專利名稱：一種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及企業(yè)生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，尤其涉及一種企業(yè)生產(chǎn)管控一體化系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
近年來，企業(yè)信息化受到了廣泛重視。為提高產(chǎn)品合格率和質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本、 提高工作效率、增強企業(yè)市場競爭力，生產(chǎn)企業(yè)包括鋰電池生產(chǎn)企業(yè)需要實施以信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的現(xiàn)代化生產(chǎn)管理策略。因此，需要實現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時采集、整理、存儲、 監(jiān)控和分析，以達(dá)到對設(shè)備檢查、設(shè)備保養(yǎng)、設(shè)備停機(jī)、工藝質(zhì)量控制、車間現(xiàn)場控制等的全面管理，為企業(yè)生產(chǎn)決策提供準(zhǔn)確、及時、全面的數(shù)據(jù)分析和管理平臺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化系統(tǒng)和方法，實現(xiàn)包括從工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)測控制到企業(yè)經(jīng)營管理的自底向上所有層次的信息實時傳輸與透明化管理，實現(xiàn)信息的共享和有效利用，實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的就地控制和診斷、關(guān)鍵設(shè)備的實時診斷，提前預(yù)防設(shè)備故障。本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案一種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化系統(tǒng)，包括設(shè)備層和車間工作站層；所述設(shè)備層由企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場需要管理控制的各個生產(chǎn)設(shè)備組網(wǎng)建成，用于通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息到所述車間工作站層；所述車間工作站層用于下發(fā)指令控制所述設(shè)備層，并接收所述設(shè)備層的所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息。進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括企業(yè)服務(wù)器層和客戶端層；其中，所述企業(yè)服務(wù)器層包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和web服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲來自所述車間工作站層的信息； 所述web服務(wù)器為所述客戶端層提供訪問功能。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)的所述設(shè)備層中設(shè)置工業(yè)網(wǎng)關(guān)，用于將組網(wǎng)后的所述各個生產(chǎn)設(shè)備連接到以太網(wǎng)；所述設(shè)備層通過以太網(wǎng)與所述車間工作站層通信。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)的所述設(shè)備層包括轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述各個生產(chǎn)設(shè)備各自使用的控制硬件特點將其設(shè)備接口數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)總線。所述統(tǒng)一的數(shù)據(jù)總線為 RS485,或 CAN，或 RS422，或 RF。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)的所述客戶端層通過web瀏覽器輸入信息提交所述web服務(wù)器， 所述web服務(wù)器根據(jù)這些信息對所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行訪問，并對所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器返回結(jié)果進(jìn)行處理后輸出到所述web瀏覽器供所述客戶端層使用。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)的所述車間工作站層與所述企業(yè)服務(wù)器層之間采用客戶機(jī)/服務(wù)器的工作模式。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)的所述企業(yè)服務(wù)器層與所述客戶端層之間采用瀏覽器/服務(wù)器的工作模式。
本發(fā)明還提供一種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化方法，將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)測控制與企業(yè)經(jīng)營管理結(jié)合起來，實現(xiàn)信息實時傳輸與透明化管理，包括將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場需要管理控制的各個生產(chǎn)設(shè)備組網(wǎng)經(jīng)由工業(yè)網(wǎng)關(guān)建成設(shè)備層，通過網(wǎng)絡(luò)將所述設(shè)備層的所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息傳送到車間工作站層；所述車間工作站層通過下發(fā)指令控制所述設(shè)備層，并接收所述設(shè)備層的所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息。進(jìn)一步地，所述方法還包括所述車間工作站層將從所述設(shè)備層獲取的所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息反饋給企業(yè)服務(wù)器層；所述企業(yè)服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲來自所述車間工作站層的信息，并通過web服務(wù)器為客戶端層提供訪問功能。本發(fā)明的有益效果在于在不改變原生產(chǎn)設(shè)備的硬件情況下，為生產(chǎn)企業(yè)提供了自動采集、記錄和存儲生產(chǎn)過程產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)的解決方案，為車間生產(chǎn)管理、設(shè)備管理和產(chǎn)品質(zhì)量管理提供可靠的依據(jù)，為企業(yè)車間生產(chǎn)層和管理決策層有效溝通提供第一手信息，是實現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)信息化管理的有效手段之一。


