专利名称：一种流水线监控管理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息技术与生产管理领域，特别涉及一种流水线监控管理方法及装置。
背景技术：
伴随着客户需求的多样化和产品生命周期的缩短倾向，制造业需要将大批量自动化的生产方式，向多品种少量、短交货期的生产方式转变。人工和自动化的机器设备组合成的生产线日益增多。人作为一种具有主观能动性的个体，其作业的效率受多方面因素的影响而不断变化，在同一条生产线上由于生产产品和其数量的不同，在每个工序的作业所需时间(也称为滞留时间)是不一样的，尤其是同时生产多种产品的情况下，各个工序的实际滞留时间很难定量化的测定，工序的实际滞留时间反映了工序的生产效率，整个生产线的生产效率是由各个生产工序的生产效率所决定的。及时地了解生产线的各个工序的运行状况，才能发现生产线的问题所在，进而采取改善措施提高整个生产线的生产效率。目前，在工厂中已经引入了各种生产管理系统，其大多生成各种期间的生产计划，现有的生产管理系统存在以下问题:1、现有的生产管理系统能根据订单以及零部件的供给制定各种期间的生产计划，但是在生产过程中往往由于各种原因不能按照计划执行，系统无法及时调整生产计划；2、不能把握生产过程的各个工序的生产状况，在一些工序产生拥堵，而有的工序广生等待；3、在同时生产多种产品的生产线上，对产品生产状态无法及时准确地把握，更无法做到优化。可见，现有技术在制定出生产计划后，在生产过程中缺乏实时监控手段，通过人工的统计确认生产计划的实施状况和其与生产计划的差异。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高生产效率，缩短故障检测时间，提高生产流水线工作效率的流水线监控管理方法。本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种流水线监控管理方法，包括以下步骤:步骤1:采集生产流水线中每件产品在每个工序的状态数据，并在存储后发送给服务器；步骤2:服务器根据采集的状态数据计算每件产品在每个工序的位置信息；步骤3:显示设备根据位置信息实时显示生产流水线中每件产品在每个工序的位置，或者再现某一时刻生产流水线中每件产品在每个工序的位置；
步骤4:服务器根据位置信息模拟每件产品在生产流水线中每个工序的位置，得到实际滞留时间及标准工序时间；步骤5:当实际滞留时间在预设数值范围外时，增加或者减少步骤4工序中的工位的数量和作业人员的数量，得到多个模拟滞留时间，选择最近似于标准工序时间的模拟滞留时间，得到最终模拟状态；步骤6:按照最终模拟状态设置实际生产流水线中工序中工位的数量及作业人员的数量。本发明的有益效果是:根据计算实际滞留时间及标准工序时间，并将实际滞留时间与标准工序时间进行比较，根据比较结果能够及时方便地发现生产线中的问题，减少发现问题的时间，提供优化的生产计划，使各个工序的资源得到最大化的利用，减少生产线的堵塞和等待时间，提高生产效率，改变了生产管理的方式，提高生产效率和产品质量。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述步骤4进一步为:步骤401:服务器根据位置信息模拟每件产品在每个工序的位置；步骤402:在下一工序空闲时，产品移动到下一工序，否则，等待下一工序空闲；步骤403:计算每件广品在每一工序的实际滞留时间和标准工序时间。采用上述进一步方案的有益效果是根据采集的数据按照实际生产过程中模拟生产流水线的工作状态从而获得较准确实际滞留时间和标准工序时间。进一步，所述步骤403中的实际滞留时间=进入下一工序时间-进入本工序的时间。采用上述进一步方案的有益效果是通过进入下一工序时间减去进入本工序时间获得实际滞留时间，这样计算可以使模拟过程中实际滞留时间的获得更加精准可靠。进一步，所述标准工序时间为每个产品在每个工序上的实际滞留时间的平均值。