CN115222307A - 一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法，涉及流水线安全管控技术领域，解决了现有技术中，流水线工人安全管控过程时导致工人的安全管控效率低的技术问题，将流水线根据节拍影响进行类别划分，以至于提高了流水线监测的准确性，增强流水线工人的安全检测效率，降低了流水线工人的安全事故风险；根据流水线平衡分析判断各个工序对应工人的实时工作状态以及需求工作强度，从而对工人的操作进行规划，防止工人的操作节奏异常，导致工人无法匹配当前流水线的工作强度，避免流水线的强度高造成工人的执行安全性降低。

Description

一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法

技术领域

本发明涉及流水线安全管控技术领域，具体为一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法。

背景技术

车间作业的流水线生产属于对象专业化加工范畴。流水生产加工是车间作业生产率较高的生产组织形式。适用于少品种的大量大批生产，采用这种生产组织形式及其对现场流水生产管理的科学控制，进而优化企业现场管理及要素结构，可有效地提高企业生产运行系统工作效率和企业整体经济效益。

但是在现有技术中，流水线工人安全管控过程时，无法通过流水线本身以及工人对应工序两个方面进行安全分析，导致工人的安全管控效率低，无法降低了工人安全事故的风险；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法，将流水线根据节拍影响进行类别划分，以至于提高了流水线监测的准确性，增强流水线工人的安全检测效率，降低了流水线工人的安全事故风险；根据流水线平衡分析判断各个工序对应工人的实时工作状态以及需求工作强度，从而对工人的操作进行规划，防止工人的操作节奏异常，导致工人无法匹配当前流水线的工作强度，避免流水线的强度高造成工人的执行安全性降低。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法，流水线工人安全管控方法具体步骤如下：

步骤一、流水线影响分析，根据流水线实时节拍运行分析，判断流水线的节拍影响；将流水线根据节拍影响进行类别划分；

步骤二、流水线平衡分析，将实时流水线进行平衡分析，根据流水线平衡分析判断各个工序对应工人的实时工作状态以及需求工作强度，从而对工人的操作进行规划；

步骤三、工序执行安全分析，将流水线内各个工序的执行状态进行分析，判断各个工序对应工人的执行安全性，根据流水线内各个工序的执行过程分析，判断流水线内工序执行过程的合格性；

步骤四、工位实时环境监测，将流水线内各个工序对应工位的实时环境进行监测，根据工位的实时环境变化判断对应工序的工人安全性是否合格，在保证流水线的工序运行正常时，对各个工序对应工人的工位进行实时环境分析。

作为本发明的一种优选实施方式，步骤一中流水线影响分析过程如下：

将实时运行的流水线标记为分析对象，并将其设置标号i，i为大于1的自然数，采集到分析对象内完成工序对应预设需求时长与实际执行耗时的差值以及对应工序存在耗时差值时下一工序执行出现耗时差值的概率，并将分析对象内完成工序对应预设需求时长与实际执行耗时的差值以及对应工序存在耗时差值时下一工序执行出现耗时差值的概率分别与耗时差值阈值和差值出现概率阈值进行比较：

若分析对象内完成工序对应预设需求时长与实际执行耗时的差值超过耗时差值阈值，或者对应工序存在耗时差值时下一工序执行出现耗时差值的概率超过差值出现概率阈值，则判定对应分析对象节拍无法自由调整，将对应分析对象标记为强制节拍流水线；

若分析对象内完成工序对应预设需求时长与实际执行耗时的差值未超过耗时差值阈值，且对应工序存在耗时差值时下一工序执行出现耗时差值的概率未超过差值出现概率阈值，则判定对应分析对象节拍可以自由调整，将对应分析对象标记为自由节拍流水线。

作为本发明的一种优选实施方式，步骤二流水线平衡分析过程如下：

获取到当前分析对象的设定节拍，并将其标记为当前流水线的节拍设定阈值，设置分析对象的运行时间段，采集到运行时间段中分析对象内各个工序的单件执行耗时以及各个工序对应产品执行数量，并通过比较获取到分析对象的各个工序的实际节拍，将各个工序的实际节拍与节拍设定阈值进行比较：