圖1是本發(fā)明企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所述實施例中設(shè)備層與車間工作站層之間的工作模式示意圖；圖3是圖1所述實施例中車間工作站層與企業(yè)服務(wù)器層之間的工作模式示意圖；圖4是圖1所述實施例中企業(yè)服務(wù)器層與客戶端層之間的工作模式示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化系統(tǒng)包括設(shè)備層和車間工作站層；設(shè)備層由企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場需要管理控制的各個生產(chǎn)設(shè)備組網(wǎng)建成，用于通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送各個生產(chǎn)設(shè)備的信息到車間工作站層；車間工作站層用于下發(fā)指令控制設(shè)備層，并接收設(shè)備層的各個生產(chǎn)設(shè)備的信息。為保證數(shù)據(jù)傳輸安全可靠、組網(wǎng)簡易靈活，設(shè)備層與車間工作站層之間的組網(wǎng)方式可以是局域網(wǎng)；然而，為了能通過外網(wǎng)訪問該局域網(wǎng)，管控一體化系統(tǒng)除了設(shè)備層和車間工作站層，還包括企業(yè)服務(wù)器層和客戶端層；其中，企業(yè)服務(wù)器層包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和web 服務(wù)器；該數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲來自車間工作站層的信息；而web服務(wù)器則為客戶端層提供訪問功能。本發(fā)明以鋰電池生產(chǎn)企業(yè)為例，對本發(fā)明企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化系統(tǒng)作進(jìn)一步說明。鋰離子電池是目前世界上最先進(jìn)的商品化二次電池，隨著各種電子產(chǎn)品的發(fā)展，對鋰離子電池的需求量呈現(xiàn)迅速增長態(tài)勢，對鋰電池生產(chǎn)設(shè)備的性能和生產(chǎn)效率提出了更高的要求，也對鋰離子電池制造過程中重要工藝如極耳焊接、疊片、卷繞、化成等所使用的生產(chǎn)設(shè)備的對鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備管控提出了更高的要求。為鋰電池生產(chǎn)設(shè)備性能、設(shè)備故障、 設(shè)備效率、產(chǎn)品質(zhì)量等等指標(biāo)進(jìn)行量化并提供報表可以大大方便鋰離子電池制造企業(yè)的信息化管理。本發(fā)明企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化系統(tǒng)實施例如圖2-4所示。在設(shè)備層中，如圖2所示，需要管理控制的各個生產(chǎn)設(shè)備的接口數(shù)據(jù)總線通過轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)總線，包括RS485、或CAN (Contrο 11 erArea Network 控制器局部網(wǎng))、或RS422、或RF，然后組建成底層設(shè)備現(xiàn)場網(wǎng)，如組網(wǎng)為RS485網(wǎng)或CAN網(wǎng)等；當(dāng)設(shè)備提供RS485、或CAN、或RS422、或RF接口時，不需使用轉(zhuǎn)換模塊就可以直接組建成底層設(shè)備現(xiàn)場網(wǎng)；當(dāng)設(shè)備數(shù)據(jù)交換需要用到RS232接口時，需要通過適配器轉(zhuǎn)為RS485、CAN、RS422、 RF中的一種接口。設(shè)備層匯總了需要管控的生產(chǎn)設(shè)備的完整信息表，包括生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場設(shè)備控制等；設(shè)備層中設(shè)置有自行設(shè)計的網(wǎng)關(guān)或工業(yè)網(wǎng)關(guān)，通過該網(wǎng)關(guān)將底層設(shè)備現(xiàn)場網(wǎng)連接到以太網(wǎng)，然后，設(shè)備層通過以太網(wǎng)或其他形式的網(wǎng)絡(luò)將各個生產(chǎn)設(shè)備的信息傳送到車間工作站層，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議可采用TCP/IP協(xié)議(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)。本文將設(shè)備層和車間工作站層的工作模式稱為E/ S (Equipment/Server 設(shè)備/服務(wù)器)。一種實施例中，設(shè)備層可提供人機(jī)界面對現(xiàn)場數(shù)據(jù)、 設(shè)備信息進(jìn)行匯總。為方便從外部訪問由車間工作站層與設(shè)備層構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，管控一體化系統(tǒng)除了設(shè)備層和車間工作站層，還包括企業(yè)服務(wù)器層和客戶端層。車間工作站層與企業(yè)服務(wù)器層之間信息互訪。企業(yè)服務(wù)器層包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和web服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲來自車間工作站層的數(shù)據(jù)；web服務(wù)器為客戶端層提供訪問功能，表現(xiàn)為客戶端層通過web瀏覽器輸入信息提交web服務(wù)器，web服務(wù)器根據(jù)這些信息對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行訪問，并對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器返回結(jié)果進(jìn)行處理后輸出到web瀏覽器供客戶端層使用。