生产管理系统
技术领域
本发明涉及管理系统技术领域,具体涉及一种生产管理系统。
背景技术
传统大工业生产中,生产数据、生产信息在各部门之间的传递共享是不通畅的。产线的生产状态信息反馈到管理部门存在滞后,滞后时间少则几个小时,多则一个排班周期,个别时候还存在现场人员故意瞒报虚报的情况,导致产线生产状态变化后,管理部门的响应时间慢。由此导致生产管理不顺畅,生产计划不达标,降低了产线运行效率。
以活塞铸造车间为例,一个活塞铸造车间存在30-50个铸造产线,,一个工厂可能存在多个铸造车间,不同的产线之间以及生产现场与生产管理部门之间传统上依赖现场的数据采集员之间的物流数据交接、以及周期性的采集生产数据上报实现对生产状况的把控。不仅在数据时效上存在滞后,而且数据准确性严重依赖于数据采集人员的工作严谨性,频繁出现数据失真,产线上下游数据不一致的问题,并进而在产线发生质量问题、停线问题等状况后,导致管理部门响应速度慢,影响生产效率的提升。
发明内容
鉴于现有技术中存在的生产信息滞后,生产数据不准确的问题,本申请的技术方案提供一种生产管理系统。
本申请的技术方案提供一种生产管理系统,该生产管理系统包括与生产设备通讯连接的设备终端、与设备终端通讯连接的数据平台、与数据平台通讯连接的用户终端,其特征在于,所述数据平台包括实时监控模块,
所述设备终端采集所述生产设备的生产数据以及工艺参数并发送至所述数据平台,所述生产数据包括产量数据,良品数据,运行时间数据。
所述实时监控模块依据所述设备终端发送的生产数据计算所述生产设备的生产节拍与良品率数据,并与预定的报警节拍阈值和报警良率阈值比较:
若发生生产设备的生产节拍低于设定的报警节拍阈值或者发生良品率低于设定的报警良率阈值,则触发该实时监控模块的报警操作,所述报警操作包括通过消息推送的方式向用户终端推送报警信息。
优选的,所述实时监控模块还执行错误处理操作,所述错误处理操作判断所述生产设备的良品率数据是否低于设定的第二良率阈值,
若发生所述良品率数据低于所述第二良率阈值,则触发系统的错误处理操作,所述错误处理操作包括通过消息推送的方式向用户终端推送错误信息并停机锁定所述生产设备。
优选的,所述生产管理系统还包括数据分析模块,
所述数据分析模块计算所述生产设备的合格率P,使用率U以及负荷率L,并按D=P×U×L计算所述生产设备的有效利用率D。
若所述有效利用率D低于预定的有效利用率目标Ds,则触发实时监控模块的预警操作,所述预警操作包括通过消息推送的方式向用户终端推送预警信息。
优选的,,所述数据分析模块还计算以下损失项目:
质量损失:Sq=(1-Rq)×Ru×Rl/2
时间损失:Su=Rq×(1-Ru)×Rl/2
速度损失:Sl=Rq×Ru×(1-Rl)/2
其中,Rq=P/Pq,Ru=U/Us,Rl=L/Ls
所述预警信息还包括所述损失项目。
优选的,,所述生产管理系统还包括系统维护模块,所述系统维护模块用于设定登录到数据平台的用户权限,
所述数据分析模块依据所述用户权限推送所述报警、错误与预警信息。
优选的,,所述生产管理系统还设置有工业网关,所述设备终端经所述工业网关与所述数据平台通讯连接。
本申请的生产管理系统通过设置的与生产设备的设备终端采集生产设备的实时生产数据与工艺参数,并将数据发送至数据平台;实时监控模块可以将产线异常情况及时推送至用户终端;管理人员可以通过设置的用户终端随时获取产线的实时生产动态。很好地解决了现有技术中生产数据采集依赖人工而导致的信息滞后、信息失真的问题;使生产数据在管理层与生产现场以及各产线之间准确高效地传递;能够快速识别发现影响生产效率的问题;提升生产效率。
附图说明
图1为本申请的生产管理系统的系统架构图。
1:生产设备 2:设备终端 3:数据平台 4:用户终端 5:工业网关 31:实时监控模块 32:数据分析模块 33:系统维护模块
