一种电子SMT工厂的数字化VR监控方法和装置与流程

本发明属于数字化监控的技术领域，尤其是一种电子smt工厂的数字化vr监控方法和装置。

背景技术：

智能制造实现方法步骤为：第一步自动化、第二步物联化、第三步信息化(数字化)、第四步智能化。电子制造的信息化(数字化)主要是信息化管理软件的应用，主要包括：制造执行系统ems(enterprisemanufacturingsystem)和企业资源计划erp(enterpriseresourceplanning)等。ems实时接收电子工厂的现场各种设备数据和信息，完成工厂内部生产的信息化管理(产量、读码、工艺流程、物流、质量、看板、监控等)，并将相关的数据和信息传送到erp，erp完成工厂外部的信息化管理(市场、财务、物流等)。

电子制造可分为板级制造、整机装配和仓储物流三大部分。电子板级制造90％以上采用smt(surfacemountingtechnology)生产线，将元器件贴装在pcb基板上。电子smt生产线类型主要有中高速线、高精度线、叠层线和挿装线。

现代电子工业产业升级是以数字化电子智造工厂为目标的，但大多数企业采用摄像机进行监控，摄像机的图像或视频无法与ems数字化系统采集的现场各种设备数据和信息实时结合并处理，很难实现数字化生产监控。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种电子smt工厂的数字化vr监控方法和装置，以解决背景技术所涉及的问题。

本发明提供一种电子smt工厂的数字化vr监控方法和装置，包括四个方面。

第一方面，本发明公开一种电子smt工厂的数字化vr监控方法，所述方法包括：

建立虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境；所述虚拟现实环境包括虚拟电子smt工厂的生产线和设备的3d仿真模型；

并建立数字化vr监控数据库和规则数据库；

获取第一数据，所述第一数据为实际电子smt工厂的ems生产管理系统的生产监控数据；

将第一数据转换为第二数据，所述第二数据为数字化vr监控数据库的数据或数字化vr监控数据库所识别的数据；

在所述虚拟现实环境中，按照第二数据的实时数据和实际生产节拍，生成与实际电子smt工厂中生产线相对应的多条虚拟生产线；

与规则数据库对比，判断所述第二数据是否存在生产故障报警数据；

若存在，则在所述虚拟现实环境中，输出第二模型信息，并停止运行与故障报警的实际生产线相对应的虚拟生产线；所述第二模拟信息包括实际电子smt工厂中的故障报警的生产线及设备的位置和故障类型；

反之，输出第一模拟信息，所述第一模拟信息包括实际生产线正在加工的产品名称、产量和pcb代码。

优选地或可选地，所述生产线包括中高速贴装线、高精度贴装线、叠层贴装线和挿装线；

所述中高速贴装线包括：上料机、丝印机、spi焊肓检测机、点胶机、smc高速贴片机、smd中速贴片机、回流焊、aoi检测机、下料机；

所述高精度贴装线包括：上料机、丝印机、spi焊肓检测机、点胶机、smc模组贴片机、smd模组贴片机、回流焊、aoi检测机、axi检测机、下料机；

所述叠层贴装线包括：上料机、喷印机、spi焊肓检测机、点胶机、smd模组贴片机、置球机、汽相焊、axi检测机、下料机；

所述挿装线包括：上料机、卧插机、立插机、波峰焊机、下料机。

优选地或可选地，所述建立数字化vr监控数据库是指基于实际电子smt工厂的ems生产管理软件系统而建立的需要vr监控的生产数据的数据库，至少包括产品名称、工艺类型、当前节拍、产线代码、产线节拍产量、pcb板代码、设备代码、故障类型中的一种数据；

所述规则数据库是指实际电子smt工厂经常发生的生产故障的类型、产生的原因和对应处理方法的数据库。

优选地或可选地，所述将第一数据转换为第二数据的转换方法，包括如下步骤：

在基于vc++的软件环境下，实时在线提取实际电子smt工厂的ems生产管理软件系统的生产监控数据，转换成数字化vr监控数据库的数据；

所述的实时在线提取生产监控数据是指通过网络按采样周期提取ems生产管理系统中与数字化vr监控数据相关的数据，并按如下转换规则转换成数字化vr监控数据库的数据格式，转换规则为：

其中，xi表示原始数据，表示m个样本的n个特征，表示子增量参数；

将原始数据xi基于样本类型分割至m个节点之上，每个节点之上包含m个样本，每个样本包含完整的n个特征，在一次参数更新过程当中进行了若干次子增量参数更新的过程，将各个子增量参数更新过程分配到了各个节点之上，最后再进行组合。

