CN109308057A - 智能工厂管理方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能工厂管理方法及***,该***包括:离散IO装置,用于采集生产信息;工厂级服务器,与离散IO装置通信,用于接收离散IO装置发送的生产信息;制造执行***MES,与工厂级服务器通信,用于接收工厂级服务器发送的生产信息,并根据生产信息和订单需求信息下发生产订单信息;其中,工厂级服务器还用于接收制造执行***MES下发的生产订单信息,并通过离散IO装置将接收到的生产订单信息发送给生产设备,其中,生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产。本发明实现了对离散制造企业的生产过程进行全面数字化信息管理的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及工业制造领域,尤其涉及一种智能工厂管理方法及***。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
制造执行***(Manufacturing Execution System,MES),即制造企业生产过程执行***,通过对生产过程的透明化、智能化和全局化管理,实现了提高产品质量和生产效率、降低生产成本、增强企业市场竞争力的目的。但是,对于多品种、小批量生产的离散制造企业(离散制造的产品往往由多个零件经过一系列并不连续的工序的加工最终装配而成,加工此类产品的企业称为离散制造型企业)来说,由于离散制造企业存在制造信息的不确定性、生产过程的多变性等特点,很难通过制造执行***MES实现对离散制造过程和制造资源的有效控制,依然面临着制造资源实时综合协调控制和制造过程可视化、实时化、精细化管理等诸多问题。另外,对于一些生产制造企业,采用传统的文件、单据等人工方式对生产设备的各项数据进行收集,数字化信息化程度较低,严重制约了离散制造企业的运行发展。
目前,一些企业已经开始采用数字化信息的方式对生产设备的各项数据进行收集,收集方式主要有如下两种:
第一种方式,采用上位机实现单台设备的数据采集,即在每个车间安装一台上位机对单台设备的数据进行采集。这种方式使得生产线上的各种设备在信息和数据方面处于孤岛状态,设备的运行状态、生产信息和实时报警信息都是以孤岛形式存在各自设备里,不利于整个车间及整个工厂的大数据预测、智能排产、设备和能耗管理、加工进度实时监控。
第二种方式,基于制造执行***MES的数据采集。这种方式仅能获取制造执行***MES发布的相关生产信息,无法获知生产设备本身的运行状态信息、报警信息,未真正实现数字化信息管理。
由上可知,现有离散制造企业为了实现工厂的数字化信息管理,要么仅能通单台设备的数据,要么仅能获取制造执行***MES相关的生产信息,均无法实现真正数字化信息管理的问题。
发明内容
本发明提供了一种智能工厂管理***,用以解决现有离散制造企业的工厂管理无法实现真正数字化信息管理的技术问题,该***包括:离散IO装置,用于采集生产信息;工厂级服务器,与离散IO装置通信,用于接收离散IO装置发送的生产信息;制造执行***MES,与工厂级服务器通信,用于接收工厂级服务器发送的生产信息,并根据生产信息和订单需求信息下发生产订单信息;其中,工厂级服务器还用于接收制造执行***MES下发的生产订单信息,并通过离散IO装置将接收到的生产订单信息发送给生产设备,其中,生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产。
进一步地,生产信息包括如下至少之一:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息。
进一步地,离散IO装置包括:离散IO传感器,用于采集如下一种或多种生产信息:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息;控制器,与离散IO传感器通信,用于向离散IO传感器发送第一指令,其中,第一指令用于请求离散IO传感器返回采集到的信息。
进一步地,控制器还用于向生产设备发送第二指令,其中,第二指令用于请求生产设备返回如下至少一种设备信息:设备运行状态信息、工艺参数信息、进度信息和报警信息。
进一步地,离散IO装置还包括:输入输出设备,与控制器相连,用于通过扫描识别的方式采集人员信息。
进一步地,***还包括:设备现场看板HMI设备,与离散IO装置通信,用于显示离散IO装置采集到的信息。
