一种数字车间环境监控系统的制作方法

本发明涉及车间监管设备领域，具体涉及一种数字车间环境监控系统。

背景技术：

数字车间是数字化、网络化技术在生产车间的综合应用，它将数控设备与工艺设计系统、生产组织系统和其他管理系统的信息进行集成，形成综合信息流自动化的集成制造系统。

现有技术为公开号为cn207883099u的专利文件，公开了一种车间设备环境智能报警装置，包括：传感器组、模拟输入模块、信号放大模块、a/d转换模块、恒流源、数字输出模块、通讯模块、主电源、次电源、拨码按键，实现了车间设备环境监测装置的模块化，提高了整个装置的稳定性及精确性。

但现有的数字车间主要用于高精度的加工和制造，车间内部设置有多种高端设备，现有的环境监控系统功能较为简单，而这些设备由于功能作用的不同，其对工作环境参数的需求也不相同，现有技术无法根据各个设备的需要进行准确全面的监控，并在发生异常时，对异常进行快速响应。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种数字车间环境监控系统，某个监控区域发生异常时，通过环境参数采集模块采集监控区域对应的环境参数，将环境参数经异常码生成模块比较关联后，得到该区域的包含区域码、参数代码、危害程度的异常码集合，再经过人员调度模块的分析处理，根据异常码集合，维护人员的上下班状态、员工端的位置情况，选择出最优的处理异常的人选，对异常进行快速响应，并在完成异常处理后，将该异常与具体操作的员工端进行绑定，作为处理异常的记录。

本发明所要解决的技术问题为：

a.如何针对数字车间内各个设备对环境参数有不同的需求，而导致的环境监控检测困难，进而导致无法快速响应异常情况的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种数字车间环境监控系统，包括监控端以及由维护人员随身携带的员工端，所述监控端包括区域划分模块、环境参数采集模块、异常码生成模块、人员调度模块、考勤模块、维护标记模块；

所述区域划分模块用于将车间内部划分为多个监控区域，每个所述监控区域内只放置有一个设备，且每个监控区域均关联有唯一的区域码；

所述环境参数采集模块设置在各个监控区域内，用于采集该监控区域内的环境参数；

所述异常码生成模块用于根据区域码以及环境参数判定监控区域内的异常情况并生成异常码；

所述考勤模块用于记录所有维护人员的上下班状态；

所述人员调度模块用于根据异常码生成各个监控的异常码集合，并根据异常码集合、维护人员的上下班状态以及异常码集合关联的员工端发出维护指令；

所述维护标记模块用于在维护人员处理异常码集合后，将异常码集合标记为已处理异常，并将已处理异常与接收到维护指令的员工端进行关联；

所述员工端包括打卡模块、定位模块以及远程通讯模块；

所述打卡模块用于标记维护人员的上下班状态；

所述定位模块用于根据人员调度模块发出的定位请求，发送维护人员实时的位置信息；

所述远程通讯模块用于两个员工端之间的通讯。

进一步的，所述异常码生成模块的工作步骤如下：

s1、环境参数采集模块获取监控区域内的各个环境参数，得到环境参数集合i＝{i1,i2,…,ij,…,in}，其中ij表示第j种环境参数的实时数值，异常码生成模块对所有环境参数均分配有唯一的参数代码；

s2、异常码生成模块对任意环境参数ij与预设的预警阈值比较，若则不生成异常码；若则获取环境参数采集模块对应的区域码以及该环境参数的参数代码，并执行s3；

s3、获得区域码后，将环境参数ij与预设的低危阈值比较，若则将低危码，并将区域码、参数代码以及低危码组合生成异常码；若则执行s4；

s4、将环境参数ij与预设的中危阈值比较，若则获取中危码，并将区域码、参数代码以及中危码组合生成异常码，若则获取高危码，并将区域码、参数代码以及高危码组合生成异常码。

进一步的，所述人员调度模块的具体工作步骤如下：

步骤一、将具有相同区域码的异常码划分为同一组，得到各个监控区域的异常码集合其中k表示第k个监控区域，表示该监控区域的第p个异常码；

步骤二、统计各个异常码集合e^k中包含高危码的异常码数量h，若h＝0，则执行步骤三，若h≠0，则执行步骤四；

步骤三、获取上下班状态为上班的所有员工端，作为备选组，并获取备选组中各个员工端关联的已处理异常，再从中筛选与异常码集合e^k相同的已处理异常；

若存在相同的已处理异常，则向任意一个关联该已处理异常的员工端发出维护指令；若不存在相同的已处理异常，则从中筛选与异常码集合e^k的区域码和参数代码均相同的已处理异常；