采用上述进一步方案的有益效果是取平均值可以使排除一些偶然因素造成的一时性的波动。进一步,所述步骤5中具体为:若工序的实际滞留时间少于标准工序时间，则减少模拟生产流水线工作过程中该工序的工位的数量和作业人员的数量；若工序的实际滞留时间多于标准工序时间，则增加模拟生产流水线工作过程中该工序的工位的数量和作业人员的数量。采用上述进一步方案的有益效果是按照工序的实际滞留时间与平均工序时间的不同比较结果，调整工序的工位数量和作业人员的数量，适应不同的使用情况，应用性更强。进一步，一种流水线监控管理装置，包括采集模块，计算模块，显示模块，模拟模块和调整模块；所述采集模块，用于采集生产流水线中每件产品在每个工序的状态数据，并在存储后发送给服务器；所述计算模块，用于服务器根据采集模块采集的采集的状态数据计算每件产品在每个工序的位置信息；
所述显示模块，用于显示设备根据计算模块得到的位置信息显示生产流水线中每件产品在每个工序的位置；所述模拟模块，用于服务器根据计算模块得到的位置信息模拟每件产品在生产流水线中每个工序的位置，得到实际滞留时间及标准工序时间；所述调整模块，用于当模拟模块模拟得到的实际滞留时间在预设数值范围外时，增加或者减少模拟模块的工序中的工位的数量和作业人员的数量，重新模拟生产过程，得到多个模拟滞留时间，选择最近似于标准工序时间的模拟滞留时间，得到最终模拟状态；所述应用模块，用于按照调整模块得到的最终模拟状态设置实际生产流水线中工序中工位的数量及作业人员的数量。采用上述进一步方案的有益效果是根据计算实际滞留时间及标准工序时间，并将实际滞留时间与标准工序时间进行比较，根据比较结果能够及时方便地发现生产线中的问题，减少发现问题的时间，提供优化的生产计划，使各个工序的资源得到最大化的利用，减少生产线的堵塞和等待时间，提高生产效率，改变了生产管理的方式，提高生产效率和产品质量。 进一步，所述模拟模块进一步包括模拟位置模块，判断模块和运算模块；所述模拟位置模块，服务器根据位置信息模拟每件产品在每个工序的位置；所述判断模块，用于在下一工序空闲时，产品移动到下一工序，否则，等待下一工序空闲；所述运算模块，用于计算每件产品在每一工序的实际滞留时间和标准工序时间。采用上述进一步方案的有益效果是根据采集的数据按照实际生产过程中模拟生产流水线的工作状态从而获得较准确实际滞留时间和标准工序时间。进一步，所述运算模块中的实际滞留时间=进入下一工序时间-进入本工序的时间。采用上述进一步方案的有益效果是通过进入下一工序时间减去进入本工序时间获得实际滞留时间，这样计算可以使模拟过程中实际滞留时间的获得更加精准可靠。进一步，所述运算模块中的标准工序时间为每个产品在每个工序上的实际滞留时间的平均值。采用上述进一步方案的有益效果是取平均值可以使标准工序时间更加准确，且贴近生产实际。进一步，所述调整模块中调整工序具体包括第一调整模块和第二调整模块:所述第一调整模块，用于工序的实际滞留时间少于标准工序时间，则减少模拟生产流水线工作过程中该工序的工位的数量和作业人员的数量；所述第二调整模块，用于工序的实际滞留时间多于标准工序时间，则增加模拟生产流水线工作过程中该工序的工位的数量和作业人员的数量。采用上述进一步方案的有益效果是按照工序的实际滞留时间与平均产出时间的不同比较结果，调整工序的工位，适应不同的使用情况，应用性更强。