若工序的实际节拍与节拍设定阈值未一致，则判定当前工序的实际节拍未平衡，将对应工序标记为非平衡工序；若工序的实际节拍与节拍设定阈值一致，则判定当前工序的实际节拍平衡，将对应工序标记为平衡工序；

采集到非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值以及非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值，并将其分别与执行量最大差值阈值和节拍差值阈值进行比较：

若非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值超过执行量最大差值阈值，或者非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值超过节拍差值阈值，则判定当前分析对象的平衡影响大，生成高平衡影响信号并将高平衡影响信号发送至对应分析对象的管理员手机终端；

若非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值未超过执行量最大差值阈值，且非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值未超过节拍差值阈值，则判定当前分析对象的平衡影响小，生成低平衡影响信号并将低平衡影响信号发送至对应分析对象的管理员手机终端。

作为本发明的一种优选实施方式，若当前分析对象为强制节拍流水线时，则将分析对象内非平衡工序与相邻平衡工序作为调整对象，将对应调整对象的工人进行工作状态调整，同时将当前分析对象的节拍设定阈值进行调整，在不影响产量的同时将节拍设定阈值进行设定；若当前分析对象为自由节拍流水线时，则将分析对象内非平衡工序作为调整对象，将对应调整对象的工人进行工作状态调整，将对应非平衡工序的实时节拍差值进行控制。

作为本发明的一种优选实施方式，步骤三中工序执行安全分析过程如下：

采集到分析对象内工序执行需用工具使用时归放位置的变动频率、工序当前完成执行时刻与对应需用工具收纳时刻的间隔时长以及分析对象内工序执行需求时长与实际耗时对应差值的增大速度；通过分析获取到分析对象内各个工序执行安全分析系数；

将分析对象内各个工序执行安全分析系数与工序执行安全分析系数阈值进行比较：

若分析对象内工序执行安全分析系数超过工序执行安全分析系数阈值，则判定当前工序的执行安全分析不合格，生成执行安全异常信号并将执行安全异常信号发送至当前分析对象的管理员手机终端；若分析对象内工序执行安全分析系数未超过工序执行安全分析系数阈值，则判定当前工序的执行安全分析合格，生成执行安全正常信号并将执行安全正常信号发送至当前分析对象的管理员手机终端。

作为本发明的一种优选实施方式，步骤四中工位实时环境监测过程如下：

采集到分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值以及对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率，并将其分别与温度浮动值阈值和光线直射频率阈值进行比较：

若分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值超过温度浮动值阈值，或者对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率超过光线直射频率阈值，则判定分析对象内工序对应工位环境监测异常，生成环境异常信号并将环境异常信号和对应工位位置发送至管理员的手机终端；

若分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值未超过温度浮动值阈值，且对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率未超过光线直射频率阈值，则判定分析对象内工序对应工位环境监测正常，生成环境正常信号并将环境正常信号和对应工位位置发送至管理员的手机终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，将流水线根据节拍影响进行类别划分，以至于提高了流水线监测的准确性，增强流水线工人的安全检测效率，降低了流水线工人的安全事故风险；根据流水线平衡分析判断各个工序对应工人的实时工作状态以及需求工作强度，从而对工人的操作进行规划，防止工人的操作节奏异常，导致工人无法匹配当前流水线的工作强度，避免流水线的强度高造成工人的执行安全性降低；

2、本发明中，将流水线内各个工序的执行状态进行分析，判断各个工序对应工人的执行安全性，根据流水线内各个工序的执行过程分析，判断流水线内工序执行过程的合格性，以至于判断工序对应工人的安全性是否合格，保证流水线运行效率的同时增强了工人的安全性能；根据工位的实时环境变化判断对应工序的工人安全性是否合格，在保证流水线的工序运行正常时，对各个工序对应工人的工位进行实时环境分析，防止工位的实时环境对应工人执行工序以及对应工序设备运转存在影响，导致工人执行过程中的安全性降低。

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为本发明的方法流程图。

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，一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法，流水线工人安全管控方法具体步骤如下：

步骤一、流水线影响分析，根据流水线实时节拍运行分析，判断流水线的节拍影响；将流水线根据节拍影响进行类别划分，以至于提高了流水线监测的准确性，增强流水线工人的安全检测效率，降低了流水线工人的安全事故风险；

