导读(文/微信：tonytaoq /深圳市云礼客信息科技有限公司【无限云溯】)

1.项目概述

1.1 项目背景

注塑工厂注塑产线生产任务管理采用传统的手工作业方式，机台生产加工数据和进度不能实时展示给管理人员，对于生产过程的监控和管理带来了极大的不便，缺乏利用科技化手段来提升企业生产现场的精细化和信息化管理。因此考虑引进一种有成本适中的产线自动采集方案，使用物联网平台来完成对各机台生产状况的实时监控，实现生产看板的监控功能。并可以开放平台接口，未来可以与企业三方系统进行无缝对接，实现资源最大化整合，有力支撑生产现场生产的集中管控。

1.2 项目目标

注塑生产看板管理灌流系统，可在生产前在系统后台上下达生产任务，每台注塑机信息采集设备（即终端可编程控制器）可以调用机台所属任务，生产操作人员根据实际生产任务在每台设备的新增展示操作平台上选择任务，然后点击开始生产计数。可编程控制器实时采集注塑机生产数量，并回传给控制台电脑，并由控制台电脑提交给后台数据库。在设备停机或故障时，机台操作人员在展示操作平台上按下停机按钮，控制台电脑则把异常状态展示给监控看板。不良品统计由巡查人员携带PDA在各机台扫机台上的二维码，调用当前机台的生产任务，并在PDA上登记当前时间的不良品数量，数据通过WIFI实时上传到服务器后台，并把不良数据更新到控制台电脑的生产看板中。最终实现控制台电脑实时将注塑机编号、产品名称、当日计划、累计产量、实时计划、实时产量、实时完成率、不良数、不良率等滚动显示在生产看板显示屏上，帮助企业管理人员实现机台作业监控。

1.3 建设思路

采用传感技术、单片机技术、通讯技术、计算机技术及移动终端各项技术结合起来，实现注塑生产产线的生产数据自动采集，完成生产车间的生产实施监控看板，为管理人员提供随时可查的生产监控指标。未来可在此基础上实现生产的精细化管理，实现对产线任务和生产管理的优化，从而达到提升生产质量和生产效率的目的。

2.解决方案

3.1 系统规划

系统功能架构规划:

系统从宏观的角度分为五大功能实现部分。第一，权限管理系统，涉及用户管理、组织管理、权限管理，实现各级操作人员和管理人员的权限分配；第二，基础资料管理，实现机台设备的定义和产品基础信息的维护。第三，生产任务的管理，实现机台生产任务的编制及下达，以及后续的维护与查询。第四，生产实时监控，实现产线数据采集和展示，生产机台看板集中呈现。第五，其他应用，数据分析统计功能和未来可以开放接口与三方系统对接。

网络建设建议:

1、通讯组网：鉴于注塑工厂注塑产线生产看板系统的实现涉及传感网络、局域网、无线网络的建设，满足看板数据采集的应用需求。机台生产任务和采集到的生产数量主要依靠传感网络把数据传送到控制电脑，并通过有线网络上传至服务器；机台不良品采集主要依赖巡查人员定时利用PDA手持机在机台扫码设备铭牌实现不良品的核实与输入，并通过无线网络上传至服务器后台，整个网络组合支持完成机台生产看板的日常数据的采集和展示。

2、服务器建设：注塑工厂需要部署一台服务来支撑系统运行的需求，该服务器主要用于数据库存储服务、PDA应用服务、WEB应用服务。

部署拓扑图如下：

3.2 业务流程说明

生产机台看板系统数据采集根据注塑工厂的需求，为确保机台操作现场的便捷性，在生产机台实现简化操作和自动采集计数，实现生产核心数据的自动采集和汇总，并通过控制台电脑传送给展示屏显示，巡查人员根据需要定时巡查个生产机台登记不良品。并可对机台的生产加工最终数据进行复核修正，这些信息数据可直接更新服务器保存数据，并通过控制台电脑显示在看板显示屏上。

工厂生产环节：

作业流程图：

系统业务流程说明：

第一步，生产管理人员在系统后台上发布生产任务到各注塑机台，主要任务内容包括：任务号、产品名称、单位、生产数量、生产班组、生产机台、生产时间安排（开始时间、结束时间）、备注等信息。

第二步，机台操作人员通过可编程控制器调用机台生产任务，并选择当前机台下达任务，点击开始生产按钮，自动计数开始启动，开始给机台进行计数，并在当前可编程控制器显示屏显示计数，并把数据传输给控制台电脑，由控制台电脑把数据展示到生产看板大屏上。

第三步，巡查人员按计划安排，定时到机台核实不良品数据，并通过PDA手持机上传到服务器。具体实现是利用PDA扫码机台上的二维码铭牌，并自动获取当前机台生产任务，核实不良品数据，并听过PDA输入提交到服务器。如机台操作人员对最终的生产计数存在异议，可以通过巡查人员核实，通过PDA对机台的最终生产计数进行修正。不良品数据信息可以通过控制台电脑，显示在生产看板大屏上。

