数据采集系统的制作方法

专利名称：数据采集系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种独特的、在以单件为基数完成工作的制造过程中使用的数据采集系统和方法，例如，流水线类型的工作。该数据采集系统和方法可用于跟踪机器和操作者的停工时间及其原因、原材料的质量、工作环境的特征，以及制造设备的性能。然后，利用采集到的数据可以提高单工件制造过程的总体效率。
背景技术：
在计件工作或流水线制造过程中，通常有大量的工人(或操作者)生产工件，如成衣、仪表、或其它易于一件一件地连续装配起来的产品。例如，在服装工业中，生产者雇佣了大量的缝纫机操作者将材料的各部分拼接(或缝制)起来，按着流水线程序来生产成衣(裤子、衬衣等)。在这样一个制造过程中，每个缝纫机操作者都负责缝制相同的缝口或工件，这些缝口或工件是所装配的服装的一部分。换句话说，在单个工班中，一个操作者可能除了缝制一条裤子的内缝口外不再做其它任何事。另一个操作者则可能只缝制口袋或腰带环。
为使生产者能够控制流水线类型的生产过程的成本，必须有一个对工人和生产过程进行总体评价的手段，并且必须有确定生产效率不高的原因的方法，以便及时地采取正确的措施。
过去，在技术上已经认识到有必要提高计件工作生产过程的效率。例如，在U.S.Patent No.4,738,132(Tew)中公开了一种工作效率监视设备，该设备测量缝纫机操作者的工作量与时间关系的输出信号。该设备利用一个红外探测器对机器的转数进行计数，从而监视操作者的缝纫机的速度，以单位时间内的针数来表示。同样，在技术上已经认识到有必要对缝衣线进行测试和评价以便针对给定的应用选择适当的缝衣线。然而，这些评价线的方法只利用对考察缝纫线的实际商业环境进行模拟的设备。例如，在U.S.Patent 4,899,678(Simons等)中，公开了通过模拟在进行制衣的各个织物的缝制过程中经常遇到的情况，评价缝衣线的方法和设备。该设备是改进的传统型缝纫机，它可以对经受模拟缝制过程的织物进行连续测试。
这些已知的早期系统或方法都没有讲授或认识到实际制作过程中记录特定的详细信息的重要性，以及利用这些记录到的信息评价操作者的效率和生产效率低下的确切原因、如原材料的质量问题或设备工作不正常、的重要性。
发明概述考虑到上述情况，本发明的一个目的在于向生产者提供一种系统和方法，以提高用同样的部件重复性地装配产品的生产过程的效率。本发明特别适用于流水线生产过程或计件工作过程，如服装生产，其中每个工人负责对正在进行缝制的服装进行重复性的操作，例如缝制口袋或缝制内缝。本发明的数据采集系统和方法使生产者可以确定障碍、工人的停工时间及(或)机器或原材料故障的数量、位置和原因。通过采集和分析的数据，生产者可以尽快地采取措施，以纠正错误并改进生产过程的效率和成本。
利用一种数据采集系统来提高计件工作的生产效率，可实现上述目的，该系统包括(a)一个能够接收输入并储存数据的数据获取单元；(b)一个包含数据并描述工件的简图；(c)一个能够传输储存在数据获取单元内的数据的数据传输单元以及(d)一个能够分析处理数据的数据转换单元。上述数据采集系统可用于任何采用流水线型生产的生产过程。流水线中的任一给定的步骤都可从这个数据采集系统中获益。
使用该系统的第一步，是对在流水作业的特定阶段由操作者进行处理或换算的操作过程简图进行编码。该简图可以表现为普通纸或其它印刷格式，或者是触摸感应显示屏或其它能够让操作者在流水线操作阶段进行访问的电子媒质的一部分。如果简图表现为印刷格式，那么可以优先进行编码，以便使标准条形码阅读器能够迅速地扫描与在流水线的特定阶段被加工的特定工件有关的、具体的预定数据区。例如，如果将语音识别技术作为数据获取单元的一部分，那么简图应该用易于被使用该数据采集系统的工人理解的语言或数字来进行编码。该简图应该描述或说明将由操作者加工的特定工件。简图上的说明不必非常详细，但必须充分地描述工件，以便能够利用编码数据表示工件上的特殊和(或)具体的位置。简图也可以利用与性能判据、工件描述以及机器和操作者标记有关的数据区来进行编码。当操作者遇到工件、原材料及(或)用于加工工件的机器或过程上的难题时，操作者使用数据获取单元，优先为电子扫描仪，利用标识工件的简图信息直接记录流水线的特定阶段位置、操作者标记，以及产生所遇到的问题的原因，例如，机器发生故障、操作者失误、工件缺陷、原材料的问题等等。
