CN115616993B - 基于工业机器视觉检测技术的工业设备运行管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于工业机器视觉检测技术的工业设备运行管控系统，涉及工业设备运行管控技术领域，解决了现有技术中，工业设备运行过程中无法将根据设备运行特性，将工业设备进行合理的运行调度的技术问题，工业设备的作业过程进行检测，通过检测分析判断工业设备的作业执行能力是否合格，从而保证工业设备生产过程中的工作效率，根据工业设备所处生产现场的运行特点，有效加强设备管理从而保持机器设备的良好技术状态；将投入使用的工业设备进行磨损控制，根据工业设备运行过程进行合理磨损控制时间设置，在不影响工业设备运行效率的同时提高了工业设备磨损控制的准确性，有利于磨损控制的效率将工业设备的磨损降至最低。

Description

基于工业机器视觉检测技术的工业设备运行管控系统

技术领域

本发明涉及工业设备运行管控技术领域，具体为基于工业机器视觉检测技术的工业设备运行管控系统。

背景技术

随着社会的不断进步，工业已经逐渐的实现社会化。人们处处都在和工业有关的事物打交道。现在的工业设备逐渐现代化，而且由于科技水平的提高，它也逐渐的智能化和机械高速运转化，那么工业设备的安全质量问题已经成为了现社会发展阶段首先考虑的一个重要问题；机器视觉在工业上应用领域广阔，核心功能包括：测量、检测、识别、定位等。同时在工业设备运行管控过程中，也可以作为重要的监测技术。

但是在现有技术中，工业设备运行过程中无法将根据设备运行特性，将工业设备进行合理的运行调度，以至于工业设备运行过程中无法实时处于良好运行状态；同时不能够根据磨损控制分析进行准确磨损控制，导致工业设备的磨损控制合理性，不利于工业设备的磨损控制。

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，而提出基于工业机器视觉检测技术的工业设备运行管控系统，将工业设备进行协调运行分析，判断各个工业设备对应部门的协调性是否合格，从而保证工业生产中各个部门之间的横向协调稳定，避免生产线出现各管一段的现象出现，导致整个生产线的脱节造成生产进度以及工作效率受到影响；同时保证部门协调性后能够更加提高了生产线的工作稳定性；工业设备运行改进进行分析监测，在运行效率稳定时判断工业设备更新效率是否合格，从而对工业生产进行进一步效率增强，提高了工业生产的稳定发展，设备运行正常的前提表示为磨损控制时刻合理以及协调效率高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于工业机器视觉检测技术的工业设备运行管控系统，包括运行管控平台，运行管控平台通讯连接有：

作业层分析检测单元，用于将工业设备的作业过程进行检测，通过检测分析判断工业设备的作业执行能力是否合格，获取到生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数，通过作业层分析检测系数比较将工业设备划分为须规划设备和非须规划设备，并将其对应标号发送至运行管控平台；

设备磨损控制单元，用于将投入使用的工业设备进行磨损控制，根据工业设备运行过程进行合理磨损控制时间设置，将工业设备进行有形磨损分析，通过分析获取到工业设备运行周期的磨合阶段、渐进磨损阶段以及加剧磨损阶段，并将其发送至运行管控平台；

协调层分析检测单元，用于将工业设备进行协调运行分析，判断各个工业设备对应部门的协调性是否合格，通过分析生成协调低效率信号和协调高效率信号，并将其发送至运行管控平台；

发展层分析检测单元，用于将工业设备运行改进进行分析监测，通过分析生成发展层高效率信号和发展层低效率信号，并将其发送至运行管控平台。

作为本发明的一种优选实施方式，作业层分析检测单元的运行过程如下：

采集到生产过程中工业设备运行启动时最大耗能量以及工业设备运行过程中重启后产量降低值；采集到生产过程中工业设备停机指令的需提前执行时长；

通过分析获取到生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数；将生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数与作业层分析检测系数阈值进行比较：

若生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数超过作业层分析检测系数阈值，则将对应工业设备标记为须规划设备；若生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数未超过作业层分析检测系数阈值，则将对应工业设备标记为非须规划设备。

作为本发明的一种优选实施方式，设备磨损控制单元的运行过程如下：

将工业设备进行有形磨损分析，有形磨损表示为工业设备运行过程设备本身出现的形变；根据工业设备的投入使用时间作为监测起始时刻，以监测起始时刻为起点对工业设备进行监测，随着运行时间的增加，采集到工业设备的有形磨损量，若工业设备的有形磨损量为增长趋势，且相邻时刻的有形磨损增长速度为降低趋势，则将当前运行周期作为工业设备的磨合阶段；