优选地或可选地，所述实际生产节拍是指实际电子smt工厂按日产量分配的单位产量的生产时间。

优选地或可选地，所述虚拟生产线可切换显示多条或单条；

用户漫游并点击任一与实际生产线对应的虚拟生产线，获取该虚拟生产线的第一模拟新，可数字化实时监控生产情况。

优选地或可选地，所述方法还包括：用户漫游并点击该报警的虚拟生产线，获取第一模拟信息，基于规则数据库，分析故障原因和选择故障处理方法。

第二方面，本发明还公开一种电子smt工厂的数字化vr监控装置，所述装置包括：

第一处理单元，用于建立虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境；所述虚拟现实环境包括虚拟电子smt工厂的生产线和设备的3d仿真模型；

第二处理单元，用于建立数字化vr监控数据库和规则数据库；

第一获取单元，用于获取第一数据，所述第一数据为实际电子smt工厂的ems生产管理系统的生产监控数据；

第一计算单元，用于将第一数据转换为第二数据，所述第二数据为数字化vr监控数据库的数据；

第三处理单元，用于在所述虚拟现实环境中，按照第二数据的实时数据和实际生产节拍，生成与实际电子smt工厂中生产线相对应的多条虚拟生产线；

第一判断单元，用于与规则数据库对比，判断所述第二数据是否存在生产故障报警数据；若是执行第二输出单元，反之执行第一输出单元；

第二输出单元，用于在所述虚拟现实环境中，输出第二模型信息，并停止运行与故障报警的实际生产线相对应的虚拟生产线；所述第二模拟信息包括实际电子smt工厂中的故障报警的生产线及设备的位置和故障类型；

第一输出单元，用于输出第一模拟信息，所述第一模拟信息包括实际生产线正在加工的产品名称、产量和pcb代码。

第三方面，本发明还提供一种电子smt工厂的数字化vr监控用服务器，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，其中，所述处理器执行所述程序时实现所述电子smt工厂的数字化vr监控方法的步骤。

第四方面，一种计算机可读存储介质，该程序被处理器执行时实现所述电子smt工厂的数字化vr监控方法的步骤。

本发明涉及一种电子smt工厂的数字化vr监控方法和装置，相较于现有技术，具有如下有益效果：

1、本发明采用ems数字化系统与虚拟vr仿真有机结合，实现数字化电子智造工厂，本发明的虚拟vr制造工厂是实际制造在计算机上的本质实现，采用计算机建模与仿真技术，通过三维模型和虚拟现实vr，实现数字化电子智造的本质过程。

2、本发明根据实际电子smt工厂的ems生产管理系统的实时数据，采用计算机建模与仿真技术，通过虚拟电子smt工厂的虚拟现实vr，实现实际电子smt工厂的数字化vr监控，增强了制造过程各级的决策与控制能力。

3、本发明在虚拟电子smt制造工厂的vr虚拟现实环境中，在虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境中，根据实际电子smt工厂的ems生产管理系统的实时数据，完成不同工艺类型的电子产品在多条与实际生产线对应的虚拟生产线上模拟运行、生产监控和故障报警处理，具有一定的智能性和实操性，可降低成本和提高生产效率。

4、本发明通过实时获取第一数据，并输出第一模拟信息，可以实时vr监控显示该实际生产线正加工的产品名称、产量和pcb板代码等，改变传统的实际电子smt工厂的无实时数据显示的监控方法，数字化实时监控生产情况。

5、本发明提供了一种全新的电子smt工厂的数字化vr监控方法，可广泛应用于电子企业的产业升级和数字化及智能化改造。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明的模拟运行和生产监控的流程图。

图3为本发明的故障报警处理的流程图。

图4为本发明实施例3中电子smt工厂的数字化vr监控装置。

图5为本发明实施例4中示例性电子设备的结构示意图。

附图标记为：第一处理单元101、第二处理单元102、第一获取单元10.3、第一计算单元104、第三处理单元105、第一判断单元106、第一输出单元107、第二输出单元108、总线300、接收器301、处理器302、发送器303、存储器304、总线接口305。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例1

参阅附图1，一种电子smt工厂的数字化vr监控方法和装置，包括：

步骤100、建立虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境；所述虚拟现实环境包括虚拟电子smt工厂的生产线和设备的3d仿真模型；并建立数字化vr监控数据库和规则数据库。

