专利名称：信息采集及监控系统的制作方法
发明领域本发明关于一种信息采集及监控系统，特别是关于一种适用于冲压现场，对其实时生产信息进行采集及监控的信息采集及监控系统。
发明背景随着市场需求的变化莫测及全球化发展，越来越短的交货期限、各异的客户需求、高品质产品及低制造成本等要求，使得现代制造业面临着新的生存竞争环境。生产厂区现场作为制造型企业的基本组成部分，其生产信息成为生产管理的重要依据。最早的生产信息采集是人工操作，这样所得到的资料缺乏时效性和准确性，而且资料太过于庞杂而难于整理分析，难以找到问题的重点。因此制造业的生产现场有必要建立一套系统能快速地从现场获取信息并对现场的变化作出反应，以提高决策的效率及准确度。随着成熟信息技术的广泛应用，搜集现场资料的方法，已由传统的口述、人工纸上作业、人工输入终端机发展到现行的资料自动搜集，现行常用的现场资料自动搜集的技术为条形码(Barcode)技术，该技术的特点是对于生产现场的所有产品及装置都以条形码标示，在现场由操作人员直接用条形码扫描仪(Barcode Reader)对这些条形码进行扫描，所获得之信息自动存储到监控计算机内。该技术虽然解决了人工操作资料搜集问题，但是并没有达到完全自动化，对产品及设备条形码标示也需花费较多的成本。而且现行大多数生产机床都附带有信号感知器，现有技术没有充分利用这些感知信号来达到自动搜集资料之目的。
发明内容本发明的信息采集及监控系统，其信息采集装置可自动获取机床感知信号，并将之转换为计算机可识别之信号存储到数据库中，便于使用者于生产现场之外也能随时掌控现场生产状况；同时还便于使用者监控分散于不同场所的所有机床生产状况。
本发明的信息采集及监控系统，对于生产过程中的每一项信息包括生产异常状况都被记录下来保存到数据库中，便于使用者利用历史记录分析以调整目前生产状况，解决目前生产异常及预测包括模具寿命在内的未来生产状况。
本发明提供一种适用于冲压现场的信息采集及监控系统，其包括有多个信息采集器，分别安装于生产现场每一台独立的机床上，用以获取包括机床状况、模具状况及生产信息等实时现场信息，并将这些信息转换成计算机可识别之信息；还包括有一位于生产现场外的监控计算机，所有的机床及其对应的信息采集器都通过通信网路与该监控计算机相连，该监控计算机内存储有信息攫取指令，负责从采集器攫取现场实时信息。监控计算机攫取的所有实时信息都被存储到一服务器数据库中，使用者终端通过个人计算机透过企业内部网络与该服务器数据库相连，获取其内存储的现场实时信息，每台机床都设定有特定的网络ID，标识其在整个系统中的特定身份，以便于使用者识别与其相对应的信息。
通过以上的讯息采集与监控系统及其方法，可在生产现场与生产现场外的管理部门之间传递现场即时信息，生产人员可迅速解决生产异常问题，保证生产的延续性，同时管理人员不亲临现场也可随时监控生产现场，掌握现场生产状况，为各种决策提供可靠信息。
图1是本发明信息采集及监控系统的整体架构图。
图2是本发明信息采集及监控系统的数据流程图。
图3是本发明信息采集及监控系统的图形化使用者界面。
图4是本发明信息采集及监控系统的内部功能模块图。
图5是本发明信息采集及监控系统的主运作流程图。
图6是本发明信息采集及监控系统的用户权限设定流程图。
