车间生产异常事件实时管理系统研究

发布时间：2016-09-22 13:06

  本文关键词：车间生产异常事件实时管理系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

e展厅 服务项目 /样本 反馈/论坛

  技术应用 | 基础知识 | 外刊文摘 | 业内专家 |  

车间生产异常事件实时管理系统研究

作者：尹超 马春斌 刘飞 尹胜

欢迎访问e展厅

展厅
3 管理咨询与服务展厅
企业文化, 战略管理, 生产管理/工业工程, 营销管理, 知识管理, ...

摘要：针对生产车间普遍面临的因人员、设备、质量、物料等异常事件不能及时反馈和处理而影响生产进度的问题。构建了一种可支持异常事件信息动态采集、实时传递、快速处理和综合查询分析的车间生产异常事件实时管理系统。建立了系统的体系结构和运行流程，并对基于多功能交互式信息终端的生产异常事件信息实时采集，基于移动通信接口技术的生产异常事件信息实时传递、基于模糊综合评价的生产异常事件预警等关键技术进行了研究。该系统已成功应用于重庆市一车用空调制造企业，取得了良好的效果。
关键字：生产异常事件 动态信息采集 管理信息系统 模糊综合评价

0 引言

随着市场竞争的日益激烈，现代制造企业需要不断提高对不确定性因素的快速反应和处理能力，以维持和提高企业综合竞争力。当前，制造企业面对的不确定性因素越来越多，这些因素包括企业内部条件变化的不确定性和企业外部环境变化的不确定性两大方面。生产过程中的人员、设备、质量、物料等异常事件是现代制造企业内部不确定性因素的重要组成部分。对于大多制造企业来说，车间生产过程的复杂性和不可预测性导致物料异常、设备异常、人员变更、生产计划变更和紧急任务插入等异常情况时有发生。然而，目前生产车间主要采用传统手工模式进行异常事件管理，因此难以及时获取异常事件信息，更难以及时做出处理和有效预测。车间异常事件的发生时常会造成生产停工，甚至长时间停产，从而影响企业生产任务的执行和产品质量及订单交货期。因此，现代制造企业迫切需要一种对车间生产异常事件进行有效管理的实时管理系统，以实现对生产异常事件的采集、传递、监控、评价和预警等一体化集成运行，从而提高企业对异常事件的快速反应和处理能力。

当前，国内外已有许多专家和学者在车间生产现场信息管理和监控方面进行了大量地研究，并取得了许多研究成果。

1 系统的体系结构

目前制造企业车间生产异常事件管理存在的问题主要体现在以下三个方面：

(1)异常事件信息采集手段落后大多数制造企业主要依靠传统的手工方式(如纸质统计报表等)采集车间生产异常事件信息，这种方式采集效率低、出错率高且信息滞后。

(2)异常事件信息传递方式落后在异常信息的传递方面，制造企业大多也采用传统的人工和电话等信息传递方式，传递速度慢且信息易失真，使得相关管理人员不能及时、准确地响应异常事件。

(3)缺少异常事件处理信息化支持平台当车间生产异常事件发生时，由于缺少一个支持异常事件处理的信息化平台，管理人员与生产现场事件处理人员和操作工人之间难以实时进行信息交互和业务协同，以致难以对异常事件及时做出响应和快速制定出有效解决方案。

针对以上问题，本文建立了如图1所示的一种车间生产异常事件实时管理系统的体系结构。该体系结构有以下几个特点：

矩阵R中以影响因素为行，以异常事件为列。其中rij(i＝1，2，...，m，j＝1，2，...，n)是专家根据经验给出的，表示在所有造成异常的事件中，第i种异常事件的影响因素中第j种影响因素所占的权重，故有

为提高准确性，可选k位专家来分别给出各自的模糊关系矩阵Ri(i＝1，2，...，k)，再进行加权平均，权重wi(i＝1，2，...，k)可根据各位专家的可信度来确定。例如，请4位专家根据各自经验分别给出模糊关系矩阵R1，R2，R3，R4，再根据他们的可信度分别给出权重w1，w2，w3，w4(w1+w2+w3+w4＝1)，则

R＝w1R1+w2R2+w3R3+w4R4。(2)

(4)建立X对于y的综合评价模型

根据模糊数学原理可以建立X对于Y的综合评价模型为

V(X)＝H(X)·R。(3)