如圖3所示，車間工作站層與企業(yè)服務(wù)器層之間是按C/SKlient/Server 客戶機(jī) /服務(wù)器)的工作模式實現(xiàn)信息互訪的。在企業(yè)服務(wù)器上安裝SQL提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)，提供 OLE (Object Linking andEmbedding 對象連接與嵌入)DB (Database 數(shù)據(jù)庫)接口給車間工作站層，車間工作站層通過ADO (ActiveX Data Objucts :ActiveX數(shù)據(jù)對象)技術(shù)將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)傳入企業(yè)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫，由數(shù)據(jù)庫對現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一存儲管理， 從而使得車間工作站層與企業(yè)服務(wù)器層之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)庫互訪。一種實施例中，所有現(xiàn)場數(shù)據(jù)的信息按線性表格式進(jìn)行編碼、解析。又一種實施例中，企業(yè)服務(wù)器上可以安裝其他數(shù)據(jù)庫，如 ORACLE、DB2、SYBASE 等。企業(yè)服務(wù)器層與客戶端層之間以B/S (Browser/Server 瀏覽器/服務(wù)器)的工作模式工作，如圖4所示。采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)體系結(jié)構(gòu)使用戶可以直接通過瀏覽器進(jìn)入企業(yè)服務(wù)器層進(jìn)行操作；可在INTERNET網(wǎng)上直接進(jìn)行辦公，不受辦公地點的限制。在企業(yè)服務(wù)器上建立Web站點提供Web服務(wù)器功能，本發(fā)明實施例中通過ASP. NET創(chuàng)建ASP. NET Web應(yīng)用程序提供Web服務(wù)給客戶端；其他實施例中可以使用別的網(wǎng)頁編程腳本創(chuàng)建 web應(yīng)用程序?？蛻舳诵枰L問企業(yè)服務(wù)器時，通過瀏覽器Web文檔中的表單(Form)輸入錄入信息和查詢信息，提交給Web服務(wù)器，Web服務(wù)器將這些信息置于一組環(huán)境變量或標(biāo)準(zhǔn)輸入中，對CGI (Common Gatewayhterface 公共網(wǎng)關(guān)界面)應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)用。CGI應(yīng)用程序?qū)⑦@些信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的SQL語句，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過標(biāo)準(zhǔn)輸出由Web服務(wù)器以Web文檔返回到瀏覽器，由瀏覽器負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行。在一種實施例中，Web應(yīng)用程序可以實現(xiàn)存儲和檢索動態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源，還可以實現(xiàn)生產(chǎn)報表、品質(zhì)報表、故障報表以及實現(xiàn)設(shè)備工藝參數(shù)查詢。因此，鋰電池制造設(shè)備網(wǎng)絡(luò)“管控一體化系統(tǒng)”的建設(shè)只需基于企業(yè)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)， 運用系統(tǒng)集成的思想和方法，采用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、控制技術(shù)和現(xiàn)場總線等諸多技術(shù)，采用現(xiàn)代化企業(yè)管理模式，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程的整體優(yōu)化，建成覆蓋企業(yè)生產(chǎn)管理層、控制層的自動化功能的綜合系統(tǒng)，形成一個統(tǒng)一的信息、生產(chǎn)、決策管理系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)的信息化、數(shù)字化。本發(fā)明還提供與上述系統(tǒng)實施例對應(yīng)的一種企鋰電池生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化方法，將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)測控制與企業(yè)經(jīng)營管理結(jié)合起來，實現(xiàn)信息實時傳輸與透明化管理，包括將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場需要管理控制的各個生產(chǎn)設(shè)備組網(wǎng)經(jīng)由工業(yè)網(wǎng)關(guān)建成設(shè)備層；通過網(wǎng)絡(luò)將設(shè)備層的各個生產(chǎn)設(shè)備的信息傳送到車間工作站層；車間工作站層通過下發(fā)指令控制設(shè)備層，并接收設(shè)備層的所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息。為提供外部訪問，該方法還包括車間工作站層將從設(shè)備層獲取的各個生產(chǎn)設(shè)備的信息反饋給企業(yè)服務(wù)器層；企業(yè)服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲來自車間工作站層的信息，并通過web服務(wù)器為客戶端層提供訪問功能。各層之間具體的通信參考前面管控一體化系統(tǒng)的敘述，此不贅述。本發(fā)明方法在不改變原設(shè)備的硬件情況下，為鋰電生產(chǎn)企業(yè)提供了自動采集、記錄和存儲生產(chǎn)過程產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)的解決方案，為車間生產(chǎn)管理、設(shè)備管理和產(chǎn)品質(zhì)量管理提供可靠的依據(jù)，為企業(yè)車間生產(chǎn)層和管理決策層有效溝通提供第一手信息，是實現(xiàn)電池生產(chǎn)企業(yè)信息化管理的有效手段之一。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)備層和車間工作站層；所述設(shè)備層由企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場需要管理控制的各個生產(chǎn)設(shè)備組網(wǎng)建成，用于通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息到所述車間工作站層；所述車間工作站層用于下發(fā)指令控制所述設(shè)備層，并接收所述設(shè)備層的所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息。