第四步，如加工机台有任务插入，可以暂定当前任务，切换到下一个任务开始生产。

第五步，如加工机台由于设备故障或其它原因，照成设备停机的，可以通过可编程控制设备按钮，把停机信息反馈给生产看板。

3.3控制台电脑功能

该部分主要功能是：①等待各终端可编程控制器发送生产任务下载请求。然后将对应终端可编程控制器的生产任务下发到各终端可编程控制器。②定时轮询各终端可编程控制器实际生产数量和不良品数量，并通过看板显示器显示出来。③看板显示器显示内容包括：注塑机编号、操作员、产品名称、当日计划、累计产量、累计完成率、实时计划、实时产量、不良数、不良率④将生产数据实时上传至服务器后台。

生产显示看板内容示意图如下：

3.4 机台可编程控制设备

该部分主要功能：①向上位机申请注塑机生产任务，并显示在显示屏上。②用户选择生产任务后，按下“确认”按钮，进入到生产监控界面，生产监控界面包括生产任务名称、计划生产数量、已完成数量③通过光电传感器采集注塑机冲压动作数量，然后根据生产规格计算出实际产品数量，并通过显示屏显示④生产监控界面，可以输入不良品数量，设置完成可上传至上位机⑤通过上位机轮询方式，将生产产品数量回传给上位机。

主要包括可编程控制器、显示屏以及光电传感器。

光电传感器安装示意图：

注塑机冲压时状态示意图

注塑机冲压结束时状态示意图

注塑机冲压时，光电传感器被遮挡。冲压结束后，光电传感器处在未被遮挡状态。可编程控制器通过光电传感器被遮挡的次数来获取注塑机冲压次数。

可编程控制器操作步骤：

1）开机进入任务选择界面，按下“任务申请”按钮，任务名称、计划数量和已完成数量处会出现新任务，如果需要跳过此任务，则继续按下“任务申请”按钮，此时会出现新任务，即通过“任务申请”按钮可以切换不同生产任务。

2）选择好生产任务后，按下“确认”按钮，进入到生产监控界面开始生产。

3）生产监控界面显示的是该任务的产品名称、计划数量、已完成数量。

4）在生产过程中，如果操作人员向中断该任务，切换到其他紧急任务生产，则此时直接点击“返回”按钮，此时返回到任务选择界面。返回到步骤1开始操作。

5）如果生产任务完成了，则长按 “确认”按钮保持2秒以上，结束生产并返回到任务选择界面。

6）如果设备发生故障或需要停机，则长按“设备停机”按钮保持2秒以上，此时显示屏上会显示“设备停机”字样。

7）如果需要解除设备停机，则再次长按“设备停机”按钮保持2秒以上，返回任务选择界面。

8）下位机与上位机通讯采用无线WiFi模式通讯，下位机作为主机，上位机作为从机。主机主动发送指令，从机只能被动回答不允许主动发送。主机接收数据失败，则会重发上一条指令，从机只需要按指令内容回复即可。如果从机接收数据失败，则不用回复，主机会自动重发上一条指令，直到从机正确回复。如果重发次数超过规定次数，则说明通讯中断，此时需要生产维护人员检测通讯网络，直至通讯恢复正常状态。

9）在生产监控界面下，按下“不良品设置”按键，进入不良品数设置界面。此时不良品数个位数字闪烁，可以通过按下“不良品数调整”按键，修改个位数（每按下1次，数字加1，超过数字9，则自动变成0，0-9循环调整）。如果再次按下“不良品设置按钮”则十位数字闪烁，以此类推可设置百位、千位、万位、十万位数字，数据设置完成后返回生产监控界面。

任务选择界面说明：任务名称（任务）、计划数量（计划）、和已完成数量（完成）。

生产监控界面说明：产品名称（产品）、计划数量（计划）、和已完成数量（完成）。

不良品设置界面说明：不良品设置、不良品数量

设备停机界面说明：设备停机

可编程控制器显示屏内容显示示意图：

任务选择示意图

生产监控示意图

不良品数设置示意图

设备停机示意图

3.5PDA功能说明

事先在每台注塑机机台上固定一块二维码铭牌。巡检查人员，手持PDA扫描机台二维码，获取当前设备机台生产任务，输入不良品数量，并提交。

当机台人员对本机台最终加工数量存在异议时，可通过巡查人员核实，通过PDA重新提交和更新机台计数信息。参考图如下：

3.系统上线及后续服务

3.1 系统实施

云礼客根据注塑工厂提出的需求确定系统功能，进行实地调研测试后提供详细的配套设备及系统实施方案。安排专业人员进行设备和系统的安装调试，进行数据对接、系统配置等工作后最终实现注塑工厂注塑产线看板系统功能。

3.2 功能测试

为保证系统方案的实施质量，云礼客会根据注塑工厂提出的需求及实现的各个功能模块形成详细的《测试用例》，在项目开展的各个时期进行严格的功能测试。立项初期会在项目现场进行生产系统的实地测试。实施中期会针对各个功能模块做封闭的白盒、黑盒、压力测试，系统集成后期，还将进行全功能的集成测试、压力测试。一旦发现问题，解决后还将全系统的进行回归测试，确保系统稳定、可靠。