实施例说明如图1所示，是本发明信息采集及监控系统的整体架构图。冲压机床11分布于整个工厂的不同生产场所，对应于每台机床均安装有一信息采集器12。冲压机床11一般附有多种不同的感知器(图中未画出)，分别表征当前有关生产的不同信息，如安全检知感知器，指示当前生产安全信息。信息采集器12连接到机床上获取这些感知信号并将之转换成计算机可识别的信息。监控计算机14可置于生产场所外的任一地点，其主要负责从信息采集器12攫取现场生产信息并将之存储到服务器数据库16中。监控计算机14内存储有自定义编写的信息攫取指令代码，通过将这些指令代码传送给信息采集器12来获取其中的生产信息。与监控计算机14相连的还有一输出装置15，可以是一打印机，也可是一种终端显示装置，用来打印或显示出生产异常信息。所有与生产有关的信息都存储到服务器数据库16中。在使用者终端，可以通过一般用途的个人计算机17从服务器数据库16中存取相关信息。在整个生产场所，所有信息采集器12通过连接13与监控计算机14相连，连接13为一种通信网路，在本实施例中，为一种专门适用于工厂的局域网络-485网络，由于工厂环境对讯号的干扰比较大，这种485网络即是专门针对工厂这一特点制定的一种具有抗干扰力强，且传输距离远的标准网络。而监控计算机14与输出装置15和服务器数据库16之间，以及使用者计算机17与服务器数据库16之间的连接18，则为一般的企业内部网络。
如图2所示，是本发明信息采集及监控系统的数据流程图。该系统的信息流分为两种，一种是来自于机床的信息采集及存储信息，另一种是来自于使用者的基本资料设定、生产排配及对实时生产信息的反馈。
首先说明来自机床方向的信息采集及存储信息。采集器12从机床11获取的信息包括机床状况21、模具状况22、计数器信息23及SPM(每分钟冲击次数)24。其中机床状况21为当前机床状态，包括未排、待料、生产、试模、模修等状态。未排表示该机床当前处于空闲状态；待料表示对该机床已作排配，但还未开始生产；生产表示该机床当前正在生产；试模表示该机床目前正在试运行模具，没有正式生产；模修表示该机床上的模具处于修理状态，操作人员可以选择更换模具或等待该模具修理完毕再生产。操作人员可根据该机床状态21来决定是否需要调整当前排配，以及将来的生产如何排配等。模具状况22包括当前冲击次数及累计冲击次数以及安全信息，当模具出现异常状况26，则安全信息显示为异常，根据此信息，操作人员迅速查找异常原因，并实时解决问题，以尽量保持生产的持续性。计数器信息23包括生产工时、冲击次数、生产数量等。SPM 24为每分钟冲击次数，根据当前冲击次数及所经时间计算得来，随着当前冲击次数的不断变化，SPM 24也随之不断变化，对于每种模具，都设定有标准SPM值，操作人员根据当前SPM 24值与标准SPM值来判断及预测模具的使用寿命。异常状况26包括模具异常、机床异常，在生产过程中的任何异常现象都被记录下来存储到服务器数据库16中。监控计算机14将攫取的所有信息都存储到服务器数据库16中。
其次说明使用者的信息反馈。使用者通过一般用途的个人计算机17，透过企业内部网络访问服务器数据库16，根据需求存取相关信息。使用者可根据异常状况26及存储在服务器数据库中异常状况的历史记录来分析判断当前异常状况原因210，并将该原因存储到服务器数据库16中，以便以后查询作为异常原因分析参考。
最后说明生产排配及基本资料设定。周排配27是指根据生产计划排配的某周的生产数量，包括年度、排配周次、料号、品名(指产品名称)、订单号码、工令号码及工令数量等属性。在本实施例中，假定工厂是接单生产，则根据每一笔订单来决定生产排配，一笔订单可能包括品名，对应多种料号，一个工令号码一般对应一种产品的生产，工令数量即为该种产品生产数量。日排配28是根据周排配对每天的生产具体排配情况，包括排配日期、排配起止时间、料号、品名、排配数量、线别及模具号码等，表明当日生产起止时间、生产的产品种类及其数量、所需采用的机床及模具等。操作人员可根据具体生产情况来调整每日的生产排配。周排配27及日排配28可以手动逐笔输入，也可将已经排配好的报表自动汇入。基本资料29包括机床基本资料、模具基本资料、料号基本资料等。机床基本资料包括线别、机型、485网络编号等，线别为一种产品的生产线，可能对应一个机床，也可能对应多个机床。485网络编号则表征该机床在网络中的编号，以便攫取其对应信息。模具基本资料包括模具号码、与料号对应关系、标准冲次数、冲次警告数、标准SPM值及SPM值上下限等信息。其中模号与料号的对应关系为多对多的关系。