具体而言，采用3dmax技术、unity3d技术、opengl技术和双缓存技术，构建虚拟电子smt工厂的模型和虚拟现实环境；所述虚拟电子smt虚拟工厂包括3条中高速贴装线、2条高精度贴装线、1条叠层贴装线、2条挿装线；所述中高速贴装线包括：上料机、丝印机、spi焊肓检测机、点胶机、smc高速贴片机、smd中速贴片机、回流焊、aoi检测机、下料机；所述高精度贴装线包括：上料机、丝印机、spi焊肓检测机、点胶机、smc模组贴片机、smd模组贴片机、回流焊、aoi检测机、axi检测机、下料机；所述叠层贴装线包括：上料机、喷印机、spi焊肓检测机、点胶机、smd模组贴片机、置球机、汽相焊、axi检测机、下料机；所述挿装线包括：上料机、卧插机、立插机、波峰焊机、下料机。所述建立数字化vr监控数据库是指基于实际电子smt工厂的ems生产管理软件系统而建立的需要vr监控的生产数据的数据库，主要有：产品名称、工艺类型、当前节拍、产线代码、产线节拍产量、pcb板代码、设备代码、故障类型等。所述的建立规则数据库是指建立实际电子smt工厂经常发生的生产故障的类型、产生的原因和对应处理方法的数据库。

步骤s200、获取第一数据，所述第一数据为实际电子smt工厂的ems生产管理系统的生产监控数据；将第一数据转换为第二数据，所述第二数据为数字化vr监控数据库的数据。

具体而言，如图1所示，在基于vc++的软件环境下，实时在线提取实际电子smt工厂的ems生产管理软件系统的生产监控数据，转换成数字化vr监控数据库的数据，改变传统的离线手工输入生产监控数据的非实时性方法；所述的实时在线提取生产监控数据是指通过网络按采样周期(5毫秒以内)提取ems生产管理系统中与数字化vr监控数据相关的数据，并按规则转换成数字化vr监控数据库的数据格式，转换规则为：

其中，xi表示原始数据，表示m个样本的n个特征，表示子增量参数；

将原始数据xi基于样本类型分割至m个节点之上，每个节点之上包含m个样本，每个样本包含完整的n个特征，在一次参数更新过程当中进行了若干次子增量参数更新的过程，将各个子增量参数更新过程分配到了各个节点之上，最后再进行组合。

采用ems数字化系统与虚拟vr仿真有机结合，实现数字化电子智造工厂，本发明的虚拟vr制造工厂是实际制造在计算机上的本质实现，采用计算机建模与仿真技术，通过三维模型和虚拟现实vr，实现数字化电子智造的本质过程。

s300、在所述虚拟现实环境中，按照第二数据的实时数据和实际生产节拍，生成与实际电子smt工厂中生产线相对应的多条虚拟生产线；

具体而言，所述虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境中，按照步骤s200所转换的数字化vr监控的实时数据和实际生产节拍，实时显示实际电子smt工厂的生产运行情况，与实际生产线对应的有产线代码的多条虚拟生产线按实际各自产品工艺类型的生产流程同时进行生产模拟运行，没有产线代码的生产线不运行，可切换显示多条或单条生产线，如图2所示；所述的工艺类型的生产流程有：ⅰa单面全贴装型(例如银行卡)和ⅰb双面全贴装型(例如笔记本电脑)在高精度贴装线上完成，ⅱa单面焊接混装型(例如高频头)在中高速贴装线上完成；ⅱb单面混装型(例如工业仪表)、ⅲa双面混装型(例如工控产品)和ⅲb双面插混装型(例如汽车电子)在中高速贴装线和高精度贴装线上完成，ⅳa器件叠层型(例如手机)和ⅳb基板叠层型(例如军事电子)在高精度贴装线和叠层贴装线上完成；所述实际生产节拍是指实际电子smt工厂按日产量分配的単位产量的生产时间。

s400、与规则数据库对比，判断所述第二数据是否存在生产故障报警数据；若是，执行步骤s500，反之执行步骤s600。

步骤s500、在所述虚拟现实环境中，输出第二模型信息，并停止运行与故障报警的实际生产线相对应的虚拟生产线；所述第二模拟信息包括实际电子smt工厂中的故障报警的生产线及设备的位置和故障类型；

具体而言，按照步骤二所转换的数字化vr监控的实时数据，若有生产故障报警数据，在步骤三的虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境中，实时vr监控显示实际电子smt工厂中的故障报警的生产线及设备的位置和故障类型，与故障报警的实际生产线对应的虚拟生产线停止运行；如图3所示，漫游并点击该报警的虚拟生产线，基于故障处理的规则数据库，可分析故障原因和选择故障处理方法，便于实际电子smt工厂快速进行故障处理。所述的生产故障类型主要有：丝印缺焊膏、丝印网板塞孔、贴片缺料、贴装飞件、点胶堵塞、回流焊过温等。

步骤s600、在所述虚拟现实环境中，输出第一模拟信息，所述第一模拟信息包括实际生产线正在加工的产品名称、产量和pcb代码。

具体而言，按照步骤二所转换的数字化vr监控的实时数据，若没有生产故障报警数据，在步骤三的虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境中，漫游并点击任一与实际生产线对应的虚拟生产线，按照步骤二所转换的数字化vr监控的实时数据和实际生产节拍，实时vr监控显示该实际生产线正加工的产品名称、产量和pcb板代码等，如图2所示，改变传统的实际电子smt工厂的无实时数据显示的监控方法，数字化实时监控生产情况。

