CN117784721B - 一种生产水性环保油墨智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产控制领域，尤其涉及一种生产水性环保油墨智能控制系统。本发明为了克服现有技术中安全性低、自动化水平低和稳定性差的缺点，提供了一种生产水性环保油墨智能控制系统。本发明通过远程控制模块对生产设备进行控制，自动配料模块对材料进行自动装配添加，生产出的产品通过AGV控制模块控制AGV小车完成存储；材料检测模块对放入生产设备前的配料进行检测，查看配料和比例是否正确；鉴权模块鉴别命令的真伪，同时安全模块保护水性环保油墨生产设备的安全和生产人员安全。提高了自动化水平，节省人力成本，同时也减少了生产过程中有害气体对人体的危害；提高了产品的稳定性，提高产品的合格率；提高了生产车间和生产设备的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产控制领域，尤其涉及一种生产水性环保油墨智能控制系统。
背景技术
水性环保油墨主要由主剂、溶剂、辅助剂三大类组成，具有无色，无味、透明感强且无毒、无有机挥发物，成本低，来源广等特点，是其它溶剂性上光油所无法相比的。如果加入其它主剂和助剂，还可具有良好的光泽性，耐磨性和耐化学药品性，经济卫生，对包装印刷尤为适合。
水性环保油墨生产过程中主要是依靠人为操控生产设备进行生产，自动化水平低，耗费人力资源，同时水性环保油墨虽然相较传统油墨更加环保，但是生产过程中仍然具有一定量的有害气体易挥发，危害工人健康安全，而且在生产过程中，工人添加材料时手动添加，不同批次的产品各个材料添加量有一定差异，制造的产品容易出现良莠不济的现象，稳定性差。
因此亟需研发一种生产水性环保油墨智能控制系统，来克服现有技术中的缺点。
发明内容
（1）要解决的技术问题
本发明为了克服现有技术中安全性低、自动化水平低和稳定性差的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种生产水性环保油墨智能控制系统。
（2）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种生产水性环保油墨智能控制系统，包括有AGV小车、用户终端和控制系统，其中控制系统包括有：
远程控制模块，用户可以通过用户终端远程控制所述生产水性环保油墨智能控制系统的启动、关闭和为生产水性环保油墨智能控制系统发布任务；
鉴权模块，鉴定用户权限，避免生产水性环保油墨智能控制系统遭到恶意控制；
记录模块，记录生产水性环保油墨智能控制系统的运行日志和为用户下达的生产任务生成对应计划；
清洗模块，根据内部的图像采集装置采集到的图片判断设备状况，特定情况下对设备进行清洗。
安全模块，保护生产水性环保油墨生产设备的安全和生产人员安全；
自动配料模块，控制生产设备自动配置生产所需材料和检测生产材料的配比是否正确；
质量检测模块，用于检测生产出的产品质量是否合格；
AGV控制模块，控制AGV小车完成对生产出的货物进行运输存储。
进一步地，所述配料模块用于控制传送带向生产装置中添加配料，根据预先训练好的机器模型对材料进行配比，根据质检结果对生产材料的配比进行改进，机器模型计算出当前生产环境下所需配料的比例，减少生产环境对生产的影响，计算出所需配料的比例，用数学公式表示为：
y = f(wx + b)
其中y表示模型的输出结果，f是训练函数，w是未受环境影响时的配料的权重，x是输入的环境影响，b是受质检模块传回的信息影响的数值，根据材料比例控制传送带的快慢或管道阀门的大小来添加材料，同时材料配比模块还可用于检测生产材料的配比和余量，通过对生产设备中生产原料的混合物进行取样，通过光谱分析获取图像，再通过图像分析来检测生产设备中原料的配比，同时监测生产材料的余量，当材料的余量低于预设量后发出警报信息。
