CN113298498A - 一种基于工业物联网平台的管理系统 - Google Patents

一种基于工业物联网平台的管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于工业物联网平台的管理系统，包括企业监测中心、数据采集模块、数据处理模块、数据输出模块、数据管理模块和终端设备，数据采集模块用于采集生产线上的员工量级信息、设备量级信息和产品量化信息，并将其发送至数据处理模块；数据处理模块对接收的员工量级信息、设备量级信息和产品量化信息进行如下的能级评估操作；本发明是通过对员工状况和设备状况一同进行能级评估操作，得到员工方面和设备方面的量级数据，再对其进行数字化整合，得到员工和设备相结合的综合判别信号，通过该信号对生产线上的生产状况进行有效判定，以实现生产线上的生产设备、人员情况及生产量间的整体性、数字化表达。

Description

一种基于工业物联网平台的管理系统
技术领域
本发明涉及工业物联网技术领域，具体为一种基于工业物联网平台的管理系统。
背景技术
工业物联网是将具有感知、监控能力的各类采集、控制传感器或控制器，以及移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程各个环节，从而大幅度提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段，工业物联网主要应用于制造业供应链管理、生产设备监控管理、环保监测及能源管理、工业安全生产管理等领域，工业物联网的应用具有实时自动化、嵌入式、安全性和信息互通互联性等特点；
在现有的工业流水线的生产过程中，仅能对生产线上的生产设备、人员情况或生产量进行单一化管理，难以将其进行数字化的整合分析，且各信息数据均为孤立式反馈，不能为产线管理带来有效的数据显示、指导，为产线管理造成极大的不便，也不利于企业的长期发展；
为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有的工业流水线的生产过程中，仅能对生产线上的生产设备、人员情况或生产量进行单一化管理，无法进行数字化的整合分析，且各信息数据均为孤立式反馈，难以为生产线管理带来有效的数据显示、指导，为产线管理造成极大的不便，也不利于企业的长期发展的问题，而提出一种基于工业物联网平台的管理系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于工业物联网平台的管理系统，包括企业监测中心、数据采集模块、数据处理模块、数据输出模块、数据管理模块和终端设备；
所述数据采集模块用于采集生产线上的员工量级信息、设备量级信息和产品量化信息，并将其发送至数据处理模块；
所述数据处理模块对接收的员工量级信息、设备量级信息和产品量化信息进行如下的能级评估操作：
步骤一：获取单位时间内的生产线上的各员工的员工量级信息，员工量级信息包括考勤率、工龄和误操作次数，并分别将其标定为aj、bj和pj，并依据公式
Figure BDA0003092337280000021
求得单位时间内的生产线上的各员工的员工量级Aj，其中，e1、e2和e3分别表示为考情率、工龄和误操作次数的转换因子系数，且e1＞e3＞e2＞0；
步骤二：获取单位时间内的生产线上的各设备的设备量级信息，设备量级信息包括故障量级和硬件量级，分别将其标定为Bi和Ci，其中故障量级包括运行时间、维修时间和故障次数，并分别将其标定为ti、t′i和ki，依据公式
Figure BDA0003092337280000022
求得单位时间内的生产线上的各设备的故障量级Bi，其中，f1、f2和f3分别表示为运行时间、维修时间和故障次数的预设权重系数，且f3＞f2＞f1＞0，且硬件量级包括温度、电流和电压，分别将其标定为ni、si和s′i，依据公式
Figure BDA0003092337280000023
求得单位时间内的生产线上的各设备的硬件量级Ci，其中，g1、g2和g3分别表示为温度、电流和电压的比例系数，且g1＞g3＞g2＞0；
步骤三：将获取的同一单位时间内的生产线上的员工量级信息和设备量级信息归整处理，依据公式
Figure BDA0003092337280000031
求得单位时间内的生产量级H，其中，h1、h2和h3分别为员工量级、故障量级和硬件量级的误差系数，h2＞h1＞h3＞0；
