本文關(guān)鍵詞：車間生產(chǎn)異常事件實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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車間生產(chǎn)異常事件實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)研究

作者：尹超 馬春斌 劉飛 尹勝

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摘要：針對生產(chǎn)車間普遍面臨的因人員、設(shè)備、質(zhì)量、物料等異常事件不能及時(shí)反饋和處理而影響生產(chǎn)進(jìn)度的問題。構(gòu)建了一種可支持異常事件信息動(dòng)態(tài)采集、實(shí)時(shí)傳遞、快速處理和綜合查詢分析的車間生產(chǎn)異常事件實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)。建立了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行流程，并對基于多功能交互式信息終端的生產(chǎn)異常事件信息實(shí)時(shí)采集，基于移動(dòng)通信接口技術(shù)的生產(chǎn)異常事件信息實(shí)時(shí)傳遞、基于模糊綜合評價(jià)的生產(chǎn)異常事件預(yù)警等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于重慶市一車用空調(diào)制造企業(yè)，取得了良好的效果。
關(guān)鍵字：生產(chǎn)異常事件 動(dòng)態(tài)信息采集 管理信息系統(tǒng) 模糊綜合評價(jià)

0 引言

隨著市場競爭的日益激烈，現(xiàn)代制造企業(yè)需要不斷提高對不確定性因素的快速反應(yīng)和處理能力，以維持和提高企業(yè)綜合競爭力。當(dāng)前，制造企業(yè)面對的不確定性因素越來越多，這些因素包括企業(yè)內(nèi)部條件變化的不確定性和企業(yè)外部環(huán)境變化的不確定性兩大方面。生產(chǎn)過程中的人員、設(shè)備、質(zhì)量、物料等異常事件是現(xiàn)代制造企業(yè)內(nèi)部不確定性因素的重要組成部分。對于大多制造企業(yè)來說，車間生產(chǎn)過程的復(fù)雜性和不可預(yù)測性導(dǎo)致物料異常、設(shè)備異常、人員變更、生產(chǎn)計(jì)劃變更和緊急任務(wù)插入等異常情況時(shí)有發(fā)生。然而，目前生產(chǎn)車間主要采用傳統(tǒng)手工模式進(jìn)行異常事件管理，因此難以及時(shí)獲取異常事件信息，更難以及時(shí)做出處理和有效預(yù)測。車間異常事件的發(fā)生時(shí)常會造成生產(chǎn)停工，甚至長時(shí)間停產(chǎn)，從而影響企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行和產(chǎn)品質(zhì)量及訂單交貨期。因此，現(xiàn)代制造企業(yè)迫切需要一種對車間生產(chǎn)異常事件進(jìn)行有效管理的實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)異常事件的采集、傳遞、監(jiān)控、評價(jià)和預(yù)警等一體化集成運(yùn)行，從而提高企業(yè)對異常事件的快速反應(yīng)和處理能力。

當(dāng)前，國內(nèi)外已有許多專家和學(xué)者在車間生產(chǎn)現(xiàn)場信息管理和監(jiān)控方面進(jìn)行了大量地研究，并取得了許多研究成果。

1 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

目前制造企業(yè)車間生產(chǎn)異常事件管理存在的問題主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

(1)異常事件信息采集手段落后大多數(shù)制造企業(yè)主要依靠傳統(tǒng)的手工方式(如紙質(zhì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表等)采集車間生產(chǎn)異常事件信息，這種方式采集效率低、出錯(cuò)率高且信息滯后。

(2)異常事件信息傳遞方式落后在異常信息的傳遞方面，制造企業(yè)大多也采用傳統(tǒng)的人工和電話等信息傳遞方式，傳遞速度慢且信息易失真，使得相關(guān)管理人員不能及時(shí)、準(zhǔn)確地響應(yīng)異常事件。

(3)缺少異常事件處理信息化支持平臺當(dāng)車間生產(chǎn)異常事件發(fā)生時(shí)，由于缺少一個(gè)支持異常事件處理的信息化平臺，管理人員與生產(chǎn)現(xiàn)場事件處理人員和操作工人之間難以實(shí)時(shí)進(jìn)行信息交互和業(yè)務(wù)協(xié)同，以致難以對異常事件及時(shí)做出響應(yīng)和快速制定出有效解決方案。

