精品資料（2021-2022年收藏的）流水線企業(yè)生產監(jiān)控調度系統(tǒng)

1、流水線企業(yè)生產管理多媒體MES系統(tǒng)系統(tǒng)實現背景及描述在當前國際國內環(huán)境下，物價持續(xù)上漲，企業(yè)生產經營所有環(huán)節(jié)成本成倍增加。作為企業(yè)如何減少損失是首要任務。人員工資在漲，生產效率不變，進一步增加了企業(yè)的負擔。如何節(jié)省企業(yè)運作成本，提升在困境中求生存、發(fā)展的能力，是每個企業(yè)管理者追求的目標。在人員與工種眾多、管理環(huán)節(jié)及方式復雜的密集型生產企業(yè)里，由于工作內容多樣化、不可預見化，將各級生產運作人員每日工作內容數字化是件困難的事情，即有條件下只能靠人工記錄工作事項，寵大的人工工作量決定這是不可行的。在科技日新月異的今日，能不能利用現代化手段來實現這些管理需求呢？答案是有的。我們系統(tǒng)的實現方法是依托制造

2、業(yè)的MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)，manufacturing execution system），增加有效技術手段，可靠記錄生產運轉人員關鍵工作內容起始段時間、工作位置，將密集型生產企業(yè)每個環(huán)節(jié)每個人員工作量數字化。并且通過錄像疊加技術，將關鍵生產環(huán)節(jié)工作內容及實時重要數據整合到畫面加以保存，達到有據可查。 在生產制造領域，制造執(zhí)行系統(tǒng)是一個目前的制造業(yè)的一個焦點學科，與傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)不同，MES系統(tǒng)直接面向生產設備。MES系統(tǒng)的運行，依靠對生產現場設備的各項運行參數進行在線監(jiān)控，并進行相應的交互處理，然后通過各種方式，向生產現場反饋各類處理結果，從而實現提高生產效率，降低能耗，確保產品品質,最終達

3、到降低生產成本,增加企業(yè)效益,增強企業(yè)市場競爭力的目的。我們的系統(tǒng)應用目前成熟的網絡與通信技術、音視頻多媒體技術、單片機與嵌入式技術、面向對象的軟件開發(fā)技術、大中型數據庫技術，結合企業(yè)已有的資源管理（ERP）系統(tǒng)，辦公自動化(OA)系統(tǒng),再加以相應的軟件與硬件開發(fā)，從而整合成我們的智能化、多媒體流水企業(yè)生產監(jiān)控調度系統(tǒng)。具體如何量化呢？生產型企業(yè)現階段主要突出考慮以下兩種情況，我們給以相關解決方案：1.一線生產員工量化工作考核員工工作量一般以生產數量來考核，有的企業(yè)在后期還需要質檢人員對關鍵生產環(huán)節(jié)的生產質量進行考核。如何將這么多環(huán)節(jié)內容考核結果適時準確的結合及體現出來，并且保證考核目標正確無

4、誤？這就是我們這套系統(tǒng)要做的。具體實現過程大同小異，我們在此以極具代表性的針織企業(yè)為例。某針織企業(yè)的一線生產工人，一人可以看守三到四臺針織圓機，除了正常的上下紗綻及下布疋外，還要實時查看機器生產情況，及時發(fā)現解決問題。那么針對該員工我們需要記錄的工作內容數據及方式為：在每臺針織圓機上放置一單片機嵌入式終端，該終端如下圖所示：員工上下班時在需要交接紡織機臺打交接班卡。假如該公司規(guī)定8點為上下班時間，交接班時間不超過正負5分鐘。交接時上下班人員互打下班卡、上班卡，卡為公司通用考勤ID卡（卡信息可以經考勤系統(tǒng)導入也可以自行初始化到MES數據庫）。這樣當天當班工作時間從打上班卡開始到打卡下班結束為區(qū)間

