基于移動終端的實時生產調度管理系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于移動終端的實時生產調度管理系統及方法，所述系統包括控制中心、生產數據服務器、移動終端和固定在待加工設備上的射頻識別電子標簽，其中，控制中心通過因特網與生產數據服務器進行數據傳輸，通過無線網絡與移動終端進行數據傳輸；移動終端通過形成的ZigBee網絡相互之間傳遞生產信息，在系統判定工序可操作時，及時通知工序作業人員進行操作。所述方法包括：控制中心將任務分配到作業工人的移動終端上；作業工人使用移動終端并按操作規范完成作業；控制中心對反饋信息進行處理、分析和存儲。本發明方便作業工人有條理地進行作業，快速共享生產狀態，對生產現場進行監控和管理，及時應對生產中出現的問題，從而提高了生產效率。
【專利說明】基于移動終端的實時生產調度管理系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及生產調度管理領域，尤其涉及一種基于移動終端的實時生產調度管理系統及方法。
【背景技術】
[0002]制造業是一個國家經濟的基礎產業，加速提高我國制造業的競爭力是擺在我們面前的一項迫切而艱巨的任務。其中，生產調度工作是上下管理層聯系各項工作的橋梁，在企業安全生產過程中具有組織、協調、平衡、指揮、監督和日常各類信息的收集、反饋、處理等各項重要職能。如何提高我國制造業的生產調度管理水平，跟蹤監督生產過程，及時根據生產過程中出現的各種情況做出迅速反應，采取相應的措施解決問題，進而不斷提高我國制造業企業的競爭力水平更是一個不可忽視的問題。
[0003]目前，我國的大型裝備制造業，如重型機床、重型機器、機車車輛等，由于產品生產批量不大，無法進行一般的流水線批量生產，更多的采用固定裝配或固定流水裝配進行總裝，由于某些裝配作業工序具有不相容性，裝配順序至關重要；普遍手工操作比重大，對于工人的技術水平要求較高。手工操作給企業生產帶來一系列的不確定因素，如生產管理者無法及時掌握生產現場的生產狀況，不能準確有效地對實時生產進行監督管理；工人現場調度工作效率不高，難以及時一一通知到個人；工人技術水平參差不齊，無法對工人的操作水平進行合理評價，在安排生產的時候難以達到均衡生產的目的等等。
[0004]因此，目前急需一種能夠解決如上所述問題的基于移動終端的實時生產調度管理系統及方法。
【發明內容】
[0005]為了解決上述問題，本發明提出一種基于移動終端的實時生產調度管理系統及方法，其目的是通過使用移動終端，實現調度管理部門與車間管理的無縫鏈接，全程自動化管理，實時獲取生產現場的生產信息，對生產現場進行統一的監控和管理，快速靈活應對生產中出現的問題；同時獲得的記錄可以用來優化安排下一次的生產，更合理地進行作業人員的分配，并合理評價作業工人的工作。
[0006]本發明提出的一種基于移動終端的實時生產調度管理系統及方法，其原理是通過移動終端，將工序操作分配并通知到每位作業工人，并根據產品的可裝配順序，通知相關工序的工人進行作業，保證現場作業工人有條理地進行作業，對現場作業工人進行管理，保證調度管理人員可以實時了解工人的作業狀態，掌握生產調度的執行情況，及時快速地對生產中的出現的問題作出生產調整，從而提高了生產效率，幫助企業獲得更大的利潤。
[0007]根據本發明的一方面，提出一種基于移動終端的實時生產調度管理系統，該系統包括:控制中心、生產數據服務器、移動終端、固定在待加工設備上的射頻識別電子標簽，其中:
[0008]所述控制中心通過無線網絡與移動終端進行數據傳輸，通過因特網與生產數據服務器進行數據傳輸；
[0009]所述生產數據服務器通過因特網與所述控制中心進行數據傳輸，用于存儲生產信息；
[0010]所述移動終端作為作業工人與控制中心通過無線網絡實現數據傳輸的平臺；
[0011]所述射頻識別電子標簽固定在待加工設備的表面，用于記錄與待加工設備相關的
生產信息。
[0012]根據本發明的另一方面，還提出一種基于移動終端的實時生產調度管理方法，該方法包括以下步驟:
[0013]步驟S1:控制中心的生產調度模塊綜合考慮企業資源計劃ERP系統的生產計劃和生產數據服務器部分中存儲的已有生產記錄，以均衡生產為目的進行任務分配，將任務分配結果通過無線網絡發送至工人的移動終端中，并對任務分配結果進行存儲；
[0014]步驟S2:作業工人使用移動終端，并按照操作規范完成相應的作業；
