CN117494955B - 一种用于自动化生产的智能监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及计算机软件领域，且公开了一种用于自动化生产的智能监测系统，系统包括生产数据采集模块、生产数据处理模块、生产数据分析模块、生产质量监测模块、生产质量修正模块、生产质量控制模块以及预警反馈模块，通过对生产数据进行实时采集和监测，再处理和分析得到子区域生产性能系数以及子区域产品质量偏度系数，由计算出的子区域生产质量监测指数对生产过程和产品的质量进行监测，并由子区域生产质量修正系数进行控制，通过将生产质量预测结果进行反馈，并对生产时出现的质量问题和异常情况进行自动报警，有利于及时发现生产过程中的质量问题，使管理人员及时对生产质量问题采取解决措施，进而减少了生产成本和时间。
Description
技术领域
本发明涉及计算机软件技术领域，更具体地涉及一种用于自动化生产的智能监测系统。
背景技术
自动化生产是现代工业生产中的重要发展趋势，它能够提高生产效率、降低生产成本，并减少人为因素对生产质量的影响。为了确保自动化生产的质量监测和控制，智能监测系统应运而生。智能监测系统通过采集、传输和分析生产过程中的各种数据，能够实时监测生产过程，并及时发现和处理潜在问题，从而提高产品质量和生产效率；
然而上述过程仍然具备以下缺点：
其一、生产环境中可能会出现各种变化，缺少通过动态化的数据分析对生产过程进行实时监测和控制，可能导致智能监测系统无法准确地分析出生产质量问题，并及时应对新情况；
其二、智能监测系统的实时监控功能不够完善，可能会导致无法及时发现生产过程中的质量问题，缺少预警机制，缺乏对可能出现的问题进行预测和报警，以便及时采取措施。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种用于自动化生产的智能监测系统，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明提供如下技术方案：一种用于自动化生产的智能监测系统，包括：
生产数据采集模块：用于在生产线的各位置安装传感器节点，与使用专门的数据采集仪器相结合对生产数据进行采集，将采集的生产线数据输入电脑端，根据摄像头对生产数据进行实时监测，并按功能区域划分成若干个子区域，同时将采集的生产数据传输至生产数据处理模块；
生产数据处理模块：用于对各子区域生产数据进行处理，得到子区域生产过程参数、子区域生产设备状态数据、子区域产品质量数据以及子区域生产实时数据，并将处理的结果传输至生产数据分析模块；
生产数据分析模块：用于对各子区域生产数据进行分析，得到子区域生产性能以及子区域产品质量偏度，并将分析的结果传输至生产质量监测模块；
生产质量监测模块：用于对子区域生产性能系数以及子区域产品质量偏度系数进行分析并推导，计算得出子区域生产质量监测指数；
生产质量修正模块：用于对子区域生产质量监测指数与预设的标准生产质量监测指数进行对比得到子区域生产质量修正系数；
生产质量控制模块：基于子区域生产质量监测指数对各子区域内生产过程和产品的质量进行监测和预测，通过子区域生产质量修正系数对各子区域内产品质量进行控制，并对预测出生产时出现的质量问题和异常情况进行定位；
预警反馈模块：基于接收生产质量预测结果向生产管理人员进行反馈，自动生成生产监测报告，并根据子区域生产质量修正系数给出对应生产建议和生产质量优化方案，同时对于预测出的生产时出现的质量问题和异常情况进行自动报警，提醒生产管理人员对生产过程进行及时调整。
优选的，所述生产数据采集模块是通过传感器节点与数据采集仪器相结合将采集到的数据通过无线通信方式传输给云平台，实时地采集各种不同类型生产数据，并对生产线的运行状态进行实时监控，通过将生产数据按系统的功能进行划分，编号为1,2,3，……，n，监测并分析各子区域功能的质量指标，找出改进的方向。
优选的，所述生产数据处理模块对各子区域生产数据进行分类汇总，整理得到影响生产质量的关键参数；所述子区域生产过程参数包括温度、压力以及湿度；所述子区域生产设备状态数据包括设备运行时间、故障次数以及维修记录；所述子区域产品质量数据包括产品的外观质量、尺寸精度以及材料物理性能；所述子区域生产实时数据包括生产速率、生产数量、合格率以及不合格率。