将运行时间段内工业设备继续进行监测，若工业设备的有形磨损量仍为增长趋势，且相邻时刻的有形磨损增长速度为增长趋势，则将当前运行周期作为工业设备的渐进磨损阶段；在工业设备进入渐进磨损阶段后，将工业设备的有形磨损增长速度与增长速度阈值进行比较：若工业设备的有形磨损量仍为增长趋势，且相邻时刻的有形磨损增长速度超过增长速度阈值，则将当前运行周期作为工业设备的加剧磨损阶段；

根据磨合阶段、渐进磨损阶段以及加剧磨损阶段进行分析，将磨合阶段与渐进磨损阶段的交界时刻点标记为适应时刻，将渐进磨损阶段与加剧磨损阶段的交界时刻点标记为非适应时刻；将适应时刻和非适应时刻一同发送至运行管控平台；运行管控平台将非适应时刻作为设备磨损控制的时刻点；将适应时刻作为工业设备运行合格分析条件，若适应时刻与监测起始时刻的间隔时长超过间隔时长阈值，则判断当前类型的工业设备不适用于当前生产流程内，即将工业设备进行重新类型选择。

作为本发明的一种优选实施方式，协调层分析检测单元的运行过程如下：

将各个工业设备以生产流程的顺序进行排序，并根据工业设备的排列顺序将工业设备对应部门进行排序，在部门完成排序进行分析；采集到生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值以及非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长，并将其分别与缓冲时长值阈值和执行需求时长阈值进行比较：

若生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值超过缓冲时长值阈值，或者非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长超过执行需求时长阈值，则生成协调低效率信号并将协调低效率信号发送至运行管控平台；若生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值未超过缓冲时长值阈值，且非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长未超过执行需求时长阈值，则生成协调高效率信号并将协调高效率信号发送至运行管控平台。

作为本发明的一种优选实施方式，发展层分析检测单元的运行过程如下：

采集到工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量以及工业设备对应生产流程改进后成本的降低量，并将其分别与产量增长量阈值和成本降低量阈值进行比较：

若工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量超过产量增长量阈值，且工业设备对应生产流程改进后成本的降低量超过成本降低量阈值，则生成发展层高效率信号并将发展层高效率信号发送至运行管控平台；若工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量未超过产量增长量阈值，或者工业设备对应生产流程改进后成本的降低量未超过成本降低量阈值，则生成发展层低效率信号并将发展层低效率信号发送至运行管控平台。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，工业设备的作业过程进行检测，通过检测分析判断工业设备的作业执行能力是否合格，从而保证工业设备生产过程中的工作效率，并且能够对工业设备本身运行进行检测，同时根据工业设备所处生产现场的运行特点，有效加强设备管理从而保持机器设备的良好技术状态；将投入使用的工业设备进行磨损控制，根据工业设备运行过程进行合理磨损控制时间设置，在不影响工业设备运行效率的同时提高了工业设备磨损控制的准确性，有利于磨损控制的效率将工业设备的磨损降至最低；

2、本发明中，将工业设备进行协调运行分析，判断各个工业设备对应部门的协调性是否合格，从而保证工业生产中各个部门之间的横向协调稳定，避免生产线出现各管一段的现象出现，导致整个生产线的脱节造成生产进度以及工作效率受到影响；同时保证部门协调性后能够更加提高了生产线的工作稳定性；工业设备运行改进进行分析监测，在运行效率稳定时判断工业设备更新效率是否合格，从而对工业生产进行进一步效率增强，提高了工业生产的稳定发展，设备运行正常的前提表示为磨损控制时刻合理以及协调效率高。

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为本发明基于工业机器视觉检测技术的工业设备运行管控系统的原理框图。

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。

机器视觉中缺陷检测功能是机器视觉应用得最多的功能之一，主要检测产品的生产过程，可运用于工业设备运行管控领域；本申请中，将工业设备的生产过程进行测量检测；

请参阅图1所示，基于工业机器视觉检测技术的工业设备运行管控系统，包括运行管控平台，运行管控平台通讯连接有作业层分析检测单元、设备磨损控制单元、协调层分析检测单元以及发展层分析检测单元，其中，运行管控平台与作业层分析检测单元、设备磨损控制单元、协调层分析检测单元以及发展层分析检测单元均为双向通讯连接；