进一步地,***还包括:Web GUI设备,与工厂级服务器通信,用于显示工厂级服务器接收到的数据。
进一步地,离散IO装置与生产设备之间通过如下任意一种方式通信:RS485、RS232、RS422、EtherNet、WiFi、Bluetooth、ZigBee、NFC、GRPS、NB-IoT、LoRa、CAN、DeviceNet和Profibus。
进一步地,工厂级服务器与离散IO装置之间基于HTTP协议或消息机制的方式进行通信。
进一步地,制造执行***MES与工厂级服务器之间基于HTTP协议通信。
本发明还提供了一种智能工厂管理方法,用以解决现有离散制造企业的工厂管理无法实现真正数字化信息管理的技术问题,该方法包括:采集生产信息;将生产信息发送至工厂级服务器,其中,工厂级服务器将生产信息发送至制造执行***MES,制造执行***MES根据生产信息和订单需求信息向工厂级服务器下发生产订单信息;接收工厂级服务器发送的生产订单信息;将生产订单信息发送至生产设备,其中,生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产。
进一步地,采集生产信息,包括:向离散IO传感器发送第一指令,其中,第一指令用于请求离散IO传感器返回采集到的生产信息;接收离散IO传感器根据第一指令返回的已上电的生产设备的设备信息;向已上电的生产设备发送第二指令;接收已上电的生产设备返回的设备运行状态信息和/或报警信息。
进一步地,在向离散IO传感器发送第一指令之后,方法还包括:接收离散IO传感器返回的如下一种或多种生产信息:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息。
进一步地,在将生产订单信息发送至生产设备之后,方法还包括:采集首件产品的质量;根据首件产品的质量和实时采集到的产品的质量,计算实时生产的产品数量;根据计算得到的产品数量对实时统计的产品数量进行校正;根据校正后的产品数量,确定生产订单是否完成。
本发明还提供了一种智能工厂管理方法,用以解决现有离散制造企业的工厂管理无法实现真正数字化信息管理的技术问题,该方法包括:接收工厂级服务器发送的生产订单信息,其中,生产订单信息为工厂级服务器接收到的来自制造执行***MES的订单信息;将生产订单信息发送至生产设备,其中,生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产;采集生产信息;将生产信息发送至工厂级服务器。
进一步地,生产订单信息为制造执行***MES根据订单需求信息和采集到的生产信息,向工厂级服务器下发的生产订单信息。
进一步地,在采集生产信息之后,方法还包括:读取首件产品的质量;根据首件产品的质量和实时采集到的产品的质量,计算实时生产的产品数量;根据计算得到的产品数量对实时统计的产品数量进行校正;根据校正后的产品数量,确定生产订单是否完成。
本发明还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的智能工厂管理方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有执行上述智能工厂管理方法的计算机程序。
本发明中,通过离散IO装置采集如下至少一种生产信息:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息,并发送给工厂级服务器,工厂级服务器将接收到的生产信息再发送给制造执行***MES,使得制造执行***MES根据接收到生产信息和订单需求信息向工厂级服务器下发生产订单信息,工厂级服务器通过离散IO装置将接收到的生产订单信息发送给生产设备,使得生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产,达到了对离散制造企业的生产过程进行全面数字化信息管理的目的,从而实现了提高离散制造企业的生产效率、降低离散制造企业的生产成本的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1为本发明实施例中的一种智能工厂管理***示意图;
图2为本发明实施例中的一种离散IO装置示意图;
图3为本发明实施例中的一种智能工厂管理方法流程图;
图4为本发明实施例中的一种离散IO装置数据传输流程图;
图5为本发明实施例中的一种零库存产品计数自校正方法流程图;
图6为本发明实施例中的又一种智能工厂管理方法流程图;
