CN112764401B - 一种基于mes的生产管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化控制技术领域，具体公开了一种基于MES的生产管理系统，包括装载机构、载具、第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块和识别模块；装载机构用于将摄像头模组装载到载具上；第一采集模块用于采集摄像头模组上的二维码，进行识别并提取出产品序列号；第二采集模块用于在摄像头模组装载到载具后采集载具上的二维码；进行识别并提取载具编号；识别模块用于将产品序列号和载具编号建立关联；第三采集模块用于在加工工序以及检测工序中，采集载具上的二维码，进行识别并提取载具编号；识别模块还用于基于载具编号检索关联的产品序列号。采用本发明的技术方案能够降低二维码扫描识别错误的概率。

Description

一种基于MES的生产管理系统

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种基于MES的生产管理系统。

背景技术

制造执行系统简称MES，是一种面向车间的管理信息系统，包括订单数据下达、排产和生产指令数据下达、生产过程执行监控、现场生产数据采集和数据统计处理及上报等内容，通过上述管理系统可使得整个生产过程更加的有序化、标准化和可视化。

为了实现生产过程执行监控、现场生产数据采集等功能，需要对生产中的每一个设备进行追踪。例如在摄像头模组的制造中，需要进行一系列加工及检测工序，例如黑斑检测、自动调焦、点胶和烧录等。通常会在每一个摄像头模组上打上二维码，然后在每一道加工及检测工序中，通过扫描摄像头模组的二维码对摄像头模组进行追踪。

但是，摄像头模组通常是用在手机等小型设备上，其体积较小，其外壳上打的二维码面积必然也很小，这无疑增加了二维码扫描的难度，导致扫描识别的概率较高；而且，工厂每月加工的摄像头模组数量可以达十万，甚至百万，而每一个摄像头模组加工时又会经过多道工序；扫描的基数大，扫描识别的概率较高，会导致扫描失败的总次数高，影响生产效率。为了降低扫描失败的总次数，提高生产效率；需要将扫描失败的概率控制到很低的程度。

为此，需要一种能够降低二维码扫描识别错误概率的生产管理系统。

发明内容

本发明提供了一种基于MES的生产管理系统，能够降低二维码扫描识别错误的概率。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种基于MES的生产管理系统，包括装载机构、载具、第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块和识别模块；

装载机构用于将摄像头模组装载到载具上；

载具用于承载摄像头模组进行加工工序以及检测工序；载具上设置有二维码；

第一采集模块用于在摄像头模组装载到载具后，采集摄像头模组上的二维码，进行识别并提取出产品序列号；

第二采集模块用于在摄像头模组装载到载具后采集载具上的二维码；进行识别并提取载具编号；

识别模块用于分别从第一采集模块和第二采集模块获取产品序列号和载具编号，将产品序列号和载具编号建立关联；

第三采集模块有若干个，第三采集模块用于在加工工序以及检测工序中，采集载具上的二维码，进行识别并提取载具编号；

识别模块还用于从第三采集模块获取载具编号，基于载具编号检索关联的产品序列号。

基础方案原理及有益效果如下：

本方案在摄像头模组的生产过程中，将摄像头模组装载到载具，后续的加工工序以及检测工序中，只需要对载具进行移动，就可以达到移动摄像头模组的目的。

将产品序列号和载具编号建立关联，也就将摄像头模组与载具绑定在了一起。后续在加工工序及检测工序中，只需要采集载具上的二维码，提取载具编号，就可以得到关联的产品序列号。换句话说，用扫描采集载具上的二维码代替了采集摄像头模组上的二维码。由于对载具的体积没有要求，载具上的二维码可以比摄像头模组上的二维码设置得更大一些，可以降低扫描的难度，有效降低二维码扫描识别错误的概率。