針對以上問題，本文建立了如圖1所示的一種車間生產(chǎn)異常事件實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

矩陣R中以影響因素為行，以異常事件為列。其中rij(i＝1，2，...，m，j＝1，2，...，n)是專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給出的，表示在所有造成異常的事件中，第i種異常事件的影響因素中第j種影響因素所占的權(quán)重，故有

為提高準(zhǔn)確性，可選k位專家來分別給出各自的模糊關(guān)系矩陣Ri(i＝1，2，...，k)，再進(jìn)行加權(quán)平均，權(quán)重wi(i＝1，2，...，k)可根據(jù)各位專家的可信度來確定。例如，請4位專家根據(jù)各自經(jīng)驗(yàn)分別給出模糊關(guān)系矩陣R1，R2，R3，R4，再根據(jù)他們的可信度分別給出權(quán)重w1，w2，w3，w4(w1+w2+w3+w4＝1)，則

R＝w1R1+w2R2+w3R3+w4R4。(2)

(4)建立X對于y的綜合評價(jià)模型

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)原理可以建立X對于Y的綜合評價(jià)模型為

V(X)＝H(X)·R。(3)

根據(jù)最大隸屬度原則，當(dāng)Vi＝max{V1，V2，...，Vm}時(shí)，說明第i種類型的異常事件發(fā)生的可能性最大。

(5)設(shè)置闕值

本文采用參數(shù)表征法表征最終的評價(jià)結(jié)果。參數(shù)表征法的作用就是將評價(jià)集合中的分散元素值轉(zhuǎn)變成一個(gè)可比的綜合值，以便進(jìn)行比較。由此，需要確定評價(jià)集的等級加權(quán)向量來對評價(jià)集合進(jìn)行加權(quán)。根據(jù)車間生產(chǎn)異常事件安全管理特點(diǎn)，將綜合值劃分為五個(gè)部分，對應(yīng)評價(jià)指標(biāo)的五個(gè)警戒級別：警戒級[1，0.8]，低警戒級[0.8，0.6]，過渡級[0.6，0.4]，基本安全級[0.4，0.2]，安全級[0.2，0]。

(6)預(yù)警結(jié)果輸出

通過上述方法對車間生產(chǎn)異常事件的評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)后，就會得到該生產(chǎn)異常事件當(dāng)時(shí)的模糊綜合評價(jià)值，即該生產(chǎn)異常事件當(dāng)時(shí)的警戒級別狀態(tài)值，并將評價(jià)值存入數(shù)據(jù)庫。評價(jià)結(jié)果可用圖6所示的預(yù)警信號圖的方式輸出。在信號圖輸出的過程中，可根據(jù)該生產(chǎn)異常事件以前的模糊綜合評價(jià)值的歷史記錄及其變化規(guī)律，生成該生產(chǎn)異常事件的警戒狀態(tài)在未來一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢，即形成該生產(chǎn)異常事件的一種參考異常時(shí)間預(yù)案。通過該預(yù)警信號圖，決策者就能夠直觀地了解各生產(chǎn)異常事件的狀態(tài)和未來的走勢，為決策提供參考依據(jù)，及時(shí)采取相應(yīng)的措施，確保生產(chǎn)過程處于安全和有序的狀態(tài)。

圖6 車間某生產(chǎn)異常事件預(yù)警信號圖

圖6中Ⅰ區(qū)代表警戒級，Ⅱ區(qū)代表低警戒級，Ⅲ區(qū)代表過渡級，Ⅳ區(qū)代表基本安全級，Ⅴ區(qū)代表安全級。管理人員根據(jù)本圖便可以判斷出未來一個(gè)時(shí)間段內(nèi)該生產(chǎn)異常事件發(fā)生的可能性。例如，如果評價(jià)結(jié)果處于Ⅱ區(qū)，說明這一時(shí)段有發(fā)生該生產(chǎn)異常事件的危機(jī)，必須提前查找原因并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

