CN115907279A - 基于物联网的工业生产产品用质量检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于物联网的工业生产产品用质量检测系统及方法，属于质量检测技术领域；对原材料的供应进行监测和评估，基于不同的供应类型和实时供应量获取对应的n维标签数组，基于n维标签数组来从源头上对产品的质量进行监督，通过对异常的原材料的输送进行控制；对工业生产产品的生产过程进行监测时，基于环境方面和通信方面获取对应的特征标签，两方面不同的特征标签构成生产标签，基于生产标签对生产过程的整体状态进行评估，并对成品进行质量检测获取检测结果；本发明用于解决现有方案中只是基于人工抽检或者基于图像识别来实现产品的质量检测，无法实施全流程的监测评估，导致工业生产产品质量检测的整体效果不佳的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及质量检测技术领域，具体涉及基于物联网的工业生产产品用质量检测系统及方法。
背景技术
质量检验是工业生产质量管理中非常重要且常见的一种控制手段，是针对失效模式进行探测从而防止不合格产品流入下一环节。
现有的工业生产产品在实施质量检测时，有通过抽检的方式来实施的，也有通过摄像基于图像识别算法来对其表面进行识别判断的，但是，均存在没有从源头开始并至质检结束后将不同步骤的监测结果进行联立来对其实施全流程的监测评估，评估结果中发现问题后还需要进行排查追溯，使得各个流程的质检相互孤立，进而导致工业生产产品质量检测的整体效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供基于物联网的工业生产产品用质量检测系统及方法，用于解决现有方案中只是基于人工抽检或者基于图像识别来实现产品的质量检测，无法实施全流程的监测评估，导致工业生产产品质量检测的整体效果不佳的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，包括材料监测模块、生产监测模块、成品检测模块和提示管控模块；
材料监测模块，用于对工业生产产品的原材料进行监测，得到包含供应类型和实时供应量的原料数据；
材料评估模块，用于对原料数据中的各项数据进行处理和评估控制生产原料的供应；
生产监测模块，用于对工业生产产品的生产过程进行监测并分析评估，得到生产评估集；
成品检测模块，用于通过预设的检测策略对工业生产产品的成品质量进行检测，得到包含合格标签、不合格标签和不合格类型的检测结果；
提示管控模块，用于根据检测结果中的不合格标签对工业生产产品的生产以及原材料的供应进行管控提示，包括：
根据检测结果中的不合格标签和不合格类型获取对应的不合格权重；
追溯生产评估集中的生产标签并进行数字化核验，若生产标签对应生产特征图异常时，则分别获取生产标签中环境特征和通信特征对应的特征权重；
将各方面的权重进行联立获取检测系数，将检测系数与对应的检测表进行匹配获取对应的检测范围以及检测等级，并根据检测等级进行对应级别的告警，以及对工业生产产品的生产进行动态控制。
优选地，对原料数据中的各项数据进行处理和评估控制生产原料的供应，包括：
获取原料数据中的n个供应类型和实时供应量，根据供应类型将对应的实时供应量与供应标准量进行匹配，若实时供应量与供应标准量相等，则将对应供应类型的供应标签设置为1；
否则，将对应供应类型的供应标签设置为0；
不同供应类型对应的供应标签构成n维标签数组，当n维标签数组中的所有元素均为1时，则维持生产原料的正常供应；当n维标签数组中存在为0的元素时，则停止生产原料的供应并告警提示。
优选地，对工业生产产品的生产过程进行监测并分析评估，包括：
对工业生产产品的生产过程进行监测，得到环境数据和通信数据；
分别提取环境数据中的环境特征和通信数据中的通信特征并组合，得到生产特征图；
将生产特征图与异常特征图进行特征比对分析；
当生产特征图正常时，则将对应的生产标签设置为[1,1]；
否则，将生产特征图异常时对应的生产标签设置为[1,0]、[0,1]以及[0,0]；不同的生产标签构成生产评估集。
优选地，将生产特征图与异常特征图进行特征比对分析，包括：
获取异常特征图，异常特征图包含异常环境特征和异常通信特征；
将生产特征图与异常特征图进行特征比对时；
若生产特征图中的环境特征或者通信特征与异常特征图中的异常环境特征或者异常通信特征存在相同特征，则判定对应类型的数据异常，并将对应的特征标签设置为0；
否则，判定对应类型的数据正常，并将对应的特征标签设置为1；
环境特征和通信特征对应的特征标签构成生产标签。
优选地，通过预设的检测策略对工业生产产品的成品质量进行检测，包括：