图7为本发明实施例中的再一种智能工厂管理方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供了一种智能工厂管理***,图1为本发明实施例中的一种智能工厂管理***示意图,如图1所示,该***包括:离散IO装置10、工厂级服务器20、制造执行***MES30和生产设备40。
其中,离散IO装置10,用于采集生产信息,其中,生产信息可以包括如下至少之一:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息。
需要说明的是,上述设备信息是指从生产设备40上获取到的信息,包括但不限于如下至少之一:设备运行状态信息、工艺参数信息、进度信息和报警信息;上述人员信息可以是生产过程中涉及到的不同角色和权限的人员,例如,生产人员,管理人员,QC质检人员,设备维护人员等;生产方法可以是生产设备40生产产品时采用的工艺参数或工艺卡片等;上述原料信息可以是各种物料、工装和模具等的信息;上述产品信息可以是与产品相关的一些信息,例如,产品订单、产品数量、产品合格率、产品质量等;上述生产环境信息可以是生产现场的各种环境信息,包括但不限于温度、湿度、电磁环境、振动和冲击环境状况等。
容易注意的是,离散IO装置10还可以根据采集到的信息监测产品质量,可选地,还可以具有但不限于寿命预测功能、自学习功能和自校正功能。
可选地,离散IO装置10与生产设备40之间的通信方式可以是有线方式,也可以是无线方式,二者之间的通信方式包括但不限于如下任意一种方式:RS485、RS232、RS422、EtherNet、WiFi、Bluetooth、ZigBee、NFC、GRPS、NB-IoT、LoRa、CAN、DeviceNet和Profibus。离散IO装置10可以通过上述通信方式中的任意一种向生产设备40发送指令,该指令用于请求获取生产设备40的运行状态信息;生产设备40也可以通过上述通信方式中的任意一种向离散IO装置10提供设备运行状态信息。
如图1所示,工厂级服务器20,与离散IO装置10通信,用于接收离散IO装置10发送的生产信息。可选地,工厂级服务器20与离散IO装置10之间可以基于HTTP协议(基于REST)或消息机制(RabbitMQ)的方式进行通信,数据格式支持多种形式,如JSON、XML等。
需要说明的是,工厂级服务器20可以接收离散IO装置10上抛的设备及生产数据,并上抛至制造执行***MES30,同时还可以接收制造执行***MES30的订单、派工、人员权限、设备配置等信息,并提供Web数据可视化。工厂级服务器20可以集成订单管理***、人员管理***、派工管理***、设备管理***、生产订单和设备运行状集中监控***;该工厂级服务器20集成关系型和非关系型数据库,以实现数据的持久化,以及为后期售后维护提供原始数据查询功能。
可选地,本发明实施例中的工厂级服务器20可以是WebService服务器。
制造执行***MES30,与工厂级服务器20通信,用于接收工厂级服务器20发送的生产信息,并根据生产信息和订单需求信息下发生产订单信息。
可选地,制造执行***MES30与工厂级服务器20之间基于HTTP协议通信。
此处需要说明的是,当制造执行***MES30根据生产信息和订单需求信息生成生产订单信息后,会将生产订单信息发送给工厂级服务器20,工厂级服务器20接收制造执行***MES30下发的生产订单信息,并通过离散IO装置10将接收到的生产订单信息发送给生产设备40,以使得生产设备40按照接收到的生产订单信息进行生产。
为了方便工作人员实时查看设备运行状况以及生产状况,作为一种可选的实施例,如图1所示,本发明实施例提供的智能工厂管理***还可以包括:设备现场看板HMI设备50,与离散IO装置10通信,用于显示离散IO装置10采集到的信息。可选地,设备现场看板HMI设备50还可以对报警信息高亮显示。
作为一种可选的实施方式,工厂级服务器20可以将离散IO装置10上报的信息(例如,设备运行状态信息、报警信息和周围工作环境信息等)通过HTTP协议传送给制造执行***MES30。
可选地,设备现场看板HMI设备50可以具有触摸功能,以便工作人员对工艺参数进行设置,或者输入其他的一些信息。
另外,为了方便工作人员实时查看生产信息,作为一种可选的实施例,如图1所示,本发明实施例提供的智能工厂管理***还可以包括:Web GUI设备60,与工厂级服务器20通信,用于显示工厂级服务器20接收到的数据。工厂级服务器20将接收到的数据传输至WebGUI设备60实时显示,以实现数据实时监测和管理。通过Web GUI设备60一方面显示工厂级服务器20接收到的数据,另一方面还可以提供订单及设备数据查询等。
