CN116187622A - 一种基于打磨车间的数字化生产管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于打磨车间的数字化生产管理方法及系统，该管理系统包括数据采集模块、数据分析处理模块以及数据传送模块，数据传送模块衔接在数据采集模块和数据分析处理模块之间，用于在二者之间传递数据；实现打磨车间的数字化管理和参数优化，运用工业大数据处理技术，实时呈现车间多维度生产状况和OEE数据，自动分析出产品打磨的最佳工艺参数，实现系统运维的高效与精准。

Description

一种基于打磨车间的数字化生产管理方法及系统

技术领域

本发明涉及打磨技术领域，具体涉及一种基于打磨车间的数字化生产管理方法及系统。

背景技术

金属外观件行业壁垒在于“精加工”，首先，精加工的能力对金属外观件的美观度、性能起到决定性的作用；其次，精加工的优良率和加工效率则决定好了厂商的盈利能力和利润率。打磨作为金属外观件生产精加工的核心环节，是产品品质和生产效率的关键影响因素。现有的金属在打磨过程中主要存在以下问题：

1、产品异常追溯消耗时长，异常处理时效性差，导致不良成本太高；如某打磨产品出现部分缺陷，需要经过多道工序进行排查，追溯时间较长，同时，在问题的追溯改善期间，生产不间断，连续产生大量不良品甚至报废品，产品良品率难以提高；

2、工艺参数不精准，为了得到较好的打磨效果，目前仅凭经验调试确定打磨时所用的砂纸目数、砂纸更换的时间、打磨压力和水流的速度，导致参数制定和优化不够精准，产品品质不稳定；其次，现有技术中，未能有一套成熟的打磨参数与打磨质量的数据库，无法从单一产品推广到不同类型产品加工，从经验主义过渡到大数据分析，获得最优化的打磨参数；

3、OEE(设备综合利用率)不准确，人工统计并计算出来的OEE数据不准，易出现偏差，并且需要浪费大量人力物力来做统计工作。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于打磨车间的数字化生产管理方法及系统，旨在解决现有的打磨机台工艺参数不精准的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种基于打磨车间的数字化生产管理方法，所述数字化生产管理方法包括：

对打磨机台的运行参数和/或打磨产品的参数进行采集；

对采集到的打磨机机台的参数数据和/或打磨产品的参数数据进行分析，得到打磨机台的运行优化参数；

根据得到的运行优化参数调整打磨机台。

进一步的，对打磨机台的运行参数的数据采集包括扫码头的读码、气源气压、真空负压、打磨下压量以及水压压力或流量。

进一步的，对打磨产品的参数的数据采集包括产品二维码、机台信息、砂纸寿命、产品加工周期以及产品生产日期。

进一步的，所述数字化生产管理方法还包括：将加工打磨产品时的打磨机台运行参数与该加工打磨产品进行绑定，实现对产品异常可追溯。

第二方面，本申请还提供一种用于实现如上述一种基于打磨车间的数字化生产管理方法的系统，其特征在于，所述数字化生产管理系统包括：

数据采集模块，所述数据采集模块用于对打磨机台的运行参数和/或打磨产品的参数进行采集；

数据分析处理模块，所述数据分析处理模块与所述数据采集模块相连，用于对收集到的参数数据进行分析，得到打磨机台的运行优化参数；

数据传送模块，所述数据传送模块设置在所述数据分析处理模块和打磨机台之间，用于将得到的打磨机台的运行优化参数传送至打磨机台内。

进一步的，所述数据采集模块包括打磨机台检测硬件数据采集端口、打磨机台控制硬件数据采集端口、以太网模块端口以及WINCC组态控制中心，所述以太网模块端口分别与所述打磨机台检测硬件数据采集端口和打磨机台控制硬件数据采集端口通信相连，所述以太网模块端口与所述WINCC组态控制中心相连，用于将所述打磨机台检测硬件数据采集端口和打磨机台控制硬件数据采集端口采集到的数据传输到所述WINCC组态控制中心，所述WINCC组态控制中心与所述数据分析处理模块相连。