优选的，所述生产数据分析模块通过对各子区域生产数据进行分析，以识别生产过程中的趋势、异常和模式，并实时监测各子区域生产参数的变化情况；
所述子区域生产性能系数的具体计算公式为，/>表示第i个子区域产品的合格率，/>表示第i个子区域合格产品中检测出的不合格率，/>表示第i个子区域生产速率，/>表示第i个子区域产品的错检率，/>表示第i个子区域产品的漏检率，i表示第i个子区域；所述第i个子区域产品的错检率的具体计算公式为，/>表示第i个子区域抽样数量，/>表示第i个子区域检测出的产品不合数，/>表示第i个子区域在合格品中检出不合格品数，/>表示第i个子区域不合格产品中的合格产品数；所述第i个子区域漏检率/>；
所述子区域产品质量偏度系数具体的计算公式为，/>表示第i个子区域产品尺寸精度，/>表示第i个子区域产品的合格率，/>表示第i个子区域生产速率，/>表示第i个子区域设备的故障发生率，表示第i个子区域设备运行时间，/>表示第i个子区域产品不合格率的标准差；
所述第i个子区域生产速率的具体计算公式，/>表示温度影响因子，/>表示/>个区域内产品的实际生产数量，/>表示/>个区域内实际的生产时间，T表示产品的标准工时。
优选的，所述子区域生产质量监测指数是用来监测各子区域内生产质量的变化情况，并预测潜在生产质量问题的发生，通过子区域生产性能系数以及子区域产品质量偏度系数/>进行计算，得出子区域生产质量监测指数/>，/>表示子区域生产性能系数的占比权重，/>表示子区域产品质量偏度系数的占比权重。
优选的，所述生产质量控制模块通过子区域生产质量监测指数对各子区域内各项产生参数的变化趋势进行实时监测，及时预测出生产质量所存在的问题，并对异常区域进行位置标记，立即向预警反馈模块传达生产质量所存在的问题，避免生产中断和不良品的产生；若子区域生产质量监测指数<预设的标准生产质量监测指数/>，则生产过程中存在生产质量的问题，并适当对相关生产参数进行自动调整，若子区域生产质量监测指数/>>预设的标准生产质量监测指数/>，则继续对生产过程中的生产质量进行监测。
优选的，所述子区域生产质量修正系数是先设定预设的标准生产质量监测指数，再由子区域生产质量监测指数/>与预设的标准生产质量监测指数/>进行比较，计算得出子区域生产质量修正系数/>，通过子区域生产质量修正系数判断各子区域生产质量的优良，进而对各子区域内生产质量进行控制。
优选的，所述预警反馈模块是通过监测所生成的生产监测报告发送至生产管理人员终端，将生产质量变化提供给生产管理人员进行参考，对于所检测到产品质量异常，通过自动触发报警系统并停机，防止次品继续生产，再通过计算出的子区域生产质量修正系数的正负值给出对应的生产建议，并自动匹配生产质量优化方案，对生产过程进行优化和改进。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过设有生产数据采集模块对生产数据进行实时采集和监测，并进行区域划分，生产数据处理模块处理得到生产过程参数、设备状态数据、产品质量数据以及生产实时数据，通过生产数据分析模块分析得到子区域生产性能系数以及子区域产品质量偏度系数，生产质量监测模块分析计算出子区域生产质量监测指数，生产质量修正模块对比得出生产质量修正模块，通过生产质量控制模块对各子区域内生产过程和产品的质量进行监测、控制和预测，并对预测出生产时出现的质量问题和异常情况进行定位，通过预警反馈模块将生产质量预测结果向生产管理人员进行反馈，并对于预测出的生产时出现的质量问题和异常情况进行自动报警，通过动态化的数据分析对生产过程进行实时监测和控制，有利于准确地分析出生产质量问题，方便及时应对新情况生产过程中的发生，并通过对生产数据的全方面监控，能及时发现生产过程中的质量问题，并对管理人员进行报警，可以使管理人员及时对生产质量问题采取解决措施，进而减少了生产成本和时间，提高了产品的合格率。
附图说明