Web GUI设备60可以显示工厂级服务器20接收到的数据,提供订单及设备数据持久化查询,同时集成了派工***,人员权限***,设备权限***,生产车间生产数据实时显示,数据处理等功能。并可通过Web GUI设备60输入员工信息如年龄、性别、职务、工作年限、工作岗位等,然后由工厂级服务器20进行员工权限管理;此外,当制造执行***MES下发订单信息,产品编号或者时间信息查询后,管理员可通过Web GUI设备60了解当前设备运转情况和产品生产的实时和历史信息,也可根据信息反馈进行生产任务的校正和调度。
作为一种可选的实施例,图2为本发明实施例中的一种离散IO装置示意图,如图2所示,该离散IO装置10可以包括:离散IO传感器102和控制器101。
其中,离散IO传感器102,用于采集但不限于如下一种或多种生产信息:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息,其中,生产环境信息包括但不限于如下至少之一:温度、湿度、电磁环境、振动和冲击环境状况;
控制器101,与离散IO传感器102通信,用于向离散IO传感器102发送第一指令,其中,第一指令用于请求离散IO传感器102返回采集到的信息。
需要说明的是,控制器101可以采用电磁屏蔽性良好的外壳,具备优越的工业隔离和抗干扰性能,同时具备良好的隔热、散热和防护功能,能够确保在强电磁环境、强烈振动、粉尘量大、高湿热、有腐蚀性的环境中正常工作。
可选地,本发明实施例提供的离散IO装置10还可以包括:输入输出设备103,与控制器101相连,用于采集人员信息。需要说明的是,该输入输出设备103包括但不限于摄像装置、扫描装置或指纹识别装置。例如,当输入输出设备103为摄像装置的情况下,一方面可以通过拍摄员工的脸部图像,采用人脸识别技术获取员工的权限或其他信息;当输入输出设备103为扫描装置(通常也可以有摄像头实现)的情况下,可以通过对员工识别卡的二维码信息进行扫描,以确定其权限及其他信息;当输入输出设备103为指纹识别装置的情况下,可以通过识别员工的指纹信息来获取员工的权限或其他信息。
图2中所示的控制器101可以与生产设备40、离散IO传感器102,以及上层服务软件进行数据交互,如图2所示,离散IO装置10还可以包括:网络模块104,该网络模块104可以为无线或有线模式,负责通过HTTP(或者消息机制)通讯的方式,与上层软件通讯,该网络模块104支持数据上抛及接收。
需要说明的是,运行在离散IO装置10上的软件,可以支持跨平台(例如,Linux/Windows),本发明实施例充分考虑到工业环境(EMC电磁干扰、温度、湿度、振动等),还提供防错机制、自动重发机制、容错处理,该装置同时考虑到就近处理(边缘计算),紧急处理,安全门及漏电保护,另外该装置针对身份验证支持二维码识别、人脸识别、虹膜识别功能。
可选地,控制器101还可以向生产设备40发送第二指令,其中,第二指令用于请求生产设备40返回如下至少一种设备信息:设备运行状态信息、工艺参数信息、进度信息和报警信息。
需要说明的是,上述第一指令与第二指令可以是同步发送给离散IO传感器102和生产设备40的。控制器101可以通过RS485、RS232、RS422、EtherNet、WiFi、Bluetooth、ZigBee、NFC、GRPS、NB-IoT、LoRa、CAN、DeviceNet和Profibus中的任意一种方式分别发送指令给离散IO传感器102和生产设备40。
本发明实施例提供的离散IO装置10在收集到实时数据后,可以把收集到的实时数据上抛给工厂级服务器20,并可以接收工厂级服务器20下发的生产订单信息,从而实现底层设备和上层软件平台无缝对接起来,进一步实现整个数字化车间的设备管理、加工效率管理、订单派工全局管理和加工进度质量管控等。
本发明实施例提供了一种智能工厂管理方法,可以应用于但不限于图1所示的离散IO装置10中。图3为本发明实施例中的一种智能工厂管理方法流程图,如图3所示,该方法包括如下步骤:
S301,采集生产信息,其中,生产信息包括如下至少之一:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息;
S302,将生产信息发送至工厂级服务器,其中,工厂级服务器将生产信息发送至制造执行***MES,制造执行***MES根据生产信息和订单需求信息向工厂级服务器下发生产订单信息;
S303,接收工厂级服务器发送的生产订单信息;
S304,将生产订单信息发送至生产设备,其中,生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产。
