流水线企业生产监控调度系统(共14页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上流水线企业生产管理多媒体MES系统系统实现背景及描述在当前国际国内环境下，物价持续上涨，企业生产经营所有环节成本成倍增加。作为企业如何减少损失是首要任务。人员工资在涨，生产效率不变，进一步增加了企业的负担。如何节省企业运作成本，提升在困境中求生存、发展的能力，是每个企业管理者追求的目标。在人员与工种众多、管理环节及方式复杂的密集型生产企业里，由于工作内容多样化、不可预见化，将各级生产运作人员每日工作内容数字化是件困难的事情，即有条件下只能靠人工记录工作事项，宠大的人工工作量决定这是不可行的。在科技日新月异的今日，能不能利用现代化手段来实现这些管理需求呢？答案是有的。我

2、们系统的实现方法是依托制造业的MES（制造执行系统，manufacturing execution system），增加有效技术手段，可靠记录生产运转人员关键工作内容起始段时间、工作位置，将密集型生产企业每个环节每个人员工作量数字化。并且通过录像叠加技术，将关键生产环节工作内容及实时重要数据整合到画面加以保存，达到有据可查。 在生产制造领域，制造执行系统是一个目前的制造业的一个焦点学科，与传统的ERP系统不同，MES系统直接面向生产设备。MES系统的运行，依靠对生产现场设备的各项运行参数进行在线监控，并进行相应的交互处理，然后通过各种方式，向生产现场反馈各类处理结果，从而实现提高生产效率，降低

3、能耗，确保产品品质,最终达到降低生产成本,增加企业效益,增强企业市场竞争力的目的。我们的系统应用目前成熟的网络与通信技术、音视频多媒体技术、单片机与嵌入式技术、面向对象的软件开发技术、大中型数据库技术，结合企业已有的资源管理（ERP）系统，办公自动化(OA)系统,再加以相应的软件与硬件开发，从而整合成我们的智能化、多媒体流水企业生产监控调度系统。具体如何量化呢？生产型企业现阶段主要突出考虑以下两种情况，我们给以相关解决方案：1.一线生产员工量化工作考核员工工作量一般以生产数量来考核，有的企业在后期还需要质检人员对关键生产环节的生产质量进行考核。如何将这么多环节内容考核结果适时准确的结合及体现出

4、来，并且保证考核目标正确无误？这就是我们这套系统要做的。具体实现过程大同小异，我们在此以极具代表性的针织企业为例。某针织企业的一线生产工人，一人可以看守三到四台针织圆机，除了正常的上下纱绽及下布疋外，还要实时查看机器生产情况，及时发现解决问题。那么针对该员工我们需要记录的工作内容数据及方式为：在每台针织圆机上放置一单片机嵌入式终端，该终端如下图所示：员工上下班时在需要交接纺织机台打交接班卡。假如该公司规定8点为上下班时间，交接班时间不超过正负5分钟。交接时上下班人员互打下班卡、上班卡，卡为公司通用考勤ID卡（卡信息可以经考勤系统导入也可以自行初始化到MES数据库）。这样当天当班工作时间从打上班

5、卡开始到打卡下班结束为区间计算，中间如有急事外出经请示班组长后找代班人员临时代班，同样需要打交接班卡。这样一个生产工人一天的工作时间地点都有记录可查及统计。交完班后开始正常生产作业。拿到需要织造的布票（企业安排生产人员打印好的条形码布票），准备好生产材料后用嵌入式终端所挂条码扫描枪扫描数据后开动纺织圆机生产。嵌入式终端通过传感器接口采集纺织机器转速信息并显示在终端上，同时传送转速信息及转数到中心数据库保存。中间若是发生纺织机器断针或者设备故障等问题，需要通过嵌入式终端输入请求帮助代码按确认，后台收到数据利用合成广播系统语音合成请求内容广播到指定类型人员工作处，并辅以ERP系统显示实时消息。相关

6、维修人员收到请求后赶到请求机台现场，在机台上刷卡，终端读取卡信息保存到中心数据库。机修人员检查修理问题，这中间有可能产生转数，布面有可能是受损的调校布。维修结束后，该机修人员在终端上输入具体维修问题通用定义代码并再次刷卡结束维修。机器恢复正常后继续生产。达到纺织机器预设定的生产转数后机器要自动停机以完成下布工作。将布疋取出后包好，再次扫描开始生产时的布票号。前后两次扫描过程表示该匹布完整生产结束。然后将布票号单扎于包装好布匹上，送入磅布处。磅布处收到该匹布后进行称重扫描，称得重量录入数据库，与所扫描布疋号对应。然后进入验布流程。验布人员取得该单布后，ERP系统显示该布生产情况，哪台机器生产，由