工业设备投入使用过程中，运行管控平台生成作业层分析检测信号并将作业层分析检测信号发送至作业层分析检测单元，作业层分析检测单元接收到作业层分析检测信号后，将工业设备的作业过程进行检测，通过检测分析判断工业设备的作业执行能力是否合格，从而保证工业设备生产过程中的工作效率，并且能够对工业设备本身运行进行检测，同时根据工业设备所处生产现场的运行特点，有效加强设备管理从而保持机器设备的良好技术状态；

将生产过程中的工业设备设置标号i，i为大于1的自然数，采集到生产过程中工业设备运行启动时最大耗能量以及工业设备运行过程中重启后产量降低值，并将生产过程中工业设备运行启动时最大耗能量以及工业设备运行过程中重启后产量降低值分别标记为HNLi和JDZi；采集到生产过程中工业设备停机指令的需提前执行时长，并将生产过程中工业设备停机指令的需提前执行时长标记为QSCi；

通过公式获取到生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数Xi，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0，β为误差修正因子，取值为0.9687；本申请中，作业层分析检测系数为体现工业设备可临时调度运行性能的系数，其中启动时最大耗能量、重启后产量降低值以及停机指令的需提前执行时长均为体现临时调度运行性能的参数，即该三个参数越大，则表示对应工业设备运行提前合理规划的需求越大，且临时中断运行或者重新调度运行的影响越大，容易降低了临时中断运行或者重新调度运行的可行性；通过工业设备的本身性能在运行过程中进行工业设备运行规划，提高了工业设备运行的工作效率，使其保持最好的运行状态；

将生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数Xi与作业层分析检测系数阈值进行比较：

若生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数Xi超过作业层分析检测系数阈值，则将对应工业设备标记为须规划设备；若生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数Xi未超过作业层分析检测系数阈值，则将对应工业设备标记为非须规划设备；

将须规划设备和非须规划设备的标号发送至运行管控平台；

运行管控平台接收到须规划设备和非须规划设备的标号后，在运行过程中，须规划设备的工作任务以及工业任务执行时间须合理规划，且在存在工作任务调整时，将非须规划设备作为优选选择；

在生产周期内，运行管控平台生成设备磨损控制信号并将设备磨损控制信号发送至设备磨损控制单元，设备磨损控制单元接收到设备磨损控制信号后，将投入使用的工业设备进行磨损控制，根据工业设备运行过程进行合理磨损控制时间设置，在不影响工业设备运行效率的同时提高了工业设备磨损控制的准确性，有利于磨损控制的效率将工业设备的磨损降至最低；

将工业设备进行有形磨损分析，有形磨损表示为工业设备运行过程设备本身出现的形变；根据工业设备的投入使用时间作为监测起始时刻，以监测起始时刻为起点对工业设备进行监测，随着运行时间的增加，采集到工业设备的有形磨损量，若工业设备的有形磨损量为增长趋势，且相邻时刻的有形磨损增长速度为降低趋势，则将当前运行周期作为工业设备的磨合阶段；将运行时间段内工业设备继续进行监测，若工业设备的有形磨损量仍为增长趋势，且相邻时刻的有形磨损增长速度为增长趋势，则将当前运行周期作为工业设备的渐进磨损阶段；在工业设备进入渐进磨损阶段后，将工业设备的有形磨损增长速度与增长速度阈值进行比较：若工业设备的有形磨损量仍为增长趋势，且相邻时刻的有形磨损增长速度超过增长速度阈值，则将当前运行周期作为工业设备的加剧磨损阶段；

根据磨合阶段、渐进磨损阶段以及加剧磨损阶段进行分析，将磨合阶段与渐进磨损阶段的交界时刻点标记为适应时刻，将渐进磨损阶段与加剧磨损阶段的交界时刻点标记为非适应时刻；将适应时刻和非适应时刻一同发送至运行管控平台；运行管控平台将非适应时刻作为设备磨损控制的时刻点，即在非适应时刻将工业设备运行磨损进行控制，其磨损控制为该领域人员可联想的技术手段，属于公开已知的现有技术；将适应时刻作为工业设备运行合格分析条件，若适应时刻与监测起始时刻的间隔时长超过间隔时长阈值，则判断当前类型的工业设备不适用于当前生产流程内，即将工业设备进行重新类型选择；