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例,对本发明进行详细说明,在本说明书中,附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例,其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系,名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构,且仅限于示意的目的。
传统的生产管理中,依靠数据员收集整理现场的生产数据,并在产线上下游工序之间,在现场与管理人员之间进行生产数据的流转传递,即便在数据收集整理过程中采用了企业资源管理系统(ERP)或者(MRP)等成熟的商业性的数据管理系统,由于数据采集与录入过程仍然依赖于人工,还是存在数据滞后与数据失真的问题。
为此,本申请提供一种生产管理系统,本申请的生产管理系统的系统架构包括与生产设备1通讯连接的设备终端2、与设备终端2通讯连接的数据平台3以及与数据平台3通讯连接的用户终端4。
其中的设备终端2相当于一台工控机,与生产设备1的控制系统或者PLC控制器通讯连接,以获取设备的生产数据,一般的,其能够获取的数据包括对应该设备的产量数据、良品数据、开机运行时间等。更原始的数据为生产设备1每生产单件产品的时刻信息,或者每一个操作循环生产的产品数据以及循环时刻信息,据此可以获取生产设备1的实时产量数据、停复机时间、开机运行时间。对于设置有质量全检工序的产线来说,还可以自动获取产线全检的良品计数,从而得到实时的良品数据。可选的,设备终端2可被配置为能够获取设备关键工艺参数信息,以为质量分析提升提供数据支持。设备终端2与生产设备1通讯连接,即可以是与生产设备1有线连接,也可以是与生产设备1通过无线传输连接,当然的,设备终端2与生产设备1在相对位置上没有限制,但是作为一个方便维护与管理的优选方案,应将设备终端2与对应的生产设备1设置在一起,即将设备终端2设置在对应的生产设备1的生产现场甚至于生产设备1的设备本体上。实际情况下生产设备1总是数量众多的,因此设备终端2的数量也不只是单个,而是对应于每个需要采集数据的生产设备1各设置一个设备终端2,形成数据采集集群,实现对整个产线多台生产设备1的数据采集。数据采集过程应当是几乎独立于人员的,几乎不需要人工介入的,以提高数据准确性,具体的,数据将会由设备终端2自生产设备1的控制系统或者是其他诸如PLC控程制器一类的系统中直接读取的,可能存在人员介入的过程仅为设备停复机,生产计划的开始结束确认、产品类别型号的扫码获取等情形。
数据平台3与设备终端2通讯连接,实现对设备终端2所发送的数据的接收与持久化存储,数据平台3与设备终端2既可以设置在同一工业局域网内,通过网络拓扑连接;同样的数据平台3与设备终端2也可以接入万维网,通过广域网拓扑连接。出于安全角度上的考虑,避免第三方对私有的设备终端2的访问造成数据泄漏或者更严重的后果,为此还在设备终端2与数据平台3之间设置有工业网关5,屏蔽来自非法IP地址的数据访问请求。
用户终端4与数据平台3通讯连接,用户终端4可以是分发给用户的手机APP,PC端软件、终端设备或者是基于已有web浏览器软件的web应用等各种形式,其作用是提供终端用户查看生产数据的入口,并根据终端用户的交互需求,向数据平台3请求指定的生产数据并以指定的形式展示给终端用户。
在这样的生产管理系统中,生产设备1的生产数据被设备终端2采集并发送至数据平台3,设备终端2采集频率以及发送频率,可以根据需要与场景需求设置,从而达到需求与流量资源的平衡,极端条件下可以设置为100%触发,即只要出现数据更新,立即触发采集生产数据并立即向生产管理系统发送,实现实时的数据更新。通过用户终端4终端用户可以随时随地从数据平台3调取到生产设备1的生产数据。不仅简化了数据传递方式,升级了数据采集方式,而且可以保证数据的及时性,准确性,为生产管理提供可靠稳定的依据。