进一步，还包括流程模块，用于从识别模块获取检索得到的产品序列号；

第三采集模块还用于上传工序信息；

流程模块还根据工序信息和产品序列号生成产品信息表。

便于通过产品信息表对每颗摄像头模组的加工工序和检测工序进行管控和追溯。

进一步，还包括检测模块，用于获取检测工序中摄像头模组的检测结果数据，将检测结果数据录入产品信息表中。

进一步，还包括存储模块，存储模块用于存储产品信息表。

进一步，还包括分析模块，用于从存储模块中获取产品信息表，基于产品信息表判断摄像头模组是否存在故障，如果存在故障，生成报警信息。

进一步，所述分析模块还用于在摄像头模组存在故障时，判断是否需要维修，如果需要，生成维修信息。

进一步，还包括通知模块，用于获取报警信息和维修信息并发送。

进一步，还包括管理端，用于接收报警信息和维修信息并显示。

管理人员可以通过管理端及时获取报警信息和维修信息，便于进行后续处理。

进一步，第一采集模块采集摄像头模组上的二维码时，先对摄像头模组进行拍照，再从摄像头模组的照片中提取二维码；

第二采集模块采集载具上的二维码时，先对载具进行拍照，再从载具的照片中提取二维码；

存储模块中还预存有第一标准图像和第二标准图像；

还包括校正模块，校正模块用于获取摄像头模组的照片和载具的照片，将摄像头模组的照片与第一标准图像进行对比，判断摄像头模组上二维码的相对位置是否一致，如果一致，标记为满足第一条件；将载具的照片与第二标准图像进行对比，判断载具上二维码的相对位置是否一致，如果一致，标记为满足第二条件；

如果同时满足第一条件和第二条件，校正模块生成装载成功信息，否则，校正模块生成装载失败信息。

第一标准图像可以是载具与摄像头模组相对位置符合要求时，第一采集模块对摄像头模组拍的照片；第二标准图像可以是载具与摄像头模组相对位置符合要求时，第二采集模块对载具拍的照片。

装载机构将摄像头模组装载到载具上时，需要装载到特定的位置，以便后续的加工。如果摄像头模组与载具的相对位置出现偏差，后续的加工与检测中，依靠载具进行定位时，摄像头模组会和要求的位置不一致，容易出现错误。由于第一采集模块和第二采集模块的位置固定，如果摄像头模组与载具的相对位置一致，从第一采集模块和第二采集模块拍到的照片中，各自照片中二维码的位置也是一致的，因此，将摄像头模组的照片与第一标准图像进行对比，；将载具的照片与第二标准图像进行对比，以各自的二维码作为参照物，判断二维码的位置是否一致，就可以知晓摄像头模组与载具的相对位置是否出现偏差。再不增加额外识别手段的同时，能快速进行判断。

进一步，所述工序信息包括工序名称和工序执行时间。

附图说明

图1为实施例一一种基于MES的生产管理系统的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

如图1所示，本实施例的一种基于MES的生产管理系统，包括装载机构、载具、第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块、识别模块、流程模块、检测模块、存储模块、分析模块、通知模块和管理端。

装载机构用于将摄像头模组装载到载具上。本实施例中，装载机构采用机械臂抓取摄像头装载到载具上。

载具用于承载摄像头模组进行加工工序以及检测工序；载具上设置有二维码。换句话说，在后续的加工工序以及检测工序中是对载具进行移动，从而摄像头模组跟着载具一起移动。

第一采集模块用于在摄像头模组装载到载具后，采集摄像头模组上的二维码，进行识别并提取出产品序列号。

第二采集模块用于在摄像头模组装载到载具后，采集载具上的二维码；进行识别并提取载具编号。

识别模块用于分别从第一采集模块和第二采集模块获取产品序列号和载具编号，将产品序列号和载具编号建立关联。

第三采集模块有若干个，第三采集模块用于在加工工序以及检测工序中，采集载具上的二维码，进行识别并提取载具编号。本实施例中，第一采集模块、第二采集模块和第三采集模块均采用扫码枪。本实施例中，每一个加工工序以及检测工序对应一个第三采集模块，换句话说，每进行一项加工或者一项检测，都会通过对应的第三扫描机构对载具上的二维码进行扫描。

第三采集模块还用于上传对应的工序信息。工序信息包括工序名称和工序执行时间。例如黑斑检测工序对应的第三采集模块上传的工序信息为，工序名称：黑斑检测，工序执行时间：XXX年XX月XX日XX分XX秒。

识别模块还用于从第三采集模块获取载具编号，基于载具编号检索关联的产品序列号。

流程模块用于从识别模块获取检索得到的产品序列号，根据工序信息和产品序列号生成产品信息表。本实施例中，产品信息表中包含产品序列号，以及工序信息。

检测模块用于获取检测工序中摄像头模组的检测结果数据，将检测结果数据录入产品信息表中。例如，黑斑检测工序中，摄像头模组的检测结果数据为检测通过或者检测不通过。

存储模块用于存储产品信息表。

分析模块用于从存储模块中获取产品信息表，基于产品信息表判断摄像头模组是否存在故障，如果存在故障，生成报警信息。例如黑斑检测工序中，检测结果数据为检测不通过，认为存在故障。