步骤二、流水线平衡分析，将实时流水线进行平衡分析，根据流水线平衡分析判断各个工序对应工人的实时工作状态以及需求工作强度，从而对工人的操作进行规划，防止工人的操作节奏异常，导致工人无法匹配当前流水线的工作强度，避免流水线的强度高造成工人的执行安全性降低；

步骤三、工序执行安全分析，将流水线内各个工序的执行状态进行分析，判断各个工序对应工人的执行安全性，根据流水线内各个工序的执行过程分析，判断流水线内工序执行过程的合格性，以至于判断工序对应工人的安全性是否合格，保证流水线运行效率的同时增强了工人的安全性能；

步骤四、工位实时环境监测，将流水线内各个工序对应工位的实时环境进行监测，根据工位的实时环境变化判断对应工序的工人安全性是否合格，在保证流水线的工序运行正常时，对各个工序对应工人的工位进行实时环境分析，防止工位的实时环境对应工人执行工序以及对应工序设备运转存在影响，导致工人执行过程中的安全性降低；

步骤一中流水线影响分析过程如下：

将实时运行的流水线标记为分析对象，并将其设置标号i，i为大于1的自然数，采集到分析对象内完成工序对应预设需求时长与实际执行耗时的差值以及对应工序存在耗时差值时下一工序执行出现耗时差值的概率，并将分析对象内完成工序对应预设需求时长与实际执行耗时的差值以及对应工序存在耗时差值时下一工序执行出现耗时差值的概率分别与耗时差值阈值和差值出现概率阈值进行比较：

若分析对象内完成工序对应预设需求时长与实际执行耗时的差值超过耗时差值阈值，或者对应工序存在耗时差值时下一工序执行出现耗时差值的概率超过差值出现概率阈值，则判定对应分析对象节拍无法自由调整，将对应分析对象标记为强制节拍流水线；

若分析对象内完成工序对应预设需求时长与实际执行耗时的差值未超过耗时差值阈值，且对应工序存在耗时差值时下一工序执行出现耗时差值的概率未超过差值出现概率阈值，则判定对应分析对象节拍可以自由调整，将对应分析对象标记为自由节拍流水线；

可以理解的是，节拍表示为流水线生产两件产品的间隔时间，强制节拍流水线表示为流水线内当前工序的预设耗时与实际耗时存在差值时，会影响至下一工序的运行，即流水线的节拍为固定节拍；自由节拍流水线的解释为：当流水线内当前工序的预设耗时与实际耗时存在差值时，不会影响至下一工序的运行，即流水线的节拍为自由节拍，其流水线则为自由节拍流水线；

步骤二流水线平衡分析过程如下：

获取到当前分析对象的设定节拍，并将其标记为当前流水线的节拍设定阈值，设置分析对象的运行时间段，采集到运行时间段中分析对象内各个工序的单件执行耗时以及各个工序对应产品执行数量，并通过比较获取到分析对象的各个工序的实际节拍，将各个工序的实际节拍与节拍设定阈值进行比较：若工序的实际节拍与节拍设定阈值未一致，则判定当前工序的实际节拍未平衡，将对应工序标记为非平衡工序；若工序的实际节拍与节拍设定阈值一致，则判定当前工序的实际节拍平衡，将对应工序标记为平衡工序；

采集到非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值以及非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值，并将非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值以及非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值分别与执行量最大差值阈值和节拍差值阈值进行比较：

若非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值超过执行量最大差值阈值，或者非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值超过节拍差值阈值，则判定当前分析对象的平衡影响大，生成高平衡影响信号并将高平衡影响信号发送至对应分析对象的管理员手机终端；

若非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值未超过执行量最大差值阈值，且非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值未超过节拍差值阈值，则判定当前分析对象的平衡影响小，生成低平衡影响信号并将低平衡影响信号发送至对应分析对象的管理员手机终端；

若当前分析对象为强制节拍流水线时，则将分析对象内非平衡工序与相邻平衡工序作为调整对象，将对应调整对象的工人进行工作状态调整，同时将当前分析对象的节拍设定阈值进行调整，在不影响产量的同时将节拍设定阈值进行设定，防止工人在工序执行节拍不稳定时因为赶产量造成生产事故的发生，以至于降低了工人的安全性；