以图1所示的智能工厂管理***为例,离散IO装置10可通过控制器同步发送指令给生产设备40和离散IO传感器102,以获取设备信息和生产环境信息,并可以把采集到的实时数据发送给工厂级服务器20,同时可以接收工厂级服务器20下发的生产订单信息。需要说明的是,该生产订单信息可以是制造执行***MES30根据订单需求信息和工业级服务器提供的生产信息生产的订单信息。可选地,制造执行***MES30可以接收工厂级服务器20发送的生产数据,并对生产数据处理和显示,同时下发生产订单和产品编号。
可选地,工厂级服务器20不仅可以接收离散IO装置10发送的设备及生产数据,并发送至制造执行***MES30,同时还可以接收制造执行***MES30的订单、派工、人员权限、设备配置等信息。
具体地,离散IO装置10通过发送获取设备信息和生产环境信息的过程可以包括如下步骤:向离散IO传感器102发送第一指令,其中,第一指令用于请求离散IO传感器102返回采集到的生产信息;接收离散IO传感器102根据第一指令返回的已上电的生产设备40的设备信息;向已上电的生产设备40发送第二指令;接收已上电的生产设备40返回的设备运行状态信息和/或报警信息。
可选地,一种实施例中,在向离散IO传感器102发送第一指令之后,还可以包括:接收离散IO传感器102返回的如下一种或多种生产信息:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息,其中,生产环境信息包括如下至少之一:温度、湿度、电磁环境、振动和冲击环境状况。
例如,图4为本发明实施例中的一种离散IO装置数据传输流程图,如图4所示,包括如下步骤:
S401,离散IO装置的控制器向离散IO传感器发送第一指令;
S402,离散IO传感器根据第一指令返回生产设备的电压以确定设备是否上电;
S403,离散IO装置的控制器向生产设备发送第二指令;
S404,生产设备根据第二指令返回设备运行状态信息、报警信息;
S405,离散IO装置将接收到的信息基于HTTP或消息机制的方式发送给工厂级服务器,同时在设备现场看板HMI设备上显示;
S406,工业级服务器将接收到的信息在Web GUI设备上显示,并通过HTTP或消息机制的方式发送给制造执行***MES;
S407,离散IO传感器获取人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息,并返回给离散IO装置的控制器。可选地,离散IO传感器也可以获取生产设备的一些设备信息。
下面结合图1所示的智能工厂管理***来上述S401至S407进行详细说明。
当生产设备40启动后,由工人上电进行自检,离散IO装置10通过控制器101分别发送指令给生产设备40及离散IO传感器102,以获取设备的运行状态信息、报警信息和周围工作环境信息如温度、湿度、距离等,并且分别开通一个线程对生产设备40和离散IO传感器102进行监控,同时在设备现场看板HMI设备50上显示传回的设备运行状态信息、报警信息和周围工作环境信息。然后离散IO装置10将设备运行状态信息、报警信息和周围工作环境信息通过HTTP协议或者消息机制发送给的工厂级服务器20,同时共享工厂级服务器20的数据。
工厂级服务器20将离散IO装置10发送的设备运行状态信息、报警信息和周围工作环境信息通过HTTP协议传送给的制造执行***MES30,同时接收来自来自制造执行***MES30的数据,并传输至Web GUI设备60,实现数据实时监测和管理。
当离散IO装置10将生产订单信息发送至生产设备40后,生产设备40根据接收到的生产订单进行生产,在生产的过程中,离散IO装置10还可以通过如下步骤来实现对零库存的产品计数进行校正,以便根据校正后的产品计数确定订单是否完成,具体地,包括:采集首件产品的质量;根据首件产品的质量和实时采集到的产品的质量,计算实时生产的产品数量;根据计算得到的产品数量对实时统计的产品数量进行校正;根据校正后的产品数量,确定生产订单是否完成。
例如,图5为本发明实施例中的一种零库存产品计数自校正方法流程图,如图5所示,包括如下步骤:
S501,零库存开始生产;
S502,生产过程中计数,如果计数等于1,则执行S503,如果计数大于1,则执行S509;
S503,质量控制检测首件产品质量是否合格,如果首件产品质量合格,则执行S505,如果首件质量不合格,则执行S504;
S504,报错报警;
S505,读取称重设备的质量数据;
S506,首件产品质量滤波处理;