图1为本发明方法步骤流程图2为本发明装置结构图；图3为本发明具体实施中工序正常工作状态示意图；图4为本发明具体实施中工序堵塞状态示意图；图5为本发明具体实施中工序疏通状态不意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下:1、采集模块，2、计算模块，3、显示模块，4、模拟模块，4a、模拟位置模块，4b、判断模块，4c、运算模块，5、调整模块，5a、第一调整模块，5b、第二调整模块，6、应用模块。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。如图1所示，为本发明方法步骤流程图，图2为本发明装置结构图，图3为本发明具体实施中工序正常工作状态示 意图，图4为本发明具体实施中工序堵塞状态示意图，图5为本发明具体实施中工序疏通状态示意图。实施例1一种生产流水线模拟方法，包括以下步骤:步骤1:采集生产流水线中每件产品在每个工序的状态数据，并在存储后发送给服务器；步骤2:服务器根据采集的状态数据计算每件产品在每个工序的位置信息；步骤3:显示设备根据位置信息实时显示生产流水线中每件产品在每个工序的位置，或者再现某一时刻生产流水线中每件产品在每个工序的位置；步骤4:服务器根据位置信息模拟每件产品在生产流水线中每个工序的位置，得到实际滞留时间及标准工序时间；步骤5:当实际滞留时间在预设数值范围外时，增加或者减少步骤4工序中的工位的数量和作业人员的数量，重新模拟生产过程，得到多个模拟滞留时间，选择最近似于标准工序时间的模拟滞留时间，得到最终模拟状态；所述预设数值范围为标准工序时间的±5%，所述最近似于标准工序时间的模拟滞留时间，为将多个模拟滞留时间相比较，与标准工序时间的绝对值最小的1 拟滞留时间；步骤6:按照最终模拟状态设置实际生产流水线中工序中工位的数量及作业人员的数量。所述步骤4进一步为:步骤401:服务器根据位置信息模拟每件产品在每个工序的位置；步骤402:在下一工序空闲时，产品移动到下一工序，否则，等待下一工序空闲；步骤403:计算每件广品在每一工序的实际滞留时间和标准工序时间。所述步骤403中的实际滞留时间=进入下一工序时间-进入本工序的时间。所述标准工序时间为每个产品在每个工序上的实际滞留时间的平均值。所述步骤5中具体为:若工序的实际滞留时间少于标准工序时间，则减少模拟生产流水线工作过程中该工序的工位的数量；
若工序的实际滞留时间多于标准工序时间，则增加模拟生产流水线工作过程中该工序的工位的数量。一种流水线监控管理装置，包括采集模块I，计算模块2，显示模块3，模拟模块4，调整模块5和应用模块6 ；所述采集模块1，用于采集生产流水线中每件产品在每个工序的状态数据，并在存储后发送给服务器；所述计算模块2，用于服务器根据采集模块I采集的采集的状态数据计算每件产品在每个工序的位置信息；所述显示模块3，用于显示设备根据计算模块2得到的位置信息显示生产流水线中每件广品在每个工序的位置；所述模拟模块4，用于服务器根据计算模块2得到的位置信息模拟每件产品在生产流水线中每个工序的位置，得到实际滞留时间及标准工序时间；所述调整模块5，用于当模拟模块4模拟得到的实际滞留时间在预设数值范围外时，增加或者减少模拟模块4工序中的工位的数量和作业人员的数量，重新模拟生产过程，得到多个模拟滞留时间，选择最近似于标准工序时间的模拟滞留时间，得到最终模拟状态；所述最近似于标准工序时间的模拟滞留时间，为将多个模拟滞留时间相比较，与标准工序时间的绝对值最小的模拟滞留时间。所述应用模块6，用于按照调整模块5得到的最终模拟状态设置实际生产流水线中工序中工位的数量级作业人员的数量。所述模拟模块4进一步包括模拟位置模块4a，判断模块4b和运算模块4c ；所述模拟位置模块4a，服务器根据位置信息模拟每件产品在每个工序的位置；所述判断模块4b，用于在下一工序空闲时，产品移动到下一工序，否则，等待下一工序空闲；所述运算模块4c，用于计算每件产品在每一工序的实际滞留时间和标准工序时间。所述运算模块4c中的实际滞留时间=进入下一工序时间-进入本工序的时间。所述运算模块4c中的标准工序时间为每个产品在每个工序上的实际滞留时间的平均值。所述调整模块5中调整工序具体包括第一调整模块5a和第二调整模块5c:所述第一调整模块5a，用于工序的实际滞留时间少于标准工序时间，则减少模拟生产流水线工作过程中该工序的工位；所述第二调整模块5b，用于工序的实际滞留时间多于标准工序时间，则增加模拟生产流水线工作过程中该工序的工位。具体实施中我们采取以下步骤:a)在生产线的给个工序的开始和结束位置上设置传感装置，记录产品进入和离开工序的时间，传感装置包括IC卡，条形码，激光，磁性，RFID，人工记录等任何接触和非接触型的数据采集和传送装置。b)各个工序采集到的数据通过网络传输到服务器和数据库储存。c)统计各个工序的生产时间，求其平均值为标准工序时间。