5、計算，中間如有急事外出經請示班組長后找代班人員臨時代班，同樣需要打交接班卡。這樣一個生產工人一天的工作時間地點都有記錄可查及統(tǒng)計。交完班后開始正常生產作業(yè)。拿到需要織造的布票（企業(yè)安排生產人員打印好的條形碼布票），準備好生產材料后用嵌入式終端所掛條碼掃描槍掃描數據后開動紡織圓機生產。嵌入式終端通過傳感器接口采集紡織機器轉速信息并顯示在終端上，同時傳送轉速信息及轉數到中心數據庫保存。中間若是發(fā)生紡織機器斷針或者設備故障等問題，需要通過嵌入式終端輸入請求幫助代碼按確認，后臺收到數據利用合成廣播系統(tǒng)語音合成請求內容廣播到指定類型人員工作處，并輔以ERP系統(tǒng)顯示實時消息。相關維修人員收到請求后趕到請求

6、機臺現場，在機臺上刷卡，終端讀取卡信息保存到中心數據庫。機修人員檢查修理問題，這中間有可能產生轉數，布面有可能是受損的調校布。維修結束后，該機修人員在終端上輸入具體維修問題通用定義代碼并再次刷卡結束維修。機器恢復正常后繼續(xù)生產。達到紡織機器預設定的生產轉數后機器要自動停機以完成下布工作。將布疋取出后包好，再次掃描開始生產時的布票號。前后兩次掃描過程表示該匹布完整生產結束。然后將布票號單扎于包裝好布匹上，送入磅布處。磅布處收到該匹布后進行稱重掃描，稱得重量錄入數據庫，與所掃描布疋號對應。然后進入驗布流程。驗布人員取得該單布后，ERP系統(tǒng)顯示該布生產情況，哪臺機器生產，由誰控制生產過程，中間有無機

7、器故障，若有故障維修則給出提醒。提醒內容為該布自X轉開始維修，維修時共產生Y轉數，給出預估起始長度范圍。這樣驗布人員會根據提醒著重檢查布面質量，防止漏檢不合格布交付客戶，有效增加產品檢驗合格率，減少客戶因布匹生產質量產生的投訴及不滿，穩(wěn)固企業(yè)整體生產水平及行業(yè)內形象。2.生產班次直接管理人員量化考核一般生產班次除了一線直接生產工人外，還有配套的更高一級的技術型班組長及領班，負責協調處理生產過程中遇到的難題或者其他問題。那么這些人員的工作量如何來量化考核呢？生產企業(yè)一切為了產品質量，班組長或者領班也應該以圍繞生產而展開工作。因此考核還是以直接、間接參與生產管理為主。在此我們繼續(xù)以針織生產企業(yè)為例

8、來說明。針織廠要求領班人員在生產過程中要按時巡視每一臺在產機器，目的是及時發(fā)現一線員工未能發(fā)現的問題并幫助改正，進一步保證產品質量。那么在該領班人員巡視到一臺機器時，要刷卡以示該機臺開始巡視。按規(guī)定要求每臺機器巡視三分鐘。領班人員三分鐘內巡視完未發(fā)現異常，再次刷卡以示結束，前往下一臺機器繼續(xù)巡視。這樣領班或者班組長等一線直接參與生產人員當班當開的工作量就能全部掌握。后臺數據庫第二天根據具體考核辦法規(guī)則計算該人員前一天工作效率，達到計效目的。以上為生產環(huán)節(jié)工作人員具體量化示例。如果遇到員工對計效考核內容有爭議的時候，比如員工發(fā)現自己當班實際織布過程中下布數量為20匹，而系統(tǒng)記錄少了一匹只有19匹

9、，如何驗證？同樣，如果后面驗布人員發(fā)現該匹布面有明顯生產錯誤導致的問題，而系統(tǒng)未提示有維修過程，那就認定為該值機員工疏忽職守，沒有及時發(fā)現問題并停機向上請求幫助，而員工不予承認錯誤。亦或是，明明系統(tǒng)記錄了該機臺應該下布總圈數合計重量應該為5000磅，而實際磅布結果顯示該機臺只有4500磅的數量，那么少了的500磅去了哪里？是否為員工逃避處罰將因個人錯誤導致的次布丟到別的地方了？再有，一機修人員在維修時候去倉庫領了配件，到現場后再次檢查發(fā)現不是該配件問題所致故障，則未有歸還所領配件，導致配件大量丟失如此類似生產問題很多，每個生產企業(yè)都會遇到，盡管形式不同，但是原因基本上都是生產員工因為個人原因不