2.如權(quán)利要求1所述的管控一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括企業(yè)服務(wù)器層和客戶端層；其中，所述企業(yè)服務(wù)器層包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和web服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲來自所述車間工作站層的信息；所述web服務(wù)器為所述客戶端層提供訪問功能。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備層中設(shè)置工業(yè)網(wǎng)關(guān)，用于將組網(wǎng)后的所述各個生產(chǎn)設(shè)備連接到以太網(wǎng)；所述設(shè)備層通過以太網(wǎng)與所述車間工作站層通
4.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備層包括轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述各個生產(chǎn)設(shè)備各自使用的控制硬件特點將其設(shè)備接口數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)總線。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述統(tǒng)一的數(shù)據(jù)總線為RS485，或CAN，或 RS422，或 RF。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車間工作站層與所述企業(yè)服務(wù)器層之間采用客戶機(jī)/服務(wù)器的工作模式。
7.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述企業(yè)服務(wù)器層與所述客戶端層之間采用瀏覽器/服務(wù)器的工作模式；所述客戶端層通過web瀏覽器輸入信息提交所述web服務(wù)器，所述web服務(wù)器根據(jù)這些信息對所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行訪問，并對所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器返回結(jié)果進(jìn)行處理后輸出到所述web瀏覽器供所述客戶端層使用。
8.一種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化方法，其特征在于，將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)測控制與企業(yè)經(jīng)營管理結(jié)合起來，實現(xiàn)信息實時傳輸與透明化管理，包括將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場需要管理控制的各個生產(chǎn)設(shè)備組網(wǎng)建成設(shè)備層，通過網(wǎng)絡(luò)將所述設(shè)備層的所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息傳送到車間工作站層；所述車間工作站層通過下發(fā)指令控制所述設(shè)備層，并接收所述設(shè)備層的所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息。
9.如權(quán)利要求8所述的管控一體化方法，其特征在于所述方法還包括所述車間工作站層將從所述設(shè)備層獲取的所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息反饋給企業(yè)服務(wù)器層；所述企業(yè)服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲來自所述車間工作站層的信息，并通過web服務(wù)器為客戶端層提供訪問功能。
10.如權(quán)利要求8或9所述的管控一體化方法，其特征在于所述將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場需要管理控制的各個生產(chǎn)設(shè)備組網(wǎng)建成設(shè)備層這一步驟具體包括所述各個生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)由工業(yè)網(wǎng)關(guān)建成設(shè)備層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管控一體化系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括設(shè)備層和車間工作站層；所述設(shè)備層由企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場各個生產(chǎn)設(shè)備組網(wǎng)建成，用于通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送所述各個生產(chǎn)設(shè)備的信息到所述車間工作站層；所述車間工作站層用于下發(fā)指令控制所述設(shè)備層，并接收所述設(shè)備層的信息。系統(tǒng)還可以設(shè)置企業(yè)服務(wù)器層和客戶端層，所述企業(yè)服務(wù)器層存儲來自車間工作站層的信息，并為所述客戶端層提供訪問功能。本發(fā)明在不改變原生產(chǎn)設(shè)備的硬件情況下，實現(xiàn)包括從工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)測控制到企業(yè)經(jīng)營管理的自底向上所有層次的信息實時傳輸與透明化管理，實現(xiàn)信息的共享和有效利用，實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的就地控制和診斷、關(guān)鍵設(shè)備的實時診斷，提前預(yù)防設(shè)備故障。
文檔編號G05B19/418GK102221829SQ20101015166
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者徐保國, 王立松, 陳守平 申請人:深圳市先陽軟件技術(shù)有限公司