CN114355843A - 一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统及方法。该系统包括，智能工具柜管理单元，用于管理工具柜，工具柜存放智能数显扭矩扳手和手持终端；设备标定单元，用于对智能数显扭矩扳手进行标定，获取智能数显扭矩扳手标定信息，测定智能数显扭矩扳手上传感器的准确性；手持终端装配单元，通过手持终端释放热点的方式控制智能数显扭矩扳手，并将装配数据上传到服务器中；服务器，连接智能工具柜管理单元、设备标定单元和手持终端装配单元，用于接收数据并对数据进行分析，判断智能数显扭矩扳手的拧紧操作是否合格。

Description

一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统及方法

技术领域

本发明属于轨道交通离散拧紧制造领域，具体涉及一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前轨道交通制造业车间的装配系统往往无法全方位的完成所有数据的记录，如智能拧紧设备标定相关参数、人员操作记录以及部件拧紧记录，从而导致在部件制造过程中出现一系列问题。车间在操作人员花费较多的时间到指定的PC端进行查看工艺的下发和进行上传工艺，对于操作环境局限区域的数据采集，这一问题一直都是困扰现场施工人员的一大问题，一般装配车间的占地面积较大，数据采集人员在数据采集区域与提交终端之间的路程上就要花费大量的时间，不仅浪费时间而且效率低下，不能够满足当前车间自动化、信息化的需求。而且，操作人员无法得知设备的使用寿命以及设备详细参数，导致现场人员无法提前对智能拧紧设备进行有效的维护，从而对设备失去管控，使得在工人操作过程中导致设备相关传感器失灵、不精准，最终可能会发生一系列严重后果。

因此，通过实现现场便携式设备层的数据采集、查看工艺终端显得尤为重要。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统及方法，本发明将智能终端、信息采集技术、数据可追溯技术融为一体，实现对智能装配车间设备数据的互联互通、生产数据的可视化与追踪。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

第一个方面，本发明提供了一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统。

一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，包括：

智能工具柜管理单元，用于管理工具柜，工具柜存放智能数显扭矩扳手和手持终端；

设备标定单元，用于对智能数显扭矩扳手进行标定，获取智能数显扭矩扳手标定信息，测定智能数显扭矩扳手上传感器的准确性；

手持终端装配单元，通过手持终端释放热点的方式控制智能数显扭矩扳手，并将装配数据上传到服务器中；

服务器，连接智能工具柜管理单元、设备标定单元和手持终端装配单元，用于接收数据并对数据进行分析，判断智能数显扭矩扳手的拧紧操作是否合格。

进一步地，在智能数显扭矩扳手与手持终端闲置期间，智能工具柜管理单元控制工具柜为智能数显扭矩扳手和手持终端充电，以及获取智能数显扭矩扳手相关数据信息。

进一步地，所述设备标定单元将智能数显扭矩扳手标定完成后的相关数据上传至服务器中，服务器获取相关数据信息，并进行分析，用于确定相关扳手的稳定性。

进一步地，所述管控系统还包括：

看板界面模块，用于查看装配数据，通过饼图、曲线图和柱状图形式显示出来；

设备管理模块，用于查看相应的设备信息，并在工具柜中智能数显扭矩扳手和手持终端；

员工管理模块，用于查看操作工信息

异常管理模块，用于查看异常信息；

历史数据模块，用于通过不同条件查询已经完成的数据；

系统设置模块，用于设置系统相应的系统信息

数据同步模块，用于将服务器的信息同步更新到本地，以及本地装配信息同步到服务器中；

权限管理模块，用于对不同的角色配置相应的权限

标定管理模块，用于标定扳手，上传扳手数据信息。

进一步地，所述管控系统还包括：任务管理模块和设备管理模块；

所述任务管理模块，用于任务下发模块和任务创建模块；

所述设备管理模块，用于在设备列表中查看相应的设备基本信息；所述设备列表存储工具柜中的设备信息；

进一步地，所述任务下发模块包括：

响应于点击需要完成的任务，跳转到拧紧界面，在该界面直接自动连接扳手，当扳手可用的时候，提示连接成功，进行拧紧操作；拧紧成功且合格后会自动进行一下个步骤，再进行拧紧操作，不合格的进行错误提示；全部步骤完成后，自动跳转到任务列表，进行下一个拧紧任务操作。