本申请的生产管理系统还包括实时监控模块31。实时监控模块31通过获取设备终端2发送的对应的生产设备1的生产数据以及工艺参数数据实时监控生产设备1的运行状态。在系统内预设触发报警的报警节拍阈值以及报警良率阈值,对于设备终端2发送的产量数据与良品数据,实时监控模块31可以据此计算出生产设备1的生产节拍与良品率,若发生生产设备1的生产节拍低于设定的报警节拍阈值或者发生其良品率低于设定的报警良率阈值,则触发该实时监控模块31的报警操作,通过消息推送的方式向用户终端4推送报警信息,提请用户关注用户终端4的生产状态。可选的,当设备终端2同时配置了采集生产设备1的工艺参数时,实时监控模块还提供对生产设备1的工艺条件的实时监控功能。具体而言,对于,自动化铸造设备而言,其铸造过程的关键工艺条件为温度,冷却水温,保压时间等,在数据平台3中的预设上述工艺条件的允许范围上下限,若发生某一或者某几个工艺参数,明显偏离允许范围,则触发上述的报警操作。
另一方面,实时监控模块31还可选的设置有错误处理功能。即在数据平台3中设定触发错误操作的第二良率阈值,若发生设备良率低于第二良率阈值时,触发系统的错误处理操作,包括向用户终端4推送错误消息,向设备终端2发送停机锁定指令,控制所述生产设备1停机待处理等。
本申请的生产管理系统还包括数据分析模块32。数据分析模块32对设备终端2采集的数据进行汇总分析,得到整个产线、车间或者公司的生产状态情况,并提供早期预警功能。一般地,对于给定的生产周期,数据分析模块32计算在该生产周期内生产设备1的合格率P,使用率U以及负荷率L,合格率P为该生产周期内良品数量与生产总数的比值,使用率U为该生产周期内设备实际运行时间与系统计划运行时间的比值,负荷率L为该生产周期内产品的生产节拍与预定的理论生产节拍的比值。设备有效利用率D=P×U×L,有效利用率目标值Ds通过预定的合格率目标Ps、使用率目标Us以及负荷率目标Ls计算得到,其计算公式为:Ds=Ps×Us×Ls。设备有效利用率若低于预定的有效利用率目标Ds,则实时监控模块31推送预警信息至用户终端4,提请关注生产设备1的有效利用率,并关注设备产能提升。
进一步的,在数据分析模块32中同时需要关注,同时需要关注由于质量不良、设备利用率以及生产速度造成的质量损失、时间损失以及速度损失,以确认造成最终的有效利用率不足的原因占比,提供用户针对性的改进方向。具体的,以如下方式计算各项损失:
质量损失:Sq=(1-Rq)×Ru×Rl/2
时间损失:Su=Rq×(1-Ru)×Rl/2
速度损失:Sl=Rq×Ru×(1-Rl)/2
其中,Rq=P/Pq,Ru=U/Us,Rl=L/Ls。
据此,对上述质量损失Sq、时间损失Su以及速度损失Sl从高到低排序,在输出的预警信息中,同时将排序后的各项损失输出,为改进提升有效利用率提供明确的数据参考。
上述数据分析模块32中同时还可以关注线平衡与产出平衡状况,即对同属一道生产线的上下游工序的生产节拍进行比较,其中的节拍最小值的工序即为该生产线的瓶颈工序,可选的,该瓶颈工序被包含在上述预警信息中输出。数据分析模块32最终实现对大量无序的生产过程数据的分析整理,提供生产管理的有效信息,指导后续产线改善与工艺升级的方向。
本申请的数据平台3还包括系统维护模块33,该系统维护模块33提供基础数据定义版块、权限管理版块。基础数据定义版块,用于制定、导入生产日历与生产计划以及产品工艺信息,从而系统据此自动确定计划生产时间,上文中的系统计划运行时间可以由此得到,理论生产节拍则通过产品工艺信息得到。权限管理版块用于设定所有通过用户终端4登录到数据平台3的用户权限,在上述推送预警、错误、报警信息的过程中,数据分析模块32仅对特定权限的人员推送对应的消息。
上述内容仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。