曹云　陳宗利　袁璐

摘要：在產(chǎn)品的生產(chǎn)與調(diào)試現(xiàn)場中，針對各類工業(yè)設備的使用及完成狀況，以信息化的形式實現(xiàn)了設備所處狀態(tài)的語音提醒和看板展示，方便操作人員知悉產(chǎn)品在設備中的進展程度，同時最大限度減少設備占用以及產(chǎn)品加工超時引起的損耗等情況。

關(guān)鍵詞：設備狀態(tài);電裝;語音提醒;看板

中圖分類號：TP302 ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）13-0201-02

1 背景

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，許多工業(yè)設備都是作為單獨個體而沒有融入整個企業(yè)信息化運營中，其中有些設備不具備聯(lián)網(wǎng)能力，有些因為保密等因素而限制聯(lián)網(wǎng)，還有些設備通過廠家提供的配套信息系統(tǒng)進行操作，并且難以集成到現(xiàn)有系統(tǒng)上。

這些獨立的工業(yè)設備作為信息化建設中的孤島，無法高效地將運行信息展示給車間操作人員，使得部分生產(chǎn)加工程序無法通過信息化管控收集數(shù)據(jù)，在一定程度上造成了工序超期等待、設備長期占用，以及產(chǎn)品損壞、設備壽命減少等問題。間接影響了企業(yè)生產(chǎn)效率，增加了人力財力成本。

因此，在車間現(xiàn)場引入基于語音引擎的設備狀態(tài)信息系統(tǒng)，及時將每個設備的使用與完成情況通過語音提醒和看板展示的形式告知設備操作人員，以達到降本增效的目的。

2 業(yè)務背景

2.1 產(chǎn)品的電裝與試驗設備

產(chǎn)品在車間的電裝加工過程中，需要用到烘箱與表貼機等設備。由于某些加工步驟的需要，車間現(xiàn)場有許多工序存在操作人員等待設備的情況。在多個產(chǎn)品并行加工的情況下，操作人員在等待設備加工的同時，還需要處理其他產(chǎn)品的電裝工作。因此時常會忙于手邊的工作而疏于檢查設備中的產(chǎn)品時間是否已經(jīng)超期，從而導致車間現(xiàn)場會出現(xiàn)操作人員忘記檢查產(chǎn)品狀態(tài)，在設備中放置時間超長的問題。

產(chǎn)品在試驗中心進行環(huán)境試驗過程中，需要用到ESS、高低溫箱以及綜合箱等設備。由于產(chǎn)品在試驗設備中需要按一定規(guī)律反復地進行上電與下電，尤其是在多個設備的產(chǎn)品并行試驗情況下，操作人員往往會忽視當前產(chǎn)品的試驗完成情況而影響后續(xù)試驗與調(diào)試。

2.2 各類設備的特性

1） 電裝加工過程：烘箱、表貼機等設備。

產(chǎn)品在設備中需要設定工作時間，各類型任務擁有對應的工作時間。操作人員需要及時獲悉設備的加工完成情況，并在完成后投入下一個產(chǎn)品或關(guān)閉設備。

2） 試驗過程：ESS、高低溫箱和綜合箱等設備。

產(chǎn)品在設備中按設定好的時間間隔進行重復的上電與下電循環(huán)，一次試驗過程可能會持續(xù)幾天，由于試驗設備集中放在一個單獨的設備機房內(nèi)，其運轉(zhuǎn)噪音與高溫使得進入隨時查看變得極為不便，因而操作人員需要隨時獲悉產(chǎn)品在設備中的運行狀態(tài)，以便更好地分配任務或做出相應調(diào)整。

2.3 加工試驗過程中設備的現(xiàn)狀

目前產(chǎn)品在設備中運行所需的時間、狀態(tài)、操作員等信息都是通過紙質(zhì)記錄，沒有有效的提醒機制，也沒有形成科學的信息化管理模式，需要依賴操作人員個人細心程度，容易出現(xiàn)超期、失誤等現(xiàn)象。鑒于上述電裝加工以及試驗過程中各類設備使用存在的問題與現(xiàn)狀，應當積極引入設備狀態(tài)管理這種技術(shù)保障機制。

3 系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

3.1 業(yè)務需求分析

設備管理系統(tǒng)的主要信息化需求為：

1） 語音提醒需求：電裝加工過程任務到期需要自動語音播報，如果沒有處理將在5分鐘后繼續(xù)呼叫，直到操作人員將其關(guān)閉;試驗過程產(chǎn)品每一次上電或下電都需要語音提醒，直到試驗完成。

2） 任務管理需求：電裝加工過程創(chuàng)建呼叫任務，進行查詢、修改、終止和刪除操作;試驗過程根據(jù)上下電時間、循環(huán)次數(shù)、循環(huán)間隔等信息生成設備任務狀態(tài)看板，需要進行修改、刪除等維護操作。

3） 任務類型需求：針對電裝過程中的不同類型任務，對應不同時間點，對任務完成要求也不同。

4） 設備管理需求：針對試驗過程中每個設備的數(shù)據(jù)信息進行管理維護。

5） 日志記錄管理：對每條任務的開始、執(zhí)行情況、修改和刪除等操作都需要自動生成日志記錄。

6） 基礎數(shù)據(jù)管理需求：維護呼叫對象、地點、操作用戶、部門、班組、權(quán)限等信息。

通過需求分析，給出設備狀態(tài)管理系統(tǒng)的主要業(yè)務模塊，如圖1所示。

3.2 系統(tǒng)設計

在需求分析與業(yè)務模塊的基礎上，對該系統(tǒng)進行詳細設計。由于需要監(jiān)聽語音呼叫任務，在服務端部署監(jiān)聽程序必不可少，監(jiān)聽程序獲取并執(zhí)行定時語音任務;用戶需要隨時隨地訪問系統(tǒng)，并且便捷地進行數(shù)據(jù)操作、查看當前狀態(tài)。因此該系統(tǒng)被設計成了客戶端和Web端兩大部分（系統(tǒng)架構(gòu)設計見圖2所示）。