[0015]步驟S3:控制中心接收移動終端發來的現場生產信息并進行處理、分析和存儲。
[0016]本發明所公開的基于移動終端的實時生產調度管理系統及方法，與傳統的生產調度管理系統及方法相比具有以下的一些優勢和特點:
[0017]I)使用數字化、信息化的實時生產調度管理系統有助于對生產現場進行統一的監控和管理，全程自動化管理，省去了繁瑣易錯的紙質管理模式，實現作業工人之間生產狀態信息的快速共享，提高了工人的生產性，從而提高了生產效率；
[0018]2)基于移動終端的管理方式，將生產任務的工序操作分配到個人，準確地判定產品的可裝配順序，及時通知相關工序的工人進行作業，確保現場作業工人有條理地進行作業，便于對現場作業工人進行管理和工人的多工種化的實現，實時了解工人的作業狀態，可及時快速地對生產中出現的問題做出生產調整；
[0019]3)信息化的記錄方式為生產調度管理的改進提供了寶貴的分析數據，對生產過程中的每位工人某型號產品某操作工序的生產時間及質量的記錄進行分析，合理評價作業工人的生產情況；分析結果可用來優化安排下一次的生產，使生產調度安排更加合理有效；
[0020]4)本發明實現了調度管理部門與車間管理的無縫鏈接，并對生產過程進行可視化管理，使得管理過程一目了然。控制中心可以實時監控每個車間的工作完成度，實時查看每件產品、每道工序的完成情況，當完成時間與預期時間相差超過一定閾值時，產生報警信肩、O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明提供的基于移動終端的實時生產調度管理系統的結構示意圖。
[0022]圖2為本發明提供的基于移動終端的實時生產調度管理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0024]本發明所公開的基于移動終端的實時生成調度管理系統及方法，通過移動終端，實現調度管理部門與車間管理的無縫鏈接，全程自動化管理，對生產現場進行統一的監控和管理；將工序操作分配并通知到每位作業工人，實現生產狀態的快速共享，判定產品的可裝配順序，及時通知相關工序的工人進行作業，保證現場作業工人有條理地進行作業，對現場作業工人進行管理，保證調度管理人員可以實時了解工人的作業狀態，掌握生產調度的執行情況，及時快速地對生產中出現的問題作出生產調整，從而提高產品質量和生產效率。
[0025]圖1為本發明提供的基于移動終端的實時生產調度管理系統的結構示意圖，如圖1所示，所述系統包括控制中心101、生產數據服務器102、移動終端103、固定在待加工設備上的射頻識別電子標簽104，其中:
[0026]所述控制中心101是生產調度的核心，由生產調度管理人員使用，通過無線網絡與移動終端103進行數據傳輸，通過因特網與生產數據服務器102進行數據傳輸；
[0027]其進一步包括以下模塊:生產調度模塊、信息反饋模塊、數據分析模塊、生產可視化模塊、系統日志模塊，其中:
[0028]所述生產調度模塊主要用來對整個車間的生產進行調度，綜合工人、工作站、訂單、操作順序等多因素，將生產任務分配到每個工人；
[0029]所述信息反饋模塊接收作業工人通過無線網絡反饋的生產信息，并及時存儲到生產數據服務器102中，當收到生產異常報警信息后，有關部門及時介入，找出問題解決方案；
[0030]所述數據分析模塊從生產數據服務器102中獲取生產的具體信息，分析評價每位工人的生產能力，為下次生產安排打下基礎；
[0031]所述生產可視化模塊通過可視化的方式監控車間工作完成情況，讓生產調度管理人員可以實時監控每個車間的工作完成度，查看每件產品、每道工序的完成情況；
[0032]所述系統日志模塊用于記錄系統信息，比如用戶所作出的所有操作及生產異常預
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[0033]所述生產數據服務器102通過因特網與所述控制中心101進行數據傳輸，主要用來存儲所有的生產信息，包括控制中心101作出的生產任務命令、移動終端103反饋的生產狀態信息及對生產信息的分析結果等；
[0034]進一步，所述生產任務命令包括任務工序的先后順序及操作人員安排、操作預期時間等；所述生產狀態信息包括產品名稱、工序名稱、操作員、開始時間、結束時間等。
