CN116224922A - 一种用于智能工厂的信息管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于智能工厂的信息管理系统和方法，包括：输入单元，其用于接收各部门工作人员输入的管理参数和工厂运行数据；采集单元，其与工厂中的生产设备连接，用于获取生产设备的运行信息；存储单元，其存储有多个信息管理实例；处理单元，其与输入单元、采集单元和存储单元连接，用于接收所述管理参数、工厂运行数据和生产设备的运行信息，并与所述信息管理实例匹配，以生成对应的管理策略；多个管理单元，其与所述处理单元和生产设备连接，用于根据所述处理单元生成的管理策略控制所述生产设备变换运行模式。根据本发明的方案，解决了目前智能工厂存在的数据不全面、无法实现全面有效管理的问题。

Description

一种用于智能工厂的信息管理系统和方法

技术领域

本发明一般地涉及数据分析处理技术领域。更具体地，本发明涉及一种用于智能工厂的信息管理系统和方法。

背景技术

智能工厂是利用各种现代化的技术，实现工厂的办公、管理及生产自动化，达到加强及规范企业管理、减少工作失误、堵塞各种漏洞、提高工作效率、进行安全生产、提供决策参考、加强外界联系、拓宽国际市场的目的，智能工厂实现了人与机器的相互协调合作，其本质是人机交互。

为了实现从自动化到数字化再到智能化的阶段式发展，不少企业已经构建了完整的制造业体系，并配备完善的基础设施，在全球制造业的产业链中具有十分重要的地位。传统制造企业存在着大量信息孤岛，数据孤岛现象，因而迫切需要进行网络化、智能化转型升级，以提高其竞争力和服务质量，智能工厂的出现为智能制造提供了解决方案，提升了智能化水平，实现智能工厂中现场实时数据的自动采集和监控，成为了现代工业生产的重点研究方向。

目前的智能工厂监控的数据通常侧重于生产现场的设备的各种数据信号，或者是工作人员现场测量过后在系统中手动输入的相关信息。自动化工程的监控不仅仅在于设备的监控，在智能化工厂中，实际上机器、人、环境等各种数据均至关重要，针对智能化工厂仅采集设备进行设备的监控是无法满足智能化工厂的需求，更加全面的采集数据和管理分析对于智能化工厂及其监控至关重要，但是现有技术的监控系统采集的数据单一，仅对现场数据监控无法满足智能化功能的要求。

基于此，如何实现智能工厂对原燃料、生产调度、质量、节能减排、设备安全管理等多方面的全面管理，在确保安全运行的前提下，降低成本，提高效益具有重要作用。

发明内容

为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出通过数据采集、输入和多方面的管理设置，实现了对智能工厂中各部分数据的全面、科学和合理的分析，实现了更加宏观地调控策略，有效提升了生产执行过程的精益高效。为此，本发明在如下的多个方面中提供方案。

在第一方面中，本发明提供了一种用于智能工厂的信息管理系统，包括：输入单元，其用于接收各部门工作人员输入的管理参数和工厂运行数据；采集单元，其与工厂中的生产设备连接，用于获取生产设备的运行信息；存储单元，其存储有多个信息管理实例；处理单元，其与输入单元、采集单元和存储单元连接，用于接收所述管理参数、工厂运行数据和生产设备的运行信息，并与所述信息管理实例匹配，以生成对应的管理策略；多个管理单元，其与所述处理单元和生产设备连接，用于根据所述处理单元生成的管理策略控制所述生产设备变换运行模式。

在一个实施例中，多个管理单元包括生产管理单元、设备管理单元、质量管理单元、安环管理单元、能源管理单元和成本管理单元中的一种或多种；每个管理单元中均包括控制模块和执行模块，控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略选择对应的设备，所述执行模块与所述控制模块连接，用于驱动对应的设备执行相关功能。

在一个实施例中，在所述生产管理单元中，所述控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略选择对应的生产设备建立生产计划；所述执行模块与所述控制模块连接，用于根据所述生产计划驱动所述控制模块选择对应的生产设备运行或关闭，以完成所述管理策略。

在一个实施例中，在所述设备管理单元中，所述控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略制定检修计划，所述执行模块与所述控制模块连接，用于根据所述检修计划维护对应的设备。

在一个实施例中，在所述安环管理单元中，所述控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略确定安全和环保，所述执行模块与所述控制模块连接，用于根据所述质量标准驱动现场报警设备进行指标偏差告警。