编码在简图上的具体信息是可变的，并且高度地依赖于工件的具体类型和在加工的特定阶段所执行的操作。每当操作者利用数据获取单元记录来自简图的数据时，数据获取单元经编程自动地记录日期和时间。一旦操作者输入适宜的、来自简图的编码数据区，数据就被作为离散事件自动地存储在数据获取单元内部。然后，操作者返回到计件工作操作直到发生下一个问题，这时重复上述的数据采集过程。
在一天结束或操作者的交接完成后，利用数据传输单元，将所记录的情况从数据获取单元传送到数据转换单元。任何对电储存在数据获取单元中的数据进行传输的装置都能被用来将数据传输给数据转换单元，包括调制解调器、直接的硬件连接、红外或中间装置如可读记录带或磁盘。一旦记录的数据被传输给数据转换单元，运行用来处理传输数据的程序以提供有意义的信息输出，以便为生产者所利用。尽管数据转换单元可运行大量不同类型的程序，典型地这些程序包括分类、统计分析或生成容易读取的记录事件的印刷输出，这些输出可包括表格数据或所选择的记录数据的图形表示。根据从数据转换单元得到的输出，流水线各阶段的主管人员能够迅速作出提高制造过程总体效率的有根据的决定。同样，这些输出能够为原材料生产者所利用，用来提高或调整原材料的特性，以帮助提高流水作业的总体效率或质量。
在阅读了下面关于优先实施方案的详细说明及参考附图之后，本发明的其它目的和优点将得到进一步的阐明。
附图简述

图1表示一个描述用生产信息和其它标准来编码的裤子内缝的简图。
图2表示一个描述用生产信息和其它标准来编码的口袋的简图。
图3是在生产过程中采自三台缝纫机的数据的图形表示，并表示出缺陷数量与步骤/机器号的关系。
图4是在生产过程中采自三台缝纫机的数据的图形表示，并对每个机器表示出机器缺陷的位置/针。
图5是在生产过程中采自三台缝纫机的数据的图形表示，并表示出每个机器缺陷的类型。
图6是在生产过程中采自一台缝纫机的数据的图形表示，并表示出相对于被缝制的缝口的位置的缺陷的频率。
图7是对三台缝纫机上使用的两种不同的线进行对比而获取的、与每种线的缺陷数量有关的数据的图形表示。
优选实施方案的说明将结合一个优选实施方案对本发明进行说明，应该懂得，这样做的目的并非是将本发明限制于该实施方案。相反，其目的是为了在由附属权利要求所确定的本发明的思想和领域内包括所有可能的情况。
能够评价和比较线和纱线是纱线生产者和这些纱线的最终用户即服装生产者的共同目标。在随后的说明中，词“纱线”利用了其最广泛的纺织含义，并且包括所有与纱线类似的构造，包括(但不限于)线、细绳、软绳、双股线和绳子。特别在服装工业中，非常需要一种评价缝衣线特性的精确方法。本发明提供了利用实际生产装置和操作来进行这种评价的系统和过程。这是通过在缝纫机由于线故障或机器故障而停止工作时及时地在某一点获取数据来实现的。两个关键性地评价纱线的主要数据是(1)线故障的类型及(2)线故障的位置。记录并及时分析这个数据，使生产者能够发现最终形成正确的措施的趋势并由此提高生产过程的总体效率。
数据采集系统的一个必要部分是在流水线生产过程的给定操作阶段，准备并使用描述将要加工和(或)处理的工件的简图。该工件可能是口袋、内缝、腰带环或其它作为服装装配的总体组成的缝制操作。
图1和图2示出了两个简图，一个描述的是内缝，另一个描述的是口袋。除了一般地表示工件外，简图还包含条形码形式的编码数据块。每一个条状编码的数据块都有一个用打字形式描述的、能够被工人或缝纫机操作者清楚地读出和理解的标签。在某些情况下，可以采用若干简图来描述工件的不同特征或包含附加的编码数据块。简图的形式和内容高度依赖于正在加工的特定工件和装备以及在流水线操作的特定阶段中所使用的原材料。