图1为本发明的一种用于自动化生产的智能监测系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种用于自动化生产的智能监测系统并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种用于自动化生产的智能监测系统，包括：
生产数据采集模块：用于在生产线的各位置安装传感器节点，与使用专门的数据采集仪器相结合对生产数据进行采集，将采集的生产线数据输入电脑端，根据摄像头对生产数据进行实时监测，并按功能区域划分成若干个子区域，同时将采集的生产数据传输至生产数据处理模块。
本实施例中，生产数据采集模块是通过传感器节点与数据采集仪器相结合将采集到的数据通过无线通信方式传输给云平台，实时地采集各种不同类型生产数据，并对生产线的运行状态进行实时监控，通过将生产数据按系统的功能进行划分，编号为1,2,3，……，n，监测并分析各子区域功能的质量指标，找出改进的方向。
需要具体说明的是，通过生产数据采集模块实现对生产过程中关键环节和参数的全面监测和数据采集，为质量控制提供可靠的数据支持，同时也为生产优化和持续改进提供了依据，通过区域划分可以快速确定出现问题的具体区域，加快问题定位的速度，同时清楚了解每个区域的资源使用情况，有助于优化资源分配，避免资源过度分配或不足分配的情况发生提高生产效率。
生产数据处理模块：用于对各子区域生产数据进行处理，得到子区域生产过程参数、子区域生产设备状态数据、子区域产品质量数据以及子区域生产实时数据，并将处理的结果传输至生产数据分析模块。
本实施例中，生产数据处理模块对各子区域生产数据进行分类汇总，整理得到影响生产质量的关键参数；子区域生产过程参数包括温度、压力以及湿度；子区域生产设备状态数据包括设备运行时间、故障次数以及维修记录；子区域产品质量数据包括产品的外观质量、尺寸精度以及材料物理性能；子区域生产实时数据包括生产速率、生产数量、合格率以及不合格率。
需要具体说明的是，生产数据处理模块方便在生产过程中实时收集和处理数据，帮助生产线上的工作人员及时了解产品质量情况，并及时采取相应的措施进行调整和改进，通过自动化的数据处理和分析，减少由人为监测和判断所导致错误的发生，提高质量控制的准确性和可靠性。
生产数据分析模块：用于对各子区域生产数据进行分析，得到子区域生产性能以及子区域产品质量偏度，并将分析的结果传输至生产质量监测模块。
本实施例中，生产数据分析模块通过对各子区域生产数据进行分析，以识别生产过程中的趋势、异常和模式，并实时监测各子区域生产参数的变化情况；
子区域生产性能系数的具体计算公式为，/>表示第i个子区域产品的合格率，/>表示第i个子区域合格产品中检测出的不合格率，/>表示第i个子区域生产速率，/>表示第i个子区域产品的错检率，/>表示第i个子区域产品的漏检率，i表示第i个子区域；第i个子区域产品的错检率的具体计算公式为/>，/>表示第i个子区域抽样数量，/>表示第i个子区域检测出的产品不合数，/>表示第i个子区域在合格品中检出不合格品数，/>表示第i个子区域不合格产品中的合格产品数；第i个子区域漏检率/>；
子区域产品质量偏度系数具体的计算公式为，/>表示第i个子区域产品尺寸精度，/>表示第i个子区域产品的合格率，/>表示第i个子区域生产速率，/>表示第i个子区域设备的故障发生率，/>表示第i个子区域设备运行时间，表示第i个子区域产品不合格率的标准差；
第i个子区域生产速率的具体计算公式，/>表示温度影响因子，/>表示/>个区域内产品的实际生产数量，/>表示/>个区域内实际的生产时间，T表示产品的标准工时。
需要具体说明的是，生产数据分析模块通过实时收集和分析生产过程中的数据，实时监测产品质量，及时发现和纠正生产中的问题，减少产品缺陷率，并及时识别出生产过程中的异常情况或潜在问题，并通过自动化调整和优化生产参数，提高生产效率和产品质量；
产品不合格率的标准差的具体计算公式为/>，r表示检测的次数，/>表示第j次检测的产品不合格率，/>表示所以检测不合格率的平均值。
生产质量监测模块：用于对子区域生产性能系数以及子区域产品质量偏度系数进行分析并推导，计算得出子区域生产质量监测指数。
