作信息等。

报表显示单元，将目标数据处理后进行展示，可按日期、设备及操作员等信息排列组合，显示自动化码头各项操作指标。数据以曲线直线柱状普或饼图形式展现将形成鲜明对比突出效率低下的部分，为码头用户去科学合理完善码头收送箱、装卸船等业务提供了参考依据。其中主要功能报表包含自动化码头吞吐量、船舶停靠量、各岸桥作业量、岸桥作业时间、各操作员作业量、岸桥作业效率、AGV作业箱量、AGV交互信息量、AGV各模式运行时间、AGV行驶路程、AGV避让绕行次数、ASC作业量、ASC直接作业、ASC支架作业量、ASC作业效率等。

请结合图2所示，本发明还提供了一种基于用于自动化码头的生产作业性能指标系统的统计方法，通过控制系统数据抽取单元读取抽取信息配置单元的配置规则信息，抽取控制系统数据；通过单机数据抽取单元获取抽取配置单元的配置规则信息，抽取单机数据；将控制系统数据、单机数据提前进行计算并存储，再对数据关联处理，最后插入目标数据库；在报表显示单元上显示形成报表。

数据配置与抽取，针对各控制系统及单机数据抽取，通过本发明生产作业性能指标系统的抽取程序，只需配置相应规则即可，可通过抽取程序进行配置数据。然而自动化码头控制系统的复杂与单机数量较多，使得抽取配置相对较多。为了方便初始化配置操作，可通过一种通用导入工具，此导入工具主要通过Excel与xml文件配合进行导入配置信息，其中xml文件用于配置Excel表格信息字段及导入存储过程名称；根据自动化码头KPI需求设计通用配置信息Excel表格模板，用户只需将基本信息填入Excel表格一键导入数据即可。同时，为了方便后期维护，可通过一种自动同步功能，获取测试与生产方案差异，将新增或修改方案一键同步至生产数据中，无需重新配置，避免手动配置的遗漏性，简化了测试方案数据与生产的同步问题。

目标库表结构设计，结合自动化码头作业情况与KPI统计需求，设计一种适用于自动化码头的通用表结构，增加不同自动化码头的通用性，如：自动化码头进出口统计、岸桥作业统计、堆场作业统计、水平运输统计等。

数据加工处理，针对自动化码头数据量之多，若直接查询目标库数据，报表加载会很慢很卡，本发明在抽取控制系统与单机数据之后，进一步处理，将数据按照一定的规则进行提前计算，报表查询时只需查询处理后的数据即可。此方式不仅提高了处理速度，还减少了查询时的服务压力。

数据关联处理，针对自动化码头各控制系统与单机数据进行关联处理，以作业任务箱为线锁贯穿整个作业流程处理。如：卸船任务中，QC从船上抓箱岸桥各个阶段参数及耗时统计；AGV过来收箱各个阶段参数及耗时统计，AGV收箱完成后去ASC送箱各个阶段参数及耗时统计；ASC从AGV上抓箱各个参数及耗时统计。通过各个阶段数据分析对比，可以显示自动化码头各个阶段作业效率，以及各个阶段对自动化码头整体效率的影响。

在某自动化码头部署了本发明生产作业性能指标系统；部署本发明生产作业性能指标系统需要安装本发明的系统环境，如：Tomcat、数据库，OPC等；然后，安装本发明软件，导入本发明配置的数据。

码头上设备正常作业一切数据正常，通过本发明生产作业性能指标系统将自动化码头日常作业数据以报表展示，省去了操作员导出数据计算繁琐程度，报表清晰展示码头整体作业及各个设备作业数据，如：码头作业吞吐量，各个设备作业量；通过报表数据对比分析，清晰体现各个设备作业情况，找出各设备作业不足，如设备等待耗时过长，指令执行过长，指令等待耗时过长，任务安排不合理等等。通过报表分析，码头做了一定的调整，对码头效率有了一定的优化调整。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (11)

1.一种用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于，包括：

基础信息配置单元，通过数据库或存储文件用以存储控制系统、设备的信息；

抽取信息配置单元，通过数据库或存储文件用以存储抽取规则的信息；

报表配置单元，通过数据库或存储文件用以存储报表显示规则的信息；

控制系统数据抽取单元，利用控制系统抽取程序读取所述抽取信息配置单元的配置规则信息，抽取控制系统数据，并将所需数据插入目标数据库；

单机数据抽取单元，通过获取所述抽取配置单元的配置规则信息，利用OPC技术抽取单机数据，并将所需数据写入所述目标数据库；

报表显示单元，将目标数据处理后进行展示，显示自动化码头各项操作指标。

2.根据权利要求1所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于：所述控制系统信息包括控制系统数据库连接字符串、数据库表信息；所述设备信息包括设备名、设备编号、设备IP地址、PLC驱动、PLC控制点地址。

3.根据权利要求1所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于：所述抽取信息配置单元包括控制系统抽取规则和单机数据抽取规则。

4.根据权利要求3所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于：所述控制系统抽取规则包括抽取时间配置、抽取数据库表配置、开始抽取条件、结束抽取条件。

5.根据权利要求3所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于：所述单机数据抽取规则包括单件设备名抽取点信息、抽取时间、开始抽取条件、结束抽取条件。

6.根据权利要求1所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于：所述报表配置单元包括数据配置信息和报表显示信息。

7.根据权利要求6所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于：所述数据配置信息包括设备名、操作员、作业开始时间、作业结束时间、平均耗时、执行次数。

8.根据权利要求6所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于：所述报表显示信息包括柱状图显示、饼图显示、折线显示、曲线显示。

9.根据权利要求1所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于：所述控制系统数据包括自动化码头作业往来船只信息、岸桥作业的箱量信息、任务量信息、岸桥装卸船耗时、岸桥作业各个指令信息、AGV作业任务信息、AGV充电信息、AGV交互信息、ASC作业箱信息、ASC指令信息。

10.根据权利要求1所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统，其特征在于：所述单机数据包括岸桥实时位置、岸桥吊具实时高度、岸桥小车实时位置、箱重、风速、AGV电量、AGV载重、ASC实时位置、ASC吊具位置、ASC指令动作信息。

11.一种基于权利要求1-10任一项所述的用于自动化码头的生产作业性能指标系统的统计方法，其特征在于：

通过所述控制系统数据抽取单元读取所述抽取信息配置单元的配置规则信息，抽取控制系统数据；

通过所述单机数据抽取单元获取所述抽取配置单元的配置规则信息，抽取单机数据；

将所述控制系统数据、所述单机数据提前进行计算并存储，再对数据关联处理，最后插入所述目标数据库；

在所述报表显示单元上显示所述形成报表。

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