本发明的另一方面是数据获取单元，能够从简图中接收并储存编码数据。可以使用任何类型的数据获取单元从简图获取数据，例如，采用下列技术的计算机系统(1)显示简图及其附属数据区的触摸感应屏，(2)用来判读并储存操作者所述代码的语音识别技术，(3)从简图中选择编码数据区的光或激光定点设备，(4)电子扫描仪，(5)其它类型的“定点投射(cpoint and shoot)”电子选择设备。优选类型的数据获取单元是电子扫描仪，优选的是能够读取ASCII码形式的条码数据的那种扫描仪。这种条形码阅读器在U.S.Patent No.4,825,058中已有叙述，在此将它引为参考。此外电子扫描仪优选为手提式的，并能够编程接收、识别并储存足够的数据块，使得在装配线某个阶段的生产过程中至少可以整天地使用这个扫描仪。该扫描仪还应能接收代表生产位置和(或)缝纫机操作者的数据并能自动记录每次扫描的数据和时间。另外，还希望扫描仪有一个手持式光笔，以便于扫描条码数据。
数据在被接收并储存在电子扫描仪中后，由数据传输单元传输给数据转换单元。数据传输单元可以是任何能够将储存在电子扫描仪中的数据传输到另一物理位置的电子设备。优选类型的数据传输单元是从下面由调制解调器、硬件连接、网络连接、红外通讯设备和中间装置如可读记录带或磁盘够成的组中选择出来的一个装置。最好的方法是将数据传输单元与电子扫描仪做成一个整体，从而形成单一的设备。例如，如果数据传输单元是调制解调器，它可位于电子扫描仪内部并在内部直接相连，这样只需一个标准模拟电话线连接器来传输储存的数据。利用这个方法，电话线可直接通过一个RJ11型的连接器与电子扫描仪相连，储存在扫描仪中的数据能够通过调制解调器和电话线传输到位于另一个物理位置的数据转换单元。
为了利用在生产过程中采集的数据，首先必须将它转换成生产者能够使用的形式。同样，数据转换必须及时，以便迅速实现对生产操作的改变。出于上述目的，本发明的另外一个整体部分是数据转换单元。数据转换单元可以是任何能够运行将最初储存在电子扫描仪中并从数据传输单元接收的数据转换为可用信息的程序的计算装置。在一个优选的方法中，数据转换单元是一台个人计算机，经编程后用于接收、储存并转换通过数据传输单元从电子扫描仪接收到的ASCII文件。例如，ASCII文件可以首先被转换为Dbase II格式，然后由一个或多个程序进行处理以生成生产者可以使用的输出。可以运行程序进行分类、过滤、计算统计趋势以及生成书面报告和图形。对数据转换单元所运行的程序的类型并无严格要求，它高度依赖于生产操作的类型以及生产者所希望的可用的输出类型和形式。真正的要求在于数据转换单元对工人收集的数据及时地进行分析，使得生产者能够检测并改正问题，从而提高生产过程的总体效率。
实例在一个制造牛仔裤的商业生产企业中，对本数据采集系统及其使用方法进行了试验测试。利用图1所示描述内缝针脚形状的简图，采集了流水线三个阶段的数据，在每个阶段进行相同的缝制操作，但采用的是不同的缝纫机和操作者。在每个阶段，使用图1所示简图，操作者利用一个带有光笔的便携式手提Telxon 710条形码阅读器以ASCII格式记录数据。每次当缝纫操作停止时，操作者就使用该简图。操作者使用这个手提扫描仪记录停止的原因，即是由左针还是由右针引起，以及在内缝上停止发生的位置。如果停止是由维护问题引起的，也将它记录下来。
利用标准的模拟电话线，将电子扫描仪采集的数据通过扫描仪中内置的调制解调器传输给远处的个人计算机。个人计算机一接收到数据，就将它从ASCII格式转换成Dbase III格式。一旦数据转换为Dbase III格式，就可以运行各种程序，利用个人计算机生成汇总和分析三个阶段的操作性能的图形输出。所生成的图形输出类型的实例表示在图3-7中。
图3-5中表现的图形数据显示出在三个不同生产阶段采集到的数据，在每个阶段进行相同的缝制操作。图3用图形显示了每个阶段(以缝纫机#代表)缺陷的数量。如图所示，尽管数据采集的时间更长，第1696531号缝纫机记录的缺陷的数量最少。图4指出每个缝纫机#右针和左针中发生缺陷的相对数量。图5将在每个阶段中产生缺陷的原因识别出来，即操作停止是由跳针、断线引起的还是由毛边引起的。图6仅显示了一个阶段(第299209号缝纫机)的数据，并表示出在沿内缝针脚的每个预定位置上缺陷的出现频率。这些预定位置对应于图1中的数字标记为01-09的条形码数据。