S507,记录单件质量样本;
S508,存储首件产品的质量;
S509,读取新增数量;
S510,总产品质量滤波处理;
S511,计算当前新增计数,新增个数=新增质量/修正过的平均单件产品质量;
S512,修正计算单件产品质量=总产品质量/总生产计数;
S513,存储总生产计数;
S514,根据订单数判断生产是否完成,如果完成,执行S515,如果未完成,执行S502;
S515,基于大数据修正计数。
通过上述步骤S501至S515的方案,生产设备按照接收到的生产订单信息开始生产时进行生产计数,离散IO装置读取首件产品质量数据,记录首件为单件质量样本,并存储首件产品质量信息,当离散IO装置读取到新增质量数据,基于单件质量样本计算当前新增计数,当订单数生产完成后,离散IO装置基于大数据修正计数。
由于智能工厂生产过程中,新产品出于零库存状态,没有样本可用于传统的称重设备对新生产零件的单重进行样本标定。本发明实施例提供了一种基于首件的质量为基准,在生产过程中对单个新增落料或多个落料的工况,采用自学习进行大数据分析,并采用图5所示的自校正算法,避免传统称重设备由于零件个体差异和误差累计引起的计数误差,实现对单件质量和总体计数的精准计算。
本发明实施例提供了一种智能工厂管理方法,可以应用于但不限于图1所示的离散IO装置10中。图6为本发明实施例中的又一种智能工厂管理方法流程图,如图6所示,该方法包括如下步骤:
S601,接收工厂级服务器发送的生产订单信息,其中,生产订单信息为工厂级服务器接收到的来自制造执行***MES的订单信息;
S602,将生产订单信息发送至生产设备,其中,生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产;
S603,采集生产信息,其中,生产信息包括如下至少之一:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息;
S604,将生产信息发送至工厂级服务器。
可选地,上述生产订单信息为制造执行***MES30根据订单需求信息和采集到的生产信息,向工厂级服务器20下发的生产订单信息。
当生产设备40根据离散IO装置10发送的生产订单信息进行生产的时候,离散IO装置10实时采集生产信息,根据采集到的生产信息,进行零库存产品计数的自校正,具体可以包括如下步骤:读取首件产品的质量;根据首件产品的质量和实时采集到的产品的质量,计算实时生产的产品数量;根据计算得到的产品数量对实时统计的产品数量进行校正;根据校正后的产品数量,确定生产订单是否完成。对产品计数的自校正方法上文已经详细说明,此处不再赘述。
以图1所示的智能工厂管理***为例,作为一种优选的实施方式,图7为本发明实施例中的再一种智能工厂管理方法流程图,如图7所示,包括如下步骤:
S701,制造执行***MES根据订单需求信息向工厂级服务器下发订单信息(生产订单信息);
S702,工厂级服务器将接收到的订单信息在Web GUI设备上实时显示,通过人工或自动的方式派单,将订单信息通过HTTP或消息机制的方式发送给离散IO装置;
S703,离散IO装置自动在设备现场看板HMI设备显示订单信息,并通过设备现场看板HMI设备提示工作人员扫描工卡或人脸识别;
S704,离散IO装置通过扫描工卡或人脸识别得到的数据提交至工业级服务器,以获取工作人员的权限,并确认订单;
S705,离散IO装置将当前确认的订单信息通过HTTP发送给工业级服务器,同时在Web GUI设备上显示;
S706,离散IO装置开启生产锁,根据订单信息设置生产产品的工艺参数,工作人员(例如,工人)开始按照设置的工艺参数生产;
S707,离散IO装置收集产品的数量和重量等信息,进行自校正后在设备现场看板HMI设备上显示,并监控生产设备的运行状态,当出现不合格产品时关闭生产锁,并由工作人员(例如,管理者)确认后继续生产;
S708,离散IO装置将生产数据通过HTTP或消息机制的方式发送给工厂级服务器,同时在Web GUI设备上显示;
S709,工厂级服务器将接收到的生产数据发送给制造执行***MES;
S710,订单完成,工作人员确认订单;
S711,离散IO装置将订单完成信息通过HTTP或消息机制的方式发送给工厂级服务器,同时在Web GUI设备上显示;
S712,工厂级服务器将订单完成信息发送给制造执行***MES。
下面结合图1所示的智能工厂管理***来上述S701至S712进行详细说明。