所述数据处理模块将员工量级Aj、故障量级Bi、硬件量级Ci和生产量化H均发送至数据输出模块；
所述数据输出模块对接收的员工量级Aj、故障量级Bi、硬件量级Ci和生产量化H分别与其对应的预设量进行信号比对操作，得到不同判别信号，并将其发送至数据管理模块；
所述数据管理模块对接收的上述信号分别进行比对划分操作，并将得到的多条产线的整体生产图表发送至终端设备显示。
进一步的，所述员工的员工量级Aj的信号比对操作的具体步骤如下：
将员工量级Aj与预设范围U相比较，当Aj小于预设范围U的最小值时，则将与该Aj相对应的员工标定为次级水平状态信号，当Aj处于预设范围U之间时，则将与该Aj相对应的员工标定为正常水平状态信号，当Aj大于预设值U的最大值时，则将与该Aj相对应的员工标定为优质水平状态信号。
进一步的，所述设备的故障量级Bi的信号比对操作的具体步骤如下：
将故障量级Bi与预设范围V进行比较，当Bi小于预设范围V的最小值时，则将与该Bi相对应的设备标定为优信号，当Bi处于预设范围V之间时，则将与该Bi相对应的设备标定为正常信号，当Bi大于预设范围V的最大值时，则将与该Bi相对应的设备标定为差信号。
进一步的，所述设备的硬件量级Ci的信号比对操作的具体步骤如下：
将硬件量级Ci与预设值W相比较，当Ci小于预设值W时，则将与该Ci相对应的设备标定为非正常状态信号，当Ci大于或等于预设值W时，则将与该Ci相对应的设备标定为正常状态信号。
进一步的，所述生产线的生产量化H的信号比对操作的具体步骤如下：
将生产量化H与预设范围X相比较，当H小于预设范围X的最小值时，输出低效信号，当H处于预设范围X之间时，输出普通信号，当H大于预设范围X的最大值时，输出高效信号。
进一步的，所述数据管理模块的比对划分操作如下：
S1：通过调取多条生产线上的同一时间段输出的信号数据，并将其按照信号等级进行划分，其中，将员工量级Aj中输出的正常水平信号和优质水平信号划分为第一员工能力等级，将次级水平信号划分为第二员工能力等级；将故障量级Bi中输出的优信号和正常信号划分为第一设备稳定等级，将差信号划分为第二设备稳定等级；将硬件量级Ci中输出的正常状态信号划分为第一硬件性能等级，将非正常状态信号划分为第二硬件性能等级；
S2：将第一员工能力等级、第二员工能力等级、第一设备稳定等级、第二设备稳定等级、第一硬件性能等级和第二硬件性能等级的信号数量进行统计；
S3：将S2中统计的各等级的信号数据生成多条产线的整体生产图表。
进一步的，所述数据管理模块还电性连接有企业管理人员的手机端、电脑端，并将多条产线的整体生产图表以邮件或网址的方式发送至企业管理人员进行通知提醒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过对员工状况和设备状况一同进行能级评估操作，得到员工方面和设备方面的量级数据，再对其进行数字化整合，得到员工和设备相结合的综合判别信号，通过该信号对生产线上的生产状况进行有效判定，以实现生产线上的生产设备、人员情况及生产量间的整体性、数字化表达，为企业对生产线上的统一管理带来有效的数据显示和指导；
2、通过将获得的员工和设备的各类信号分别进行比对划分操作，并将多条产线的生产情况以整体生产图表的形式展现出来，实现员工、设备和生产量化数据间的多向反馈，进而促进了企业对生产线的高效管理。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种基于工业物联网平台的管理系统，包括企业监测中心、数据采集模块、数据处理模块、数据输出模块、数据管理模块和终端设备；
数据采集模块用于采集生产线上的员工量级信息、设备量级信息和产品量化信息，并将其发送至数据处理模块，而员工量级信息用于对生产线上的人员的的工作能力值进行评估，设备量级信息用于对生产线上的设备运行能力值的衡量，产品量化信息用于对生产线上的产品质量和生产效率的评估；
数据处理模块对接收的员工量级信息、设备量级信息和产品量化信息进行如下的能级评估操作：
步骤一：获取单位时间内的生产线上的各员工的员工量级信息，员工量级信息包括考勤率、工龄和误操作次数，并分别将其标定为aj、bj和pj，并依据公式
Figure BDA0003092337280000061