运行管控平台生成协调层分析检测信号并将协调层分析检测信号发送至协调层分析检测单元，协调层分析检测单元接收到协调层分析检测信号后，将工业设备进行协调运行分析，判断各个工业设备对应部门的协调性是否合格，从而保证工业生产中各个部门之间的横向协调稳定，避免生产线出现各管一段的现象出现，导致整个生产线的脱节造成生产进度以及工作效率受到影响；同时保证部门协调性后能够更加提高了生产线的工作稳定性；

将各个工业设备以生产流程的顺序进行排序，并根据工业设备的排列顺序将工业设备对应部门进行排序，在部门完成排序进行分析，本申请中工业设备如为上料设备，则对应部门为材料部门，则实际生产过程中设备均对应一个部门；

采集到生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值以及非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长，并将生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值以及非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长分别与缓冲时长值阈值和执行需求时长阈值进行比较：其中，运行同步时刻表示为当前部门执行接收后下一部门执行的时刻，其缓冲时长值表示为当前部门结束时刻与下一部门开始时刻的间隔时长；反馈指令表示为生产过程中部门之间的反馈指令，如上料部门、切割部门以及下料部门，下料部门运行过程中待下物料出现堆积，则生成降速指令，并将降速指令发送至上料部门，则降速指令为反馈指令；

若生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值超过缓冲时长值阈值，或者非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长超过执行需求时长阈值，则判定生产过程中协调层分析检测不合格，生成协调低效率信号并将协调低效率信号发送至运行管控平台，运行管控平台接收到协调低效率信号后，将运行部门进行管控，提高指令传输速度以及加快指令处理的速度；

若生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值未超过缓冲时长值阈值，且非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长未超过执行需求时长阈值，则判定生产过程中协调层分析检测合格，生成协调高效率信号并将协调高效率信号发送至运行管控平台；

运行管控平台接收到协调高效率信号后，生成发展层分析检测信号并将发展层分析检测信号发送至发展层分析检测单元，发展层分析检测单元接收到发展层分析检测信号后，在工业生产设备运行正常的前提下，将工业设备运行改进进行分析监测，在运行效率稳定时判断工业设备更新效率是否合格，从而对工业生产进行进一步效率增强，提高了工业生产的稳定发展，设备运行正常的前提表示为磨损控制时刻合理以及协调效率高；

采集到工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量以及工业设备对应生产流程改进后成本的降低量，并将工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量以及工业设备对应生产流程改进后成本的降低量分别与产量增长量阈值和成本降低量阈值进行比较：工业设备型号更新表示为设备型号的更换；生产流程改进表示为生产流程的精简，即生产技术上的改进；

若工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量超过产量增长量阈值，且工业设备对应生产流程改进后成本的降低量超过成本降低量阈值，则判定工业生产过程中发展层分析检测合格，生成发展层高效率信号并将发展层高效率信号发送至运行管控平台；若工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量未超过产量增长量阈值，或者工业设备对应生产流程改进后成本的降低量未超过成本降低量阈值，则判定工业生产过程中发展层分析检测不合格，生成发展层低效率信号并将发展层低效率信号发送至运行管控平台；

运行管控平台接收到发展层高效率信号后，将对应工业设备的更新型号以及生产流程改进进行分享，作为同类型产品且发展层低效率对应工业设备生产线的发展标准。

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，通过作业层分析检测单元将工业设备的作业过程进行检测，通过检测分析判断工业设备的作业执行能力是否合格，获取到生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数，通过作业层分析检测系数比较将工业设备划分为须规划设备和非须规划设备，并将其对应标号发送至运行管控平台；通过设备磨损控制单元将投入使用的工业设备进行磨损控制，根据工业设备运行过程进行合理磨损控制时间设置，将工业设备进行有形磨损分析，通过分析获取到工业设备运行周期的磨合阶段、渐进磨损阶段以及加剧磨损阶段，并将其发送至运行管控平台；通过协调层分析检测单元将工业设备进行协调运行分析，判断各个工业设备对应部门的协调性是否合格，通过分析生成协调低效率信号和协调高效率信号，并将其发送至运行管控平台；通过发展层分析检测单元将工业设备运行改进进行分析监测，通过分析生成发展层高效率信号和发展层低效率信号，并将其发送至运行管控平台。

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 (1)

1.基于工业机器视觉检测技术的工业设备运行管控系统，其特征在于，包括运行管控平台，运行管控平台通讯连接有：

作业层分析检测单元，用于将工业设备的作业过程进行检测，通过检测分析判断工业设备的作业执行能力是否合格，获取到生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数，通过作业层分析检测系数比较将工业设备划分为须规划设备和非须规划设备，并将其对应标号发送至运行管控平台；