7、谁控制生产过程，中间有无机器故障，若有故障维修则给出提醒。提醒内容为该布自X转开始维修，维修时共产生Y转数，给出预估起始长度范围。这样验布人员会根据提醒着重检查布面质量，防止漏检不合格布交付客户，有效增加产品检验合格率，减少客户因布匹生产质量产生的投诉及不满，稳固企业整体生产水平及行业内形象。2.生产班次直接管理人员量化考核一般生产班次除了一线直接生产工人外，还有配套的更高一级的技术型班组长及领班，负责协调处理生产过程中遇到的难题或者其他问题。那么这些人员的工作量如何来量化考核呢？生产企业一切为了产品质量，班组长或者领班也应该以围绕生产而展开工作。因此考核还是以直接、间接参与生产管理为主。在此

8、我们继续以针织生产企业为例来说明。针织厂要求领班人员在生产过程中要按时巡视每一台在产机器，目的是及时发现一线员工未能发现的问题并帮助改正，进一步保证产品质量。那么在该领班人员巡视到一台机器时，要刷卡以示该机台开始巡视。按规定要求每台机器巡视三分钟。领班人员三分钟内巡视完未发现异常，再次刷卡以示结束，前往下一台机器继续巡视。这样领班或者班组长等一线直接参与生产人员当班当开的工作量就能全部掌握。后台数据库第二天根据具体考核办法规则计算该人员前一天工作效率，达到计效目的。以上为生产环节工作人员具体量化示例。如果遇到员工对计效考核内容有争议的时候，比如员工发现自己当班实际织布过程中下布数量为20匹，而

9、系统记录少了一匹只有19匹，如何验证？同样，如果后面验布人员发现该匹布面有明显生产错误导致的问题，而系统未提示有维修过程，那就认定为该值机员工疏忽职守，没有及时发现问题并停机向上请求帮助，而员工不予承认错误。亦或是，明明系统记录了该机台应该下布总圈数合计重量应该为5000磅，而实际磅布结果显示该机台只有4500磅的数量，那么少了的500磅去了哪里？是否为员工逃避处罚将因个人错误导致的次布丢到别的地方了？再有，一机修人员在维修时候去仓库领了配件，到现场后再次检查发现不是该配件问题所致故障，则未有归还所领配件，导致配件大量丢失如此类似生产问题很多，每个生产企业都会遇到，尽管形式不同，但是原因基本上

10、都是生产员工因为个人原因不愿意履行公司处罚措施所致。那么这些问题如何解决，避免争议？就需要现场录相事实来证明或者排除了。为了尽可能完善的避免问题争执，我们需要在关键生产位置设置监控摄像机，记录每天生产情况。更重要的是，我们还要将当时生产内容及现场采集到的所有信息实时叠加到对应画面上保存。比如刷卡的卡内容，所织布匹扫描时的条码内容，有问题输入代码请求的内容等等。总之，在每个涉及到生产管理的环节，都需要确保每个岗位的工作可靠及工作质量，并且能被数字化，达到有形的提高生产管理及减少不必要的人力物力资源浪费。这套系统在某针织厂实施这个项目后，有效杜绝因为产品质量管理考核导致的种种现象，深入实时的语音现

11、场提醒能提高一线员工的工作效率，流水线巡视组长及领班人员在每个环节上的工作都能被检测并数字化。企业实现了人力资源利用的最大化。同时，更为精确的监控与统计机台的状态与运行效率，实施高度灵活的调度作业，最大效率的利用机器的产能。将人力、设备与网络通信技术最完美的结合起来，极大降低了企业的生产运行成本，也降低了次品率，提升了产品质量，从而能够以更加从容的态度面对全球化的市场竞争。系统总体结构如下图所示，该套系统共分视频信号采集、现场数据采集、后台数据处理、图像叠加保存、自动广播几部分组成。如图方案中，现场视频信号到光端机采用普通双绞线传输，485总线采用485专用传输线缆，手拉手连接方式，各个T型接

12、点不超过10米距离。这种连接方案适合于中大型企业，图像质量有保障，光纤传输不会受额外干扰，稳定性比较强。还有种经济型的连接方案，即视频信号到中心机房采用大对数通信电缆，该方案不需要架设光纤传输部分，相对节省大笔开支，受制于大对数通信电缆传输距离限制，正常无源传输在500米左右，相对于光纤传输来说稳定性较差，图像质量较容易受干扰，包括差模、共模干扰。大对数电缆传输方案相对来说性价比较高些。系统运行示意图系统所用各类设备说明1.多功能数据采集器运行示意图在针织项目里，每个大圆机机台上安装一个数据采集设备，采集机台运转转速、开停机状态，ID卡刷卡数据，扫描生产标识卡（针织上称为布票号）数据，人工输入