n为大于等于1的整数，求得单位时间内的生产线上的各员工的员工量级Aj，其中，e1、e2和e3分别表示为考情率、工龄和误操作次数的转换因子系数，且e1＞e3＞e2＞0，e1+e2+e3＝7.25，其中，转换因子系数表示为考勤率、工龄和误操作次数对员工量级影响程度的大小，单位时间表示为三个月时间，考勤率用于衡量每个员工上班的出勤情况，考勤率包括应打卡次数和实际打卡次数，并分别将其标定d1和d2，依据公式
Figure BDA0003092337280000062
得出各员工的考勤率aj，工龄表示员工的任职时间的长短，误操作次数表示员工在作业时由于操作不当引发设备发生预警信号的次数；
步骤二：获取单位时间内的生产线上的各设备的设备量级信息，设备量级信息包括故障量级和硬件量级，分别将其标定为Bi和Ci，其中故障量级包括运行时间、维修时间和故障次数，并分别将其标定为ti、t′i和ki，依据公式
Figure BDA0003092337280000063
m为大于等于1的整数，求得单位时间内的生产线上的各设备的故障量级Bi，其中，f1、f2和f3分别表示为运行时间、维修时间和故障次数的预设权重系数，且f3＞f2＞f1＞0，f1+f2+f3＝1.5，具体的，预设权重系数表示运行时间、维修时间和故障次数对故障量级的权重影响程度，故障量级用于对设备运行的稳定性进行评估，运行时间表示设备在单位时间内的总运行时间，维修时间表示设备出现故障进行维修的时间长短，故障次数表示设备在单位时间内发生故障报修的次数，且硬件量级包括温度、电流和电压，分别将其标定为ni、si和s′i，依据公式
Figure BDA0003092337280000064
m为大于等于1的整数，求得单位时间内的生产线上的各设备的硬件量级Ci，其中，g1、g2和g3分别表示为温度、电流和电压的比例系数，且g1＞g3＞g2＞0，g1+g2+g3＝10.8，具体的，比例系数用于衡量温度、电流和电压对硬件量级影响程度大小的系数，硬件量级用于衡量设备的硬件性能的好坏，其中，温度、电流和电压均表示在设备异常状态下捕捉的异常信号数据；
步骤三：将获取的同一单位时间内的生产线上的员工量级信息和设备量级信息归整处理，依据公式
Figure BDA0003092337280000071
且n、m均为大于等于1的整数，求得单位时间内的生产量级H，其中，h1、h2和h3分别为员工量级、故障量级和硬件量级的误差系数，h2＞h1＞h3＞0，h1+h2+h3＝5.25，并将Aj、Bi、Ci和H均发送至数据输出模块，具体的，误差系数用于表示员工量级、故障量级和硬件量级对生产量级影响的误差程度的降低；
数据输出模块用于对生产线上经过能级评估操作后的员工量级信息、设备量级信息和生产量化信息进行信号输出，并将员工量级Aj、故障量级Bi、硬件量级Ci和生产量化H均发送至数据输出模块，具体的信号比对操作如下：
L1：将获取的员工量级信息Aj与预设范围U相比较，当Aj小于预设范围U的最小值时，将与该Aj相对应的员工标定为次级水平状态信号，当Aj处于预设范围U之间时，则将与该Aj相对应的员工标定为正常水平状态信号，当Aj大于预设范围U的最大值时，则将与该Aj相对应的员工标定为优质水平状态信号，并将次级水平状态信号、正常水平状态信号和优质水平状态信号所对应的员工均发送至数据管理模块，其中，员工量级所输出的信号表示该员工的工作能力，次级水平信号表示员工的工作能力较低，正常水平信号表示员工的工作能力正常，优质水平信号表示员工工作能力较强，有晋升发展的潜力；
L2：将获取的故障量级Bi与预设范围V相比较，当Bi小于预设范围V的最小值时，则将与该Bi相对应的设备标定为优信号，其表示该设备的性能稳定性高，当Bi处于预设范围V之间时，则将与该Bi相对应的设备标定为正常信号，其表示该设备的性能稳定正常，当Bi大于预设范围V的最大值时，则将与该Bi相对应的设备标定为差信号，其表示该设备的性能较差，可能需要进行检修，并将优信号、正常信号和差信号所对应的设备均发送至数据管理模块；
L3：将获取的硬件量级Ci与预设值W进行比较，当Ci小于预设值W时，则将与该Ci相对应的设备标定为非正常状态信号，当Ci大于或等于预设值W时，则将与该Ci相对应的设备标定为正常状态信号，并将非正常状态信号和正常状态信号所对应的设备均发送至数据管理模块；
L4：再依据公式
Figure BDA0003092337280000081