进一步的，所述打磨机台检测硬件数据采集端口包括气压正压传感器端口、气压负压传感器端口、打磨压力传感器端口以及水压压力或流量表端口。

进一步的，所述打磨机台控制硬件数据采集端口包括PLC数据端口、AD输入模块端口、网络模块端口以及电控箱端口。

本发明的有益效果为：

1、实现打磨车间的数字化管理和参数优化，运用工业大数据处理技术，实时呈现车间多维度生产状况和OEE数据，自动分析出产品打磨的最佳工艺参数，实现系统运维的高效与精准；

2、实现产品生产数据的快速追溯和即时响应，基于互联网技术，通过数据平台，实时采集数据并进行生产状态和产品信息的即时分析与研判，系统可提前预警异常，现场人员可快速处理，减少损失，提高产品良率。

附图说明

图1为本申请实施例基于打磨车间的数字化生产管理方法的流程示意图。

图2为本申请实施例基于打磨车间的数字化生产管理系统的结构原理方框示意图。

图3为本申请实施例中的数据采集模块结构原理方框示意图。

图4为本申请实施例中的打磨机台检测硬件数据采集端口结构原理方框示意图。

图5为本申请实施例中的打磨机台控制硬件数据采集端口结构原理方框示意图。

图中：

100-数据采集模块，101-WINCC组态控制中心，102-以太网模块端口，103-打磨机台检测硬件数据采集端口，1031-气压正压传感器端口，1032-气压负压传感器端口，1033-打磨压力传感器端口，1034-水压压力或流量表端口，104-打磨机台控制硬件数据采集端口，1041-PLC数据端口，1042-AD输入模块端口，1043-网络模块端口，1044-电控箱端口，200-数据传送模块，300-数据分析处理模块。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

参见附图2所示，本实施例提供一种基于打磨车间的数字化生产管理系统，其包括数据采集模块100、数据分析处理模块300以及数据传送模块200，数据传送模块200衔接在数据采集模块100和数据分析处理模块300之间，用于在二者之间传递数据。

数据采集模块100其用于对打磨机台的运行参数和/或打磨产品的参数进行采集，例如可以对打磨机台上的主要部件的运行数据进行采集，或者打磨时影响产品打磨性能的部件参数进行采集。对于对打磨产品的参数采集，则可以对打磨产品的生产日期，加工周期以及用于标识产品的产品二维码等信息进行采集。

结合参照附图3所示，在一些实施例中，数据采集模块100包括打磨机台检测硬件数据采集端口103、打磨机台控制硬件数据采集端口104、以太网模块端口102以及WINCC组态控制中心101。

继续参照附图3所示，以太网模块端口102分别与打磨机台检测硬件数据采集端口103和打磨机台控制硬件数据采集端口104通信相连，以太网模块端口102与WINCC组态控制中心101相连，用于将打磨机台检测硬件数据采集端口103和打磨机台控制硬件数据采集端口104采集到的数据传输到WINCC组态控制中心101，WINCC组态控制中心101与数据分析处理模块300相连，用于将采集到的数据传输到数据分析处理模块300中。

打磨机台检测硬件数据采集端口103其用于对打磨机台上的主要设备部件的参数进行采集，以便采集到的数据可以很好的反映打磨机台的运行参数。在本实施例中，打磨机台检测硬件数据采集端口103为通过对打磨机台上相应主要部件的传感器的数据进行采集。

参照附图4所示，具体的，在一些实施例中，打磨机台检测硬件数据采集端口103包括气压正压传感器端口1031、气压负压传感器端口1032、打磨压力传感器端口1033以及水压压力或流量表端口1034。即在实际应用过程中，将气压压传感器端口的实时运行参数数据、气压负压传感器端口1032的实时运行参数数据、打磨压力传感器端口1033的实时运行参数数据以及水压压力或流量表端口1034的实时运行参数数据进行采集，并将采集到的数据传输到数据分析处理模块300中，数据分析处理模块300对接收到的数据进行分析，判断打磨机台的运行状态，并相应的给出相应的优化后的运行参数至打磨机台，使得打磨机台以最优的运行状态运行。