d)如图3所示，工序正常工作时，根据各个产品进入和离开工序的时间，计算其位于工序的位置，随着时间的推移，其在工序的位置也由前往后移动。e)在本工序的产品已经作业完成后，如果下一工序有空闲的工作台，产品将移动到这一空闲工作台，依此类推。f)但是，如图4所示，如果当下一个工序上的所有工作台都存在正在作业的产品时，发生堵塞，本工序的产品只能等待到下一工序有空闲的工作台出现。由于本工序的所有工作台都处于非空闲状态，上一工序的产品也会发生等待。这种等待状态用图标表示在本工序的最后的位置。g)累计各个工序的实际作业时间和等待时间，实际作业时间和等待时间之和为实际滞留时间，等待时间越长说明此工序的资源未得到充分利用。等待时间长的原因有多种可能，例如上一工序的工序标准工序时间长，未能及时转移到本工序，或者下一工序产生堵塞，本工序已完成的产品无法移到下一工序。h)如图5所示，随着时间的推移，堵塞的工序渐渐解除，生产线回复流动。i)在更个再现或模拟完成后，将得到各个工序实际作业时间(Tz)和等待时间(Td)的统计结果，运转率(Wz)和闲置率(Wd)如下计算:Wz=Tz/ (Tz+Td)，Wd=Td/ (Tz+Td)，运转率越高的工序，特别是接近100%时，说明此工序已经接近满负荷，有可能成为整个生产线的瓶颈。反之，闲置率越高的工序说明生产能力未充分发挥，存在着浪费。j)对于运转率高的工序，可以增加工作台和作业人员，提高其整体的工序标准时间，反之，闲置率高的工序可以减少工作台和作业人员。这种工序间的资源配置的调整能够提闻生广线的效率。k)在实际调整工序资源配置之前，模拟功能可以帮助事先验证配置方案调整的效果，对于运转率高的工序，可以通过虚拟增加作业台数，以实际数据为基础，重新模拟生产过程，重新获得上述运转率和闲置率，再经过比较分析，得到新的配置方案，如此反复模拟比较就能够得到最优的配置方案。在实际生产过程中，作为参数的各个产品的标准工序时间受到各种因素的影响是不断变化的，本发明通过实时数据的收集，计算实时的标准工序时间，从而能够动态地调整生产顺序。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种生产流水线模拟方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:采集生产流水线中每件产品在每个工序的状态数据，并在存储后发送给服务器； 步骤2:服务器根据采集的状态数据计算每件产品在每个工序的位置信息； 步骤3:显示设备根据位置信息实时显示生产流水线中每件产品在每个工序的位置，或者再现某一时刻生产流水线中每件产品在每个工序的位置； 步骤4:服务器根据位置信息模拟每件产品在生产流水线中每个工序的位置，得到实际滞留时间及标准工序时间； 步骤5:当实际滞留时间在预设数值范围外时，增加或者减少步骤4工序中的工位的数量和作业人员的数量，重新模拟生产过程，得到多个模拟滞留时间，选择最近似于标准工序时间的模拟滞留时间，得到最终模拟状态； 步骤6:按照最终模拟状态设置实际生产流水线中工序中工位的数量及作业人员的数量。
2.根据权利要求1所述的流水线监控管理方法，其特征在于:所述步骤4进一步为: 步骤401:服务器根据位置信息模拟每件产品在每个工序的位置； 步骤402:在下一工序空闲时，产品移动到下一工序，否则，等待下一工序空闲； 步骤403:计算每件广品在每一工序的实际滞留时间和标准工序时间。
