CN114912896A - 一种智能工厂管控一体化系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种智能工厂管控一体化系统，包括基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器、管理节点终端、生产监控终端、布式数据库系统及通讯网络，基于大数据平台综合决策管理服务器通过通讯网络分别与ERP系统服务器、MES服务器管理节点终端、生产监控终端间建立数据连接。其使用方法包括系统设置和生产运行等两个步骤。本发明可有效满足多种面积范围，生产供给及产品生产管理调度作业的需要；并可有效实现对产品生产中的原料供给、企业内容人员状态、生产线设备状态及生产工艺统一整合，对产品生产造成影响进行预判，从而提高产品生产工作的稳定性。

Description

一种智能工厂管控一体化系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种智能工厂管控一体化系统及其方法，属工业生产及信息通信技术领域。

背景技术

目前在工业生产活动中，为了提高生产管理工作的效率和精度，降低企业运行风险，当前开发了终端的工厂信息管理系统，如专利申请号为“202011182842.5”的“一种基于大数据的智能工厂控制系统及方法”、专利申请号为“202010456493.5 ”的“智能工厂物流调度系统”等技术，虽然可以一定程度提高工厂工业生产效率和管理水平，但当前的工作系统运行时的环境适应性较差，往往仅能满足特定产品生产或特定生产环节配套的需要，通用性和使用灵活性差；同时，在运行中对涉及到生产环境的相关数据采集的全面性较差，易忽略大量的干扰因素，从而导致生产管理中依然存在较大的不足和漏洞，难以有效满足使用的需要。

因此针对这一问题，迫切需要开发一种智能工厂管控一体化系统及其方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种智能工厂管控一体化系统及其方法。

一种智能工厂管控一体化系统，包括基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器、管理节点终端、生产监控终端、布式数据库系统及通讯网络，基于大数据平台综合决策管理服务器通过通讯网络分别与ERP系统服务器、MES服务器管理节点终端、生产监控终端间建立数据连接，ERP系统服务器、MES服务器分别通过通讯网络与管理节点终端间建立数据连接，ERP系统服务器另与生产监控终端间建立数据连接，基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器、管理节点终端均通过通讯网络与布式数据库系统建立数据连接，管理节点终端、生产监控终端均若干，且每个管理节点终端均通过通讯网络与至少一个生产监控终端建立数据连接，各管理节点终端、生产监控终端间相互并联，其中管理节点终端分别位于工厂各办公管理位置，生产监控终端根据生产工艺位于各生产线生产节点位置，并与生产线生产设备间建立数据连接。

进一步的，所述的ERP系统服务器、MES服务器分别在各管理节点终端推送操控终端子程序，同时在基于大数据平台综合决策管理服务器发送数据映射文件，并由基于大数据平台综合决策管理服务器分别对ERP系统服务器、MES服务器发送的映射文件编制数据检索清单目录，然后利用基于大数据平台综合决策管理服务器的数据计算能力生成工厂生产管控逻辑。

进一步的，所述的管理节点终端为PC计算机、工业计算机、移动智能通讯终端中的任意一种或几种共用。

进一步的，所述的生产监控终端包括承载立柱、承担、水平驱动机构、主升降驱动机构、辅助升降驱动机构、承载台、滑块、综合检测机构及驱动电路，其中所述承担与水平面平行分布，其两端分别与承载立柱垂直分布，并通过主升降驱动机构与承载立柱侧表面间滑动连接，承载立柱、承担间构成“冂”字形框架结构的机架，所述承担外表面设至少一条水平驱动机构，所述承载立柱侧表面设另设至少一条与其轴线平行分布的辅助升降驱动机构，所述水平驱动机构和辅助升降驱动机构分别与至少一个滑块滑动连接，且每个滑块前端面均通过转台机构与一个承载台连接，所述承载台另与至少一个综合检测机构，所述驱动电路与其中一条承载立柱外表面连接，并分别与水平驱动机构、主升降驱动机构、辅助升降驱动机构、综合检测机构电气连接，并与通讯网络建立数据连接。

进一步的，所述的综合检测机构与承载台间通过转台机构铰接，且综合检测机构轴线与机架轴线相交，并与水平面呈0°—90°夹角，所述综合检测机构包括承载壳、散热块、监控摄像头、测距装置、温度湿度传感器、计数器、空气质量传感器及接线端子，所述承载壳为横断面呈矩形的腔体结构，其后端面通过转台机构与承载台铰接，所述监控摄像头、测距装置及计数器均嵌于承载壳前端面，所述温度湿度传感器、空气质量传感器均嵌于承载壳内，并通过隔板与承载壳连接，且温度湿度传感器、空气质量传感器对应的承载壳侧表面设若干透气口，所述承载壳侧表面另设至少两个散热块，且散热块位于 隔板与承载壳底部之间位置，所述接线端子至少一个，嵌于承载壳外侧面，并分别与监控摄像头、测距装置、温度湿度传感器、计数器、空气质量传感器及驱动电路电气连接。