制造执行***MES30将派发订单信息发送给工厂级服务器20,工厂级服务器20将订单信息发送给离散IO装置10,并将订单信息在Web GUI设备60上实时显示,由有权限工人对其设置手动或者自动派单,并且在设备现场看板HMI设备50上提示工人扫描工卡或者人脸识别,当工人扫描工卡或者人脸识别后,由离散IO装置10将扫描工卡或者人脸识别的数据提交给工厂级服务器20来获取相应权限,当权限认证通过后,离散IO装置10进行订单确认并将当前确认的订单通过HTTP或者消息机制发送给工厂级服务器20,同时在Web GUI设备60上显示该台设备的当前订单信息。
离散IO装置10开启生产锁,由工人根据订单信息通过设备现场看板HMI设备50设置该产品需要生产的工艺参数并开始生产,同时离散IO装置10监视生产设备40的运行状态来判断每个产品的是否合格,当不合格品出现时,关闭生产锁,由管理者确认后方可继续生产,离散IO传感器102收集生产产品的数量及重量,并且在设备现场看板HMI设备50上实时显示,同时由离散IO装置10将这些生产数据及时通过HTTP或者消息机制传回给工厂级服务器20,由工厂级服务器20传回给制造执行***MES30,并且在Web GUI设备60上实时显示。
当订单生产完成后,设备现场看板HMI设备50上显示该订单已完成,工人确认该订单后,离散IO装置10通过HTTP或者消息机制将该订单完成信息传送给工厂级服务器20,并在Web GUI设备60实时显示,由工厂级服务器20发送此订单完成信息给制造执行***MES30,与此同时,设备现场看板HMI设备50罗列未完成的订单,由工人根据作业优先级来决定工单生产顺序,选择前需要工人扫描工卡或者人脸识别,由离散IO装置10把扫描或者人脸识别的数据信息发送给工厂级服务器20来获取权限,离散IO装置10根据权限信息允许工人开始生产下一个订单,提示工人订单确认,由离散IO装置10通过HTTP或者消息机制发送工人选择接来下要生产的订单信息给工厂级服务器20,同时由工厂级服务器20通过HTTP或者消息机制发送订单信息给制造执行***MES30,并且在Web GUI设备60上显示接下来要生产的订单信息,与此同时,由离散IO装置10根据订单信息来设置该产品生产的工艺参数,确认工艺参数无误后工人开始生产,后面流程同上,在此不再赘述。
由上可知,本发明实施例提供的智能工厂管理***,可以实现如下技术效果:
(1)产品相关:自动并及时采集产品测试数据和存档,并对生产工艺关键参数进行分析比较和有效判断,实时监控产品质量,提高产品合格率,及时获取生产现场设备运行状态,订单派工生产进度,出现生产异常能有效做出相应决策,降低生产成本,提高良品计数和合格率准确性,提高生产效率,提高产品质量,并能为后期生产和售后问题追溯提供基础数据保障;
(2)设备相关:监控设备状态和寿命,及时维护和故障大数据预测,各种设备孤岛升级成联网设备,数字化车间、物联网***、工业互联网、生产过程透明,提高整体效益。
本发明实施例还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一种可选的或优选的智能工厂管理方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意一种可选的或优选的智能工厂管理方法的计算机程序。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,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。
Claims (19)
1.一种智能工厂管理***,其特征在于,包括:
离散IO装置,用于采集生产信息;
工厂级服务器,与离散IO装置通信,用于接收所述离散IO装置发送的生产信息;
制造执行***MES,与工厂级服务器通信,用于接收所述工厂级服务器发送的生产信息,并根据所述生产信息和订单需求信息下发生产订单信息;
其中,工厂级服务器还用于接收制造执行***MES下发的生产订单信息,并通过离散IO装置将接收到的生产订单信息发送给生产设备,其中,所述生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产。
2.如权利要求1所述的***,其特征在于,所述生产信息包括如下至少之一:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息。
3.如权利要求1所述的***,其特征在于,所述离散IO装置包括:
离散IO传感器,用于采集如下一种或多种生产信息:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息;