实施例2

基于与前述实施例1中一种电子smt工厂的数字化vr监控方法同样的发明构思，本实施例提供一种电子smt工厂的数字化vr监控装置，所述装置包括：

第一处理单元，用于建立虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境；所述虚拟现实环境包括虚拟电子smt工厂的生产线和设备的3d仿真模型；

第二处理单元，用于建立数字化vr监控数据库和规则数据库；

第一获取单元，用于获取第一数据，所述第一数据为实际电子smt工厂的ems生产管理系统的生产监控数据；

第一计算单元，用于将第一数据转换为第二数据，所述第二数据为数字化vr监控数据库的数据；

第三处理单元，用于在所述虚拟现实环境中，按照第二数据的实时数据和实际生产节拍，生成与实际电子smt工厂中生产线相对应的多条虚拟生产线；

第一判断单元，用于与规则数据库对比，判断所述第二数据是否存在生产故障报警数据；若是执行第二输出单元，反之执行第一输出单元；

第二输出单元，用于在所述虚拟现实环境中，输出第二模型信息，并停止运行与故障报警的实际生产线相对应的虚拟生产线；所述第二模拟信息包括实际电子smt工厂中的故障报警的生产线及设备的位置和故障类型；

第一输出单元，用于输出第一模拟信息，所述第一模拟信息包括实际生产线正在加工的产品名称、产量和pcb代码。

前述实施例1中的一种电子smt工厂的数字化vr监控方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的一种电子smt工厂的数字化vr监控装置，通过前述对一种电子smt工厂的数字化vr监控方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种电子smt工厂的数字化vr监控装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

实施例3

基于与前述实施例中一种电子smt工厂的数字化vr监控方法同样的发明构思，本发明还提供一种电子smt工厂的数字化vr监控用服务器，如图4所示，图4为实施例4中示例性电子设备，包括存储器304、处理器302及存储在存储器304上并可在处理器302上运行的计算机程序，所述处理器302执行所述程序时实现前文所述电子smt工厂的数字化vr监控方法的任一方法的步骤。

其中，参阅附图4，总线架构(用总线300来代表)，总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口305在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。

处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。

实施例4

基于与前述实施例中一种电子smt工厂的数字化vr监控方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：建立虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境；所述虚拟现实环境包括虚拟电子smt工厂的生产线和设备的3d仿真模型；并建立数字化vr监控数据库和规则数据库；获取第一数据，所述第一数据为实际电子smt工厂的ems生产管理系统的生产监控数据；将第一数据转换为第二数据，所述第二数据为数字化vr监控数据库的数据或数字化vr监控数据库所识别的数据；在所述虚拟现实环境中，按照第二数据的实时数据和实际生产节拍，生成与实际电子smt工厂中生产线相对应的多条虚拟生产线；与规则数据库对比，判断所述第二数据是否存在生产故障报警数据；若存在，则在所述虚拟现实环境中，输出第二模型信息，并停止运行与故障报警的实际生产线相对应的虚拟生产线；所述第二模拟信息包括实际电子smt工厂中的故障报警的生产线及设备的位置和故障类型；反之，输出第一模拟信息，所述第一模拟信息包括实际生产线正在加工的产品名称、产量和pcb代码。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：本发明采用ems数字化系统与虚拟vr仿真有机结合，实现数字化电子智造工厂，本发明的虚拟vr制造工厂是实际制造在计算机上的本质实现，采用计算机建模与仿真技术，通过三维模型和虚拟现实vr，实现数字化电子智造的本质过程。本发明根据实际电子smt工厂的ems生产管理系统的实时数据，采用计算机建模与仿真技术，通过虚拟电子smt工厂的虚拟现实vr，实现实际电子smt工厂的数字化vr监控，增强了制造过程各级的决策与控制能力。本发明在虚拟电子smt制造工厂的vr虚拟现实环境中，在虚拟电子smt工厂的虚拟现实环境中，根据实际电子smt工厂的ems生产管理系统的实时数据，完成不同工艺类型的电子产品在多条与实际生产线对应的虚拟生产线上模拟运行、生产监控和故障报警处理，具有一定的智能性和实操性，可降低成本和提高生产效率。本发明通过实时获取第一数据，并输出第一模拟信息，可以实时vr监控显示该实际生产线正加工的产品名称、产量和pcb板代码等，改变传统的实际电子smt工厂的无实时数据显示的监控方法，数字化实时监控生产情况。本发明提供了一种全新的电子smt工厂的数字化vr监控方法，可广泛应用于电子企业的产业升级和数字化及智能化改造。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。