根据最大隶属度原则，当Vi＝max{V1，V2，...，Vm}时，说明第i种类型的异常事件发生的可能性最大。

(5)设置阙值

本文采用参数表征法表征最终的评价结果。参数表征法的作用就是将评价集合中的分散元素值转变成一个可比的综合值，以便进行比较。由此，需要确定评价集的等级加权向量来对评价集合进行加权。根据车间生产异常事件安全管理特点，将综合值划分为五个部分，对应评价指标的五个警戒级别：警戒级[1，0.8]，低警戒级[0.8，0.6]，过渡级[0.6，0.4]，基本安全级[0.4，0.2]，安全级[0.2，0]。

(6)预警结果输出

通过上述方法对车间生产异常事件的评价指标进行综合评价后，就会得到该生产异常事件当时的模糊综合评价值，即该生产异常事件当时的警戒级别状态值，并将评价值存入数据库。评价结果可用图6所示的预警信号图的方式输出。在信号图输出的过程中，可根据该生产异常事件以前的模糊综合评价值的历史记录及其变化规律，生成该生产异常事件的警戒状态在未来一段时间内的发展趋势，即形成该生产异常事件的一种参考异常时间预案。通过该预警信号图，决策者就能够直观地了解各生产异常事件的状态和未来的走势，为决策提供参考依据，及时采取相应的措施，确保生产过程处于安全和有序的状态。

图6 车间某生产异常事件预警信号图

图6中Ⅰ区代表警戒级，Ⅱ区代表低警戒级，Ⅲ区代表过渡级，Ⅳ区代表基本安全级，Ⅴ区代表安全级。管理人员根据本图便可以判断出未来一个时间段内该生产异常事件发生的可能性。例如，如果评价结果处于Ⅱ区，说明这一时段有发生该生产异常事件的危机，必须提前查找原因并采取相应的预防措施。

4 应用实例

目前，本文的研究成果已在重庆南方英特空调有限公司得到了应用，效果良好。南方英特空调是一家典型的汽车零部件制造企业，主要生产汽车空调系统和发动机冷却系统。由于该企业在车间生产现场实时监控方面比较落后，当车间发生生产异常事件时，管理人员及高层领导难以在第一时间准确和全面地获取相关信息并及时做出反应，由此造成车间生产线的停顿或停工，影响了企业的生产进度。为此企业实施了车间生产异常事件实时管理系统，包括异常信息采集、异常信息传递、异常事件处理、专家知识库和综合查询分析等功能，大大提升了企业对车间生产异常事件的快速反应和处理能力。企业在实施车间生产异常事件实时管理系统的过程中，关键点主要有以下三方面：①生产异常事件信息的动态采集；②生产异常事件信息的实时传递；③生产异常事件的综合查询统计分析与预警。

(1)车间生产异常信息的动态采集

利用在生产现场布置的多功能交互式信息终端，可准确、及时地获取车间生产异常事件信息。

(2)生产异常事件信息实时传递

当生产现场发生异常事件或系统对某生产异常事件发出预警时，系统可自动把异常事件相关信息通过计算机网络、LED大屏幕、声光警报装置和手机短消息等方式传递给相关人员。企业管理人员能及时了解车间生产现场的异常状况，并及时进行决策和处理。

(3)生产异常事件的综合查询分析与预警

图9所示为某时间段车间现场各种异常事件发生情况的查询界面和统计柱状图。其中在异常事件的查询界面罩使用背景颜色来区分异常事件的处理状态，背景为深灰色的代表需要处理的异常事件，背景为浅灰色的代表处理过程中的异常事件，背景为白色的代表不需要处理或已经处理过的异常事件；异常事件统计柱状图表示从2007年12月26日～2008年2月26日的生产异常事件统计表。同时本系统还实现了对车间每一种生产异常事件的预警，其预警结果以图6所示的预警信号图的方式输出；管理人员根据预警信号图可以判断出未来一个时间段内某生产异常事件发生的可能性，并及时或提前查找原因，采取相应的预防措施。

图9 异常事件查询界面与统计柱状图

5 结束语

本文构建了一种能支持异常事件信息动态采集、实时传递、快速处理和综合杳询分析的车间生产异常事件实时管理系统，建立了该系统的体系结构和运行流程。该系统通过在生产现场布置的多功能交互式信息终端，能实现生产异常事件信息的实时采集，以及支持生产现场事件处理人员和操作工人与管理层人员之间的实时信息交互和、业务协同；通过计算机网络和手机短消息等多种方式，实现了生产异常事件信息的实时传递；通过系统提供的生产异常事件专家知识库和模糊综合评价方法，可以对生产异常事件进行系统的分析和预测。该系统在重庆市某车用空调制造企业中得到了成功应用，大大提升了企业对车间生产异常事件的快速反应和处理能力，有效保证了企业车间生产的正常运转。(end)

  本文关键词：车间生产异常事件实时管理系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：120252