控制器,与所述离散IO传感器通信,用于向所述离散IO传感器发送第一指令,其中,所述第一指令用于请求所述离散IO传感器返回采集到的信息。
4.如权利要求3所述的***,其特征在于,所述控制器还用于向生产设备发送第二指令,其中,所述第二指令用于请求所述生产设备返回如下至少一种设备信息:设备运行状态信息、工艺参数信息、进度信息和报警信息。
5.如权利要求3所述的***,其特征在于,所述离散IO装置还包括:
输入输出设备,与所述控制器相连,用于采集人员信息。
6.如权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括:
设备现场看板HMI设备,与所述离散IO装置通信,用于显示所述离散IO装置采集到的信息。
7.如权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括:
Web GUI设备,与工厂级服务器通信,用于显示所述工厂级服务器接收到的数据。
8.如权利要求1所述的***,其特征在于,离散IO装置与生产设备之间通过如下任意一种方式通信:RS485、RS232、RS422、EtherNet、WiFi、Bluetooth、ZigBee、NFC、GRPS、NB-IoT、LoRa、CAN、DeviceNet和Profibus。
9.如权利要求1所述的***,其特征在于,工厂级服务器与离散IO装置之间基于HTTP协议或消息机制的方式进行通信。
10.如权利要求1所述的***,其特征在于,制造执行***MES与工厂级服务器之间基于HTTP协议通信。
11.一种智能工厂管理方法,其特征在于,包括:
采集生产信息;
将所述生产信息发送至工厂级服务器,其中,所述工厂级服务器将所述生产信息发送至制造执行***MES,所述制造执行***MES根据所述生产信息和订单需求信息向所述工厂级服务器下发生产订单信息;
接收所述工厂级服务器发送的生产订单信息;
将所述生产订单信息发送至生产设备,其中,所述生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,采集生产信息,包括:
向离散IO传感器发送第一指令,其中,所述第一指令用于请求所述离散IO传感器返回采集到的生产信息;
接收所述离散IO传感器根据所述第一指令返回的已上电的生产设备的设备信息;
向所述已上电的生产设备发送第二指令;
接收所述已上电的生产设备返回的设备运行状态信息和/或报警信息。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,在向离散IO传感器发送第一指令之后,所述方法还包括:
接收所述离散IO传感器返回的如下一种或多种生产信息:设备信息、人员信息、生产方法、原料信息、产品信息和生产环境信息。
14.如权利要求11所述的方法,其特征在于,在将所述生产订单信息发送至生产设备之后,所述方法还包括:
采集首件产品的质量;
根据所述首件产品的质量和实时采集到的产品的质量,计算实时生产的产品数量;
根据计算得到的产品数量对实时统计的产品数量进行校正;
根据校正后的产品数量,确定生产订单是否完成。
15.一种智能工厂管理方法,其特征在于,包括:
接收工厂级服务器发送的生产订单信息,其中,所述生产订单信息为所述工厂级服务器接收到的来自制造执行***MES的订单信息;
将所述生产订单信息发送至生产设备,其中,所述生产设备按照接收到的生产订单信息进行生产;
采集生产信息;
将所述生产信息发送至工厂级服务器。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述生产订单信息为制造执行***MES根据订单需求信息和采集到的生产信息,向所述工厂级服务器下发的生产订单信息。
17.如权利要求15所述的方法,其特征在于,在采集生产信息之后,所述方法还包括:
读取首件产品的质量;
根据所述首件产品的质量和实时采集到的产品的质量,计算实时生产的产品数量;
根据计算得到的产品数量对实时统计的产品数量进行校正;
根据校正后的产品数量,确定生产订单是否完成。
18.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求11至17中任意一项所述智能工厂管理的方法。
19.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求11至17中任意一项所述智能工厂管理方法的计算机程序。
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