进一步地，所述质量检测模块用于检测生产出产品的质量，首先将产品具体分析成分和材料配比，然后将产品具体使用，通过图像比对来对产品的应用效果进行判断，判断产品的合格情况，同时可以根据产品的优缺点，生成产品的改进意见。
进一步地，所述鉴权模块用于鉴定用户权限，避免生产水性环保油墨智能控制系统遭到恶意控制，鉴权模块接收到用户终端传递的信息为用户私钥加密的非对称加密命令信息，鉴权模块首先利用公钥对命令信息进行解密，通过私钥的所属鉴别用户身份和权限，当权限通过时，将命令信息交由远程控制模块处理，并将用户身份提交至记录模块。
进一步地，所述远程控制模块可以实现对生产水性环保油墨智能控制系统的远程控制，通过用户在用户终端上下达命令，发送至生产水性环保油墨智能控制系统，生产水性环保油墨智能控制系统鉴定用户权限，通过后执行用户下达的命令。
进一步地所述记录模块通过记录用户在生产水性环保油墨智能控制系统下达的任务时间、在运行时间内生产产品的数量和操作用户生成日志信息，日志信息不可随意修改。
进一步地，所述清洗模块能够判断生产设备内部情况，通过清洗模块内部带有的图像采集装置采集生产设备的图像，清洗模块内部接收到图像后将图像二值化处理，并根据一定的阈值对图像进行归一化处理，将图像内部的轮廓进行提取，若图像内部的轮廓数量超出用户预设数量，则执行清洗操作。
进一步地，所述记录模块能够根据用户下达的生产任务与生产日志做出判断，判断生产任务完成情况，同时能够根据现有进度计算出剩余待生产产品数量，同时计算剩余日期，根据剩余日期和待生产产生数量安排后续的生产计划。
进一步地，所述安全模块用于保护生产水性环保油墨生产设备的安全和生产人员安全，具体通过以下方式：
A1通过记录模块记录运行时间和零件寿命的对比，判断零件的运行时间是否超过了该零件的预期寿命，若超过该零件的预期寿命，则告知工作人员及时更换零件；
A2通过监测生产设备外壳是否带电，对生产设备进行漏电检测，当出现漏电情况时断开电源，向工作人员发送漏电警报。
进一步地，所述AGV控制模块控制AGV小车将生产出的产品运输至存储中心，通过在地面镶嵌磁条来控制AGV小车的移动轨迹，控制AGV小车的电量保护线，当AGV小车电量低于该值时，控制AGV小车执行充电操作。
（3）有益效果
本发明通过远程控制模块对生产设备进行控制，自动配料模块对材料进行自动装配添加，生产出的产品通过AGV控制模块控制AGV小车完成存储，提高了自动化水平，减少了人力资源的消耗，节省人力成本，同时也减少了生产过程中有害气体对人体的危害。
本发明通过材料检测模块对放入生产设备前的配料进行检测，查看配料和比例是否正确，由系统来控制材料的配比，提高了产品的稳定性，减少出现良莠不济的情况，提高产品的合格率。
本发明通过鉴权模块鉴定发出指令的权限等级，鉴别命令的真伪，同时安全模块保护生产水性环保油墨生产设备的安全和生产人员安全，提高了生产车间和生产设备的安全性，降低意外发生的概率。
附图说明
图1为本发明的各个模块示意图。
图2为本发明的运行流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例
本发明提供了这样一种生产水性环保油墨智能控制系统，如图1所示，包括有AGV小车、用户终端和控制系统，其中控制系统包括有：
远程控制模块，用户可以通过用户终端远程控制生产水性环保油墨智能控制系统的启动、关闭和为生产水性环保油墨智能控制系统发布任务；
鉴权模块，鉴定用户权限，避免生产水性环保油墨智能控制系统遭到恶意控制；
记录模块，记录生产水性环保油墨智能控制系统的运行日志和为用户下达的生产计划进行规划；
清洗模块，根据内部的图像采集装置采集到的图片判断设备状况，特定情况下对设备进行清洗。
安全模块，保护生产水性环保油墨生产设备的安全和生产人员安全；
自动配料模块，控制生产设备自动配置生产所需材料和检测生产材料的配比是否正确；
质量检测模块，用于检测生产出的产品质量是否合格；
AGV控制模块，控制AGV小车完成对生产出的货物进行运输存储。