若当前分析对象为自由节拍流水线时，则将分析对象内非平衡工序作为调整对象，将对应调整对象的工人进行工作状态调整，将对应非平衡工序的实时节拍差值进行控制；

步骤三中工序执行安全分析过程如下：

采集到分析对象内工序执行需用工具使用时归放位置的变动频率以及工序当前完成执行时刻与对应需用工具收纳时刻的间隔时长，并将分析对象内工序执行需用工具使用时归放位置的变动频率以及工序当前完成执行时刻与对应需用工具收纳时刻的间隔时长分别标记为BDPi和JGSi；采集到分析对象内工序执行需求时长与实际耗时对应差值的增大速度，并将分析对象内工序执行需求时长与实际耗时对应差值的增大速度标记为ZDSi；

通过公式

获取到分析对象内各个工序执行安全分析系数Xi，其中，s1、s2以及s3均为预设比例系数，且s1＞s2＞s3＞0，e为自然常数，β为误差修正因子，取值为0.98；

将分析对象内各个工序执行安全分析系数Xi与工序执行安全分析系数阈值进行比较：

若分析对象内工序执行安全分析系数Xi超过工序执行安全分析系数阈值，则判定当前工序的执行安全分析不合格，生成执行安全异常信号并将执行安全异常信号发送至当前分析对象的管理员手机终端；管理员接收到执行安全异常信号后，将对应工序的工人工作习惯整顿，提高工人的工具收纳意识，保证工人执行工序的安全性，防止工具收纳不合格导致工人的执行出现事故，降低了生产效率的同时影响了工人的安全性；

若分析对象内工序执行安全分析系数Xi未超过工序执行安全分析系数阈值，则判定当前工序的执行安全分析合格，生成执行安全正常信号并将执行安全正常信号发送至当前分析对象的管理员手机终端；

步骤四中工位实时环境监测过程如下：

采集到分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值以及对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率，并将分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值以及对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率分别与温度浮动值阈值和光线直射频率阈值进行比较：

若分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值超过温度浮动值阈值，或者对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率超过光线直射频率阈值，则判定分析对象内工序对应工位环境监测异常，生成环境异常信号并将环境异常信号和对应工位位置发送至管理员的手机终端，管理员接收到环境异常信号后，将对应工位进行环境整顿，防止工位的环境异常导致工人的执行安全性降低，使其工位容易发生生产事故；

若分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值未超过温度浮动值阈值，且对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率未超过光线直射频率阈值，则判定分析对象内工序对应工位环境监测正常，生成环境正常信号并将环境正常信号和对应工位位置发送至管理员的手机终端。

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，根据流水线实时节拍运行分析，判断流水线的节拍影响；将流水线根据节拍影响进行类别划分；将实时流水线进行平衡分析，根据流水线平衡分析判断各个工序对应工人的实时工作状态以及需求工作强度，从而对工人的操作进行规划；将流水线内各个工序的执行状态进行分析，判断各个工序对应工人的执行安全性，根据流水线内各个工序的执行过程分析，判断流水线内工序执行过程的合格性；将流水线内各个工序对应工位的实时环境进行监测，根据工位的实时环境变化判断对应工序的工人安全性是否合格，在保证流水线的工序运行正常时，对各个工序对应工人的工位进行实时环境分析。

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 (5)

1.一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法，其特征在于，流水线工人安全管控方法具体步骤如下：

步骤一、流水线影响分析，根据流水线实时节拍运行分析，判断流水线的节拍影响；将流水线根据节拍影响进行类别划分；

步骤二、流水线平衡分析，将实时流水线进行平衡分析，根据流水线平衡分析判断各个工序对应工人的实时工作状态以及需求工作强度，从而对工人的操作进行规划；

步骤三、工序执行安全分析，将流水线内各个工序的执行状态进行分析，判断各个工序对应工人的执行安全性，根据流水线内各个工序的执行过程分析，判断流水线内工序执行过程的合格性；

步骤四、工位实时环境监测，将流水线内各个工序对应工位的实时环境进行监测，根据工位的实时环境变化判断对应工序的工人安全性是否合格，在保证流水线的工序运行正常时，对各个工序对应工人的工位进行实时环境分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法，其特征在于，步骤一中流水线影响分析过程如下：