最后，比较由两个不同的供应商生产的两种不同的纱线，在这种情况下为缝纫线，该比较以图形方式表现在图7中。平均而言，正如每个记录到的缺陷所对应的缝合内缝数所指出的那样，1号线的性能优于2号线。
如上述的实例指出的那样，本发明的数据采集系统能够获取大量的信息，生产者可以利用这些信息来监视并提高计件工作的效率。应该承认，对精于本项技术的人而言，本发明会有修改和变化，这里规定将所有这些修改和改进包括在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种提高计件工作生产操作的效率的数据采集系统，包括(a)一个能够接收输入并储存数据的数据获取单元；(b)一个包含数据并描述工件的简图；(c)一个能够传输储存在数据获取单元内的数据的数据传输单元；以及(d)一个能够分析处理数据的数据转换单元。
2.根据权利要求1的系统，其中数据获取单元是一个电子扫描仪。
3.根据权利要求2的系统，其中电子扫描仪是一个手提式条形码阅读器。
4.根据权利要求3的系统，其中条形码阅读器配备有一个光笔，用于扫描简图上包含的条形码。
5.根据权利要求1的系统，其中数据获取单元和数据传输单元形成一个整体设备。
6.根据权利要求1或5的系统，其中数据传输单元包括一个调制解调器。
7.根据权利要求1的系统，其中数据转换单元包括一台能够生成所处理的条形码数据的表格或图形输出的个人计算机。
8.一种提高计件工作生产操作效率的数据采集方法，一共包括下列步骤(a)将工件描述符、性能标准、机器和操作者标记编码为至少一个描述工件的简图；(b)向工人提供简图；(c)利用电子扫描仪记录来自简图的编码数据；(d)利用数据传输单元传输记录的编码数据；(e)在数据转换单元中运行程序以分析处理记录的编码数据。
9.根据权利要求8的方法，其中记录包括使用手提式条形码阅读器从简图中扫描编码数据。
10.根据权利要求8的方法，其中传输包括使用调制解调器传输来自电子扫描仪的被记录的的编码数据。
11.一种用于评价纱线性能的数据采集系统，包括(a)一个能够接收和储存条形码数据的电子扫描仪；(b)一个描述工件并包含条形码数据的简图；(c)一个能够传输储存在电子扫描仪中的条形码数据的数据传输单元；(d)一个能够分析处理条形码数据的数据转换单元。
12.根据权利要求11的系统，其中电子扫描仪是一个手提式条形码阅读器。
13.根据权利要求12的系统，其中条形码阅读器配备有一个光笔，用于扫描包含在简图中的条形码。
14.根据权利要求11的系统，其中电子扫描仪和数据传输单元构成一个整体设备。
15.根据权利要求11或14的系统，其中数据传输单元包括一个调制解调器。
16.根据权利要求11的系统，其中数据转换单元包括一个能够生成处理过的条形码数据的表格或图形输出的个人计算机。
17.一种用于评价纱线的性能的数据采集方法，一共包括下列步骤(a)将纱线描述符、性能标准位置、机器和操作者的标记编码为至少一个描述针脚图案的简图；(b)向工人提供简图；(c)利用电子扫描仪记录来自简图的编码数据；(d)利用数据传输单元传输记录的编码数据；(e)在数据转换单元中运行程序以分析处理记录的编码数据。
18.根据权利要求17的方法，其中记录包括使用手提式条形码阅读器扫描来自简图的条形码数据。
19.根据权利要求17的方法，其中传输包括使用调制解调器传输来自电子扫描仪的编码数据。
全文摘要
数据采集系统包括一个能够从生产工件的简图中阅读并记录编码数据区的数据获取单元、一个将记录的编码数据传输到远处的数据传输单元、以及一个能够处理所记录的数据的数据转换单元。本系统提供了一种准确的方法,用于监视并提高流水线或计件工作生产过程的效率。
文档编号G07C3/00GK1191620SQ95197923
公开日1998年8月26日 申请日期1995年6月26日 优先权日1995年4月6日
发明者T·W·迪克森 申请人:美国埃夫里德公司