随机获取生产的工业成品并利用检测策略进行质量检测；
当检测后的成品符合质量要求时，则将对应的检测标签设定为合格标签，并将合格标签设置为1；
反之，当检测后的成品不符合质量要求时，则将对应的检测标签设定为不合格标签，并将不合格标签设置为0；并根据不合格标签获取不合格类型；合格标签、不合格标签和不合格类型构成检测结果。
优选地，将检测结果中的不合格类型对应的不合格权重以及总个数分别标记为LQ和LS；
将生产标签中环境特征和通信特征对应的特征权重分别标记为HT和TT；将标记的各项权重进行联立，通过公式计算获取检测系数JCX；该公式为：
式中，j1、j2、j3为不同的比例系数且0＜j2＜j3＜j1。
优选地，还包括标值构建模块，标值构建模块用于构建检测表，检测表包含若干个检测范围以及对应的检测等级，检测等级包含正常等级、初级异常等级、中度异常等级和高度异常等级。
为了解决问题，本发明还公开了基于物联网的工业生产产品用质量检测方法，包括：
对工业生产产品的原材料进行监测，得到包含供应类型和实时供应量的原料数据；
对原料数据中的各项数据进行处理和评估控制生产原料的供应；
对工业生产产品的生产过程进行监测并分析评估，得到生产评估集；
通过预设的检测策略对工业生产产品的成品质量进行检测，得到包含合格标签、不合格标签和不合格类型的检测结果；
根据检测结果中的不合格标签对工业生产产品的生产以及原材料的供应进行管控提示。
相比于现有方案，本发明实现的有益效果：
1、本发明先从工业生产产品的原材料入手，对原材料的供应进行监测和评估，基于不同的供应类型和实时供应量获取对应的n维标签数组，基于n维标签数组来从源头上对产品的质量进行监督，通过对异常的原材料的输送进行控制，来提高产品生产制造的效果。
2、本发明在对工业生产产品的生产过程进行监测时，基于环境方面和通信方面获取对应的特征标签，两方面不同的特征标签构成生产标签，基于生产标签对生产过程的整体状态进行评估，并对成品进行质量检测获取检测结果，最后将不同方面的各项权重进行联立获取检测系数，基于检测系数对对应生产批次的工业生产产品的生产进行整体评估和匹配来获取对应的检测等级，以便可以自适应的进行告警提示以及动态控制，从而提高工业生产产品用质量检测的整体效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明基于物联网的工业生产产品用质量检测系统的模块框图。
图2为本发明基于物联网的工业生产产品用质量检测方法的流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
实施例一
如图1所示，本发明为基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，包括材料监测模块、材料评估模块、生产监测模块、成品检测模块和提示管控模块；
材料监测模块，用于对工业生产产品的原材料进行监测，得到包含供应类型和实时供应量的原料数据；
材料评估模块，用于对原料数据中的各项数据进行处理和评估控制生产原料的供应；包括：
获取原料数据中的n个供应类型和实时供应量，根据供应类型将对应的实时供应量与供应标准量进行匹配，若实时供应量与供应标准量相等，则将对应供应类型的供应标签设置为1；
否则，将对应供应类型的供应标签设置为0；
不同供应类型对应的供应标签构成n维标签数组，当n维标签数组中的所有元素均为1时，则维持生产原料的正常供应；
当n维标签数组中存在为0的元素时，则停止生产原料的供应并告警提示。
本发明实施例中，通过对工业生产产品的原材料进行监测和评估，从源头上对产品的质量进行监督，通过对异常的原材料的输送进行控制，来提高产品生产制造的效果。
生产监测模块，用于对工业生产产品的生产过程进行监测并分析评估，得到生产评估集；包括：
对工业生产产品的生产过程进行监测，得到环境数据和通信数据；
其中，环境数据包括但不限于温度、湿度和气压；通信数据包括但不限于通信传输速度和通信传输延迟；各个数据的监测统计基于现有的物联网设备实现；
分别提取环境数据中的环境特征和通信数据中的通信特征并组合，得到生产特征图；
将生产特征图与异常特征图进行特征比对分析；
当生产特征图正常时，则将对应的生产标签设置为[1,1]；否则，将生产特征图异常时对应的生产标签设置为[1,0]、[0,1]以及[0,0]；
不同的生产标签构成生产评估集；
其中，将生产特征图与异常特征图进行特征比对分析，包括：
获取异常特征图，异常特征图包含异常环境特征和异常通信特征；
将生产特征图与异常特征图进行特征比对时；
若生产特征图中的环境特征或者通信特征与异常特征图中的异常环境特征或者异常通信特征存在相同特征，则判定对应类型的数据异常，并将对应的特征标签设置为0；