结合参照附图3和5所示，数据采集模块100还需对打磨机台控制硬件数据采集端口104上的信息进行采集。在一些实施例中，打磨机台控制硬件数据采集端口104包括PLC数据端口1041、AD输入模块端口1042、网络模块端口1043以及电控箱端口1044。在实际运行过程中，将PLC数据端口1041的实时运行数据、AD输入模块端口1042的实时运行数据、网络模块端口1043的实时运行数据以及电控箱端口1044的实时运行数据进行采集，同样将采集到的数据传输到数据分析处理模块300中，数据分析处理模块300对接收到的数据进行分析，同样判断打磨机台的运行状态，并相应的给出优化后的运行参数至打磨机台，使得打磨机台能够以更好的运行状态运行。

在本实施例中，数据传送模块200的功能在于将数据采集模块100采集到的数据传送到数据分析处理模块300中，因此其可以采用市面常用的数据传送手段，例如可以采用无线远程通讯模块或有线通讯传送模块，不以为限。

此外，在一些实施例中，还可以对生产车间中的主要监控指标和数字化管理目标进行实施显示，即通过在生产车间内安装有电子看板系统，将数据采集模块100采集到的数据实施传输到电子看板系统上，实现车间生产数据的可视化，并通过OEE相关数据的采集与分析，实现车间设备、区域、产品信息等多维度分析与预判。

电子看板系统可以实时展示各指标如下：

①自动展示打磨车间最近一个月的TEEP动态趋势图，使生产管理者和计划单位可以了解到设备利用率真实水平；

②自动展示打磨车间当班/当天的产能进展，使车间管理者可以快速了解到当前产能进度，并作出实时调整动作；

③对所有机台最近一个月的TEEP进行排名展示，使生产管理者可以实时了解到最差的机台，针对性展开处理；

④对车间不良项进行实时动态展示，使生产者可以实时了解到比例产品不良状况，针对TOP不良迅速针对性的展开改善动作；

⑤对所有机台最近一个月的良率进行排名展示，使生产者可以实时了解到问题最多的机台，迅速展开异常排查和处理；

⑥对所有机台最近一个月的异常报警率进行排名展示，使生产者可以实时了解到出现异常最多的机台，安排技术人员重点关注。

电子看板系统还可以所有机台状态实时展示，具体的，实时展示每台机当前的加工状态、各加工参数信息，使技术员不用不断的巡线排查，节约其大量人力和工作量。

参照附图1所示，同时本申请实施例还提供一种基于打磨车间的数字化生产管理方法，该数字化生产管理方法包括以下步骤：

S1、打磨机台的运行参数和/或打磨产品的参数进行收集；

对打磨机台的运行参数的收集主要包括：打磨机台的加工参数，例如打磨机台上的各种传感器的检测数据以及打磨机台上的各控制部件的参数数据；例如对打磨机台的运行参数的数据采集包括扫码头的读码、气源气压、真空负压、打磨下压量以及水压压力或流量。此外还可以对打磨机台的其它运行数据进行收集，例如开机时间、闲置时间、维修时间、设备状态、产品信息以及产品不良数等信息。

对打磨产品的参数的数据采集包括产品二维码、机台信息、砂纸寿命、产品加工周期以及产品生产日期。

为了便于对打磨产品进行追溯，还可以将加工打磨产品时的打磨机台运行参数与该加工打磨产品进行绑定，实现对产品异常可追溯。

具体的，提供三种查询方式：按产品ED码、按加工参数、按机台号和加工时间段。在后段出现问题产品时，只需要通过扫码的到产品ED码，然后输入系统，即可知晓产出的机台、时间、参数，立即整改；按机台号和加工时间段可以检索出各机台的历史加工状况；按加工参数可自动拟定最佳生产参数，可达到改善品质、节约CT、节约耗材成本等作用。

S2、对采集到的打磨机机台的参数数据和/或打磨产品的参数数据进行分析，得到打磨机台的运行优化参数；

将生产实时采集的原始数据接入数据库平台，对设备利用率、加工效率、产品品质、OEE等主要指标进行数据综合分析和预判，为设备故障停机，项目排产优化等多个生产业务环节提供决策支持，并通过系统分析，优化打磨工艺参数，精确加工参数。

S3、根据得到的运行优化参数调整打磨机台。为工程管理人员(制造工程部管理者)，开放参数设置功能，用以进行快速验证、参数管控和标准修订等。实现快速、高效的验证模式和管理模式。