这样用户能够通过远程控制模块可以实现对生产水性环保油墨智能控制系统的远程控制，通过用户在用户终端上下达通过私钥加密后的命令，在用户命令到达远程控制模块前，鉴权模块首先接收用户发出的信息，鉴权模块接收到用户终端传递的信息为用户私钥加密的非对称加密命令信息，鉴权模块首先利用公钥对命令信息进行解密，通过私钥的所属鉴别用户身份和权限，当权限通过时，将命令信息交由远程控制模块处理，并将用户身份提交至记录模块，远程控制模块接收到命令后开始执行用户下达的命令。
这样操作可以实现用户的远程控制，用户操作更加便捷，不必在厂房进行值守也可以控制生产设备的操作，实现人机分离也可以进行生产，减少了人力资源的消耗，节省人力成本，同时也减少了生产过程中有害气体对人体的危害。
当生产水性环保油墨智能控制系统开始运行时，记录模块能够记录生产水性环保油墨智能控制系统的运行时间，同时记录模块能够根据生产水性环保油墨智能控制系统的运行时间，同时根据生产水性环保油墨智能控制系统的运行时间和生产设备的工作效率计算出生产产品的数量并记录，并且能够根据生产水性环保油墨智能控制系统的运行时间、生产产品的数量和操作用户生成日志信息，日志信息不可随意修改。
这样设置可以监控生产水性环保油墨智能控制系统运行的时间，做到监控产量，可以实现对水性环保油墨生产的监控，同时日志信息不可随意更改，数据安全性也有提升，减少了随意修改数据的情况出现，避免出现违规隐瞒产量谋私等情况发生，保护用户的生产安全和利益。
清洗模块能够判断生产设备内部情况，通过清洗模块内部带有的图像采集装置采集生产设备的图像，清洗模块内部接收到图像后将图像二值化处理，并根据用户设定的阈值对图像进行归一化处理，删除图像中区域的内部范围，将图像内部的轮廓进行提取，若图像内部的轮廓数量超出用户预设数量，则执行清洗操作。
通过清洗模块对生产设备内部洁净状态的鉴定，能够实现自主清洗，减少人工操作，避免了危险的发生，同时也提高了生产过程中的自动化水平和降低了人力成本。
进一步地，记录模块不仅能够记录生产过程中的日志信息，同时能够根据用户下达的生产计划与生产日志做出判断，判断生产计划完成情况，同时能够根据现有进度计算出剩余待生产产品数量，同时计算剩余日期，根据剩余日期和待生产产生数量安排后续的生产计划。
避免出现生产计划无法完成的情况，能够及时告知用户距离生产计划的差距和之后的生产计划，减少意外情况出现。
安全模块用于保护生产水性环保油墨生产设备的安全和生产人员安全，具体通过以下方式：
A1通过记录模块记录运行时间和零件寿命的对比，判断零件的运行时间是否超过了该零件的预期寿命，若超过该零件的预期寿命，则告知工作人员及时更换零件；
A2通过监测生产设备外壳是否带电，对生产设备进行漏电检测，当出现漏电情况时断开电源，向工作人员发送漏电警报。
该操作提高了生产车间和生产设备的安全性，更好地保护生产车间内部人员的安全，降低意外发生的概率，同时对设备的零件寿命进行提前预警，设备的维护更加方便，降低出现零件损坏设备不能正常运行的风险。
在生产设备运行过程中，配料模块用于控制传送带向生产装置中添加配料，配料模块控制传送带携带配料自动添加至生产装置中完成自动配料，同时通过控制传送带的快慢或管道阀门的大小来调整材料添加的比例。
配料模块还可以在生产过程中检测生产材料的配比，配料模块首先根据预先训练好的机器模型对材料进行配比，根据质检模块发来的质检结果，对生产材料的配比进行改进，同时根据当前环境，通过机器模型计算出当前生产环境下所需配料的比例，减少生产环境对生产的影响，计算出所需配料的比例，减少因为外部环境差异，导致生产产品的合格性降低，通过根据环境信息及时调整生产材料的配比，减少因为外部环境对生产的影响，同时可以根据生产结果实时改进生产配方，提高产品的质量。
值得注意的是，机器模型根据用户预设的材料，结合生产的历史记录，自主进行配比，多次模拟通过当前配比生产出的产品结果，逐步改良配方，直至机器模型获取的产品合格率到达90%开始使用，在机器模型训练的过程中，添加各种生产环境的变化因素，根据不同环境的影响获取产品质量的变化，同时变化材料的配比关系，寻找材料和环境的相关度，以使机器模型获取不同生产环境对产品的影响，学习根据生产环境的变化实时改良生产的配方，用数学公式表示为：
y = f(wx + b)
其中y表示模型的输出结果，f是训练函数，w是配料的权重，x是输入的环境影响，b是受质检模块传回的信息影响的数值。
计算出配料的比例后通过对生产设备中生产原料的混合物进行取样，通过光谱分析获取图像，再通过图像分析来检测生产设备中原料的配比，通过比对理想配料的光谱分析仪获取的图像和实际光谱分析仪获取的图像之间的差异来判断各种配料之间比例的差异，遍历两张图像的像素，分别计算两张图像像素代表的具体数值之间的差异，具体公式为：
DIF=∑(xi - yi)^2
其中xi 代表理想配比图像的第i个像素的具体数值,yi 代表实际图像的第i个像素的具体值,当DIF大于20则认为材料配比错误，当材料比例错误时立即停止传送带，并向工作人员发出提示信息。
同时配料模块可以监测生产材料的余量，当材料的余量低于工作人员预设量后发出警报，并向工作人员发出提示信息，避免出现原材料不足导致生产出系统持续运行，对用户造成不必要的损失，实时监测生产配料的余量，使得生产过程能够顺利进行。
该操作由系统来控制材料的配比，提高了产品的稳定性，减少出现良莠不齐的情况，提高产品的合格率，同时减少人力资源的使用，仅依靠系统可以完成对生产过程的监督和生产，提高工厂的自动化水平。
产品通过生产水性环保油墨智能控制系统生产出后，智能控制系统的质量检测模块可以对产品进行质检，首先将产品具体分析成分和材料配比，然后将产品具体使用，通过图像比对来对产品的应用效果进行判断，判断产品的合格情况，同时可以根据产品的优缺点，生成产品的改进意见。
首先将油墨的图像转化为灰度图像，计算灰度图像的灰度值，以此来辨别生产的油墨的色泽，然后将油墨印刷在白色纸制品上，对比油墨原始色度和印刷品色度，检测油墨的遮盖能力和着色力。
其中AGV控制模块控制AGV小车将产品托运至存储中心，在生产出的产品质检合格后，由AGV小车将产品运送至仓储中心，通过在地面镶嵌磁条来控制AGV小车的移动轨迹，控制AGV小车的电量保护线，当AGV小车电量低于该值时，控制AGV小车执行充电操作。
因为本系统可以实现高度自动化生产，人力需求少，车间地面镶嵌磁条来控制AGV小车的移动轨迹对人员的影响较小，同时AGV小车的工作效率比人工更高，同时AGV控制模块还考虑到AGV小车的充电问题，不会出现因为电量不足导致AGV小车宕机在磁条路线上，从而导致AGV小车集体瘫痪的情况出现。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种生产水性环保油墨智能控制系统，其特征在于，包括有AGV小车、用户终端和控制系统，其中控制系统包括有：
远程控制模块，用户可以通过用户终端远程控制所述生产水性环保油墨智能控制系统的启动、关闭和为生产水性环保油墨智能控制系统发布任务；
鉴权模块，鉴定用户权限，避免生产水性环保油墨智能控制系统遭到恶意控制；
记录模块，记录生产水性环保油墨智能控制系统的运行日志和为用户下达的生产任务生成对应计划；
清洗模块，根据内部的图像采集装置采集到的图片判断设备状况，特定情况下对设备进行清洗；
安全模块，保护生产水性环保油墨生产设备的安全和生产人员安全；
自动配料模块，控制生产设备自动配置生产所需材料和检测生产材料的配比是否正确；
质量检测模块，用于检测生产出的产品质量是否合格；
AGV控制模块，控制AGV小车完成对生产出的货物进行运输存储；
所述配料模块用于控制传送带向生产装置中添加配料，根据预先训练好的机器模型对材料进行配比，根据质检结果对生产材料的配比进行改进，机器模型计算出当前生产环境下所需配料的比例，减少生产环境对生产的影响，计算出所需配料的比例，用数学公式表示为：
y = f(wx + b)
其中y表示模型的输出结果，f是训练函数，w是未受环境影响时的配料的权重，x是输入的环境影响，b是受质检模块传回的信息影响的数值，根据材料比例控制传送带的快慢或管道阀门的大小来添加材料，同时材料配比模块还可用于检测生产材料的配比和余量，通过对生产设备中生产原料的混合物进行取样，通过光谱分析获取图像，再通过图像分析来检测生产设备中原料的配比，同时监测生产材料的余量，当材料的余量低于预设量后发出警报信息；
计算出配料的比例后通过对生产设备中生产原料的混合物进行取样，通过光谱分析获取图像，再通过图像分析来检测生产设备中原料的配比，通过比对理想配料的光谱分析仪获取的图像和实际光谱分析仪获取的图像之间的差异来判断各种配料之间比例的差异，遍历两张图像的像素，分别计算两张图像像素代表的具体数值之间的差异，具体公式为：
DIF=∑(xi - yi)^2
其中xi 代表理想配比图像的第i个像素的具体数值,yi 代表实际图像的第i个像素的具体值,当DIF大于20则认为材料配比错误，当材料比例错误时立即停止传送带，并向工作人员发出提示信息。
2.根据权利要求1所述的一种生产水性环保油墨智能控制系统，其特征在于，所述质量检测模块用于检测生产出产品的质量，首先将产品具体分析成分和材料配比，然后将产品具体使用，通过图像比对来对产品的应用效果进行判断，判断产品的合格情况，同时可以根据产品的优缺点，生成产品的改进意见。
3.根据权利要求1所述的一种生产水性环保油墨智能控制系统，其特征在于，所述鉴权模块用于鉴定用户权限，避免生产水性环保油墨智能控制系统遭到恶意控制，鉴权模块接收到用户终端传递的信息为用户私钥加密的非对称加密命令信息，鉴权模块首先利用公钥对命令信息进行解密，通过私钥的所属鉴别用户身份和权限，当权限通过时，将命令信息交由远程控制模块处理，并将用户身份提交至记录模块。
4.根据权利要求3所述的一种生产水性环保油墨智能控制系统，其特征在于，所述远程控制模块可以实现对生产水性环保油墨智能控制系统的远程控制，通过用户在用户终端上下达命令，发送至生产水性环保油墨智能控制系统，生产水性环保油墨智能控制系统鉴定用户权限，通过后执行用户下达的命令。
5.根据权利要求1所述的一种生产水性环保油墨智能控制系统，其特征在于，所述记录模块通过记录用户在生产水性环保油墨智能控制系统下达的任务时间、在运行时间内生产产品的数量和操作用户生成日志信息，日志信息不可随意修改。
6.根据权利要求1所述的一种生产水性环保油墨智能控制系统，其特征在于，所述清洗模块能够判断生产设备内部情况，通过清洗模块内部带有的图像采集装置采集生产设备的图像，清洗模块内部接收到图像后将图像二值化处理，并根据一定的阈值对图像进行归一化处理，将图像内部的轮廓进行提取，若图像内部的轮廓数量超出用户预设数量，则执行清洗操作。
7.根据权利要求1所述的一种生产水性环保油墨智能控制系统，其特征在于，所述记录模块能够根据用户下达的生产任务与生产日志做出判断，判断生产任务完成情况，同时能够根据现有进度计算出剩余待生产产品数量，同时计算剩余日期，根据剩余日期和待生产产生数量安排后续的生产计划。
8.根据权利要求1所述的一种生产水性环保油墨智能控制系统，其特征在于，所述安全模块用于保护生产水性环保油墨生产设备的安全和生产人员安全，具体通过以下方式：
A1通过记录模块记录运行时间和零件寿命的对比，判断零件的运行时间是否超过了该零件的预期寿命，若超过该零件的预期寿命，则告知工作人员及时更换零件；
A2通过监测生产设备外壳是否带电，对生产设备进行漏电检测，当出现漏电情况时断开电源，向工作人员发送漏电警报。
9.根据权利要求1所述的一种生产水性环保油墨智能控制系统，其特征在于，所述AGV控制模块控制AGV小车将生产出的产品运输至存储中心，通过在地面镶嵌磁条来控制AGV小车的移动轨迹，控制AGV小车的电量保护线，当AGV小车电量低于所述电量保护线时，控制AGV小车执行充电操作。
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