进一步的，所述的散热块包括金属基板、散热翅板、换气风机，所述金属基板后端面嵌于承载壳内，并与若干散热翅板连接，各散热翅板均与承载壳底部平行分布，且相邻两个散热翅板间构成一条散热通道，每条散热通道底部对应的金属基板处均设至少两个散热孔，所述金属基板前端面位于承载壳外，并设横断面呈“凵”字形的散热槽，所述换气风机嵌于散热槽内，与散热槽同轴分布，且散热槽底部设若干散热孔，并通过散热孔与承载壳连通,所述换气风机另与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的隔板为横断面呈矩形网板结构，温湿度传感器、空气质量传感器均与隔板上端面连接。

进一步的，驱动电路为以可编程控制器为基础的电路系统。

一种智能工厂管控一体化系统的使用方法，包括如下步骤：

S1，系统设置，首先在工厂内构建服务器室，并分别设置基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器及布式数据库系统的主控系统，然后在工厂各办公、生产环节位置均设至少一个管理节点终端，同时在生产车间生产线处设若干生产监控终端，并按照生产工艺在各工件点位置均设至少1-3生产监控终端，并将各基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器、管理节点终端、生产监控终端、布式数据库系统通过通讯网络建立数据连接，同时在各管理节点终端均设一个布式数据库系统的数据存储设备，ERP系统服务器、MES服务器分别在各管理节点终端推送操控终端子程序，同时在基于大数据平台综合决策管理服务器发送数据映射文件，并由基于大数据平台综合决策管理服务器分别对ERP系统服务器、MES服务器发送的映射文件编制数据检索清单目录，然后利用基于大数据平台综合决策管理服务器的数据计算能力生成工厂生产管控逻辑；

S2，生产运行，完成S1步骤后，工厂各工作岗位均正常开展工作，在工作过程中，一方面工作人员通过管理节点终端进行生产办公作业，并对生产办公中产生的数据通过ERP系统服务器、MES服务器进行收集，并由布式数据库系统随数据进行辅助保存，同时对收集的生产数据同步生成映射文件发送至基于大数据平台综合决策管理服务器，并由基于大数据平台综合决策管理服务器通过工厂生产管控逻辑对生产参数进行初步汇总；另一方面通过生产监控终端随产品生产线实际生产参数、产能进行进行采集，并将采集的实际生产及设备运行参数发送至ERP系统服务器和基于大数据平台综合决策管理服务器，最后由基于大数据平台综合决策管理服务器根据工厂生产管控逻辑为基础，结合采集的办公管理数据及生产数据和实际生产线生产数据，通过MES服务器生成生产调度计划，并将生产调度计划生成映射文件并分别发送至基于大数据平台综合决策管理服务器和各ERP系统服务器出，指导开展生产活动，同时由基于大数据平台综合决策管理服务器通过ERP系统服务器和生产监控终端获得的数据对生产调度计划完成状况进行追踪。

本发明系统构建通用性好、环境适应能力好，可有效满足多种面积范围，生产供给及产品生产管理调度作业的需要；并可有效实现对产品生产中的原料供给、企业内容人员状态、生产线设备状态及生产工艺统一整合，从而达到有效提高设备、人员管理精度，有效提高产品生产产量、质量控制能力，同时实现提前对原料、员工及设备运行稳定性波动对产品生产造成影响进行预判，进一步提高产品生产工作的稳定性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明系统原理示意图；

图2为生产监控终端结构示意图；

图3为综合检测机构结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—图3所示，一种智能工厂管控一体化系统，包括基于大数据平台综合决策管理服务器1、ERP系统服务器2、MES服务器3、管理节点终端4、生产监控终端5、布式数据库系统6及通讯网络7，基于大数据平台综合决策管理服务器1通过通讯网络分别与ERP系统服务器2、MES服务器管理节点终端3、生产监控终端5间建立数据连接， ERP系统服务器2、MES服务器3分别通过通讯网络7与管理节点终端4间建立数据连接， ERP系统服务器另2与生产监控终端5间建立数据连接，基于大数据平台综合决策管理服务器1、ERP系统服务器2、MES服务器3、管理节点终端4均通过通讯网络7与布式数据库系统6建立数据连接，管理节点终端4、生产监控终端5均若干，且每个管理节点终端4均通过通讯网络7与至少一个生产监控终端5建立数据连接，各管理节点终端4、生产监控终端5间相互并联，其中管理节点终端4分别位于工厂各办公管理位置，生产监控终端5根据生产工艺位于各生产线生产节点位置，并与生产线生产设备间建立数据连接。