若存在与异常码集合e^k的区域码和参数代码均相同的已处理异常，则向任意一个关联该已处理异常的员工端发出维护指令；若不存在与异常码集合e^k的区域码和参数代码均相同的已处理异常，则筛选仅与异常码集合e^k的区域码相同的已处理异常；

若存在仅与异常码集合e^k的区域码相同的已处理异常，则向任意一个关联该已处理异常的员工端发出维护指令；若不存在仅与异常码集合e^k的区域码相同的已处理异常，则执行步骤四；

步骤四、向所有备选组发出定位请求，接收到各个员工端的定位数据后，筛选出距离异常码集合e^k对应的监控区域最近的员工端，并向该员工端发出维护指令，同时，获取所有员工端关联的已处理异常，筛选出与异常码集合e^k相同的已处理异常；

若与异常码集合e^k相同的已处理异常存在，则获取与该已处理异常关联的员工端，并将接收维护指令的员工端与该已处理异常关联的员工端建立通讯；

若与异常码集合e^k相同的已处理异常不存在，则筛选出与异常码集合e^k的区域码相同且参数代码相同数量最多的已处理异常，再将任意一个关联该已处理异常的员工端与接收维护指令的员工端建立通讯；

若所有已处理异常中没有与异常码集合e^k的区域码相同的员工端，则筛选出关联已处理异常数量最多的员工端，并与接收维护指令的员工端建立通讯。

本发明的有益效果：

(1)针对数字车间内复杂的设备情况，通过区域划分模块和环境参数采集模块对各个设备进行针对性的监测，同时配合异常码生成模块，在各监控区域发生异常时，准确且详细的生成包含异常发生区域、异常参数种类以及危害程度的异常码集合，能够使维护人员直观快速的了解异常情况。

(2)通过进一步与考勤模块、员工端以及人员调度模块的配合，在发生异常情况时，可根据具体的异常区域、员工的异常处理记录、异常参数的种类、危害程度以及员工的上下班状态，选择最优的人选进行异常情况的处理，在需要时，还可通过远程协助的方式进行异常快速响应。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本实施例提供了一种数字车间环境监控系统，包括监控端以及由维护人员随身携带的员工端，员工端与维护人员一一对应，所述监控端包括区域划分模块、环境参数采集模块、异常码生成模块、人员调度模块、考勤模块、维护标记模块；

所述区域划分模块用于将车间内部划分为多个监控区域，每个所述监控区域内只放置有一个设备，且每个监控区域均关联有唯一的区域码；区域码为纯数字组成，如001为第一个监控区域的区域码，002为第二个监控区域的区域码，以此类推。

所述环境参数采集模块设置在各个监控区域内，用于采集该监控区域内的环境参数；环境参数包括温度、一氧化碳浓度、湿度、压力、微粒子浓度等。

所述异常码生成模块用于根据区域码以及环境参数判定监控区域内的异常情况并生成异常码；

所述考勤模块用于记录所有维护人员的上下班状态；上下班状态包括上班和休息。

所述人员调度模块用于根据异常码生成各个监控的异常码集合，并根据异常码集合、维护人员的上下班状态以及异常码集合关联的员工端发出维护指令；接收到维护指令的维护人员去现场进行处理；维护指令包括实时的异常码集合。

所述维护标记模块用于在维护人员处理异常码集合后，将异常码集合标记为已处理异常，并将已处理异常与接收到维护指令的员工端进行关联；用于后期选择技术熟练的员工快速高效处理高危情况。

所述员工端包括打卡模块、定位模块以及远程通讯模块；

所述打卡模块用于标记维护人员的上下班状态；

所述定位模块用于根据人员调度模块发出的定位请求，发送维护人员实时的位置信息；

所述远程通讯模块用于两个员工端之间的通讯。

由于各个监控区域内的设备可能不同，因此每个监控区域采集的环境参数也会存在差异，且各个设备对环境的要求也不相同，因此需要针对各个设备建立不同的异常检测体系，因此所述异常码生成模块的工作步骤如下：

s1、环境参数采集模块获取监控区域内的各个环境参数，得到环境参数集合i＝{i1,i2,…,ij,…,in}，其中ij表示第j种环境参数的实时数值，异常码生成模块对所有环境参数均分配有唯一的参数代码；参数代码由单个大写字母组成，如i1表示温度，且参数代码为a，i2表示温度一氧化碳浓度，且参数代码为b，

s2、异常码生成模块对任意环境参数ij与预设的预警阈值比较，若说明在预警标准之下，则不生成异常码；若则获取环境参数采集模块对应的区域码以及该环境参数的参数代码，并执行s3；

s3、需要对异常的程度进行进一步判定，因此在获得区域码后，将环境参数ij与预设的低危阈值比较，若则将低危码，并将区域码、参数代码以及低危码组合生成异常码；若则执行s4；

s4、将环境参数ij与预设的中危阈值比较，若则获取中危码，并将区域码、参数代码以及中危码组合生成异常码，若则获取高危码，并将区域码、参数代码以及高危码组合生成异常码。其中，且低危码为λ，中危码为δ，高危码为θ，则生成的异常码如001aλ或022bθ，异常码能够同时表示出现异常的区域、发生异常的环境参数以及危害程度，如低危表示对生产结果造成影响、中危表示会造成设备损坏、高危表示威胁人员的生命安全。