在一个实施例中，采集单元包括传输接口，所述传输接口用于通过无线或有线的方式与工厂中的检测设备连接，以获取现场的生产信息。

在一个实施例中，所述传输接口包括WIFI、红外、短波、以太网和485网络接口中的一种或多种

在一个实施例中，所述输入单元包括智能手机、平板或电脑中的一种或多种。

在一个实施例中，还包括显示单元，所述显示单元与所述多个管理单元连接，用于显示工厂内的生产信息、设备信息、质量信息、安全信息、环保信息、能源信息和成本信息中的一种或多种。

在第二方面中，本发明还提供了一种应用于前文一个或多个实施例所述的信息管理系统的信息管理方法，包括：接收各部门工作人员输入的管理参数和工厂运行数据；获取生产设备的运行信息；将所述管理参数、工厂运行数据和生产设备的运行信息与所述信息管理实例匹配，以生成对应的管理策略；以及根据所述处理单元生成的管理策略控制工厂内的生产设备变换运行模式。

根据本发明的方案，可以通过采集单元获取智能工厂中各部分的运行信息，同时还可以通过输入单元输入运行时的各类管理策略、指标参数等信息，还可以通过多个管理单元实现对智能工厂的多方面管理，从而

建立全面、科学、合理的制造行业成本管理体系，为生产决策、成本分析等提供了有效的数据支撑，并且通过集中、灵活的生产调度，实现对设备、人员、物流、工艺、质量、安全、环保等生产运行情况的集中调度，优化配置，确保生产计划按期、有序、高效的完成。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示意性示出根据本发明的一个实施例的用于智能工厂的信息管理系统的示意图；

图2是示意性示出根据本发明的另一个实施例的用于智能工厂的信息管理系统的示意图；

图3是示意性示出根据本发明的实施例的应用于智能工厂的信息管理系统的信息管理方法的流程图。

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，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图来详细描述本发明的具体实施方式。

图1是示意性示出根据本发明的一个实施例的用于智能工厂的信息管理系统的示意图。

如图1所示，根据本发明的方案，该用于智能工厂的信息管理系统包括输入单元101、采集单元102、存储单元110、处理单元103和多个管理单元。其中输入单元101可以用于接收各部门工作人员输入的管理参数和工厂运行数据。采集单元102可以与工厂中的生产设备连接，用于获取生产设备的运行信息。存储单元110中存储有多个信息管理实例。处理单元103可以与输入单元101、采集单元102和存储单元110连接，用于接收管理参数、工厂运行数据和生产设备的运行信息，并与信息管理实例匹配，以生成对应的管理策略。多个管理单元可以与处理单元和生产设备连接，用于根据处理单元生成的管理策略控制所述生产设备变换运行模式。

在一些实施例中，上述多个管理单元可以包括生产管理单元104、设备管理单元105、质量管理单元106、安环管理单元107、能源管理单元108和成本管理单元109中的一种或多种。每个管理单元中均包括控制模块和执行模块，控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略选择对应的设备，所述执行模块与所述控制模块连接，用于驱动对应的设备执行相关功能。

在一些实施例中，在生产管理单元104中，所述控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略选择对应的生产设备建立生产计划；所述执行模块与所述控制模块连接，用于根据所述生产计划驱动所述控制模块选择对应的生产设备运行或关闭，以完成所述管理策略。

在实际应用中，生产管理单元可以以生产管理业务为基础，构建生产运营管理和生产线运行状态监测中心，监控生产实时情况。在该生产管理单元中，可以在生产管理体系融入指标管理、绩效管理、成本管理等先进管理理念对生产部门日常事务性的工作进行集中管理，将具体的信息呈现给管理人员。通过生产日志、台账、生产报表等方式将人、设备、产量、库存等相关的内容集成起来，既能高效地进行管理又能为考核提供准确的数据基础。

在一个应用场景中生产管理单元中的控制模块以生产计划的建立、执行、统计分析为主线，通过前述采集单元对DCS、PLC生产线数据采集、移动APP与web浏览器页面填报输入的方式将生产管理全过程的数据进行汇总、分析，及时反馈生产订单的产量、完成率。然后可以通过执行模块改变相应的生产设备数量等，实现生产策略的调整。