进一步地，所述任务列表用于统计任务的完成情况。

进一步地，所述任务创建模块，用于根据设定的螺栓数目和扭矩范围建立处理任务。

进一步地，所述手持终端包括在线模式和离线模式，

其中，在线模式：服务器上的后台程序运行，且手持终端能够连接到后台，启用在线模式，在线模式数据自动回传。

离线模式：手持终端无法连接到后台，会启动离线模式，离线模式下，数据不会回传到服务器，重新连接到后台后，自动回传数据

第二个方面，本发明提供了一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控方法。

一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控方法，包括：

工具柜存放智能数显扭矩扳手和手持终端；

对智能数显扭矩扳手进行标定，获取智能数显扭矩扳手标定信息，测定智能数显扭矩扳手上传感器的准确性；

通过手持终端释放热点的方式控制智能数显扭矩扳手，并将装配数据上传到服务器中；

服务器根据上传的数据进行分析处理，判断智能数显扭矩扳手的拧紧操作是否合格。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明将智能终端、信息采集技术、数据可追溯技术融为一体，实现对智能装配车间设备数据的互联互通、生产数据的可视化与追踪。进而最终形成一套便携式智能装配系统整体解决方案，满足当前装配车间对于自动化、模块化、信息化、智能化、精益化的迫切需求。

本发明方便用户可以全方位获取现场制造数据信息，使用移动设备查看工业现场装配情况，PDA客户端可以在无网络覆盖的环境下对制造和检修过程中的装配数据,标定数据，设备信息进行全方位、全覆盖、无范围限制的综合检测监测。

现场PDA客户端可以将数据同步中央处理平台，以此可对各测量装置进行数据集中、信息共享，实现无纸化，并通过数据库进行综合分析，可实时监测关键工序的检测过程。

系统用于生产实践后，工业现场的每台设备都存在大量的工况关键数据，以便客户对设备的过往装配过程进行查看，真正做到过程可查看、可追溯、可分析。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统的物理部署图；

图2是本发明的PDA系统架构图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明中，术语如“连接”等应做广义理解，表示可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

实施例一

本实施例提供了一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统。

如图1所示，一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，包括：

智能工具柜管理单元，用于管理工具柜，工具柜存放智能数显扭矩扳手和手持终端；

设备标定单元，用于对智能数显扭矩扳手进行标定，获取智能数显扭矩扳手标定信息，测定智能数显扭矩扳手上传感器的准确性；

手持终端装配单元，通过手持终端释放热点的方式控制智能数显扭矩扳手，并将装配数据上传到服务器中；

服务器，连接智能工具柜管理单元、设备标定单元和手持终端装配单元，用于接收数据并对数据进行分析，判断智能数显扭矩扳手的拧紧操作是否合格。

具体地，本实施例上所述的系统包括智能工具柜管理单元、智能设备标定单元、PDA装配软件、服务器单元。智能工具柜管理单元用于管理工具柜，工具柜存放智能数显扭矩扳手以及PDA。在扳手与PDA闲置时间，通过工具柜充电以及获取扳手相关数据信息。平台支持C/S客户端，包含业务模块与业务数据(对业务数据的封装,统管控制)。业务模块包含：数据分析模块、工具模块、数据传输模块、权限模块、用户模块。业务数据包含：用户数据、电池数据、任务数据、工具数据、历史数据以及日志数据。在扳手与PDA存放期间，工具柜管理单元会收集其中的相关数据信息，并将其发送回服务器，供服务器分析使用。

设备标定单元用于对扳手进行标定，获取扳手标定信息，测定扳手的传感器准确性，扳手标定完成后，服务器获取相关数据信息，并对此数据信息进行分析，用于确定相关扳手的稳定性。设备标定单元为C/S客户端，用于控制标定仪等设备。设备标定单元包含:业务模块与业务数据(对业务数据的封装，统管控制)。业务模块包含：工艺模块、任务模块、工具模块、数据更新模块、权限模块、用户模块。业务数据包含：用户数据、工艺数据、任务数据、工具数据、历史数据以及日志数据。

如图2所示，PDA装配软件运行于Android系统中，通过释放热点的方式控制数显扳手，并通过现场无线等方式，实现装配数据上传到服务器中。平台通过Web Service及http接口使用平台提供的各种服务，将具体的业务展现给最终的用户。平台支持C/S客户端，业务层包含:业务模块与业务数据(对业务数据的封装,统管控制)。业务模块包含：工艺模块、任务模块、工具模块、数据更新模块、权限模块、用户模块。业务数据包含：用户数据、工艺数据、任务数据、工具数据、历史数据以及日志数据。工具层为相应的基础工具模块：日志工具、缓存工具、异常诊断工具、网络工具、数据库工具、文件IO处理工具、JSON工具等。

本发明采用如下系统功能架构由智能工具柜、标定小车、PDA设备、上层服务器组成系统的服务体系；智能工具柜、标定小车，PDA通过网络相连接，并将数据传回服务器；服务器能存储检测数据功能、存储工作工艺功能、存储生产报告，存储人员信息及设备管理功能。服务器具有备份功能；管理者客户端采用C/S模式，Android下的APP程序可以无障碍与服务器单元通讯；