10、愿意履行公司處罰措施所致。那么這些問題如何解決，避免爭議？就需要現場錄相事實來證明或者排除了。為了盡可能完善的避免問題爭執(zhí)，我們需要在關鍵生產位置設置監(jiān)控攝像機，記錄每天生產情況。更重要的是，我們還要將當時生產內容及現場采集到的所有信息實時疊加到對應畫面上保存。比如刷卡的卡內容，所織布匹掃描時的條碼內容，有問題輸入代碼請求的內容等等?？傊?，在每個涉及到生產管理的環(huán)節(jié)，都需要確保每個崗位的工作可靠及工作質量，并且能被數字化，達到有形的提高生產管理及減少不必要的人力物力資源浪費。這套系統(tǒng)在某針織廠實施這個項目后，有效杜絕因為產品質量管理考核導致的種種現象，深入實時的語音現場提醒能提高一線員工的工作

11、效率，流水線巡視組長及領班人員在每個環(huán)節(jié)上的工作都能被檢測并數字化。企業(yè)實現了人力資源利用的最大化。同時，更為精確的監(jiān)控與統(tǒng)計機臺的狀態(tài)與運行效率，實施高度靈活的調度作業(yè)，最大效率的利用機器的產能。將人力、設備與網絡通信技術最完美的結合起來，極大降低了企業(yè)的生產運行成本，也降低了次品率，提升了產品質量，從而能夠以更加從容的態(tài)度面對全球化的市場競爭。系統(tǒng)總體結構如下圖所示，該套系統(tǒng)共分視頻信號采集、現場數據采集、后臺數據處理、圖像疊加保存、自動廣播幾部分組成。如圖方案中，現場視頻信號到光端機采用普通雙絞線傳輸，485總線采用485專用傳輸線纜，手拉手連接方式，各個T型接點不超過10米距離。這種連

12、接方案適合于中大型企業(yè)，圖像質量有保障，光纖傳輸不會受額外干擾，穩(wěn)定性比較強。還有種經濟型的連接方案，即視頻信號到中心機房采用大對數通信電纜，該方案不需要架設光纖傳輸部分，相對節(jié)省大筆開支，受制于大對數通信電纜傳輸距離限制，正常無源傳輸在500米左右，相對于光纖傳輸來說穩(wěn)定性較差，圖像質量較容易受干擾，包括差模、共模干擾。大對數電纜傳輸方案相對來說性價比較高些。系統(tǒng)運行示意圖系統(tǒng)所用各類設備說明1.多功能數據采集器運行示意圖在針織項目里，每個大圓機機臺上安裝一個數據采集設備，采集機臺運轉轉速、開停機狀態(tài)，ID卡刷卡數據，掃描生產標識卡（針織上稱為布票號）數據，人工輸入操作代碼等。相應采集到的信

13、號實時顯示在LCD顯示屏上?，F場每臺終端采集到的數據由PC104工控機取得后經網絡實時上傳至監(jiān)控中心數據服務器，供后臺疊加設備使用。之所以考慮以PC104工控機現場處理再送入網絡，是因為現場設備為大型高負載設備，并且生產現場和中心機房不共地，啟動運轉時各種高低頻信號頻繁影響485總線傳輸數據，造成上位機出錯甚至不通訊等問題。而PC104工控機工作穩(wěn)定，能滿足工業(yè)惡劣使用環(huán)境的要求，再輔以Wince軟件平臺，系統(tǒng)長時間無障礙運行成為可能。滿足效率統(tǒng)計誤差范圍要求。除了現場車間布置PC104嵌入式工控機這一方案外，我們還有一套廉價的方案，即現場485總線直接延伸到機房控制中心接入主機，主機配置相應