在一些实施例中，在设备管理单元105中，控制模块用于接收处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略制定检修计划，执行模块与所述控制模块连接，用于根据所述检修计划维护对应的设备。

在一个应用场景中，设备管理单元可以将设备台帐管理作为设备维护的基础知识库，通过缺陷管理、预防性维护等模块来实现设备全生命周期管理工作目标。设备管理单元可以设置完善的设备管理体系，全过程、全方位、全生命周期的设备管理手段，融入先进规范的设备管理理念。具体地，主要从以下几个方面进行阐述：

在该设备管理单元中，控制模块可以以统一的资产编码为纽带，建立完善的设备台账。建立起企业统一的设备分类标准和设备编码标准，并在此基础上形成完善的设备台账，为企业级资产设备管理的集中化、体系化、标准化建设提供保障。

同时，控制模块还可以实现精确的设备分级分层管理。

按照设备类型按树形结构定义，可以将设备分为重点设备(A类)，主要设备(B类)。根据不同设备层级制定不同的设备管理策略，对影响生产的重点设备纳入日常管理及检查考核范围。建立体系化的设备维修策略，实现设备保值、增值。对设备建立体系化的维修策略(故障检修、计划性检修、状态检修)，并根据不同类型的设备采用不同的维修策略，提高设备的可靠性，实现设备保值、增值。加强设备的正常维护管理，降低设备的故障率，促进产品质量和生产任务的完成。

在一些实施例中，在安环管理单元107中，控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略确定安全和环保，所述执行模块与所述控制模块连接，用于根据所述质量标准驱动现场报警设备进行指标偏差告警。

安全管理主要提供隐患排查与治理体系，推动安全隐患治理，降低企业安全事故发生率。环保管理平台可实现对污染源排放数据的统计分析，并溯源到污控设施及运行、生产设施及运行，以及原料使用等一系列环节的相关信息的监测与记录，满足环保部门对于排污许可证管理的要求。对排放数据、污染控制设施运行数据、生产设施运行数据和原料使用数据及环保税等数据的耦合关系建模和参数调控，降低企业环保管理成本。

进一步，该系统中的质量管理单元106中，可以实现质量基础、质量控制、质量检验等，涵盖了原材料进厂商检、生产过程、二次质量、成品出厂全过程的质量管理，并与生产、物流等系统紧密集成。同时，控制模块可以根据每日的动态业务数据按照管理的需要生成各类质量管理综合报表，实现质量追溯与质量预测，为企业的质量管理与质量改进提供分析的手段和工具。

通过该质量管理单元106可以实现建立质量指标控制为核心的质量控制体系。具体地，建立质量标准体系，将质量标准、质量管理标准融入质量管理过程。实现质量事中控制，解决质量控制的滞后性。对质量控制过程指标偏差自动预警，提示生产管理人员及时调整工艺配比。提高了生产质量过程控制的及时性、准确性。通过生产过程质量偏差、分析相关影响因素。对产品质量关键指标趋势分析、偏差分析、预测。同时，还实现质量的全过程追溯、分析、预测，实现生产工艺优化，创造质量效益。

具体地，该质量管理单元中可以包括以下几个方面：

1)原料管理

原料管理主要是对原材料的检验数据分析记录，及时根据原料成分修改配方量。

通过实时数据采集查看原料配方及原料设备的各项数据。

制定原材料的粒度、水分、化学组等各项质量检验标准，对原材料的各项质量数据记录并进行统计分析，为配料人员的料方修改做技术支撑。原料质量标准包括质量指标编码、指标名称、进厂标准、退火标准等相关数据，主要包含的质量标准如下：原材料水分检验标准、原材料粒度检验标准、原料化学组检验标准和原料水分检验标准(砂)。

2)熔化管理

熔化管理主要是根据对生产日志的分析，及时发现生产问题、优化生产工艺指标从而提高产品质量。利用数据采集记录的关键点的数据生成的熔化作业日志、碹顶窑底温度日志、能量分配记录、压力监控记录、窑压校正记录等作业日志，以及记录的余氧检测数据、窑压校正数据，为熔化工程师的工艺分析、优化提供技术支撑。严格管理熔化工艺指标。设定熔化工艺的各项指标参数值，管控并记录熔化工艺指标参数的修改。详细记录熔化附属设备的使用记录、窑炉定期检查记录，使熔化工程师实时掌握附属设备的实际运行情况，合理对生产进行调整，减少生产损失。

