通过实时信息交互监控生产过程的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种方法和系统，用于在工业生产线中，使用有线和无线数据传输技术，通过实时信息交换来监控工业生产中的生产过程。
【背景技术】
[0002]众所周知的是，为了生产半成品(未完成的产品)装配成成品(最终的产品)，工厂中的工业生产线通常是一起运行。由于报告系统(来自每个生产阶段的报告卡)对产量统计的延迟，管理者在生产线和生产进度表的特定阶段对于半成品产量的控制不可能是及时的、全面的和精确的。这意味着，在一个特定生产阶段半成品的产量可能是过量的，然而在另一个阶段半成品的产量可能是不足的，并且它们不能同步地装配成最终产品。这可能导致较低的成品产量，较高的半成品产量，并造成生产线上半成品的积压。这可能会给厂商带来损失，包括例如晚支付的处罚、生产进度表外的过量生产、由于半成品晚支付导致的财务费用、较低的营业额及其类似问题。再一个问题是，工人工作时不可能精确的知道他们生产效率是多少，或者相对于他们已经工作的每天、每周或者每个月他们挣到了多少钱。
[0003]如图27所示，使用劳动力密集型的工厂生产线，比如纺织、木头、皮革、渔业和装配线通常基本上是全部以预定方式进行产品的制造过程，并以顺序的次序分成几个不同的生产阶段，装配序列最后阶段是生成成品。每个雇员对生产过程中的一个或者多个阶段的操作负责任。每个单独的生产线将通常有20-100个工人，取决于工厂的生产规模。每个生产线将有中间管理者，他是线管理者，对管理负责，并给线上的每个工人分配顺序阶段。
[0004]为了跟踪线上的生产过程，根据工人自己的记录(比如顺序报告卡)或者通过特定工人的预定记录，在某一时间周期内，可能经常有专门对每个雇员的生产率汇编统计的单元。内容通常包括:雇员的名字、产品名字(还叫做产品代码)、生产制造过程中阶段的顺序号(还叫做序列代码)、已完成的阶段数、消耗的生产时间等等。在图28中示出了顺序报告卡的例子。
[0005]由工人汇编的线上报告卡，以及接收到统计时的生产线的进程，将提供给线管理者。
[0006]报告卡提供基础信息用于判断以下内容:
[0007]+每个工人以及生产线的生产率；
[0008]+和生产率/业绩有关的工资(在工厂中采用)；
[0009]+判断接收到统计时生产的进展；
[0010]+上一级管理的决定，调整生产(进行更多的切换、超时生产和对工人负担的合理化)维持准时支付。
[0011]但是生产线的这种管理系统有下述局限性:
[0012]+顺序记录由工人手动编排，且耗时，经常出错，并包含了一定的延时(他们通常是在切换或者工作日的最后完成)。
[0013]+有必要配置专门用于监控、检查和比较顺序报告卡的单元。
[0014]+线管理者不能每天总有必要的时间去收集和汇编报告卡。这意味着生产率和生产线的生产过程可能是不明确和不准确的。
[0015]+对于工厂中的进度、生产率、和工人的工资不能得到及时更新，以便于对工厂的生产提供及时的汇总。
[0016]+在工人已经结束了每个工作日之后，他们通常不知道他们的精确工资权利。
[0017]+工资计算的过程通常是不正确的，因为工人通常做了不精确的记录。这反过来导致了工人对工资的质疑。
[0018]+当基于未完成或者延迟的生产数据做决定时，更多的是依赖于生产管理中线管理者和领班的判断力。
[0019]+没有能力及时作出决定以调整生产可能会导致半成品的积压。
[0020]+记账部门可能有时候发现很难根据工人递交的报告卡计算单位产量的工资。
[0021]+如果生产计划是不精确的，并且不能及时调整，这也可能会导致支付进度的延迟。
【发明内容】
[0022]由于上述给出的工业生产线的局限性，本发明的目的就是提供一种系统的设计、制造和安装(包括软件和硬件)，用于即时记录每个生产阶段每位工人的信息。信息可以由工人输入，同时它将可以和提供给工人的反馈信息相互交换和相互影响，一旦工人完成了生产顺序，则确认他们的工作成果。将实时完成系统中的通信，使得管理者可以在每个生产阶段每个工作站也能立即处理整个生产线的信息。根据本发明的系统产生了生产过程和生产率，包含工人直接参与监督并核对他们的生产率和计算他们的工资，并将及时地在任何点对工厂管理提供及时有效的信息。
[0023]为了达到这些目的，根据一个实施例，本发明提供了一种在生产线中使用的监控系统。该系统包括:
[0024]从机(终端)安装在生产线中的每个工作站上，并具有使用者可输入或者输出数据的装置和向服务器发送和从服务器接收数据的连接器；
[0025]监控整个系统的操作的中心控制服务器和从机之间的连接和数据传输；
[0026]服务器从从机收集数据，并处理和分析接收到的数据以便于生产管理，并将反馈数据转传给从机。
[0027]在本发明的一个实施例中，在每个工作站的从机建立了的预定时间周期，用于完成每个工作站的每个各自序列。当在报告序列完成的两个连续数据输入之间的时间间隔等于或者长于预定时间时，仅仅能由用户进行报告序列完成的数据输入。
[0028]在本发明的另一个实施例中，服务器发送已完成序列的数量的反馈数据，使得从机可以在显示器上显示数据。
[0029]在本发明的另一个实施例中，根据主设备/从机结构(Master /Slave)，从机可以连接到中心，其中该系统还包括对连接设备起主要作用，控制并从从机收集数据的主设备(Master) ?从机受主设备的管理并向中心发送收集到的数据。借助于识别码(Master ID)可以对每个主设备进行配置地址。
[0030]在本发明的另一个实施例中，该系统还包括转发器，一旦在中心和主设备之间是一个长距离间隔，并可能不能到达，其可以用于在主设备和中心之间运送/传递信号。
[0031]在本发明的另一个实施例中，系统中的从机可以利用433MHz频带，通过有线或者无线数据传输技术连接。
[0032]本发明还提出了一种使用实时信息交换在生产线中监控生产的方法，该方法包括下述步骤:
[0033]在生产线的每个工作站安装从机。从机具有用户输入和输出数据的装置，连接具有向服务器发送数据和接收来自服务器的数据的装置。
[0034]在它完成之后，立即输入报告序列完成的数据。数据由在各个工作站的从机用户输入。
[0035]向服务器发送从从机输入的数据，用于处理分析用于生产管理的数据，并将数据转传给从机。
[0036]根据本发明的方法，在每个工作站建立预定的时间周期，用于完成各个序列，当报告序列完成的两个连续数据输入之间的时间间隔等于或者长于预定时间时，仅可以进行由用户输入报告序列完成的数据。
[0037]根据本发明的方法，其中将在显示器上显示从服务器发送到从机已完成序列的数量的反馈数据(输出数据)。
[0038]本发明还提出了实时对生产线上的生产数据进行收集。可以进一步分析收集到的数据来识别生产过程中的问题和错误，以及简化工资计算的统计程序。任何时候服务器都能显示允许管理者可访问生产过程的数据。这将意味着调整生产进度的决定将变得更精确和及时，抑制了包含在生产中的风险、减轻了生产管理的问题，并改善了管理效率。
[0039]总之，系统的执行将类似于照相机，在整个时间内记录了连续生产线的生产过程。管理者和工人将用附加装置，允许彼此之间的交互，并使得管理过程更一致和连续。
【附图说明】
[0040]图1示出了根据本发明的实施例的生产管理系统的概略框图；
[0041]图2描述了根据本发明的从机；
[0042]图3示出了根据本发明向从机输入信息的键盘；
[0043]图4示出了根据本发明的第二个实施例生产管理系统的框图；
[0044]图5示出了根据本发明的第三个实施例生产管理系统的框图；
[0045]图6-17描述了服务器和设备中心之间的RF协议；
[0046]图18-24描述了主机和主设备之间的RF协议；
[0047]图25和26描述了主设备和从机之间的RF协议
[0048]图27示出了现有工厂中生产线的框图；
[0049]图28示出了用在当前生产线中的报告形式。
【具体实施方式】
[0050]图1示出了生产管理系统的概略框图，使用无线数据传输技术实时地进行信息交互交换，监控和管理包含RF发送器/接收器设备和服务器的网络的工业生产线中的交互。特别地，根据本发明的实施例的系统包括从机(Slave)、中心(Center)和服务器(Server)。
[0051]从机安装在生产线的每个工作站上，并具有通过输入装置(例如，键盘)和显示装置(例如LCD)帮助用户进行信息互相交换的功能。从机的主要功能是数据收集和将该数据发送给中心的连接。从机的基本结构包括处理从用户接收到的信息的可编程微处理器、键盘、显示屏和RF发送器/接收器。然而，从机可以包括能收集、发送和接收数据的任何设备和任何结构。根据本发明的实施例，从机是如图2所示的设备，有可输入信息的键盘，如图