本实施例中，子区域生产质量监测指数是用来监测各子区域内生产质量的变化情况，并预测潜在生产质量问题的发生，通过子区域生产性能系数以及子区域产品质量偏度系数/>进行计算，得出子区域生产质量监测指数/>，/>表示子区域生产性能系数的占比权重，/>表示子区域产品质量偏度系数的占比权重。
生产质量修正模块：用于对子区域生产质量监测指数与预设的标准生产质量监测指数进行对比得到子区域生产质量修正系数。
本实施例中，子区域生产质量修正系数是先设定预设的标准生产质量监测指数，再由子区域生产质量监测指数/>与预设的标准生产质量监测指数/>进行比较，计算得出子区域生产质量修正系数/>，通过子区域生产质量修正系数判断各子区域生产质量的优良，进而对各子区域内生产质量进行控制。
需要具体说明的是，生产质量监测模块通过对生产过程中的数据进行分析和比对，及时发现生产质量的问题，避免生产出次品或者出现其他质量问题，并找出生产过程中的潜在问题和改进空间，提高生产质量和效率。
生产质量控制模块：基于子区域生产质量监测指数对各子区域内生产过程和产品的质量进行监测和预测，通过子区域生产质量修正系数对各子区域内产品质量进行控制，并对预测出生产时出现的质量问题和异常情况进行定位。
本实施例中，生产质量控制模块通过子区域生产质量监测指数对各子区域内各项产生参数的变化趋势进行实时监测，及时预测出生产质量所存在的问题，并对异常区域进行位置标记，立即向预警反馈模块传达生产质量所存在的问题，避免生产中断和不良品的产生；若子区域生产质量监测指数<预设的标准生产质量监测指数/>，则生产过程中存在生产质量的问题，并适当对相关生产参数进行自动调整，若子区域生产质量监测指数/>>预设的标准生产质量监测指数/>，则继续对生产过程中的生产质量进行监测。
需要具体说明的是，通过生产质量控制模块实现生产过程的自动化控制，减少人工干预的机会，提高生产效率和生产质量，节约人力资源和减少废品率，从而降低生产成本，同时能自动识别和报警生产过程中的异常情况，帮助员工及早发现和解决问题，提高产品质量。
预警反馈模块：基于接收生产质量预测结果向生产管理人员进行反馈，自动生成生产监测报告，并根据子区域生产质量修正系数给出对应生产建议和生产质量优化方案，同时对于预测出的生产时出现的质量问题和异常情况进行自动报警，提醒生产管理人员对生产过程进行及时调整。
本实施例中，预警反馈模块是通过监测所生成的生产监测报告发送至生产管理人员终端，将生产质量变化提供给生产管理人员进行参考，对于所检测到产品质量异常，通过自动触发报警系统并停机，防止次品继续生产，再通过计算出的子区域生产质量修正系数的正负值给出对应的生产建议，并自动匹配生产质量优化方案，对生产过程进行优化和改进。
需要具体说明的是，通过预警反馈模块及时感知到生产过程中的异常情况，并发出预警信号，有助于在问题发生之前就采取相应的措施，并实时地监测生产过程中的关键参数和指标，及时发现和解决潜在的问题，提高产品质量。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种用于自动化生产的智能监测系统，其特征在于：包括：
生产数据采集模块：用于在生产线的各位置安装传感器节点，与数据采集仪器相结合对生产数据进行采集，将采集的生产线数据输入电脑端，根据摄像头对生产数据进行实时监测，并按功能区域划分成若干个子区域，同时将采集的生产数据传输至生产数据处理模块；
生产数据处理模块：用于对各子区域生产数据进行处理，得到子区域生产过程参数、子区域生产设备状态数据、子区域产品质量数据以及子区域生产实时数据，并将处理的结果传输至生产数据分析模块；
生产数据分析模块：用于对各子区域生产数据进行分析，得到子区域生产性能系数以及子区域产品质量偏度系数，并将分析的结果传输至生产质量监测模块；
生产质量监测模块：用于对子区域生产性能系数以及子区域产品质量偏度系数进行分析并推导，计算得出子区域生产质量监测指数；
生产质量修正模块：用于对子区域生产质量监测指数与预设的标准生产质量监测指数进行对比得到子区域生产质量修正系数；
生产质量控制模块：基于子区域生产质量监测指数对各子区域内生产过程和产品的质量进行监测和预测，通过子区域生产质量修正系数对各子区域内产品质量进行控制，并对预测出生产时出现的质量问题和异常情况进行定位；