3.根据权利要求2所述的流水线监控管理方法，其特征在于:所述步骤403中的实际滞留时间=进入下一工序时间-进入本工序的时间。
4.根据权利要求2所述的流水线监控管理方法，其特征在于:所述标准工序时间为每个产品在每个工序上的实际滞留时间的平均值。
5.根据权利要求1至4任一所述的流水线监控管理方法，其特征在于:所述步骤5中具体为: 若工序的实际滞留时间少于标准工序时间，则减少模拟生产流水线工作过程中该工序中工位的数量和作业人员的数量； 若工序的实际滞留时间多于标准工序时间，则增加模拟生产流水线工作过程中该工序中工位的数量和作业人员的数量。
6.一种流水线监控管理装置，其特征在于:包括采集模块(1)，计算模块(2)，显示模块(3),模拟模块(4)，调整模块(5)和应用模块(6); 所述采集模块(1)，用于采集生产流水线中每件产品在每个工序的状态数据，并在存储后发送给服务器； 所述计算模块(2)，用于服务器根据采集模块(1)采集的采集的状态数据计算每件产品在每个工序的位置信息； 所述显示模块(3)，用于显示设备根据计算模块(2)得到的位置信息显示生产流水线中每件广品在每个工序的位置； 所述模拟模块(4)，用于服务器根据计算模块(2)得到的位置信息模拟每件产品在生产流水线中每个工序的位置，得到实际滞留时间及标准工序时间； 所述调整模块(5)，用于当模拟模块(4)模拟得到的实际滞留时间在预设数值范围外时，增加或者减少模拟模块(4)工序中的工位的数量和作业人员的数量，重新模拟生产过程，得到多个模拟滞留时间，选择最近似于标准工序时间的模拟滞留时间，得到最终模拟状态； 所述应用模块(6)，用于按照调整模块(5)得到的最终模拟状态设置实际生产流水线中工序中工位的数量及作业人员的数量。
7.根据权利要求6所述的流水线监控管理装置，其特征在于:所述模拟模块(4)进一步包括模拟位置模块(4a)，判断模块(4b)和运算模块(4c)； 所述模拟位置模块(4a)，服务器根据位置信息模拟每件产品在每个工序的位置； 所述判断模块(4b)，用于在下一工序空闲时，产品移动到下一工序，否则，等待下一工序空闲； 所述运算模块(4c)，用于计算每件产品在每一工序的实际滞留时间和标准工序时间。
8.根据权利要求7所述的流水线监控管理装置，其特征在于:所述运算模块(4c)中的实际滞留时间=进入下一工序时间-进入本工序的时间。
9.根据权利要求7所述的流水线监控管理装置，其特征在于:所述运算模块(4c)中的标准工序时间为每个产品在每个工序上的实际滞留时间的平均值。
10.根据权利要求7所述的流水线监控管理装置，其特征在于:所述调整模块(5)中调整工序具体包括第一调整模块(5a)和第二调整模块(5c): 所述第一调整模块(5a)，用于工序的实际滞留时间少于标准工序时间，则减少模拟生产流水线工作过程中该工序的工位的数量和作业人员的数量； 所述第二调整模块(5b)， 用于工序的实际滞留时间多于标准工序时间，则增加模拟生产流水线工作过程中该工序的工位的数量和作业人员的数量。
全文摘要
本发明涉及一种流水线监控管理方法及装置，包括以下步骤，采集生产流水线中每件产品在每个工序的状态数据；服务器根据采集的状态数据计算每件产品在每个工序的位置信息；显示设备根据位置信息显示生产流水线中每件产品在每个工序的位置；服务器根据位置信息模拟每件产品在生产流水线中每个工序的位置，得到实际滞留时间及标准工序时间；当实际滞留时间在预设数值范围外时，调整步骤4中模拟过程中的工序的数量，从而得到最终模拟状态；按照最终模拟状态设置实际生产流水线中工序中工位的数量及作业人员的数量。本发明能够及时方便地发现生产线中的问题，使各个工序的资源得到最大化的利用，减少生产线的堵塞和等待时间，提高生产效率。
文档编号G05B19/418GK103197623SQ20131006826
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者张舒 申请人:张舒