如图3所示，是本发明信息采集及监控系统的图形化使用者界面。使用者登入系统后，所看到的即为一张现场缩微图，每一现场机床以一缩微图标的形式展现，所有机床的排配位置与现场一致，便于熟悉现场的使用者迅速找到对应管控的机床。使用者只要将鼠标移至要查看的机床图标上，在界面的空白处即显示出当前该机床对应的相关信息。结合图4，是本发明信息采集及监控系统的功能模块图，对应于图3功能框上的基本资料、查看、查询及报表等模块，其中查看模块42起切换画面之功用，对应于画面上的每一个机床，可以显示与该机床相关的不同信息，包括订单421、工令422、料号423、线别424、机床状态425、模具号码426及计数器427等。如点选浏览订单子模块421，则显示出该机床对应的订单信息，点选浏览料号子模块423则显示出该机床对应的料号信息，以此类推，切换到不同的子模块则显示该子模块对应的信息。查询模块43包括模具状况431、机床状况432、所有机床状态433及生产信息434等子模块。其中模具状况431和机床状况432显示模具及机床的历史记录信息；所有机床状态433则显示所有机床的当前信息。在图形界面，只能显示某机床当前信息，如使用者想了解所有机床信息，则可通过点选该子模块来实现。生产信息434则显示当前所有机床的生产数量等信息。报表输出模块44用来产生及输出固定格式的报表，包括实时生产报表441、模具异常统计报表442、模具累计冲次与异常统计表443及工时统计表444。基本资料模块41用来设定及维护各种基本资料29以及用户权限管理等。包括周排配411、日排配412、模具基本资料413、机床基本资料414、料号基本资料415及权限管理416等六个子模块。其中权限管理416包括群组设定及用户权限管理，具体操作流程参见图6及其说明。
如图5所示，是本发明信息采集及监控系统的主运作流程图。首先，使用者根据个人帐号及密码登入系统(步骤51)，然后根据个人权限设定基本资料29(步骤52)，基本资料设定完毕后存入服务器数据库16中。监控计算机14内定义有对应于基本资料29中所有机床模具的信息攫取指令25，通过这些信息攫取指令25实时地攫取现场实时信息(步骤53)，存入服务器数据库16中(步骤512)。使用者根据操作需求查询现场实时信息(步骤54)，并将该信息以一定的格式报表输出(步骤513)，同时根据查询信息中当前生产状况判断是否需要建立或调整生产排配(步骤55)，如果需要，则判断是否要手动输入(步骤56)，如果是手动输入，逐笔输入排配指令后存入服务器数据库16中(步骤512)或报表输出(步骤513)。如果不是手动输入，则选择事先已经存在的排配表(步骤57)，直接将该排配表汇入到系统中(步骤58)，系统会自动执行该生产排配指令。如果查询的信息中显示有生产异常信息(步骤59)，则查询服务器数据库中的关于异常原因的历史记录(步骤510)，分析该生产异常状况发生的原因(步骤511)，以便实时作出处理，保证生产的持续进行。该生产异常原因被存入到服务器数据库16中，以便作为以后分析异常原因的参考资料。如果需要报表输出，则将该信息以一定的格式报表输出(步骤513)。