设备磨损控制单元，用于将投入使用的工业设备进行磨损控制，根据工业设备运行过程进行合理磨损控制时间设置，将工业设备进行有形磨损分析，通过分析获取到工业设备运行周期的磨合阶段、渐进磨损阶段以及加剧磨损阶段，并将其发送至运行管控平台；

协调层分析检测单元，用于将工业设备进行协调运行分析，判断各个工业设备对应部门的协调性是否合格，通过分析生成协调低效率信号和协调高效率信号，并将其发送至运行管控平台；

发展层分析检测单元，用于将工业设备运行改进进行分析监测，通过分析生成发展层高效率信号和发展层低效率信号，并将其发送至运行管控平台；

作业层分析检测单元的运行过程如下：

采集到生产过程中工业设备运行启动时最大耗能量以及工业设备运行过程中重启后产量降低值；采集到生产过程中工业设备停机指令的需提前执行时长；

通过分析获取到生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数；将生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数与作业层分析检测系数阈值进行比较：

若生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数超过作业层分析检测系数阈值，则将对应工业设备标记为须规划设备；若生产过程中工业设备对应作业层分析检测系数未超过作业层分析检测系数阈值，则将对应工业设备标记为非须规划设备；

设备磨损控制单元的运行过程如下：

将工业设备进行有形磨损分析，有形磨损表示为工业设备运行过程设备本身出现的形变；根据工业设备的投入使用时间作为监测起始时刻，以监测起始时刻为起点对工业设备进行监测，随着运行时间的增加，采集到工业设备的有形磨损量，若工业设备的有形磨损量为增长趋势，且相邻时刻的有形磨损增长速度为降低趋势，则将当前运行周期作为工业设备的磨合阶段；

将运行时间段内工业设备继续进行监测，若工业设备的有形磨损量仍为增长趋势，且相邻时刻的有形磨损增长速度为增长趋势，则将当前运行周期作为工业设备的渐进磨损阶段；在工业设备进入渐进磨损阶段后，将工业设备的有形磨损增长速度与增长速度阈值进行比较：若工业设备的有形磨损量仍为增长趋势，且相邻时刻的有形磨损增长速度超过增长速度阈值，则将当前运行周期作为工业设备的加剧磨损阶段；

根据磨合阶段、渐进磨损阶段以及加剧磨损阶段进行分析，将磨合阶段与渐进磨损阶段的交界时刻点标记为适应时刻，将渐进磨损阶段与加剧磨损阶段的交界时刻点标记为非适应时刻；将适应时刻和非适应时刻一同发送至运行管控平台；运行管控平台将非适应时刻作为设备磨损控制的时刻点；将适应时刻作为工业设备运行合格分析条件，若适应时刻与监测起始时刻的间隔时长超过间隔时长阈值，则判断当前类型的工业设备不适用于当前生产流程内，即将工业设备进行重新类型选择；

协调层分析检测单元的运行过程如下：

将各个工业设备以生产流程的顺序进行排序，并根据工业设备的排列顺序将工业设备对应部门进行排序，在部门完成排序进行分析；采集到生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值以及非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长，并将其分别与缓冲时长值阈值和执行需求时长阈值进行比较：

若生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值超过缓冲时长值阈值，或者非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长超过执行需求时长阈值，则生成协调低效率信号并将协调低效率信号发送至运行管控平台；若生产过程中相邻部门的运行同步时刻对应缓冲时长值未超过缓冲时长值阈值，且非相邻部门反馈指令传递的执行需求时长未超过执行需求时长阈值，则生成协调高效率信号并将协调高效率信号发送至运行管控平台；

发展层分析检测单元的运行过程如下：

采集到工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量以及工业设备对应生产流程改进后成本的降低量，并将其分别与产量增长量阈值和成本降低量阈值进行比较：

若工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量超过产量增长量阈值，且工业设备对应生产流程改进后成本的降低量超过成本降低量阈值，则生成发展层高效率信号并将发展层高效率信号发送至运行管控平台；若工业生产过程中对应工业设备型号更新后产量的增长量未超过产量增长量阈值，或者工业设备对应生产流程改进后成本的降低量未超过成本降低量阈值，则生成发展层低效率信号并将发展层低效率信号发送至运行管控平台。