发送异常情况时，可能是单一环境参数发生改变，也有可能多个环境参数同时发生改变，因此需要结合所有的环境参数、设备类型以及异常的紧急情况来选择处理异常的人员，因此所述人员调度模块的具体工作步骤如下：

步骤一、将具有相同区域码的异常码划分为同一组，得到各个监控区域的异常码集合其中k表示第k个监控区域，表示该监控区域的第p个异常码；区域码相同，表示出现异常的设备相同，因此异常码集合e^k表示当前该监控区域内所有出现异常的环境参数的异常码。如异常码集合e¹包含001aλ，001cλ，001fδ这三个异常码，表示001监控区域中的a、c、f三个环境参数发生异常，且a、c这两个环境参数为低危程度，f为中危程度。

步骤二、统计各个异常码集合e^k中包含高危码的异常码数量h，若h＝0,说明情况在可控范围内，及时处理即可，则执行步骤三，若h≠0，表明至少有一个环境参数的危害性较高，需要尽快处理，则执行步骤四；

步骤三、获取上下班状态为上班的所有员工端，即正在上班的员工，作为备选组，并获取备选组中各个员工端关联的已处理异常，再从中筛选与异常码集合e^k相同的已处理异常，即区域码和参数代码和危害程度均相同；

若存在相同的已处理异常，说明该员工处理过相同的异常，经验最为丰富，则向任意一个关联该已处理异常的员工端发出维护指令；能够及时高效的对异常进行处理，若不存在相同的已处理异常，说明和以前处理的情况有差异，首先需要考虑的是出现过相同设备以及相同环境参数异常的情况，而暂不考虑危害程度，则从中筛选与异常码集合e^k的区域码和参数代码均相同的已处理异常；

若存在与异常码集合e^k的区域码和参数代码均相同的已处理异常，说明该员工处理过类似的异常情况，则向任意一个关联该已处理异常的员工端发出维护指令；若不存在与异常码集合e^k的区域码和参数代码均相同的已处理异常，此时应选择熟悉该设备的员工进行处理，则筛选仅与异常码集合e^k的区域码相同的已处理异常。

若存在仅与异常码集合e^k的区域码相同的已处理异常，则向任意一个关联该已处理异常的员工端发出维护指令；若不存在仅与异常码集合e^k的区域码相同的已处理异常，则执行步骤四；

对于上班的员工均未处理过的异常情况或是需要尽快到达现场进行处理以控制异常恶化时，可通过远程协助的方式指导在场员工进行操作，实现对异常的快速处理：

步骤四、向所有备选组发出定位请求，接收到各个员工端的定位数据后，筛选出距离异常码集合e^k对应的监控区域最近的员工端，并向该员工端发出维护指令，使最近的员工以最快速度到达异常发生的现场，对情况进行控制，同时，获取所有员工端关联的已处理异常，筛选出与异常码集合e^k相同的已处理异常；

若与异常码集合e^k相同的已处理异常存在，首先应筛选出处理过相同异常的员工，作为远程协助处理异常的最优人选，则获取与该已处理异常关联的员工端，并将接收维护指令的员工端与该已处理异常关联的员工端建立通讯，并通过远程协助完成异常情况的控制。

若与异常码集合e^k相同的已处理异常不存在，说明最优人选不存在，因此需要在处理过相同设备的前提下，从中选择相似度最高作为远程协助的人选，则筛选出与异常码集合e^k的区域码相同且参数代码相同数量最多的已处理异常，再将任意一个关联该已处理异常的员工端与接收维护指令的员工端建立通讯；

若所有已处理异常中没有与异常码集合e^k的区域码相同的员工端，选择处理异常经验最丰富的作为远程协助人选，则筛选出关联已处理异常数量最多的员工端，并与接收维护指令的员工端建立通讯。

本实施例的具体工作过程如下：

某个监控区域发生异常时，环境参数采集模块采集监控区域对应的环境参数，将环境参数经异常码生成模块比较关联后，得到该区域的包含区域码、参数代码、危害程度的异常码集合，再经过人员调度模块的分析处理，根据异常码集合，维护人员的上下班状态、员工端的位置情况，选择出最优的处理异常的人选，对异常进行快速响应，并在完成异常处理后，将该异常与具体操作的员工端进行绑定，作为处理异常的记录。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。