一种基于过程控制的生产管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于过程控制的生产管理系统及方法，所述系统包括数据融合模块、数据库、过程控制与数据分析模块、可视化UI模块，所述过程控制与数据分析模块以及数据融合模块均与数据库交互；所述数据融合模块用于接收生产环境中采集的带时间戳的原始数据，对原始数据进行状态或线性值检测并针对异常报警，同时对数据进行持久化；所述过程控制与数据分析模块用于获取持久化的原始数据并计算具有时序属性的控制限以及使用配置的规则校验计算的控制限，以反应生产环境的生产状态；所述可视化UI模块用于展示数据信息以及实现交互。本发明专利技术可以实现对生产制造环节进行溯源、缺陷回归以及预测性维护，提高了制造领域的智能化并优化生产效率。优化生产效率。优化生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于过程控制的生产管理系统及方法


[0001]本专利技术属于智能制造领域，具体涉及一种基于过程控制的生产管理系统及方法。

技术介绍

[0002]目前工业领域已有的系统：数据采集与监视控制系统是一种通过一定传输协议将远程设备中产生的数字数据收集、保存至持久化工具以并监视和分析远程设备的控制系统。该系统已成为现代生产过程中不可或缺的工具，广泛应用于电力、石化等传统行业，同时在显示面板制造和集成电路制造中也占重要地位。数据采集与监视系统可以根据采集的远程设备状态发出警报，也可以根据设置的阈值判断分析设备状态从而报警。
[0003]传统的数据采集与监视系统侧重于采集数据并存储，但生产设备一直在发出信号，表明他们何时会发生故障，以及如何才能更顺畅地运行更长时间，因为传统的数据采集弱于对数据的分析和对生产的控制，无法做到这一点，也有以下缺点：
[0004]1、对数据需要做二次处理已适配第三方工具需求格式。
[0005]2、数据一般需分别保存在数据采集与监视系统的持久化层和第三方工具中，造成冗余。
[0006]3、第三方工具分析处理实时性差，分析能力弱。
[0007]4、需要部署多套不同系统，占用资源大，同时数据采集与监视系统的持久化层和第三方工具的信息交互会复杂化，不便于后期维护和问题定位。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种基于过程控制的生产管理系统及方法，本专利技术基于采集的过程控制的数据，对生产制造环节进行溯源、缺陷回归以及预测性维护，提高制造领域的智能化并优化生产效率。
[0009]本专利技术主要通过以下技术方案实现：
[0010]一种基于过程控制的生产管理系统，包括数据融合模块、数据库、过程控制与数据分析模块、可视化UI模块，所述数据融合模块分别与数据库、可视化UI模块连接，所述过程控制与数据分析模块以及数据融合模块均与数据库交互，所述数据库用于以时间线性关系保存原始数据变化的值；所述数据融合模块用于接收生产环境中采集的带时间戳的原始数据，对原始数据进行状态或线性值检测并针对异常报警，同时对数据进行持久化；所述过程控制与数据分析模块用于获取持久化的原始数据并计算具有时序属性的控制限以及使用配置的规则校验计算的控制限，以反应生产环境的生产状态；所述可视化UI模块用于展示数据信息以及实现交互。
[0011]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述数据融合模块包括数据接收单元、数据分类单元、数据切割单元、状态检测单元、阈值检测单元、报警单元、数据变化检测单元、数据持久化单元；所述数据分类单元用于将数据分为关联对应的生产制造类型数据和生产设备类型数据；所述数据切割单元用于实现数据分割，实现将生产制造类型数据根据流水线上
生产街拍切分成节拍数据，以及将生产设备类型数据根据整个工厂的建模数据进行切割；所述状态检测单元用于对设备状态数据做状态检测，所述阈值检测单元用于对产品数据做阈值检测，所述数据变化检测单元用于对设备状态数据与线性时间回溯前一数据对比是否有变更；所述数据持久化单元用于对设备状态数据做差分保存以及对产品数据则做全量保存。其中，生产制造类型数据：产品数据，生产设备类型数据：设备状态数据。
[0012]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述数据融合模块还包括数据清洗单元，所述数据清洗单元用于有效性处理数据接收单元得到的数据。
[0013]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述过程控制与数据分析模块的调用模式为触发式、定时式、采样式中的任意一种。
[0014]为了更好地实现本专利技术，进一步地，还包括权限控制模块，用于提供鉴权功能，实现在发送警报、可视化UI登录、可视化展示以及可视化交互的节点提供权限校验。
[0015]本专利技术主要通过以下技术方案实现：
[0016]一种基于过程控制的生产管理方法，采用上述的系统进行，包括以下步骤：
[0017]步骤S100：接收采集的生产环境原始数据，采集的每类数据都带有时间戳，将原始数据分类并得到生产制造类型数据和生产设备类型数据；
[0018]步骤S200：进行数据切割：将生产制造类型数据根据流水线上生产街拍切分成节拍数据，将生产设备类型数据根据整个工厂的建模数据进行切割；对设备状态数据做差分保存，对产品数据做全量保存；