14、采集程序充當上位機獲取所有下位機信號，通過網絡保存到相應服務器。由于減少了現場的PC104主機等配置，該方案相對來說簡單、費用少。但是485總線在遠距離傳輸過程中容易受環(huán)境干擾，要采取一系列保護措施，需避免強電、共差模干擾。2視頻信號采集視頻監(jiān)控配合現場多功能數據采集器，則將能發(fā)揮更大作用，原因有以下幾點：l 監(jiān)控效果更為直觀。相對單純的數據采集及分析，疊加了現場所有實時數據的畫面更直觀，事后查看舉證很具說服力。l 對于后期維護很有幫助。如果監(jiān)視畫面顯示該區(qū)域即無視頻信號也無采集到的數據，則說明機器斷電維護（現場攝像機和數據采集終端同時自被監(jiān)控機臺取電）。l 工廠工人流動性太大，因此需要監(jiān)控系

15、統(tǒng)來監(jiān)看這些人的操作是否規(guī)范，對于不規(guī)范操作引起的事故做到有證可查。3數據視頻疊加器現場過來的原始視頻信號輸入疊加器。經配置好的網絡端從服務器取得需要疊加數據，實時混合到對應通道的視頻畫面中。輸出端將疊加完的視頻信號輸出到矩陣切換器，以供顯示墻使用。輸出的疊加信號同時分配到嵌入式硬盤錄像機進行錄像保存。除了嵌入式疊加器，我們還有套廉價的軟件實現方案，基于非嵌入式系統(tǒng)。以X86平臺加普通視頻采集卡組建一套PC式視頻服務器，在此視頻服務器上運行疊加軟件動態(tài)覆蓋需疊加內容到相應畫面即可，不過受制于視頻卡廠家的接口限制，錄像時不會保存覆蓋疊加的內容到錄像文件里。但是由于采用PC式疊加、錄像方式，總體建

16、造成本有所減少，適合小規(guī)模應用環(huán)境。后臺機監(jiān)控調度系統(tǒng)（大型針織廠MES系統(tǒng)監(jiān)控中心）（中小型針織廠MES系統(tǒng)監(jiān)控中心）每24路圖像占用一臺主機，也可以選用矩陣進行切換輪流監(jiān)控。三、現場信息反饋方式1、 自動廣播系統(tǒng)：l 主動求助廣播：現場員工若是遇到緊急故障需要求助，只要按下數據采集器上面算定義求助按鈕，輸入求助類型代碼即可。該生產區(qū)域與相對應的管理區(qū)域就會響起自動合成的語音請求廣播，并且后臺生成緊急問題調度數據。負責調度人員相關頁面實時顯示請求內容，以便指定人員到現場維護。如果系統(tǒng)指定具體問題人員內線電話，則廣播系統(tǒng)拔通該指定號碼，對方接聽時播放經合成的語音請求內容。該請求記錄也會錄入數據

17、庫，方便查詢和統(tǒng)計。l 設備運行不正常廣播：現場采集到的設備運轉數據，實時存入后臺數據庫。如果需對設備實行保守參數運轉，即不希望操作人員擅自變動機器運轉參數，可以設立特別警示參數范圍值，超過或者低于設定參數的，則立刻合成語音廣播警告到該生產區(qū)域，提示操作人員改正。多次廣播仍未改正的則將問題數據發(fā)至緊急情況調度中心處理。l 電話撥入廣播：企業(yè)的管理或后勤人員，可根據各自的電話權限，部分或全部選擇需要的廣播區(qū)域，進行電話撥入廣播。具備權限的管理人員可在任何區(qū)域，通過手機，小靈通拔通本企業(yè)總機號碼，再拔入語音廣播系統(tǒng)的分機號，輸入工號和密碼驗證通過即可廣播。也可以在本公司內線電話通過地方直接拔打語音廣播分機拔入號進行電話廣播，同樣需要驗證。l 語音合成廣播：中心值勤人員可以將文本內容直接廣播到軟件選擇的區(qū)域，方便快捷。廣播結束自動恢復原來狀態(tài)。l 背景音樂功能：本語音廣播系統(tǒng)可以定時播放指定音樂作為背景音樂