本实施例中，所述的ERP系统服务器2、MES服务器3分别在各管理节点终端推4送操控终端子程序，同时在基于大数据平台综合决策管理服务器1发送数据映射文件，并由基于大数据平台综合决策管理服务器1分别对ERP系统服务器2、MES服务器3发送的映射文件编制数据检索清单目录，然后利用基于大数据平台综合决策管理服务器1的数据计算能力生成工厂生产管控逻辑。

进一步优化的，所述的管理节点终端4为PC计算机、工业计算机、移动智能通讯终端中的任意一种或几种共用；所述基于大数据平台综合决策管理服务器1内另设基于人工神经网络系统和深度学习系统的控制逻辑处理平台。

此外，所述的生产监控终端5包括承载立柱51、承担52、水平驱动机构53、主升降驱动机构54、辅助升降驱动机构55、承载台56、滑块57、综合检测机构58及驱动电路59，其中所述承担52与水平面平行分布，其两端分别与承载立柱51垂直分布，并通过主升降驱动机构54与承载立柱51侧表面间滑动连接，承载立柱51、承担52间构成“冂”字形框架结构的机架，所述承担52外表面设至少一条水平驱动机构53，所述承载立柱51侧表面设另设至少一条与其轴线平行分布的辅助升降驱动机构55，所述水平驱动机构53和辅助升降驱动机构55分别与至少一个滑块57滑动连接，且每个滑块57前端面均通过转台机构50与一个承载台56连接，所述承载台56另与至少一个综合检测机构58，所述驱动电路59与其中一条承载立柱51外表面连接，并分别与水平驱动机构53、主升降驱动机构54、辅助升降驱动机构55、综合检测机构58电气连接，并与通讯网络建7立数据连接。

其中，所述的综合检测机构58与承载台56间通过转台机构50铰接，且综合检测机构58轴线与机架轴线相交，并与水平面呈0°—90°夹角，所述综合检测机构58包括承载壳581、散热块582、监控摄像头583、测距装置584、温度湿度传感器585、计数器586、空气质量传感器587及接线端子588，所述承载壳581为横断面呈矩形的腔体结构，其后端面通过转台机构50与承载台56铰接，所述监控摄像头583、测距装置584及计数器586均嵌于承载壳581前端面，所述温度湿度传感器585、空气质量传感器587均嵌于承载壳581内，并通过隔板589与承载壳581连接，且温度湿度传感器585、空气质量传感器587对应的承载壳581侧表面设若干透气口580，所述承载壳581侧表面另设至少两个散热块582，且散热块582位于 隔板589与承载壳581底部之间位置，所述接线端子588至少一个，嵌于承载壳581外侧面，并分别与监控摄像头583、测距装置584、温度湿度传感器585、计数器586、空气质量传感器587及驱动电路59电气连接。

同时，所述的散热块582包括金属基板5821、散热翅板5822、换气风机5823，所述金属基板5821后端面嵌于承载壳584内，并与若干散热翅板5822连接，各散热翅板5822均与承载壳581底部平行分布，且相邻两个散热翅板5822间构成一条散热通道5824，每条散热通道5824底部对应的金属基板5821处均设至少两个散热孔5825，所述金属基板5821前端面位于承载壳581外，并设横断面呈“凵”字形的散热槽5826，所述换气风机5823嵌于散热槽5826内，与散热槽5826同轴分布，且散热槽5826底部设若干散热孔5825，并通过散热孔5825与承载壳5821连通,所述换气风机5823另与驱动电路59电气连接。

进一步优化的，所述的隔板589为横断面呈矩形网板结构，温湿度传感器585、空气质量传感器587均与隔板589上端面连接。

本实施例中，所述驱动电路59为以可编程控制器为基础的电路系统。

一种智能工厂管控一体化系统的使用方法，包括如下步骤：

S1，系统设置，首先在工厂内构建服务器室，并分别设置基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器及布式数据库系统的主控系统，然后在工厂各办公、生产环节位置均设至少一个管理节点终端，同时在生产车间生产线处设若干生产监控终端，并按照生产工艺在各工件点位置均设至少1-3生产监控终端，并将各基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器、管理节点终端、生产监控终端、布式数据库系统通过通讯网络建立数据连接，同时在各管理节点终端均设一个布式数据库系统的数据存储设备，ERP系统服务器、MES服务器分别在各管理节点终端推送操控终端子程序，同时在基于大数据平台综合决策管理服务器发送数据映射文件，并由基于大数据平台综合决策管理服务器分别对ERP系统服务器、MES服务器发送的映射文件编制数据检索清单目录，然后利用基于大数据平台综合决策管理服务器的数据计算能力生成工厂生产管控逻辑；