否则，判定对应类型的数据正常，并将对应的特征标签设置为1；
环境特征和通信特征对应的特征标签构成生产标签。
本发明实施例中，通过对工业生产产品的生产过程进行监测并分析评估，获取不同方面的特征标签并组合得到生产标签，基于生产标签既可以对生产状态进行高效的评估，还可以为后续的生产评估分级提供数据支持。
成品检测模块，用于通过预设的检测策略对工业生产产品的成品质量进行检测，得到包含合格标签、不合格标签和不合格类型的检测结果；包括：
随机获取生产的工业成品并利用检测策略进行质量检测；其中，检测策略可以为现有的试验质检方案，比如压力测试；
当检测后的成品符合质量要求时，则将对应的检测标签设定为合格标签，并将合格标签设置为1；质量要求可以为现在的常规质量要求，也可以根据需求自定义；
反之，当检测后的成品不符合质量要求时，则将对应的检测标签设定为不合格标签，并将不合格标签设置为0；并根据不合格标签获取不合格类型；
合格标签、不合格标签和不合格类型构成检测结果。
提示管控模块，用于根据检测结果中的不合格标签对工业生产产品的生产以及原材料的供应进行管控提示，包括：
根据检测结果中的不合格标签和不合格类型获取对应的不合格权重；不合格类型对应的不合格权重可以基于产生的代价来进行自定义；
追溯生产评估集中的生产标签并进行数字化核验，若生产标签对应生产特征图异常时，则分别获取生产标签中环境特征和通信特征对应的特征权重；这里的特征权重可以基于历史的异常大数据中环境方面和通信方面造成质量问题所占的比例来设定，或者自定义；
将各方面的权重进行联立获取检测系数过程中，将检测结果中的不合格类型对应的不合格权重以及总个数分别标记为LQ和LS；
将生产标签中环境特征和通信特征对应的特征权重分别标记为HT和TT；将标记的各项权重进行联立，通过公式计算获取检测系数JCX；该公式为：
式中，j1、j2、j3为不同的比例系数且0＜j2＜j3＜j1，j1可以取值为0.676，j2可以取值为0.235，j3可以取值为0.448；各个比例系数对应的数据项均与检测系数呈正相关，检测系数越小，对应的工业生产产品的生产越正常；
将检测系数与对应的检测表进行匹配获取对应的检测范围以及检测等级，并根据检测等级进行对应级别的告警，以及对工业生产产品的生产进行动态控制。
还包括标值构建模块，标值构建模块用于构建检测表，检测表包含若干个检测范围以及对应的检测等级；检测等级包含正常等级、初级异常等级、中度异常等级和高度异常等级；各个检测等级分别对应一个检测范围，可以分别对应[0,v1]、(v1,v2]、(v2,v3]和(v3,+∞)，v1、v2和v3均为实数，具体的数值可以基于实际的生产场景进行设定。
本发明实施例中，检测系数是用于将不同方面的检测权重进行联立来对对应生产批次的工业生产产品的生产进行整体评估和匹配来获取对应的检测等级，以便可以自适应的进行告警提示以及动态控制，从而提高工业生产产品用质量检测的整体效果。
需要说明的是，上述中涉及的公式均是去除量纲取其数值计算，是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的比例系数以及分析过程中各个预设的阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
实施例二
如图2所示，本发明为基于物联网的工业生产产品用质量检测方法，具体的步骤包括：
对工业生产产品的原材料进行监测，得到包含供应类型和实时供应量的原料数据；
对原料数据中的各项数据进行处理和评估控制生产原料的供应；
对工业生产产品的生产过程进行监测并分析评估，得到生产评估集；
通过预设的检测策略对工业生产产品的成品质量进行检测，得到包含合格标签、不合格标签和不合格类型的检测结果；
根据检测结果中的不合格标签对工业生产产品的生产以及原材料的供应进行管控提示。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的发明实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，其特征在于，包括材料监测模块、生产监测模块、成品检测模块和提示管控模块；
材料监测模块，用于对工业生产产品的原材料进行监测，得到包含供应类型和实时供应量的原料数据；
材料评估模块，用于对原料数据中的各项数据进行处理和评估控制生产原料的供应；
生产监测模块，用于对工业生产产品的生产过程进行监测并分析评估，得到生产评估集；
成品检测模块，用于通过预设的检测策略对工业生产产品的成品质量进行检测，得到包含合格标签、不合格标签和不合格类型的检测结果；
提示管控模块，用于根据检测结果中的不合格标签对工业生产产品的生产以及原材料的供应进行管控提示，包括：