工位终端配有PDA及各种作业设备。PDA设备通过PDA热点与作业设备连接进行作业，作业完毕后，PDA通过厂区无线局域网连接到服务器，服务器通过PDA数据库将测量数据及检测状态写入到服务器数据库中。同时，服务器也将工艺数据、设备等数据同步下发到本地PDA中使用；每一个PDA客户端具有热点释放的功能，通过将智能扳手连接到每个PDA热点的网络环境中，使得扳手与PDA客户端进行全方位无限制的装配数据传输。

服务器系统通过车间工业以太网连接到上游信息系统(例如MES、系统)服务器上，并与上游信息系统无缝集成。系统应具备可配置性扩展功能；网络接入点的设定中，标定单元、智能工具柜、PDA、作业设备可以直接连接的，且在同一网段中(理论上，服务器可直接访问到任意的工控机和作业设备)，也可以离线作业。

在一种或多种实施方式中，本实施例所述的系统还包括以下模块，见表1：

表1为轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统的其它相关模块

1.登录模块

单元安装到PDA后进行数据同步更新，将服务器端配置同步到客户端。

登陆方式：1.扫码登录；2.输入用户名和密码登录

(1)在线模式：服务器上的后台程序运行，且APP能够连接到后台启用在线模式，在线模式数据自动回传。

(2)离线模式：APP无法连接到后台，会启动离线模式，离线模式下，数据不会回传到服务器，重新连接到后台后，自动回传数据。

2.主界面管理模块

主界面管理模块，包括标定单元主界面、PDA装配软件主界面、以及工具柜主界面标定单元。主要显示当前操作者的单元功能模块；包括权限管理、看板界面、历史记录、数据同步、系统设置、任务管理、异常管理、员工管理、设备管理，主界面显示的功能模块由权限决定，权限由管理员进行配置。

3.看板界面

在收集完相关数据后，通过PDA单元以及服务器单元在用于展示一系列装配数据信息，操作者可以根据实际情况操作看板界面图形。

4.任务下发模式

在任务列表中索引栏，并且能够清楚的了解到未完成任务的数量有多少，任务列表是统计任务的完成情况。点击需要完成的任务，跳转到拧紧界面，在该界面直接自动连接扳手，当扳手可用的时候会提示连接成功，最后进行拧紧操作。拧紧成功且合格后会自动进行一下个步骤，再进行拧紧操作，不合格的会进行错误提示。全部步骤完成后，自动跳转到任务列表。进行下一个拧紧任务操作。在线模式下，拧紧数据会自动回传到服务器数据库，离线模式则会将数据保存到App的数据库。在线模式后，自动回传数据。当扳手超过标定日期后，需要进行重新标定。

5.任务自创建模式

在此模式中客户只需要自创建任务，设定任务的螺栓数目、扭矩范围等一系列参数。

6.设备管理

扳手与PDA存放于工具柜中，当在设备列表中查看相应的设备基本信息，例如ip地址、设备型号、端口号、条码信息、标定日期、所属工位等。

7.人员管理

当在人员列表中查看相应的人员基本信息，例如员工姓名、工种类型、员工角色、所属工位、入职日期等。

8.历史数据

根据时间、工具、操作人进行筛选历史数据，历史数据包含所属工艺、工件条码、拧紧扭矩值、是否合格等关键信息，并对数据进行删除或修改。

9.数据同步

当用户登录后，首先第一步就是进行数据更新，更新工艺数据，任务数据等，每次使用前都需要进行数据更新操作，确保移动端接受到下发的任务数据。

10.权限设置

权限配置主要用户配置岗位的权限，左侧是未授权，右侧是已经授权，长按左侧未授权的某一功能后，会自动授权到已授权。长按右侧已授权的某一功能后，会自动移除到未授权。必须是在线模式下才能够进行权限配置。管理员岗位不受权限配置影响，所有功能都能够看到。

11.系统设置

用于设置系统基本数据：系统运行模式、服务器IP地址、服务器登陆名称、服务器登陆密码、PDA名称、PDA的IP地址。

12.异常管理

用于查看异常信息，如果服务器端异常审批完毕，现场工作人员就可以进行异常处理。

当使用时，用户通过刷卡登录，进入工具柜管理软件，选取相应工具。拿取工具后，在标定小车上进行标定，如果标定成功后，用户登陆PDA中的智能装配系统，根据网络的连接情况，系统给予用户两种模式：在线模式，离线模式。通过系统中的菜单页面的选项，选择工艺人员设定好的工艺，进行操作。在操作之前连接扳手。扳手连接成功后，进行拧紧操作如果不合格，会提示错误，直至拧紧任务完成。如果当前模式为在线模式，那么数据会传回服务器数据库，如果为离线模式，则会将数据保存到PDA内的数据库中。等网络连通后，系统自动将离线模式下产生的数据传回服务器中。在PDA端具备对工艺编辑，查看等操作。用户可以根据系统内部的故障查询界面以及历史数据界面查询故障数据以及历史操作数据。

轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统可以介入任何遵守无线数据传输数据协议的设备。系统管理工具，并提供将装配数据上传至服务器系统。

道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统实现人机交互，工具管理、装配工艺管理，数据采集追溯、数据分析。

系统采用SPC数据分析技术，将系统采集的装配数据信息，直观、形象显示，以供管理人员决策。

实施例二

本实施例提供了一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控方法。

一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控方法，包括：

工具柜存放智能数显扭矩扳手和手持终端；

对智能数显扭矩扳手进行标定，获取智能数显扭矩扳手标定信息，测定智能数显扭矩扳手上传感器的准确性；

通过手持终端释放热点的方式控制智能数显扭矩扳手，并将装配数据上传到服务器中；

服务器根据上传的数据进行分析处理，判断智能数显扭矩扳手的拧紧操作是否合格。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，包括：

智能工具柜管理单元，用于管理工具柜，工具柜存放智能数显扭矩扳手和手持终端；

设备标定单元，用于对智能数显扭矩扳手进行标定，获取智能数显扭矩扳手标定信息，测定智能数显扭矩扳手上传感器的准确性；

手持终端装配单元，通过手持终端释放热点的方式控制智能数显扭矩扳手，并将装配数据上传到服务器中；

服务器，连接智能工具柜管理单元、设备标定单元和手持终端装配单元，用于接收数据并对数据进行分析，判断智能数显扭矩扳手的拧紧操作是否合格。

2.根据权利要求1所述的轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，在智能数显扭矩扳手与手持终端闲置期间，智能工具柜管理单元控制工具柜为智能数显扭矩扳手和手持终端充电，以及获取智能数显扭矩扳手相关数据信息。

3.根据权利要求1所述的轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，所述设备标定单元将智能数显扭矩扳手标定完成后的相关数据上传至服务器中，服务器获取相关数据信息，并进行分析，用于确定相关扳手的稳定性。

4.根据权利要求1所述的轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，所述管控系统还包括：

看板界面模块，用于查看装配数据，通过饼图、曲线图和柱状图形式显示出来；

设备管理模块，用于查看相应的设备信息，并在工具柜中智能数显扭矩扳手和手持终端；

员工管理模块，用于查看操作工信息；

异常管理模块，用于查看异常信息；

历史数据模块，用于通过不同条件查询已经完成的数据；

系统设置模块，用于设置系统相应的系统信息；

数据同步模块，用于将服务器的信息同步更新到本地，以及本地装配信息同步到服务器中；

权限管理模块，用于对不同的角色配置相应的权限；

标定管理模块，用于标定扳手，上传扳手数据信息。

5.根据权利要求1所述的轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，所述管控系统还包括：任务管理模块和设备管理模块；

所述任务管理模块，用于任务下发模块和任务创建模块；

所述设备管理模块，用于在设备列表中查看相应的设备基本信息；所述设备列表存储工具柜中的设备信息。

6.根据权利要求5所述的轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，所述任务下发模块包括：

响应于点击需要完成的任务，跳转到拧紧界面，在该界面直接自动连接扳手，当扳手可用的时候，提示连接成功，进行拧紧操作；拧紧成功且合格后会自动进行一下个步骤，再进行拧紧操作，不合格的进行错误提示；全部步骤完成后，自动跳转到任务列表，进行下一个拧紧任务操作。

7.根据权利要求6所述的轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，所述任务列表用于统计任务的完成情况。

8.根据权利要求5所述的轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，所述任务创建模块，用于根据设定的螺栓数目和扭矩范围建立处理任务。

9.根据权利要求1所述的轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控系统，其特征在于，所述手持终端包括在线模式和离线模式，

其中，在线模式：服务器上的后台程序运行，且手持终端能够连接到后台，启用在线模式，在线模式数据自动回传。

离线模式：手持终端无法连接到后台，会启动离线模式，离线模式下，数据不会回传到服务器，重新连接到后台后，自动回传数据。

10.一种轨道交通离散拧紧制造全方位数字化管控方法，其特征在于，包括：

工具柜存放智能数显扭矩扳手和手持终端；

对智能数显扭矩扳手进行标定，获取智能数显扭矩扳手标定信息，测定智能数显扭矩扳手上传感器的准确性；

通过手持终端释放热点的方式控制智能数显扭矩扳手，并将装配数据上传到服务器中；

服务器根据上传的数据进行分析处理，判断智能数显扭矩扳手的拧紧操作是否合格。

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