本发明的数字化生产管理系统需在打磨机机台加装的设备：

扫码枪：加工前扫描产品ED码，使其与机台、参数等进行终身绑定

气压传感器：实时抓取气压(量程-0.1～1Mpa)，每20-30S上传一次，超参数管控标准可报警

负压传感器：实时抓取气压(量程-0.1～1Mpa)，每20-30S上传一次，超参数管控标准可报警

打磨压力传感器：实时抓取打磨压力(量程150N，精度0.1N)，每0.5S上传数据一次；防水、防尘，寿命半年以上；监控超工艺参数标准可报警；

编写反控程序，根据将压力数据传到打磨机械手数据库后，进行自动调节压力，实现柔性自适应打磨；

水流传感器：实时抓取流速和累积用水量，每20-30S上传一次；实时监控流量数据，超工艺参数可报警；

压力参数显示屏：将压力参数呈数字形式实时展示在机台上。

本发明的数字化生产管理系统通过将机台状态、参数大数据和产品信息绑定并上线，实现数字化管理和标准化，大量节约技术员、计划和生产管理人力；大幅度降低异常排查的时间；杜绝产生大批量不良品；为精益化化改善提供方向。

本发明的数字化生产管理系统在打磨压力传感器开发、自适应柔性打磨、BI平台开发等方面具有明显的创新性。

①将过去用坐标相对位置控制打磨压力的方式改变为实际的压力数据进行管理；

②压力传感器与机械手进行互通后，自适应调节压力数据，实现自动调机；

③使用Fine BI和Fine report构建BI平台，灵活实用，利于拓展到工厂其他地方。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基于打磨车间的数字化生产管理方法，其特征在于，所述数字化生产管理方法包括：

对打磨机台的运行参数和/或打磨产品的参数进行采集；

对采集到的打磨机机台的参数数据和/或打磨产品的参数数据进行分析，得到打磨机台的运行优化参数；

根据得到的运行优化参数调整打磨机台。

2.根据权利要求1所述的一种基于打磨车间的数字化生产管理方法，其特征在于，对打磨机台的运行参数的数据采集包括扫码头的读码、气源气压、真空负压、打磨下压量以及水压压力或流量。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于打磨车间的数字化生产管理方法，其特征在于，对打磨产品的参数的数据采集包括产品二维码、机台信息、砂纸寿命、产品加工周期以及产品生产日期。

4.根据权利要求1所述的一种基于打磨车间的数字化生产管理方法，其特征在于，所述数字化生产管理方法还包括：将加工打磨产品时的打磨机台运行参数与该加工打磨产品进行绑定，实现对产品异常可追溯。

5.一种用于实现如权利要求1所述的一种基于打磨车间的数字化生产管理方法的系统，其特征在于，所述数字化生产管理系统包括：

数据采集模块，所述数据采集模块用于对打磨机台的运行参数和/或打磨产品的参数进行采集；

数据分析处理模块，所述数据分析处理模块与所述数据采集模块相连，用于对收集到的参数数据进行分析，得到打磨机台的运行优化参数；

数据传送模块，所述数据传送模块设置在所述数据分析处理模块和打磨机台之间，用于将得到的打磨机台的运行优化参数传送至打磨机台内。

6.根据权利要求5所述的一种基于打磨车间的数字化生产管理系统，其特征在于，所述数据采集模块包括打磨机台检测硬件数据采集端口、打磨机台控制硬件数据采集端口、以太网模块端口以及WINCC组态控制中心，所述以太网模块端口分别与所述打磨机台检测硬件数据采集端口和打磨机台控制硬件数据采集端口通信相连，所述以太网模块端口与所述WINCC组态控制中心相连，用于将所述打磨机台检测硬件数据采集端口和打磨机台控制硬件数据采集端口采集到的数据传输到所述WINCC组态控制中心，所述WINCC组态控制中心与所述数据分析处理模块相连。

7.根据权利要求6所述的一种基于打磨车间的数字化生产管理系统，其特征在于，所述打磨机台检测硬件数据采集端口包括气压正压传感器端口、气压负压传感器端口、打磨压力传感器端口以及水压压力或流量表端口。

8.根据权利要求6所述的一种基于打磨车间的数字化生产管理系统，其特征在于，所述打磨机台控制硬件数据采集端口包括PLC数据端口、AD输入模块端口、网络模块端口以及电控箱端口。

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