[0035]所述移動終端103是作業工人與控制中心101通過無線網絡實現數據傳輸的平臺，具體地，作業工人使用自己的工號登錄移動終端系統，可以查看自己當天的生產任務及預期生產時間，移動終端103在某道工序可以進行操作時，會及時通知該工序的作業工人進行操作；根據指示完成每道工序操作后，通過ZigBee網絡通知其他的移動終端，并及時向控制中心反饋自己的生產信息；當完成時間與預期時間相差超過一定閾值，或者遇到無法進行操作的情況時，及時向控制中心發送報警信息。
[0036]在本發明的一個實施例中，移動終端可以是具有射頻識別電子標簽讀寫功能和ZigBee模塊的手持機。
[0037]所述射頻識別電子標簽104固定在待加工設備的表面,用于記錄與待加工設備相關的生產信息，具體地，作業工人在進行操作時需要先用移動終端103對電子標簽104進行讀寫，記錄作業人信息和生產開始時間，生產完成后，再用移動終端103對電子標簽104進行讀寫，記錄生產結束時間，便于對生產過程進行回溯。[0038]圖2為本發明提供的基于移動終端的實時生產調度管理方法的流程圖，如圖2所示，所述基于移動終端的實時生產調度管理方法包括以下步驟:
[0039]步驟S1:控制中心101的生產調度模塊綜合考慮企業資源計劃ERP系統的生產計劃和生產數據服務器中存儲的已有生產記錄，以均衡生產為目的進行任務分配，將任務分配結果通過無線網絡發送至工人的移動終端103中，并對任務分配結果進行存儲；
[0040]該步驟中，所述已有生產記錄包括車間的生產設備、生產人員等生產記錄情況。
[0041]在進行任務分配時，考慮產品操作的不相容性及每位工人的生產能力，將生產任務根據產品的可裝配順序，通過無線網絡將每道工序的操作分配到工人的移動終端103中。
[0042]任務分配的內容包括某道工序由誰來完成，預期的完成時間及完成狀態。
[0043]步驟S2:作業工人使用移動終端103，并按照一定的操作規范完成相應的作業；
[0044]該步驟中，所述操作規范包括:
[0045]步驟230:作業工人初始化移動終端103并接受任務；
[0046]具體來說，初始化移動終端103包括作業工人使用自己的工號登錄移動終端103及建立生產現場移動終端103的ZigBee網絡；在初始化操作后，作業工人可以查看自己當天的生產任務及預期生產作業時間。
[0047]在本發明的一個實施例中，生產任務是按工序級操作下達。
[0048]步驟231:判定是否存在可操作的工序，若有，則進入步驟232，否則繼續進行判定;
[0049]步驟232:作業工人使用移動終端103進行任務狀態讀寫，并按要求完成作業；
[0050]具體來說，工人在進行作業前使用移動終端103對射頻識別電子標簽104進行讀寫，記錄作業工人信息和生產開始時間，表明正式接受某任務；然后作業工人按照操作規范進行作業。
[0051]步驟233:判定是否正常完成操作，若作業工人正常完成操作，則進入步驟234，否則進入步驟235 ；
[0052]其中，正常完成操作的標準是指作業工人按照正確的作業流程完成某道工序的操作。
[0053]步驟234:作業工人進行任務狀態讀寫，并將工序的完成狀態通過ZigBee網絡傳播給生產現場的其他移動終端103，完成該步驟后，同時進入步驟235和步驟231 ；
[0054]具體來說，工人在作業完成后，使用移動終端103對射頻識別電子標簽104進行讀寫，記錄生產結束時間，表示正式完成某任務。同時，作業工人將自己操作完成的工序生產狀態通過ZigBee網絡傳播給生產現場的其他移動終端103，便于所有的移動終端103及時判定是否有工序可進行操作。
[0055]步驟235:作業工人通過移動終端103將生產信息反饋給控制中心101。
[0056]所述生產信息包括生產內容、作業人員、開始時間、結束時間及是否完成等信息。當作業工人完成某工序的時間與原生產調度的預期時間相差超過一定的閾值，或者無法正常完成操作時，則產生報警信息，與生產信息一同反饋給控制中心101，便于車間調度管理人員及時對生產作出調整，以便順利完成生產任務。
[0057]步驟S3:控制中心101接收移動終端103發來的現場生產信息并進行處理、分析和存儲。
[0058]該步驟中，控制中心101的信息反饋模塊接收移動終端103發來的現場生產信息，并存儲到生產數據服務器102中，當接收到報警信息時，及時通知車間應急小組介入處理；數據分析模塊對信息反饋模塊收集到的生產信息進行分析，合理評價每位工人的生產能力，并將分析結果存儲到生產數據服務器102中，用來優化安排下一次的生產，確保生產調度安排更加合理有效。