将实时运行的流水线标记为分析对象，并将其设置标号i，i为大于1的自然数，采集到分析对象内完成工序对应预设需求时长与实际执行耗时的差值以及对应工序存在耗时差值时下一工序执行出现耗时差值的概率，并将其分别标记为耗时差值和差值出现概率，且将耗时差值和差值出现概率分别与耗时差值阈值和差值出现概率阈值进行比较：

若分析对象内完成工序的耗时差值超过耗时差值阈值，或者对应工序差值出现概率超过差值出现概率阈值，则判定对应分析对象节拍无法自由调整，将对应分析对象标记为强制节拍流水线；若分析对象内完成工序的耗时差值未超过耗时差值阈值，且对应工序差值出现概率未超过差值出现概率阈值，则判定对应分析对象节拍可以自由调整，将对应分析对象标记为自由节拍流水线。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法，其特征在于，步骤二流水线平衡分析过程如下：

获取到当前分析对象的设定节拍，并将其标记为当前流水线的节拍设定阈值，设置分析对象的运行时间段，采集到运行时间段中分析对象内各个工序的单件执行耗时以及各个工序对应产品执行数量，并通过比较获取到分析对象的各个工序的实际节拍，将各个工序的实际节拍与节拍设定阈值进行比较：

若工序的实际节拍与节拍设定阈值未一致，则判定当前工序的实际节拍未平衡，将对应工序标记为非平衡工序；若工序的实际节拍与节拍设定阈值一致，则判定当前工序的实际节拍平衡，将对应工序标记为平衡工序；

采集到非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值以及非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值，并将其分别与执行量最大差值阈值和节拍差值阈值进行比较：

若非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值超过执行量最大差值阈值，或者非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值超过节拍差值阈值，则判定当前分析对象的平衡影响大，生成高平衡影响信号并将高平衡影响信号发送至对应分析对象的管理员手机终端；

若非平衡工序与相邻平衡工序的产品生产执行量最大差值未超过执行量最大差值阈值，且非平衡工序与相邻平衡工序的节拍差值未超过节拍差值阈值，则判定当前分析对象的平衡影响小，生成低平衡影响信号并将低平衡影响信号发送至对应分析对象的管理员手机终端；

若当前分析对象为强制节拍流水线时，则将分析对象内非平衡工序与相邻平衡工序作为调整对象，将对应调整对象的工人进行工作状态调整，同时将当前分析对象的节拍设定阈值进行调整，在不影响产量的同时将节拍设定阈值进行设定；若当前分析对象为自由节拍流水线时，则将分析对象内非平衡工序作为调整对象，将对应调整对象的工人进行工作状态调整，将对应非平衡工序的实时节拍差值进行控制。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法，其特征在于，步骤三中工序执行安全分析过程如下：

采集到分析对象内工序执行需用工具使用时归放位置的变动频率、工序当前完成执行时刻与对应需用工具收纳时刻的间隔时长以及分析对象内工序执行需求时长与实际耗时对应差值的增大速度；通过分析获取到分析对象内各个工序执行安全分析系数；

将分析对象内各个工序执行安全分析系数与工序执行安全分析系数阈值进行比较：

若分析对象内工序执行安全分析系数超过工序执行安全分析系数阈值，则判定当前工序的执行安全分析不合格，生成执行安全异常信号并将执行安全异常信号发送至当前分析对象的管理员手机终端；若分析对象内工序执行安全分析系数未超过工序执行安全分析系数阈值，则判定当前工序的执行安全分析合格，生成执行安全正常信号并将执行安全正常信号发送至当前分析对象的管理员手机终端。

5.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的流水线工人安全管控方法，其特征在于，步骤四中工位实时环境监测过程如下：

采集到分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值以及对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率，并将其分别与温度浮动值阈值和光线直射频率阈值进行比较：

若分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值超过温度浮动值阈值，或者对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率超过光线直射频率阈值，则判定分析对象内工序对应工位环境监测异常，生成环境异常信号并将环境异常信号和对应工位位置发送至管理员的手机终端；

若分析对象内各个工序对应工位实时位置的周边环境温度最大浮动值未超过温度浮动值阈值，且对应工位实时位置内工人位置的光线直射频率未超过光线直射频率阈值，则判定分析对象内工序对应工位环境监测正常，生成环境正常信号并将环境正常信号和对应工位位置发送至管理员的手机终端。

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