S2，生产运行，完成S1步骤后，工厂各工作岗位均正常开展工作，在工作过程中，一方面工作人员通过管理节点终端进行生产办公作业，并对生产办公中产生的数据通过ERP系统服务器、MES服务器进行收集，并由布式数据库系统随数据进行辅助保存，同时对收集的生产数据同步生成映射文件发送至基于大数据平台综合决策管理服务器，并由基于大数据平台综合决策管理服务器通过工厂生产管控逻辑对生产参数进行初步汇总；另一方面通过生产监控终端随产品生产线实际生产参数、产能进行进行采集，并将采集的实际生产及设备运行参数发送至ERP系统服务器和基于大数据平台综合决策管理服务器，最后由基于大数据平台综合决策管理服务器根据工厂生产管控逻辑为基础，结合采集的办公管理数据及生产数据和实际生产线生产数据，通过MES服务器生成生产调度计划，并将生产调度计划生成映射文件并分别发送至基于大数据平台综合决策管理服务器和各ERP系统服务器出，指导开展生产活动，同时由基于大数据平台综合决策管理服务器通过ERP系统服务器和生产监控终端获得的数据对生产调度计划完成状况进行追踪。

其中，所述数据通过ERP系统服务器、MES服务器实现对工厂行政部门、财务部门、采购部门、市场影响部门、仓储物流部门、人事部门、生产计划调度部门、生产车间、生产调度室、企业设备动力管理部门、工艺设计部门、质检部门、生产总控部门数据进行集中采集汇总，从而达到对影响工厂生产活动运行各内外因素全面掌控的目的。

本发明系统构建通用性好、环境适应能力好，可有效满足多种面积范围，生产供给及产品生产管理调度作业的需要；并可有效实现对产品生产中的原料供给、企业内容人员状态、生产线设备状态及生产工艺统一整合，从而达到有效提高设备、人员管理精度，有效提高产品生产产量、质量控制能力，同时实现提前对原料、员工及设备运行稳定性波动对产品生产造成影响进行预判，进一步提高产品生产工作的稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种智能工厂管控一体化系统，其特征在于：所述的智能工厂管控一体化系统包括基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器、管理节点终端、生产监控终端、布式数据库系统及通讯网络，所述基于大数据平台综合决策管理服务器通过通讯网络分别与ERP系统服务器、MES服务器管理节点终端、生产监控终端间建立数据连接，所述ERP系统服务器、MES服务器分别通过通讯网络与管理节点终端间建立数据连接，所述ERP系统服务器另与生产监控终端间建立数据连接，所述基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器、管理节点终端均通过通讯网络与布式数据库系统建立数据连接，所述管理节点终端、生产监控终端均若干，且每个管理节点终端均通过通讯网络与至少一个生产监控终端建立数据连接，各管理节点终端、生产监控终端间相互并联，其中管理节点终端分别位于工厂各办公管理位置，生产监控终端根据生产工艺位于各生产线生产节点位置，并与生产线生产设备间建立数据连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能工厂管控一体化系统，其特征在于：所述的ERP系统服务器、MES服务器分别在各管理节点终端推送操控终端子程序，同时在基于大数据平台综合决策管理服务器发送数据映射文件，并由基于大数据平台综合决策管理服务器分别对ERP系统服务器、MES服务器发送的映射文件编制数据检索清单目录，然后利用基于大数据平台综合决策管理服务器的数据计算能力生成工厂生产管控逻辑。