分析模块还用于在摄像头模组存在故障时，判断是否需要维修，如果需要，生成维修信息。本实施例中，存储模块中预存有维修信息表，维修信息表中列有每一种故障类型对应的维修建议，维修建议为能维修或不能维修。分析模块判断是否需要维修时，先基于产品信息表获取故障类型(例如黑斑检测不通过，故障类型为摄像头黑斑)，再根据故障类型以及维修信息表判断是否需要维修。

通知模块用于获取报警信息和维修信息并发送。本实施例中，通知模块将报警信息和维修信息发送至管理人员的管理端，管理端例如手机，电脑等，本实施例中采用电脑，通过管理端能便于管理人员及时知晓，进行决策。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中第一采集模块采集摄像头模组上的二维码时，先对摄像头模组进行拍照，再从摄像头模组的照片中提取二维码；

第二采集模块采集载具上的二维码时，先对载具进行拍照，再从载具的照片中提取二维码；

存储模块中还预存有第一标准图像和第二标准图像。本实施例中，第一标准图像为载具与摄像头模组相对位置符合要求时，第一采集模块对摄像头模组拍的照片；第二标准图像为载具与摄像头模组相对位置符合要求时，第二采集模块对载具拍的照片。

生产管理系统还包括校正模块，校正模块用于获取摄像头模组的照片和载具的照片，将摄像头模组的照片与第一标准图像进行对比，判断摄像头模组上二维码的相对位置是否一致，如果一致，标记为满足第一条件；将载具的照片与第二标准图像进行对比，判断载具上二维码的相对位置是否一致，如果一致，标记为满足第二条件；

如果同时满足第一条件和第二条件，校正模块生成装载成功信息，否则，校正模块生成装载失败信息。

装载机构将摄像头模组装载到载具上时，需要装载到特定的位置，以便后续的加工。如果摄像头模组与载具的相对位置出现偏差，后续的加工与检测中，依靠载具进行定位时，摄像头模组会和要求的位置不一致，容易出现错误。由于第一采集模块和第二采集模块的位置固定，如果摄像头模组与载具的相对位置一致，从第一采集模块和第二采集模块拍到的照片中，各自照片中二维码的位置也是一致的，因此，本实施例中，将摄像头模组的照片与第一标准图像进行对比，将载具的照片与第二标准图像进行对比，以各自的二维码作为参照物，判断二维码的位置是否一致，就可以知晓摄像头模组与载具的相对位置是否出现偏差。再不增加额外识别手段的同时，能快速进行判断。

实施例三

本实施与实施例一的区别在于，本实施例中载具上还安装有振动传感器、加速度传感器和陀螺仪，分别用于采集振动数据、加速度数据和偏转角度数据。

载具上开有安装槽，安装槽内设置有验证装置。

验证装置包括由绝缘材料制成的移动块，移动块的横截面积小于安装槽的横截面积。

移动块的下表面固定有两个第一金属触点，两个第一金属触点由结缘块内部的导线连接；绝缘块的下表面还固定两个磁极相反的永磁铁；

验证装置还包括电源、控制电路板、两个第二金属触点和两个磁极相反的电磁铁。

两个第二金属触点和两个电磁铁均固定在安装槽内；

当两个磁极相反的电磁铁吸附两个磁极相反的永磁铁后，移动块上两个第一金属触点能分别与两个第二金属触点接触。换句话说，通过两个磁极相反的电磁铁吸附两个磁极相反的永磁铁，能让移动块移动到安装槽内的指定位置。

电源与控制电路板电连接，控制电路板与两个电磁铁电连接。控制电路板用于控制两个电磁铁的磁力大小。两个第二金属触点均与控制电路板电连接。当两个第一金属触点不与两个第二金属触点接触时，控制电路板能检测到电流回路断开。

振动传感器、加速度传感器和陀螺仪均与控制电路板电连接，将采集的振动数据、加速度数据和偏转角度数据发送至控制电路板。

生产管理系统还包括验证模块，验证模块用于在摄像头模组装载到载具时，从控制电路板获取加速度数据、偏转角度数据和振动数据；

验证模块还用于判断是否满足加速度数据超过加速度阈值，或者偏转角度数据超过偏转角度阈值；当满足其中一项时，验证模块还用于判断当前的振动数据属于预设的正常振动数据范围，还是属于预设的异常振动数据范围。