13、操作代码等。相应采集到的信号实时显示在LCD显示屏上。现场每台终端采集到的数据由PC104工控机取得后经网络实时上传至监控中心数据服务器，供后台叠加设备使用。之所以考虑以PC104工控机现场处理再送入网络，是因为现场设备为大型高负载设备，并且生产现场和中心机房不共地，启动运转时各种高低频信号频繁影响485总线传输数据，造成上位机出错甚至不通讯等问题。而PC104工控机工作稳定，能满足工业恶劣使用环境的要求，再辅以Wince软件平台，系统长时间无障碍运行成为可能。满足效率统计误差范围要求。除了现场车间布置PC104嵌入式工控机这一方案外，我们还有一套廉价的方案，即现场485总线直接延伸到机房控制

14、中心接入主机，主机配置相应采集程序充当上位机获取所有下位机信号，通过网络保存到相应服务器。由于减少了现场的PC104主机等配置，该方案相对来说简单、费用少。但是485总线在远距离传输过程中容易受环境干扰，要采取一系列保护措施，需避免强电、共差模干扰。2视频信号采集视频监控配合现场多功能数据采集器，则将能发挥更大作用，原因有以下几点：l 监控效果更为直观。相对单纯的数据采集及分析，叠加了现场所有实时数据的画面更直观，事后查看举证很具说服力。l 对于后期维护很有帮助。如果监视画面显示该区域即无视频信号也无采集到的数据，则说明机器断电维护（现场摄像机和数据采集终端同时自被监控机台取电）。l 工厂工人

15、流动性太大，因此需要监控系统来监看这些人的操作是否规范，对于不规范操作引起的事故做到有证可查。3数据视频叠加器现场过来的原始视频信号输入叠加器。经配置好的网络端从服务器取得需要叠加数据，实时混合到对应通道的视频画面中。输出端将叠加完的视频信号输出到矩阵切换器，以供显示墙使用。输出的叠加信号同时分配到嵌入式硬盘录像机进行录像保存。除了嵌入式叠加器，我们还有套廉价的软件实现方案，基于非嵌入式系统。以X86平台加普通视频采集卡组建一套PC式视频服务器，在此视频服务器上运行叠加软件动态覆盖需叠加内容到相应画面即可，不过受制于视频卡厂家的接口限制，录像时不会保存覆盖叠加的内容到录像文件里。但是由于采用P

16、C式叠加、录像方式，总体建造成本有所减少，适合小规模应用环境。后台机监控调度系统（大型针织厂MES系统监控中心）（中小型针织厂MES系统监控中心）每24路图像占用一台主机，也可以选用矩阵进行切换轮流监控。三、现场信息反馈方式1、 自动广播系统：l 主动求助广播：现场员工若是遇到紧急故障需要求助，只要按下数据采集器上面算定义求助按钮，输入求助类型代码即可。该生产区域与相对应的管理区域就会响起自动合成的语音请求广播，并且后台生成紧急问题调度数据。负责调度人员相关页面实时显示请求内容，以便指定人员到现场维护。如果系统指定具体问题人员内线电话，则广播系统拔通该指定号码，对方接听时播放经合成的语音请求内

17、容。该请求记录也会录入数据库，方便查询和统计。l 设备运行不正常广播：现场采集到的设备运转数据，实时存入后台数据库。如果需对设备实行保守参数运转，即不希望操作人员擅自变动机器运转参数，可以设立特别警示参数范围值，超过或者低于设定参数的，则立刻合成语音广播警告到该生产区域，提示操作人员改正。多次广播仍未改正的则将问题数据发至紧急情况调度中心处理。l 电话拨入广播：企业的管理或后勤人员，可根据各自的电话权限，部分或全部选择需要的广播区域，进行电话拨入广播。具备权限的管理人员可在任何区域，通过手机，小灵通拔通本企业总机号码，再拔入语音广播系统的分机号，输入工号和密码验证通过即可广播。也可以在本公司内

18、线电话通过地方直接拔打语音广播分机拔入号进行电话广播，同样需要验证。l 语音合成广播：中心值勤人员可以将文本内容直接广播到软件选择的区域，方便快捷。广播结束自动恢复原来状态。l 背景音乐功能：本语音广播系统可以定时播放指定音乐作为背景音乐全厂或者部分厂广播。l 组网方便：只要电话线能通达的地方，所有广播内容全部能送达。电话线到达现场后通过专用的解码模块将所有电话语音信号转换成标准音频信号送入现场工业功放进行放大广播。除以上功能以外，传统背景广播具有功能此系统都完全具备。如，人工播放通知，人工或定时、定区域播放MP3音乐等。（自动广播系统配置界面）2.电子显示屏（LED）信息发布车间现场的信息发布：LED电子显示屏，直接由后台监控中心发送相应信息，可以自动进行。以上设计之“多媒体生产监控调度系统”及其配套系统，旨在努力为企业提高工人的工作效率，降低企业运营成本，提升利润空间。专心-专注-专业