3.2.1 Web端

Web端用來創(chuàng)建數(shù)據(jù)，維護并監(jiān)控，展示設備的狀態(tài)信息、任務的執(zhí)行情況，把需要提醒的任務推送給客戶端去執(zhí)行。

在電裝加工模塊中，當有產(chǎn)品進入了需要定時結(jié)束的加工步驟時，工序操作人員為其創(chuàng)建新的任務，在系統(tǒng)預設的可選清單里選擇相應的呼叫對象、地點、任務類型，系統(tǒng)根據(jù)任務類型自動關(guān)聯(lián)出呼叫時間，調(diào)度人員對已創(chuàng)建的任務進行管理與維護，根據(jù)完成情況進行結(jié)束等操作。

在環(huán)境試驗模塊中，當有產(chǎn)品需要送進設備進行試驗時，試驗人員為其創(chuàng)建相應任務，根據(jù)該產(chǎn)品的試驗要求在設備里對上電與下電的循環(huán)次數(shù)、間隔時間進行設定，系統(tǒng)根據(jù)初始時間自動計算出剩余循環(huán)任務的提醒時間，大大簡化了用戶操作。當設備任務創(chuàng)建好后，試驗人員可在設備任務狀態(tài)界面清晰地查看當前各個設備的工作狀態(tài)情況。

3.2.2 客戶端

客戶端用來監(jiān)測并執(zhí)行Web端里推送來的任務。產(chǎn)品在電裝加工過程中，判斷其狀態(tài)是否為“已終止”，對于“任務等待中”則按時對其執(zhí)行呼叫提醒，對于“執(zhí)行中”的任務將在隨后繼續(xù)呼叫直至操作人員將其終止。產(chǎn)品在試驗過程中，客戶端判斷該設備當前循環(huán)輪次的狀態(tài)是否已到上電或下電時間，如任務時間一到則按時執(zhí)行語音提醒，并在設備狀態(tài)欄亮起“紅燈”。

客戶端通過第三方語音庫服務程序?qū)㈩A設的文字內(nèi)容轉(zhuǎn)換為語音并播放，因此需要同時啟動語音庫服務，見圖3所示。

3.3 系統(tǒng)的實現(xiàn)與應用價值

該系統(tǒng)Web端為B/S架構(gòu)，前端采用基于Javascript的MiniUI框架開發(fā)，后臺采用Java EE的SSH （Struts + Spring + Hibernate） 組合框架開發(fā)，數(shù)據(jù)庫為Oracle 11g，可以方便地滿足各操作人員在身旁的計算機前訪問;系統(tǒng)的客戶端為C/S架構(gòu)，為Java開發(fā)的語音自動執(zhí)行軟件，需要在連有音箱廣播設備的計算機上保持開啟狀態(tài)。

目前系統(tǒng)已在某軍工單位電裝車間和試驗中心部署應用，通過用戶積極的使用以及良好的反饋，該系統(tǒng)日漸成熟，很好地實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中的定時呼叫提醒，提高了車間操作人員的工作效率。相信在日后持續(xù)優(yōu)化并結(jié)合工作實際，該系統(tǒng)也可以在其它部門發(fā)揮類似的功效和用途，為越來越多的員工在科研生產(chǎn)上創(chuàng)造便捷。

4 結(jié)束語

在生產(chǎn)過程中引入基于語音引擎的工業(yè)設備狀態(tài)管理系統(tǒng)，很大程度改善了現(xiàn)有的設備運行管理機制，其高效的語音呼叫執(zhí)行能力與清晰直觀的設備看板展示使得操作人員的日常工作更加便捷，無需將過多精力用在操心設備使用情況上，擯棄了不必要的紙質(zhì)材料，節(jié)約了人力、財力與時間成本，提高了車間生產(chǎn)力。

參考文獻：

[1] 于雄， 張株瑞， 周應軍. 離散制造企業(yè)設備管理系統(tǒng)與MES集成研究[J]. 軟件， 2016（2）.

[2] 梁巖. 信息通信設備管理系統(tǒng)的設計與應用研究[J]. 中國新通信， 2014（1）.

[3] 王斌. 電氣自動化設備管理系統(tǒng)的設計分析[J]. 科技展望， 2015（14）.

[4] 羅小杰， 王軍， 劉晶歌. 自動封裝煤炭盲樣信息管理系統(tǒng)分析與設計[J]. 煤礦機械， 2017（12）.

[5] 李濟龍， 應小昆， 趙晶， 等. 某軍工車間制造執(zhí)行系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 新技術(shù)新工藝， 2017（12）.

[6] 張成偉， 許萌萌， 張羽， 等. 船舶機電系統(tǒng)綜合狀態(tài)評估與健康管理系統(tǒng)的開發(fā)與應用[J]. 電腦知識與技術(shù)， 2017（33）.

[7] 張輝，李建軍，王佳熙，等. 電機設備運行參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 計算機測量與控制， 2015（10）.

[8] 袁媛，周游，王亮，等. 時間頻率設備自動監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 宇航計測技術(shù)， 2015（3）.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】