如果属于正常振动数据范围，不进行其他操作；如果属于异常振动数据范围，验证模块向校正模块发送校正指令，校正模块接收到校正指令后，判断摄像头模组是否装载成功，将装载成功信息或装载失败信息发送至验证模块。

当验证模块接收到装载失败信息时，将当前的振动数据作为异常振动数据范围的参考数据；验证模块还用于从控制电路板获取电流回路信息，如果电流回路断开，向控制电路板发送复位指令，如果电流回路没有断开，向控制电路板发送降低磁力指令。控制电路板接收到复位指令后，增大电磁铁的磁力，直至电流回路重新导通，然后将磁力恢复至预设值。控制电路板接收到降低磁力指令后，调低磁力的预设值。

当验证模块接收到装载成功信息时，从控制电路板获取电流回路信息，如果电流回路没有断开，将当前的振动数据作为正常振动数据范围的参考数据，并对异常振动数据范围进行修正。如果电流回路断开，将当前的振动数据作为异常振动数据范围的参考数据。

在摄像头模组正常装载到载具时，能保证摄像头模组的位置正常，因此位置正常时，不需要每次都通过校正模块来判断摄像头模组与载具的相对位置是否出现偏差，也能节约时间，提高生产效率。

当机械臂因为操作精度不够，与载具发生接触等原因，容易造成载具产生位移，当加速度数据超过加速度阈值，或者偏转角度数据超过偏转角度阈值能够反映这种情况。此时位于载具上的摄像头模组可能会出现移动，导致相对位置出现偏差。而摄像头模组出现移动时，容易与载具碰撞，导致载具的微小振动。因此，验证模块还用于判断当前的振动数据属于预设的正常振动数据范围，还是属于预设的异常振动数据范围。如果属于正常振动数据范围，不进行其他操作，表明摄像头模组没有出现移动，不进行其他操作，如果属于预设的异常振动数据范围，再通过校正模块来判断摄像头模组与载具的相对位置是否出现偏差。

但是，异常振动数据范围和正常振动数据范围初始时不一定完全准确，需要不断修正，才能趋于完善。而且，还存在属于预设的异常振动数据范围时，摄像头模组与载具的相对位置也没有出现偏差的情况，这可能是异常振动数据范围不准确，也可能是摄像头模组由初始位置不规律移动后又回到了初始位置这种小概率事件。为了能对异常振动数据范围进行准确的修正，需要对这两种情况进行区分。为此，本实施例中设置有验证装置。摄像头模组移动时，移动块也会移动，导致电流回路断开，换句话说可以用移动块来表征摄像头模组移动的行为，避免摄像头模组不规律移动后又回到了最初的位置这种小概率事件。但是磁力的预设值需要准确模拟摄像头模组与载具的摩擦力，才能达到上述效果，因此，还需要对磁力的预设值进行调整，也就是摄像头模组移动了，而移动块没有移动，表明磁力的预设值过大，需要调低。

后期当数据样本足够后，异常振动数据范围、正常振动数据范围和磁力的预设值会足够准确，结合异常振动数据范围、正常振动数据范围以及电流回路信息，甚至单独依靠电路回路信息就可以对摄像头模组是否移动进行较为准确的判断，可以根据实际情况部分代替甚至完全代替图像识别来判断摄像头模组与载具的相对位置出现偏差的情况。本实施例还可以应用到各个加工环节以及运送途中，来判断摄像头模组与载具的相对位置是否出现偏差。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种基于MES的生产管理系统，其特征在于，包括装载机构、载具、第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块和识别模块；

装载机构用于将摄像头模组装载到载具上；

载具用于承载摄像头模组进行加工工序以及检测工序；载具上设置有二维码；

第一采集模块用于在摄像头模组装载到载具后，采集摄像头模组上的二维码，进行识别并提取出产品序列号；

第二采集模块用于在摄像头模组装载到载具后采集载具上的二维码；进行识别并提取载具编号；

识别模块用于分别从第一采集模块和第二采集模块获取产品序列号和载具编号，将产品序列号和载具编号建立关联；

第三采集模块有若干个，第三采集模块用于在加工工序以及检测工序中，采集载具上的二维码，进行识别并提取载具编号；

识别模块还用于从第三采集模块获取载具编号，基于载具编号检索关联的产品序列号；

还包括存储模块，存储模块用于存储产品信息表；

所述第一采集模块采集摄像头模组上的二维码时，先对摄像头模组进行拍照，再从摄像头模组的照片中提取二维码；第二采集模块采集载具上的二维码时，先对载具进行拍照，再从载具的照片中提取二维码；