根据检测结果中的不合格标签和不合格类型获取对应的不合格权重；
追溯生产评估集中的生产标签并进行数字化核验，若生产标签对应生产特征图异常时，则分别获取生产标签中环境特征和通信特征对应的特征权重；
将各方面的权重进行联立获取检测系数，将检测系数与对应的检测表进行匹配获取对应的检测范围以及检测等级，并根据检测等级进行对应级别的告警，以及对工业生产产品的生产进行动态控制。
2.根据权利要求1的基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，其特征在于，对原料数据中的各项数据进行处理和评估控制生产原料的供应，包括：
获取原料数据中的n个供应类型和实时供应量，根据供应类型将对应的实时供应量与供应标准量进行匹配，若实时供应量与供应标准量相等，则将对应供应类型的供应标签设置为1；
否则，将对应供应类型的供应标签设置为0；
不同供应类型对应的供应标签构成n维标签数组，当n维标签数组中的所有元素均为1时，则维持生产原料的正常供应；当n维标签数组中存在为0的元素时，则停止生产原料的供应并告警提示。
3.根据权利要求1的基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，其特征在于，对工业生产产品的生产过程进行监测并分析评估，包括：
对工业生产产品的生产过程进行监测，得到环境数据和通信数据；
分别提取环境数据中的环境特征和通信数据中的通信特征并组合，得到生产特征图；
将生产特征图与异常特征图进行特征比对分析；
当生产特征图正常时，则将对应的生产标签设置为[1,1]；
否则，将生产特征图异常时对应的生产标签设置为[1,0]、[0,1]以及[0,0]；不同的生产标签构成生产评估集。
4.根据权利要求3的基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，其特征在于，将生产特征图与异常特征图进行特征比对分析，包括：
获取异常特征图，异常特征图包含异常环境特征和异常通信特征；
将生产特征图与异常特征图进行特征比对时；
若生产特征图中的环境特征或者通信特征与异常特征图中的异常环境特征或者异常通信特征存在相同特征，则判定对应类型的数据异常，并将对应的特征标签设置为0；
否则，判定对应类型的数据正常，并将对应的特征标签设置为1；
环境特征和通信特征对应的特征标签构成生产标签。
5.根据权利要求4的基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，其特征在于，通过预设的检测策略对工业生产产品的成品质量进行检测，包括：
随机获取生产的工业成品并利用检测策略进行质量检测；
当检测后的成品符合质量要求时，则将对应的检测标签设定为合格标签，并将合格标签设置为1；
反之，当检测后的成品不符合质量要求时，则将对应的检测标签设定为不合格标签，并将不合格标签设置为0；并根据不合格标签获取不合格类型；合格标签、不合格标签和不合格类型构成检测结果。
6.根据权利要求5的基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，其特征在于，将检测结果中的不合格类型对应的不合格权重以及总个数分别标记为LQ和LS；
将生产标签中环境特征和通信特征对应的特征权重分别标记为HT和TT；将标记的各项权重进行联立，通过公式计算获取检测系数JCX；该公式为：
式中，j1、j2、j3为不同的比例系数且0＜j2＜j3＜j1。
7.根据权利要求1的基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，其特征在于，还包括标值构建模块，标值构建模块用于构建检测表，检测表包含若干个检测范围以及对应的检测等级，检测等级包含正常等级、初级异常等级、中度异常等级和高度异常等级。
8.基于物联网的工业生产产品用质量检测方法，应用于权利要求1-7任一项所述的基于物联网的工业生产产品用质量检测系统，其特征在于，包括：
对工业生产产品的原材料进行监测，得到包含供应类型和实时供应量的原料数据；
对原料数据中的各项数据进行处理和评估控制生产原料的供应；
对工业生产产品的生产过程进行监测并分析评估，得到生产评估集；
通过预设的检测策略对工业生产产品的成品质量进行检测，得到包含合格标签、不合格标签和不合格类型的检测结果；
根据检测结果中的不合格标签对工业生产产品的生产以及原材料的供应进行管控提示。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20230404 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |