CN1393808A - 生产现场信息采集监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种生产现场信息采集监控方法及系统，通过可产生第一信号的一种现场信息采集器，可自动产生第二信号的机台，与现场信息采集器、机台连接，获取第一信号及第二信号的信息采集计算机，反映生产现场机台及机台对应的工位异常的监控模块，具有人机界面以及数据库的计算机设备，实时地采集生产现场的信息，并进行整合处理，产生各类相关报表及制程与设备异常状况警报，实现厂区生产现场信息的实时收集与实时监控。

Description

生产现场信息采集监控方法及系统

本发明是一种生产现场信息采集监控方法及系统，尤指一种可以通过生产信息的实时采集、自动分析，生成相关报表与制程/设备异常警报，并可以通过网络系统与外部信息系统进行信息交换，实现厂区生产实时监控的方法及系统。

近年来，主从式架构计算机网络技术，关系数据库系统(RDBMS)，图形使用者界面(GUI)等信息技术的发展为企业信息化建设带来契机，如企业资源规划(Enterprise ResourcePlanning)，供应链管理(Supply Chain Management)，客户关系管理(Customer Relationship Management)等，这对提高企业生产、库存、采购、销售的效率，减少费用，提供极大的帮助。但生产厂区现场作为制造型企业的基本组成部分，目前其生产信息的采集主要依靠于人工作业，即下班时生产线线长填表之后交给相关的管理人员，再由管理人员进行信息整理分析处理，这会出现如下的问题：无法立即知道与掌握现场状况，如生产的实时产量、产能的利用率、良品率等，及对于生产的非正常停产与生产设备的故障无法及时反应与处理，以致影响正常的生产。对于每目的生产信息，必须投入大量人力收集及重复抄写，并会耗费较长时间，故所得到的信息已失去时效性，而且利用人工的收集抄写极容易出错而使得收集的生产信息缺乏准确性。不同部门会根据不同的信息需求重复投入人力收集类似的生产信息，且会因为所收集到的信息不尽一致而各执一词。生产信息数量太过于庞大及复杂而难于整理分析，导致找不到问题的重点。

因此，利用主从式架构计算机网络技术、关系数据库系统、图形使用者界面、国际互联网等信息技术为企业提供一种生产信息采集监控系统对生产现场信息进行实时采集、整合处理及实时监控实为必需。

本发明的目的在于提供一种可实时地采集现场生产产量、不良品数量、生产状况等信息，并进行整合处理，生成相关报表与制程/设备异常状况警报的生产信息采集监控方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：本发明提供一种生产现场信息采集监控方法及系统，实现厂区的生产信息实时收集与实时监控。该系统包括一种现场信息采集器，它置于机台前侧。根据生产现场的情况，现场机台操作人员可通过对该种采集器进行操作，产生反映生产现场不良品种类、数量或是制程、设备运行状况的信号。该系统还包括由机台自动产生的信号，这两种信号可被信息采集计算机所获得，并转换成计算机设备所能识别并整合处理的实时信息。

本发明还包括一计算机设备，该计算机设备包括一数据库，用于存储所获得的产量计数，制程/设备运行状况、周期排配信息。该计算机设备提供一人机界面，生产企划人员可通过该界面录入周期生产排配信息。通过该界面还可以对数据库进行查询，获得相关报表。计算机设备包括一可程序化人工智能诊断与防呆装置提供网络自检、信息采集计算机当机异常自检、生产异常自检，并生成异常警报日记提示。当数据库进行信息刷新时，如果通过可程序化自动判断装置检测到生产异常或设备异常信息，系统将自动通过对应于生产现场具体工位机台的警报装置，发出反映特定机台故障或制程异常的警报。

本发明的生产信息采集监控方法及系统还可以通过与企业内部网络或国际互联网连接，使得计算机设备可以与本系统外部的信息系统进行信息交换，远程客户可以通过企业内部网络或国际互联网对该计算机设备进行查询访问。

相较于现有技术，本发明提供了一种生产信息采集监控方法及系统，通过对生产现场信息的实时采集，并进行整合处理，生成相关报表及制程/设备状况异常的警报，实现实时监控生产状况，实时监控制程、设备运行状况，简化企业的管理流程，提高企业的管理效率。

下面结合附图及较佳实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的生产信息采集监控系统总体架构图。

图2为第一图的生产信息采集监控系统中信息采集模块的详细结构图。

图3为现场采集器面板示意图。

图4为第一图的生产信息采集监控系统中计算机设备的详细图解。

图5为第一图的生产信息采集监控系统中人机界面的主页面示意图。

图6为第一图的生产信息采集监控系统中人机界面的同时信息页面显示示意图。

图7为第一图的生产信息采集监控系统中监控模块结构图。

图8为本发明的生产信息采集监控系统数据流程图。

如图1所示，为本发明的生产现场信息采集监控系统的总体架构图。该生产信息采集监控系统1包括多个信息采集模块(module)10用于生产现场信息收集及转换，计算机设备20用于信息存取及整合处理，以及多个监控模块30用于对生产现场实时监控及自动生成反映制程或设备异常警报。本发明的生产信息采集监控系统1还可以通过网络系统2(这里指的是国际互联网(Internet)或企业内部网络)与外部信息系统6进行信息交换。不同的客户端5可通过网络系统2对计算机设备20进行查询访问，得到相关的生产实时信息。

如图2所示，该图为本发明的生产现场信息采集监控系统1的信息采集模块10的详细架构图，该信息采集模块10包括多个不同类型、型号、用途的机台107，每一机台107对应于一个工位(图中未标出)，现场信息采集器108，每个现场信息采集器108对应一台机台107，信息采集计算机102，以及用于连接机台107、现场信息采集器108、信息采集计算机102以进行通讯联系的通讯控制器106与通讯转换器104。其中现场信息采集器108，置于机台107的前侧，由现场机台107操作员(图中未标出)根据生产现场的具体情况，对现场信息采集器108进行相对应的操作，以产生反映生产现场实时信息的第一信号1080。机台107在工作时自动的发出可反映该机台107对应的工位(图中未标出)生产产量计数的第二信号1070。通讯控制器106与通讯转换器104是机台107、现场信息采集器108与信息采集计算机102之间进行通讯连接的中间部件。通讯控制器106与通讯转换器104接收到现场的信号，并确定该信号是由那一具体机台107或是现场信息采集器108所发出。信息采集计算机102，其包括一逻辑处理器1021，将生产现场的机台107所产生的第二信号1070及现场信息采集器108所产生的第一信号1080转换成可为本发明的计算机设备20(请参照第四图)所能识别与处理的数字信号。

如图3所示，该图为现场信息采集器108的面板示意图，其对应的相关功能、操作及各开关、按钮的使用说明如下：

不良品计数功能：与不良品计数功能相关的功能键有〔递增计数〕〔递减计数〕〔计数确认〕〔不良品种类选择〕〔不良品计数显示〕。不良品种类可根据实际的生产情况自行定义，在本发明中根据实际的生产情况定义了八种不良品种类以供本系统进行选择。每班次需在一段时间内或是交班前清点实际不良品数，按不良品种类将选择开关置于相应位置，再使用〔递增/递减计数〕按键输入该种类数量，各种类不良品计数输入完毕确定无误后再按下〔计数确认〕按键即可。

报修功能：其相关的功能键有〔设备报修〕〔模具报修〕〔报修应答〕，其操作步骤如下：(1)现场操作员判明某一特定机台107因设备故障或模具故障原因需停机报修后，将相应的报修开关打开；(2)相应在工务/模修人员值班室内的警报装置302会实时指示出现场区位有某一特定机台107停机待修；(3)工务/模修人员依指示位置到达故障现场后，将报修开关复归于关闭状态，开始维修，直至维修完成后，该机台107再次运行生产时，整个报修及维修过程结束。

〔生产投入〕(开关)：当操作员在开始投入生产时需将开关置于打开状态；生产结束停机或试模时需关闭。

〔换模〕(按钮)：当操作员在该班次中因更换不同产品模具而停产时，应按此按钮。

〔清模〕(按钮)：当操作员在该班次中因清模而停线时，应按此按钮。

〔换料/色〕(按钮)：当操作员在该班次中因换料/换色而停线时，应按此按钮。

〔待料〕(按钮)：当操作员在该班次中因待料而停线时，应按此按钮。

如图4所示，该图为本发明的信息采集监控系统1中计算机设备20的详细图解。计算机设备20的功能与作用在于将信息采集模块10(本图中未标出)采集到的现场信息进行整合处理与存储，并提供查询访问。该计算机设备20包括一数据库202，该数据库202采用开放式关系数据库系统如Microsoft SQL Server数据库。该数据库202可提供查询的信息包含产量计数2022、不良品种类及数量2024、周期生产排配信息2026、制程/设备状况2028。其中制程/设备状况2028的定义如下所示：

生产中：生产正常

        无工令生产

        生产与排配不符

异常停机：设备故障

          模具故障

          换模

          待料中

          清模

          换色/料

          生产调整

不确定：现场通讯错误

待机中：生产结束停机

        未排配生产

        试模/调机其中无工令生产、生产与排配不符、未排配生产等状况是经过数据库202对所收集到来自于生产现场的机台107、现场信息采集器108所发出的实时信息与周期生产排配信息2026进行分析处理而得到，而其它状况可直接来自所获得的生产现场实时信息。

为了系统逻辑可靠性/系统运行稳定性，本发明的计算机设备20还包括一可程序化人工智能诊断与防呆装置206。该防呆保护包括如下误按防呆功能：(1)现场信息采集器总开关(图中未标出)关闭时所有按钮或开关作用无效；(2)生产时所有按钮或开关作用无效；(3)停机时间少于1.5小时所有按钮或开关作用无效；(4)系统自动检知，生成警报日记(Alarm Log)记录，由生产企划人员(图中未标出)人工介入。该防呆保护还包括网络异常自检、信息采集计算机102当机异常自检与生产异常自检。

本发明的信息采集监控系统1其中计算机设备20还包括一人机界面204。如图5所示，该图为本发明的生产信息采集监控系统人机界面主页面2041。本发明的信息采集监控系统1根据实际生产形态的差异把整个生产过程划分为成型2042、冲压2043、烤漆2044、组装2045四个部分。可以根据不同的生产形态点选进入不同的部分。另外，参阅图8所示，对于每一生产形态通过人机界面204可以查询得到的查询结果2032包括同时信息2033，历史信息2034，生产报表2035，生产管理2036。通过生产管理2036的页面生产企划人员可以录入、修改周期生产排配信息2026。

参阅图6所示，是为生产信息采集监控系统1中人机界面204的同时信息页面2046显示示意图。该页面2046显示的信息包括机台号、产品料号、产品名称、日计划产量、日实时产量、机台状态、状态信息等生产现场实时信息。

参阅图7所示，是为本发明的生产现场信息采集监控系统1中监控模块30的架构图。该监控模块30包括一操作端300，及多个警报装置302。其中该操作端300包括一可程序化判断装置3002与一I/O控制卡3004。监控模块30与计算机设备20建立有通讯联系(参考第一图)。当计算机设备20中数据库202进行信息刷新时，操作端300中可程序化判断装置3002将自动运行，判断实时的制程/设备状况2028信息是否反映制程或设备异常。如该实时的制程/设备状况2028反映了制程或设备异常，则该可程序化判断装置3002自动产生某一特定机台107或该机台所对应的工位(图中未标出)的异常警报信息，并通过I/O控制卡3004作用于安装在工务/维修人员值班室(图中未标出)的警报装置302，反映生产现场区位有某一特定机台107待修或该机台107所对应的工位(图中未标出)出现生产异常状况。

参阅图8所示，该图是为本发明信息采集监控系统1的信息流程图。其包括的流程定义如下所述：(A)生产现场操作员(图中未标出)根据生产现场的具体情况对信息采集模块10中现场信息采集器108进行操作，产生可反映该信息采集其108对应的工位的不良品种类与数量，及制程/设备运行状况的第一信号1080。(B)信息采集模块10中机台107自动产生可反映该机台107对应工位产量计数的第二信号1070。(C)信息采集模块10中逻辑处理器1021将其接收到的第一信号1080及第二信号1070转换成反映产量计数2022、不良品种类与数量2023、制程/设备运行状况2024等数位信息。(D)产量计数1022、不良品种类与数量1023、制程/设备运行状况1024被计算机设备20中数据库202所接收、整合处理及存储。(E)生产企划人员(图中未标出)利用计算机设备20所提供的人机界面204录入周期生产排配信息2026，该周期生产排配信息2026被计算机设备20所采集，并经过整合处理后存储于数据库202中。(F)计算机设备20与外部信息系统6进行信息交换。(G)客户端(本图中未标出)通过对计算机设备20进行查询访问，获得查询结果2032，该查询结果2032包括同时信息2033，历史信息2034，生产报表2035。

Claims (9)

1.一种可实现厂区生产信息实时收集与实时监控的生产现场信息采集与监控系统，其特征在于包括：

可产生一第一信号的一种现场信息采集器；

可自动产生一第二信号的机台；

与现场信息采集器、机台连接，获得现场信息采集器所发出的第一信号及机台自动产生的第二信号的信息采集计算机；

反映生产现场机台及机台对应的工位异常的监控模块；

具有人机界面以及数据库的计算机设备。

2.如权利要求项1所述的信息采集与监控系统，其特征在于：其中现场信息采集器产生的第一信号可反映不良品种类、数量的信息或是制程、设备运行状况信息。

3.如权利要求项1所述的信息采集与监控系统，其特征在于：其中现场信息采集器及机台数量上具有任意扩展性。

4.如权利要求项1所述的信息采集与监控系统，其特征在于：其中计算机设备的人机界面可供录入周期生产排配信息，及对数据库中的信息进行查询访问。

5.如权利要求项1所述的信息采集与监控系统，其特征在于：其中计算机设备的数据库用于存储所获得的产量计数、制程、设备运行状况及周期排配信息。

6.如权利要求项1所述的信息采集与监控系统，其特征在于：其中监控模块包括可自动判断反映生产现场制程或机台异常的信息，并自动生成反映某一特定机台的异常警报信息的可程序化判断装置。

7.如权利要求项6所述的信息采集与监控系统，其特征在于：其中监控模块包括实时将警报信息转换为反映生产现场有某一特定机台出现异常的警报的警报装置。

8.如权利要求项1所述的信息采集与监控系统，其特征在于：其中计算机设备可通过网络系统与外部信息系统相连接，进行信息交换。

9.一种可实现厂区生产信息实时收集与实时监控的生产现场信息采集与监控方法，其特征在于包括如下步骤：

对现场信息采集器进行操作以产生第一信号；

机台自动产生第二信号；

通过计算机设备的人机界面录入周期生产排配信息；

与现场信息采集器、机台连接的信息采集计算机，获得现场信息采集器发送的第一信号及机台自动产生的第二信号；

信息采集计算机将第一信号及第二信号转换为计算机设备所能识别及整合处理的数位信息。

将产量计数，制程、设备运行状况、周期排配信息存储至计算机设备的数据库中；

通过计算机设备的人机界面对数据库中的信息进行分析、统计、查询，自动生成相关生产报表；

监控模块检测生产现场机台的异常信息并将其转换为异常警报。

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