且n、m均为大于等于1的整数，并求得单位时间内各条生产线上的生产量化H，并将其与预设范围X相比较，当H小于预设范围X的最小值时，表示该条生产线的生产效率较低，并输出低效信号，当H处于预设范围X之间时，表示该条生产线生产效率正常，输出普通信号，当H大于预设范围X的最大值时，表示该条生产线生产效率高，输出高效信号，并将低效信号、普通信号和高效信号所对应的生产线均发送至数据管理模块，其中，生产量化H用于衡量各条生产线上的生产质量和生产效率；
其中，上述L1至L4操作能够在工业物联网平台同步运行；
数据管理模块用于对接收的上述信号分别进行比对划分操作，并将得到的多条产线的整体生产图表发送至终端设备显示，能够为生产线管理提供有效数据，具体的比对划分操作如下：
S1：通过调取多条生产线上的同一时间段输出的信号数据，并将其按照信号等级进行划分，其中，将员工量级中输出的正常水平信号和优质水平信号划分为第一员工能力等级，将次级水平信号划分为第二员工能力等级；将故障量级中输出的优信号和正常信号划分为第一设备稳定等级，将差信号划分为第二设备稳定等级；将硬件量级中输出的正常状态信号划分为第一硬件性能等级，将非正常状态信号划分为第二硬件性能等级；
S2：将第一员工能力等级、第二员工能力等级、第一设备稳定等级、第二设备稳定等级、第一硬件性能等级和第二硬件性能等级的信号数量进行统计；
S3：将S2中统计的各等级的信号数据生成多条产线的整体生产图表，通过对比每条生产线不同等级的信号的数量，进而来对比各条生产线之间的生产效率，并生成该生产线的生产图表，具体得，生产图表包括条形统计图、饼状统计图和Excel表格，条形统计图用于表示各部分信号等级得数量统计，饼状图用于直观的显示数量占比，Excel表格便于导出数据信号，便于给企业提供有效数据；
S4：并将其发送至终端设备显示出来，供企业管理人员参考；
数据管理模块还电性连接有企业管理人员的手机端、电脑端，并将多条产线的整体生产图表以邮件或网址的方式发送至企业管理人员进行通知提醒。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置。
本发明在使用时，先采集生产线上的员工量级信息、设备量级信息和生产量化信息，并对上述数据分别进行数据划分、数据标定、公式化处理和信号对比，得到各类别的员工所对应的员工量级信号，各类别的设备所对应的故障量级信号和硬件量级信号，且将员工方面的员工量级信号与设备方面的故障量级信号、硬件量级信号相关联、结合，并对其进行等级区类，得到层次化的等级信号进行可视化输出，并将多条产线的整体生产图表以邮件或网址的方式发送至企业管理人员进行通知提醒，实现了在工业物联网平台管理中，能够将生产线上的生产设备、人员情况以及生产量之间进行整体性交互，并使各信息数据之间进行关联性反馈，从而为产线管理带来有效的数据显示、指导，在提高了企业管理效率的同时，也有利于企业的长期发展。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种基于工业物联网平台的管理系统，其特征在于，包括企业监测中心、数据采集模块、数据处理模块、数据输出模块、数据管理模块和终端设备；
所述数据采集模块用于采集生产线上的员工量级信息、设备量级信息和产品量化信息，并将其发送至数据处理模块；
所述数据处理模块对接收的员工量级信息、设备量级信息和产品量化信息进行如下的能级评估操作：
步骤一：获取单位时间内的生产线上的各员工的员工量级信息，员工量级信息包括考勤率、工龄和误操作次数，并分别将其标定为aj、bj和pj，并依据公式
Figure FDA0003092337270000011
求得单位时间内的生产线上的各员工的员工量级Aj，其中，e1、e2和e3分别表示为考情率、工龄和误操作次数的转换因子系数，且e1＞e3＞e2＞0；
步骤二：获取单位时间内的生产线上的各设备的设备量级信息，设备量级信息包括故障量级和硬件量级，分别将其标定为Bi和Ci，其中故障量级包括运行时间、维修时间和故障次数，并分别将其标定为ti、t′i和ki，依据公式
Figure FDA0003092337270000012
求得单位时间内的生产线上的各设备的故障量级Bi，其中，f1、f2和f3分别表示为运行时间、维修时间和故障次数的预设权重系数，且f3＞f2＞f1＞0，且硬件量级包括温度、电流和电压，分别将其标定为ni、si和s′i，依据公式
Figure FDA0003092337270000013