预警反馈模块：基于接收生产质量预测结果向生产管理人员进行反馈，自动生成生产监测报告，并根据子区域生产质量修正系数给出对应生产建议和生产质量优化方案，同时对于预测出的生产时出现的质量问题和异常情况进行自动报警，提醒生产管理人员对生产过程进行及时调整；
所述生产数据采集模块是通过传感器节点与数据采集仪器相结合将采集到的数据通过无线通信方式传输给云平台，实时地采集各种不同类型生产数据，并对生产线的运行状态进行实时监控，通过将生产数据按系统的功能进行划分，编号为1,2,3，……，n，监测并分析各子区域功能的质量指标，找出改进的方向；
所述生产数据处理模块对各子区域生产数据进行分类汇总，整理得到影响生产质量的关键参数；所述子区域生产过程参数包括温度、压力以及湿度；所述子区域生产设备状态数据包括设备运行时间、故障次数以及维修记录；所述子区域产品质量数据包括产品的外观质量、尺寸精度以及材料物理性能；所述子区域生产实时数据包括生产速率、生产数量、合格率以及不合格率；
所述生产数据分析模块通过对各子区域生产数据进行分析，以识别生产过程中的趋势、异常和模式，并实时监测各子区域生产参数的变化情况；
所述子区域生产性能系数的具体计算公式为，/>表示第i个子区域产品的合格率，/>表示第i个子区域合格产品中检测出的不合格率，/>表示第i个子区域生产速率，/>表示第i个子区域产品的错检率，/>表示第i个子区域产品的漏检率，i表示第i个子区域；所述第i个子区域产品的错检率的具体计算公式为/>，表示第i个子区域抽样数量，/>表示第i个子区域检测出的产品不合数，/>表示第i个子区域在合格品中检出不合格品数，/>表示第i个子区域不合格产品中的合格产品数；所述第i个子区域漏检率/>；
所述子区域产品质量偏度系数具体的计算公式为，/>表示第i个子区域产品尺寸精度，/>表示第i个子区域设备的故障发生率，/>表示第i个子区域设备运行时间，/>表示第i个子区域产品不合格率的标准差；
所述第i个子区域生产速率的具体计算公式，/>表示温度影响因子，/>表示/>个区域内产品的实际生产数量，/>表示/>个区域内实际的生产时间，T表示产品的标准工时；
所述子区域生产质量监测指数是用来监测各子区域内生产质量的变化情况，并预测潜在生产质量问题的发生，通过子区域生产性能系数以及子区域产品质量偏度系数/>进行计算，得出子区域生产质量监测指数/>，/>表示子区域生产性能系数的占比权重，/>表示子区域产品质量偏度系数的占比权重；
所述生产质量控制模块通过子区域生产质量监测指数对各子区域内各项产生参数的变化趋势进行实时监测，及时预测出生产质量所存在的问题，并对异常区域进行位置标记，立即向预警反馈模块传达生产质量所存在的问题，避免生产中断和不良品的产生；若子区域生产质量监测指数<预设的标准生产质量监测指数/>，则生产过程中存在生产质量的问题，并适当对相关生产参数进行自动调整，若子区域生产质量监测指数/>>预设的标准生产质量监测指数/>，则继续对生产过程中的生产质量进行监测；
所述子区域生产质量修正系数是先设定预设的标准生产质量监测指数，再由子区域生产质量监测指数/>与预设的标准生产质量监测指数/>进行比较，计算得出子区域生产质量修正系数/>，通过子区域生产质量修正系数判断各子区域生产质量的优良，进而对各子区域内生产质量进行控制；
所述预警反馈模块是通过监测所生成的生产监测报告发送至生产管理人员终端，将生产质量变化提供给生产管理人员进行参考，对于所检测到产品质量异常，通过自动触发报警系统并停机，防止次品继续生产，再通过计算出的子区域生产质量修正系数的正负值给出对应的生产建议，并自动匹配生产质量优化方案，对生产过程进行优化和改进；
所述产品不合格率的标准差的具体计算公式为/>，r表示检测的次数，/>表示第j次检测的产品不合格率，/>表示所以检测不合格率的平均值。
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| 过程质量实时监控在烟草制丝生产线中的应用;赵家庆等;自动化与仪器仪表;20151225(第12期);第22-24页 * |
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