如图6所示，是本发明信息采集及监控系统的用户权限设定流程图。本发明是以群组权限的方式来管理用户权限的。首先由管理员根据现行需求设定具有不同权限的群组(步骤61)，然后使用者(包括操作人员、生管人员及主管等)根据个人需求向管理员申请个人帐号及密码(步骤62)，管理员根据使用者情况选择其帐号对应的群组。如果使用者需要的权限属于已经设定的群组(步骤63)，则直接选择对应的群组，一个帐号可以选择多个群组，其最终权限为该多个群组权限的加总。如果使用者需要的权限在已经设定的群组中没有，则管理员可以根据使用者申请自定义群组及其权限(步骤64)，存入服务器数据库中，然后为用户选择其所属群组(步骤65)。采用群组管理用户权限，群组可以自定义，则用户种类及权限具有扩展性和灵活性。
权利要求
1.一种可自动攫取生产现场实时信息以实时监控生产现场的信息采集及监控系统，其特征在于包括至少一用于采集生产现场信息的信息采集装置，其安装于生产现场机床上，自动获取机床感知信号，并将之转化为计算机可识别的信息；一置于生产现场之外的监控计算机，其可自动从信息采集装置读取现场实时信息；一存储有运行该系统所需的基本资料及该监控计算机读取的现场实时信息的服务器数据库；一使用者可浏览现场实时信息以监控生产现场的交互式使用者界面。
2.如权利要求1所述的信息采集及监控系统，其特征在于其中该机床感知信号对应于各种现场实时信息，包括有机床信息、模具信息及当前生产信息。
3.如权利要求1所述的信息采集及监控系统，其特征在于其中该机床为冲压机床。
4.如权利要求1所述的信息采集及监控系统，其特征在于其中该基本资料包括机床和模具基本资料，其定义有该机床正常运作标准状态值及偏差范围，与实时获取的现场实时信息相比对可预警机床和模具安全状况。
5.一种可自动攫取生产现场实时信息以实时监控生产现场的信息采集与监控方法，其特征在于包括如下步骤(a)提供至少一信息采集装置，安装于生产现场机床上以获取该机床感知信号并将之转化为计算机可识别的信息；(b)提供一置于生产现场之外的监控计算机与生产现场的信息采集装置相连，以便读取现场实时信息；(c)提供一服务器数据库与监控计算机相连，以便存储监控计算机读取的现场实时信息；(d)提供一交互式监控系统，便于使用者查阅现场实时信息以实时监控生产现场。
6.如权利要求5所述的信息采集与监控方法，其特征在于还包括监控计算机通过其中的信息攫取指令从信息采集装置读取现场实时信息的步骤。
7.如权利要求5所述的信息采集与监控方法，其特征在于还包括通过现场实时信息中的模具状况信息预警模具寿命的步骤。
8.如权利要求5所述的信息采集与监控方法，其特征在于还包括通过所述监控计算机读取的现场实时信息中的生产异常状况信息实时处理该生产异常状况的步骤。
9.如权利要求5所述的信息采集与监控方法，其特征在于其中步骤(d)还包括以规定格式报表输出现场实时信息的步骤。
10.如权利要求5所述的信息采集与监控方法，其特征在于其中监控冲压现场还包括建立规定格式的生产排配表单的步骤。
全文摘要
一种适用于冲压现场信息管理的信息采集及监控系统，其包括有至少一信息采集器、一置于现场外的监控计算机及一服务器数据库。每一信息采集器直接与一现场机床相连，获取与该机床相关的实时现场生产信息；监控计算机通过通信网路与现场的信息采集器相连，从信息采集器攫取现场生产信息并将之存储到服务器数据库中，该服务器数据库存储有运行该系统所必须的所有基本资料及监控计算机攫取来的所有现场生产信息，使用者透过企业内部网络与该服务器计算机相连，存取相关信息，以实时监控整个生产现场的运作状况。
文档编号G06F19/00GK1428733SQ0113016
公开日2003年7月9日 申请日期2001年12月27日 优先权日2001年12月27日
发明者刘美兆, 黄登聪 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司