3.根据权利要求1所述的一种智能工厂管控一体化系统，其特征在于：所述的管理节点终端为PC计算机、工业计算机、移动智能通讯终端中的任意一种或几种共用。

4.根据权利要求1所述的一种智能工厂管控一体化系统，其特征在于：所述的生产监控终端包括承载立柱、承担、水平驱动机构、主升降驱动机构、辅助升降驱动机构、承载台、滑块、综合检测机构及驱动电路，其中所述承担与水平面平行分布，其两端分别与承载立柱垂直分布，并通过主升降驱动机构与承载立柱侧表面间滑动连接，承载立柱、承担间构成“冂”字形框架结构的机架，所述承担外表面设至少一条水平驱动机构，所述承载立柱侧表面设另设至少一条与其轴线平行分布的辅助升降驱动机构，所述水平驱动机构和辅助升降驱动机构分别与至少一个滑块滑动连接，且每个滑块前端面均通过转台机构与一个承载台连接，所述承载台另与至少一个综合检测机构，所述驱动电路与其中一条承载立柱外表面连接，并分别与水平驱动机构、主升降驱动机构、辅助升降驱动机构、综合检测机构电气连接，并与通讯网络建立数据连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能工厂管控一体化系统，其特征在于：所述的综合检测机构与承载台间通过转台机构铰接，且综合检测机构轴线与机架轴线相交，并与水平面呈0°—90°夹角，所述综合检测机构包括承载壳、散热块、监控摄像头、测距装置、温度湿度传感器、计数器、空气质量传感器及接线端子，所述承载壳为横断面呈矩形的腔体结构，其后端面通过转台机构与承载台铰接，所述监控摄像头、测距装置及计数器均嵌于承载壳前端面，所述温度湿度传感器、空气质量传感器均嵌于承载壳内，并通过隔板与承载壳连接，且温度湿度传感器、空气质量传感器对应的承载壳侧表面设若干透气口，所述承载壳侧表面另设至少两个散热块，且散热块位于 隔板与承载壳底部之间位置，所述接线端子至少一个，嵌于承载壳外侧面，并分别与监控摄像头、测距装置、温度湿度传感器、计数器、空气质量传感器及驱动电路电气连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能工厂管控一体化系统，其特征在于：所述的散热块包括金属基板、散热翅板、换气风机，所述金属基板后端面嵌于承载壳内，并与若干散热翅板连接，各散热翅板均与承载壳底部平行分布，且相邻两个散热翅板间构成一条散热通道，每条散热通道底部对应的金属基板处均设至少两个散热孔，所述金属基板前端面位于承载壳外，并设横断面呈“凵”字形的散热槽，所述换气风机嵌于散热槽内，与散热槽同轴分布，且散热槽底部设若干散热孔，并通过散热孔与承载壳连通,所述换气风机另与驱动电路电气连接。

7.根据权利要求5所述的一种智能工厂管控一体化系统，其特征在于：所述的隔板为横断面呈矩形网板结构，温湿度传感器、空气质量传感器均与隔板上端面连接。

8.根据权利要求5所述的一种智能工厂管控一体化系统，其特征在于：驱动电路为以可编程控制器为基础的电路系统。

9.基于权力要求1所述的一种智能工厂管控一体化系统的使用方法，其特征在于：所述的智能工厂管控一体化系统的使用方法包括如下步骤：

S1，系统设置，首先在工厂内构建服务器室，并分别设置基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器及布式数据库系统的主控系统，然后在工厂各办公、生产环节位置均设至少一个管理节点终端，同时在生产车间生产线处设若干生产监控终端，并按照生产工艺在各工件点位置均设至少1-3生产监控终端，并将各基于大数据平台综合决策管理服务器、ERP系统服务器、MES服务器、管理节点终端、生产监控终端、布式数据库系统通过通讯网络建立数据连接，同时在各管理节点终端均设一个布式数据库系统的数据存储设备，ERP系统服务器、MES服务器分别在各管理节点终端推送操控终端子程序，同时在基于大数据平台综合决策管理服务器发送数据映射文件，并由基于大数据平台综合决策管理服务器分别对ERP系统服务器、MES服务器发送的映射文件编制数据检索清单目录，然后利用基于大数据平台综合决策管理服务器的数据计算能力生成工厂生产管控逻辑；

S2，生产运行，完成S1步骤后，工厂各工作岗位均正常开展工作，在工作过程中，一方面工作人员通过管理节点终端进行生产办公作业，并对生产办公中产生的数据通过ERP系统服务器、MES服务器进行收集，并由布式数据库系统随数据进行辅助保存，同时对收集的生产数据同步生成映射文件发送至基于大数据平台综合决策管理服务器，并由基于大数据平台综合决策管理服务器通过工厂生产管控逻辑对生产参数进行初步汇总；另一方面通过生产监控终端随产品生产线实际生产参数、产能进行进行采集，并将采集的实际生产及设备运行参数发送至ERP系统服务器和基于大数据平台综合决策管理服务器，最后由基于大数据平台综合决策管理服务器根据工厂生产管控逻辑为基础，结合采集的办公管理数据及生产数据和实际生产线生产数据，通过MES服务器生成生产调度计划，并将生产调度计划生成映射文件并分别发送至基于大数据平台综合决策管理服务器和各ERP系统服务器出，指导开展生产活动，同时由基于大数据平台综合决策管理服务器通过ERP系统服务器和生产监控终端获得的数据对生产调度计划完成状况进行追踪。

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