[0059]本發明通過以上的基于移動終端的實時生成調度管理系統及方法，實現調度管理部門與車間管理的無縫鏈接，全程自動化管理，方便作業工人有條理地進行作業，快速共享生產狀態，并對生產現場進行統一的監控和管理，實時獲取生產現場的生產信息，快速靈活應對生產中出現的問題，從而提高了生產效率，幫助企業獲得更大的利潤。
[0060]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于移動終端的實時生產調度管理系統，其特征在于，該系統包括:控制中心、生產數據服務器、移動終端、固定在待加工設備上的射頻識別電子標簽，其中: 所述控制中心通過無線網絡與移動終端進行數據傳輸，通過因特網與生產數據服務器進行數據傳輸； 所述生產數據服務器通過因特網與所述控制中心進行數據傳輸，用于存儲生產信息； 所述移動終端作為作業工人與控制中心通過無線網絡實現數據傳輸的平臺； 所述射頻識別電子標簽固定在待加工設備的表面，用于記錄與待加工設備相關的生產信息。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述控制中心包括:生產調度模塊、信息反饋模塊、數據分析模塊、生產可視化模塊和系統日志模塊，其中: 所述生產調度模塊用于對整個車間的生產進行調度，綜合工人、工作站、訂單和/或操作順序，將生產任務分配到每個工人； 所述信息反饋模塊接收作業工人通過無線網絡反饋的生產信息，并及時存儲到生產數據服務器中； 所述數據分析模塊從生產數據服務器中獲取生產信息，分析評價每位工人的生產能力； 所述生產可視化模塊通過可視化的方式監控車間工作完成情況； 所述系統日志模塊用于記錄系統信息。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述生產信息包括控制中心作出的生產任務命令、移動終端反饋的生產狀態信息及對生產信息的分析結果。
4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述生產任務命令包括任務工序的先后順序及操作人員安排和/或操作預期時間。
5.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述生產狀態信息包括產品名稱、工序名稱、操作員、開始時間和/或結束時間。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述移動終端是具有射頻識別電子標簽讀寫功能和ZigBee模塊的手持機。
7.一種基于移動終端的實時生產調度管理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟S1:控制中心的生產調度模塊綜合考慮企業資源計劃ERP系統的生產計劃和生產數據服務器部分中存儲的已有生產記錄，以均衡生產為目的進行任務分配，將任務分配結果通過無線網絡發送至工人的移動終端中，并對任務分配結果進行存儲； 步驟S2:作業工人使用移動終端，并按照操作規范完成相應的作業； 步驟S3:控制中心接收移動終端發來的現場生產信息并進行處理、分析和存儲。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述已有生產記錄包括車間的生產設備和/或生產人員記錄。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述操作規范包括: 步驟230:作業工人初始化移動終端并接受任務； 步驟231:判定是否存在可操作的工序，若有，則進入步驟232，否則繼續進行判定； 步驟232:作業工人使用移動終端進行任務狀態讀寫，并按要求完成作業； 步驟233:判定是否正常完成操作，若作業工人正常完成操作，則進入步驟234，否則進入步驟235 ； 步驟234:作業工人進行任務狀態讀寫，并將工序的完成狀態通過ZigBee網絡傳播給生產現場的其他移動終端，完成該步驟后，同時進入步驟235和步驟231 ； 步驟235:作業工人通過移動終端將生產信息反饋給控制中心101。
10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟S3中，若控制中心接收到報警信息，則及時通知車間應急小組介入處理。
【文檔編號】G06Q50/04GK103810573SQ201410064939
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】譚杰, 毛娜, 王敏麗 申請人:中國科學院自動化研究所