3)锡退管理

利用数据采集记录的实时数据生成的拉边机作业日志、锡槽作业日志、退火窑生产日志等作业日志，以及生产过程中的气体数据统计、改版记录、退火及应力记录，为成型工程师的工艺分析、优化提供技术支撑。严格管理成型工艺指标。设定成型工艺的各项指标参数值，管控并记录成型工艺指标参数的修改。详细记录成型附属设备的使用记录，定期检查窑炉使成型工程师实时掌握各设备的实际情况，合理对生产进行调整，减少生产损版。

4)二次质量

二次质量管理的功能是设定玻璃厚度标准，记录玻璃的各项质量数据(包括玻璃厚度数据、边角质量及尺寸检测数据、弯曲应力检测数据、内在及表面质量检测数据、光学检测数据、成分分析数据)。通过分析以上数据，建立质量信息反馈单反馈发现的生产过程的问题。及时改正生产问题，优化产品质量。

5)客诉管理

客诉管理主要通过客户质量信息反馈单记录客户反映的问题，并对造成问题的原因进行追溯，下发相关部门，通过纠正预防措施进行监督改正处理。

能源管理单元108，简单的说就是把生产企业的能源消耗。如：水、气、电的使用过程数据，监测、记录、分析、统计。实时监控企业各种能源的详细使用情况，为节能降耗提供直观的依据，为企业查找能耗弱点，促进企业管理水平的进一步提高及运营成本的进一步降低。使能源使用合理，控制浪费，节能降耗，再创造效益的目的。

成本管理单元109中，生产经营过程中各项成本核算、成本分析、成本决策和成本控制等一系列科学管理行为的总称。成本管理一般包括成本预测、成本决策、成本计划、成本核算、成本控制、成本分析、成本考核等职能。

构建全面的企业成本管理思维，寻求改善企业成本的有效方法；跳出传统的成本控制框架，从公司整体经营的视角，更宏观地分析并控制成本；掌握成本核算的主要方法及优缺点，根据情况的变化改良现有的核算体系；掌握成本分析的主要方法，为决策者提供关键有效的成本数字支持。

1)成本基础

成本基础是对成本模块所有基础数据进行定义，使成本数据可以按照公式自动运行。

2)成本填报

通过加载同步数据采集数据、地磅无人值守系统数据、以及各部门人工填报的数据，统计每日生产详细信息并存入数据库。

3)成本统计

利用数据采集以及人工填报的数据，根据用户提供的成本算法，生成每日各部门以及公司日成本。同时自动比对历史数据，对超出或降低部分提醒管理者决策分析，优化公司管理，提高公司效益。

基于上述多个管理单元，该信息管理系统可以实现外部供应商、企业内部的供应部、安环部、品质部、仓储部、责任部门、综合部、财务部和公司领导的信息互通，实现整个系统的综合性管理。基于此，还可以分别对不同的部门在对应的管理单元中设置相应的操作权限，从而实现更加精细化的管理。

在一些实施例中，采集单元包括传输接口，所述传输接口用于通过无线或有线的方式与工厂中的检测设备连接，以获取现场的生产信息。该传输接口包括WIFI、红外、短波、以太网和485网络接口中的一种或多种

在一些实施例中，输入单元包括智能手机、平板或电脑中的一种或多种。

该信息管理系统在实际应用中，可以实现数据传输、数据整合、各职能部门的统一接入等。同时也是企业信息系统的总入口和企业员工的工作平台，还可以实现单点登陆、工作流程的整合和任务的发布，工作人员可以随时掌握主要信息，有效实现信息集成，防止“信息孤岛”，应用集成，提高工作效率和管理效能，并且提供各系统统一的访问渠道。品质管理、设备预防性管理、能源管理、成本管理四个模块建设严格按照生产管理标准化、精益化、信息化进行系统建设，按照具有可复制、可推广的原则进行建设，实现对全过程控制的精细化管控。

图2是示意性示出根据本发明的另一个实施例的用于智能工厂的信息管理系统的示意图。

如图2所示，该信息管理系统中还包括显示单元201，将显示单元201与多个管理单元连接，用于显示工厂内的生产信息、设备信息、质量信息、安全信息、环保信息、能源信息和成本信息中的一种或多种。在一些实施例中，该显示单元201可以与生产管理单元104、设备管理单元105、质量管理单元106、安环管理单元107、能源管理单元108和成本管理单元109连接，从而实现对各管理单元的数据显示。例如该显示单元可以通过web网页实现对管理系统中各类信息的展示。