4 應(yīng)用實(shí)例

目前，本文的研究成果已在重慶南方英特空調(diào)有限公司得到了應(yīng)用，效果良好。南方英特空調(diào)是一家典型的汽車零部件制造企業(yè)，主要生產(chǎn)汽車空調(diào)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。由于該企業(yè)在車間生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)控方面比較落后，當(dāng)車間發(fā)生生產(chǎn)異常事件時(shí)，管理人員及高層領(lǐng)導(dǎo)難以在第一時(shí)間準(zhǔn)確和全面地獲取相關(guān)信息并及時(shí)做出反應(yīng)，由此造成車間生產(chǎn)線的停頓或停工，影響了企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)度。為此企業(yè)實(shí)施了車間生產(chǎn)異常事件實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，包括異常信息采集、異常信息傳遞、異常事件處理、專家知識庫和綜合查詢分析等功能，大大提升了企業(yè)對車間生產(chǎn)異常事件的快速反應(yīng)和處理能力。企業(yè)在實(shí)施車間生產(chǎn)異常事件實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)的過程中，關(guān)鍵點(diǎn)主要有以下三方面：①生產(chǎn)異常事件信息的動(dòng)態(tài)采集；②生產(chǎn)異常事件信息的實(shí)時(shí)傳遞；③生產(chǎn)異常事件的綜合查詢統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)警。

(1)車間生產(chǎn)異常信息的動(dòng)態(tài)采集

利用在生產(chǎn)現(xiàn)場布置的多功能交互式信息終端，可準(zhǔn)確、及時(shí)地獲取車間生產(chǎn)異常事件信息。

(2)生產(chǎn)異常事件信息實(shí)時(shí)傳遞

當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生異常事件或系統(tǒng)對某生產(chǎn)異常事件發(fā)出預(yù)警時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)把異常事件相關(guān)信息通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、LED大屏幕、聲光警報(bào)裝置和手機(jī)短消息等方式傳遞給相關(guān)人員。企業(yè)管理人員能及時(shí)了解車間生產(chǎn)現(xiàn)場的異常狀況，并及時(shí)進(jìn)行決策和處理。

(3)生產(chǎn)異常事件的綜合查詢分析與預(yù)警

圖9所示為某時(shí)間段車間現(xiàn)場各種異常事件發(fā)生情況的查詢界面和統(tǒng)計(jì)柱狀圖。其中在異常事件的查詢界面罩使用背景顏色來區(qū)分異常事件的處理狀態(tài)，背景為深灰色的代表需要處理的異常事件，背景為淺灰色的代表處理過程中的異常事件，背景為白色的代表不需要處理或已經(jīng)處理過的異常事件；異常事件統(tǒng)計(jì)柱狀圖表示從2007年12月26日～2008年2月26日的生產(chǎn)異常事件統(tǒng)計(jì)表。同時(shí)本系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了對車間每一種生產(chǎn)異常事件的預(yù)警，其預(yù)警結(jié)果以圖6所示的預(yù)警信號圖的方式輸出；管理人員根據(jù)預(yù)警信號圖可以判斷出未來一個(gè)時(shí)間段內(nèi)某生產(chǎn)異常事件發(fā)生的可能性，并及時(shí)或提前查找原因，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

圖9 異常事件查詢界面與統(tǒng)計(jì)柱狀圖

5 結(jié)束語

本文構(gòu)建了一種能支持異常事件信息動(dòng)態(tài)采集、實(shí)時(shí)傳遞、快速處理和綜合杳詢分析的車間生產(chǎn)異常事件實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，建立了該系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行流程。該系統(tǒng)通過在生產(chǎn)現(xiàn)場布置的多功能交互式信息終端，能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)異常事件信息的實(shí)時(shí)采集，以及支持生產(chǎn)現(xiàn)場事件處理人員和操作工人與管理層人員之間的實(shí)時(shí)信息交互和、業(yè)務(wù)協(xié)同；通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)短消息等多種方式，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)異常事件信息的實(shí)時(shí)傳遞；通過系統(tǒng)提供的生產(chǎn)異常事件專家知識庫和模糊綜合評價(jià)方法，可以對生產(chǎn)異常事件進(jìn)行系統(tǒng)的分析和預(yù)測。該系統(tǒng)在重慶市某車用空調(diào)制造企業(yè)中得到了成功應(yīng)用，大大提升了企業(yè)對車間生產(chǎn)異常事件的快速反應(yīng)和處理能力，有效保證了企業(yè)車間生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。(end)

  本文關(guān)鍵詞：車間生產(chǎn)異常事件實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：120252