存储模块中还预存有第一标准图像和第二标准图像；

还包括校正模块，校正模块用于获取摄像头模组的照片和载具的照片，将摄像头模组的照片与第一标准图像进行对比，判断摄像头模组上二维码的相对位置是否一致，如果一致，标记为满足第一条件；将载具的照片与第二标准图像进行对比，判断载具上二维码的相对位置是否一致，如果一致，标记为满足第二条件；

如果同时满足第一条件和第二条件，校正模块生成装载成功信息，否则，校正模块生成装载失败信息；

载具上还安装有振动传感器、加速度传感器和陀螺仪，分别用于采集振动数据、加速度数据和偏转角度数据；载具上开有安装槽，安装槽内设置有验证装置；验证装置包括由绝缘材料制成的移动块，移动块的横截面积小于安装槽的横截面积；移动块的下表面固定有两个第一金属触点，两个第一金属触点由结缘块内部的导线连接；绝缘块的下表面还固定两个磁极相反的永磁铁；

验证装置还包括电源、控制电路板、两个第二金属触点和两个磁极相反的电磁铁；两个第二金属触点和两个电磁铁均固定在安装槽内；当两个磁极相反的电磁铁吸附两个磁极相反的永磁铁后，移动块上两个第一金属触点能分别与两个第二金属触点接触；

电源与控制电路板电连接，控制电路板与两个电磁铁电连接；控制电路板用于控制两个电磁铁的磁力大小；两个第二金属触点均与控制电路板电连接；当两个第一金属触点不与两个第二金属触点接触时，控制电路板能检测到电流回路断开；

振动传感器、加速度传感器和陀螺仪均与控制电路板电连接，将采集的振动数据、加速度数据和偏转角度数据发送至控制电路板；

还包括验证模块，验证模块用于在摄像头模组装载到载具时，从控制电路板获取加速度数据、偏转角度数据和振动数据；

验证模块还用于判断是否满足加速度数据超过加速度阈值，或者偏转角度数据超过偏转角度阈值；当满足其中一项时，验证模块还用于判断当前的振动数据属于预设的正常振动数据范围，还是属于预设的异常振动数据范围；

如果属于正常振动数据范围，不进行其他操作；

如果属于异常振动数据范围，验证模块向校正模块发送校正指令，校正模块接收到校正指令后，判断摄像头模组是否装载成功，将装载成功信息或装载失败信息发送至验证模块；

当验证模块接收到装载失败信息时，将当前的振动数据作为异常振动数据范围的参考数据；验证模块还用于从控制电路板获取电流回路信息，如果电流回路断开，向控制电路板发送复位指令，如果电流回路没有断开，向控制电路板发送降低磁力指令；控制电路板接收到复位指令后，增大电磁铁的磁力，直至电流回路重新导通，然后将磁力恢复至预设值；控制电路板接收到降低磁力指令后，调低磁力的预设值；

当验证模块接收到装载成功信息时，从控制电路板获取电流回路信息，如果电流回路没有断开，将当前的振动数据作为正常振动数据范围的参考数据，并对异常振动数据范围进行修正；如果电流回路断开，将当前的振动数据作为异常振动数据范围的参考数据。

2.根据权利要求1所述的基于MES的生产管理系统，其特征在于：还包括流程模块，用于从识别模块获取检索得到的产品序列号；

第三采集模块还用于上传工序信息；

流程模块还根据工序信息和产品序列号生成产品信息表。

3.根据权利要求2所述的基于MES的生产管理系统，其特征在于：还包括检测模块，用于获取检测工序中摄像头模组的检测结果数据，将检测结果数据录入产品信息表中。

4.根据权利要求3所述的基于MES的生产管理系统，其特征在于：还包括分析模块，用于从存储模块中获取产品信息表，基于产品信息表判断摄像头模组是否存在故障，如果存在故障，生成报警信息。

5.根据权利要求4所述的基于MES的生产管理系统，其特征在于：所述分析模块还用于在摄像头模组存在故障时，判断是否需要维修，如果需要，生成维修信息。

6.根据权利要求5所述的基于MES的生产管理系统，其特征在于：还包括通知模块，用于获取报警信息和维修信息并发送。

7.根据权利要求6所述的基于MES的生产管理系统，其特征在于：还包括管理端，用于接收报警信息和维修信息并显示。

8.根据权利要求2所述的基于MES的生产管理系统，其特征在于：所述工序信息包括工序名称和工序执行时间。

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