以地磅无人值守系统为例，主要针对企业在原材料采购、产品销售及厂内物资调拨过程进行的计量称重，可配合RFID(无接触射频设备)刷卡系统，视频监控系统、红外监控系统，语言指挥系统、信号控制系统实现无人值守系统过磅管理系统。

本发明中的信息管理系统可以自动采集毛重、皮重信息、车辆称重图片、可自动统计净重、自动进行打印、可以通过局域网、因特网连接实现数据和图片的实时监控，磅单的查询可以关联图像信息。公司领导可以在任何一台机器查询到称重数据，加强公司企业内部管理水平。

在本发明的第二方面，还提供了一种应用于前文一个或多个实施例所述的信息管理系统的信息管理方法。图3是示意性示出根据本发明的实施例的应用于智能工厂的信息管理系统的信息管理方法的流程图。

如图3所示，在步骤S301处，接收各部门工作人员输入的管理参数和工厂运行数据。

在步骤S302处，获取生产设备的运行信息。

在步骤S303处，将管理参数、工厂运行数据和生产设备的运行信息与信息管理实例匹配，以生成对应的管理策略。

在步骤S304处，根据处理单元生成的管理策略控制工厂内的生产设备变换运行模式。

虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种用于智能工厂的信息管理系统，其特征在于，包括：

输入单元，其用于接收各部门工作人员输入的管理参数和工厂运行数据；

采集单元，其与工厂中的生产设备连接，用于获取生产设备的运行信息；

存储单元，其存储有多个信息管理实例；

处理单元，其与输入单元、采集单元和存储单元连接，用于接收所述管理参数、工厂运行数据和生产设备的运行信息，并与所述信息管理实例匹配，以生成对应的管理策略；

多个管理单元，其与所述处理单元和生产设备连接，用于根据所述处理单元生成的管理策略控制所述生产设备变换运行模式。

2.根据权利要求1所述的信息管理系统，其特征在于，多个管理单元包括生产管理单元、设备管理单元、质量管理单元、安环管理单元、能源管理单元和成本管理单元中的一种或多种；

每个管理单元中均包括控制模块和执行模块，控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略选择对应的设备，所述执行模块与所述控制模块连接，用于驱动对应的设备执行相关功能。

3.根据权利要求2所述的信息管理系统，其特征在于，在所述生产管理单元中，所述控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略选择对应的生产设备建立生产计划；所述执行模块与所述控制模块连接，用于根据所述生产计划驱动所述控制模块选择对应的生产设备运行或关闭，以完成所述管理策略。

4.根据权利要求2所述的信息管理系统，其特征在于，在所述设备管理单元中，所述控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略制定检修计划，所述执行模块与所述控制模块连接，用于根据所述检修计划维护对应的设备。

5.根据权利要求2所述的信息管理系统，其特征在于，在所述安环管理单元中，所述控制模块用于接收所述处理单元发送的管理策略，并根据所述管理策略确定安全和环保，所述执行模块与所述控制模块连接，用于根据所述质量标准驱动现场报警设备进行指标偏差告警。

6.根据权利要求1所述的信息管理系统，其特征在于，采集单元包括传输接口，所述传输接口用于通过无线或有线的方式与工厂中的检测设备连接，以获取现场的生产信息。

7.根据权利要求6所述的信息管理系统，其特征在于，所述传输接口包括WIFI、红外、短波、以太网和485网络接口中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的信息管理系统，其特征在于，所述输入单元包括智能手机、平板或电脑中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的信息管理系统，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元与所述多个管理单元连接，用于显示工厂内的生产信息、设备信息、质量信息、安全信息、环保信息、能源信息和成本信息中的一种或多种。

10.一种应用于权利要求1-任意一项所述的信息管理系统的信息管理方法，其特征在于，包括：

接收各部门工作人员输入的管理参数和工厂运行数据；

获取生产设备的运行信息；

将所述管理参数、工厂运行数据和生产设备的运行信息与所述信息管理实例匹配，以生成对应的管理策略；以及

根据所述处理单元生成的管理策略控制工厂内的生产设备变换运行模式。

Images