[0019]步骤S300：通过可视化UI页面配置生产模型，并设置分析规则；针对分析配置，抽取步骤S200中保存的数据，计算当前数据的控制限，所述控制限是时序的，然后使用配置的规则校验计算的控制限，若异常，则发送报警，异常数据持久化。
[0020]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤S200中，针对切割后的数据，对设备状态数据做状态检测，对产品数据做阈值检测，若检测到异常，则记录异常信息并在权限验证后发送警报；若未检测到异常，则判断设备状态数据与线性时间回溯前一数据对比是否有变更，若有变更，则保存变更的数据。
[0021]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤S300中，对抽取的原始数据进行去除极端错误值，并重整化；将持续收集的一组数据分为四等分，其中最小的25％等分数据为第一等分，最大的25％等分数据为第三等分，中间的50％的数据为第二等分和第四等分，如果后续接收的数据超出了第一等分或者第三等分的范围，则可以认为是一个人为的极端错误值。
[0022]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤S300中，针对生产制造类型数据，所述控制限包括上控制限和下控制限：
[0023]上控制限＝工艺参数平均值+3*标准偏差
[0024]下控制限＝工艺参数平均值
‑
3*标准偏差
[0025]针对生产设备类型数据，所述控制限包括上控制限和下控制限：
[0026]上控制限＝传感器检测的产品参数的平均值+3*标准偏差
[0027]下控制限＝传感器检测的产品参数的平均值
‑
3*标准偏差
[0028][0029]其中，x表示样本中的每个数据点，表示样本的平均值，n表示样本的大小。
[0030]本专利技术的有益效果如下：
[0031]本专利技术可用于处理各个流程产生的数据，通过对数据的分析及主动过程控制做到预测性维护，提高制造领域的智能化并优化生产效率。本专利技术可以基于采集到的制造领域数据分析处理，从而对生产制造环节进行溯源及缺陷回归并做预测性维护。大规模及高精尖制造行业会有大量生产流程同时产生大量反应生产状态的流程数据，本系统可以对不同的生产流程独立或联立分析，定位生产环节中的低效流程。本系统可以在对生产过程做正反馈控制，本系统可以对生产过程中的异常进行实时监控并通过多种通讯方式发出预警。本专利技术通过对生产过程中的控制参数分析本系统可以对生产过程的部分缺陷进行提前预报。
[0032]本专利技术通过数据融合模块、过程控制与数据分析模块为生产过程控制提供依据，对生产过程量化分析，预测异常，并很方便溯源和定位缺陷，做到预测性维护，改变生产过程中数据分析较弱的情况。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于过程控制的生产管理系统，其特征在于，包括数据融合模块、数据库、过程控制与数据分析模块、可视化UI模块，所述数据融合模块分别与数据库、可视化UI模块连接，所述过程控制与数据分析模块以及数据融合模块均与数据库交互，所述数据库用于以时间线性关系保存原始数据变化的值；所述数据融合模块用于接收生产环境中采集的带时间戳的原始数据，对原始数据进行状态或线性值检测并针对异常报警，同时对数据进行持久化；所述过程控制与数据分析模块用于获取持久化的原始数据并计算具有时序属性的控制限以及使用配置的规则校验计算的控制限，以反应生产环境的生产状态；所述可视化UI模块用于展示数据信息以及实现交互。2.根据权利要求1所述的一种基于过程控制的生产管理系统，其特征在于，所述数据融合模块包括数据接收单元、数据分类单元、数据切割单元、状态检测单元、阈值检测单元、报警单元、数据变化检测单元、数据持久化单元；所述数据分类单元用于将数据分为关联对应的生产制造类型数据和生产设备类型数据；所述数据切割单元用于实现数据分割，实现将生产制造类型数据根据流水线上生产街拍切分成节拍数据，以及将生产设备类型数据根据整个工厂的建模数据进行切割；所述状态检测单元用于对设备状态数据做状态检测，所述阈值检测单元用于对产品数据做阈值检测，所述数据变化检测单元用于对设备状态数据与线性时间回溯前一数据对比是否有变更；所述数据持久化单元用于对设备状态数据做差分保存以及对产品数据则做全量保存。3.根据权利要求2所述的一种基于过程控制的生产管理系统，其特征在于，所述数据融合模块还包括数据清洗单元，所述数据清洗单元用于有效性处理数据接收单元得到的数据。4.根据权利要求1所述的一种基于过程控制的生产管理系统，其特征在于，所述过程控制与数据分析模块的调用模式为触发式、定时式、采样式中的任意一种。5.根据权利要求1所述的一种基于过程控制的生产管理系统，其特征在于，还包括权限控制模块，用于提供鉴权功能，实现在发送警报、可视化UI登录、可视化展示以及可视化交互的节点提供权限校验。6.一种基于过程控制的生产管理方法，采用权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇，陈吉鑫，陈欣，张思俊，华越，
申请(专利权)人：中电九天智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：