求得单位时间内的生产线上的各设备的硬件量级Ci，其中，g1、g2和g3分别表示为温度、电流和电压的比例系数，且g1＞g3＞g2＞0；
步骤三：将获取的同一单位时间内的生产线上的员工量级信息和设备量级信息归整处理，依据公式
Figure FDA0003092337270000021
求得单位时间内的生产量级H，其中，h1、h2和h3分别为员工量级、故障量级和硬件量级的误差系数，h2＞h1＞h3＞0；
所述数据处理模块将员工量级Aj、故障量级Bi、硬件量级Ci和生产量化H均发送至数据输出模块；
所述数据输出模块对接收的员工量级Aj、故障量级Bi、硬件量级Ci和生产量化H分别与其对应的预设量进行信号比对操作，得到员工量级Aj所对应的次级水平状态信号、正常水平状态信号和优质水平状态信号，还得到故障量级Bi所对应的优信号、正常信号和差信号，还得到硬件量级Ci所对应的非正常状态信号、正常状态信号，还得到生产量化H所对应的低效信号、普通信号和高效信号，并将其发送至数据管理模块；
所述数据管理模块对接收的上述信号分别进行比对划分操作，并将得到的多条产线的整体生产图表发送至终端设备显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网平台的管理系统，其特征在于，所述员工的员工量级Aj的信号比对操作的具体步骤如下：
将员工量级Aj与预设范围U相比较，当Aj小于预设范围U的最小值时，则将与该Aj相对应的员工标定为次级水平状态信号，当Aj处于预设范围U之间时，则将与该Aj相对应的员工标定为正常水平状态信号，当Aj大于预设值U的最大值时，则将与该Aj相对应的员工标定为优质水平状态信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网平台的管理系统，其特征在于，所述设备的故障量级Bi的信号比对操作的具体步骤如下：
将故障量级Bi与预设范围V进行比较，当Bi小于预设范围V的最小值时，则将与该Bi相对应的设备标定为优信号，当Bi处于预设范围V之间时，则将与该Bi相对应的设备标定为正常信号，当Bi大于预设范围V的最大值时，则将与该Bi相对应的设备标定为差信号。
4.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网平台的管理系统，其特征在于，所述设备的硬件量级Ci的信号比对操作的具体步骤如下：
将硬件量级Ci与预设值W相比较，当Ci小于预设值W时，则将与该Ci相对应的设备标定为非正常状态信号，当Ci大于或等于预设值W时，则将与该Ci相对应的设备标定为正常状态信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网平台的管理系统，其特征在于，所述生产线的生产量化H的信号比对操作的具体步骤如下：
将生产量化H与预设范围X相比较，当H小于预设范围X的最小值时，输出低效信号，当H处于预设范围X之间时，输出普通信号，当H大于预设范围X的最大值时，输出高效信号。
6.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网平台的管理系统，其特征在于，所述数据管理模块的比对划分操作如下：
S1：通过调取多条生产线上的同一时间段输出的信号数据，并将其按照信号等级进行划分，其中，将员工量级Aj中输出的正常水平信号和优质水平信号划分为第一员工能力等级，将次级水平信号划分为第二员工能力等级；将故障量级Bi中输出的优信号和正常信号划分为第一设备稳定等级，将差信号划分为第二设备稳定等级；将硬件量级Ci中输出的正常状态信号划分为第一硬件性能等级，将非正常状态信号划分为第二硬件性能等级；
S2：将第一员工能力等级、第二员工能力等级、第一设备稳定等级、第二设备稳定等级、第一硬件性能等级和第二硬件性能等级的信号数量进行统计；
S3：将S2中统计的各等级的信号数据生成多条产线的整体生产图表。
7.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网平台的管理系统，其特征在于，所述数据管理模块还电性连接有企业管理人员的手机端、电脑端，并将多条产线的整体生产图表以邮件或网址的方式发送至企业管理人员进行通知提醒。
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