卷煙廠移動作業(yè)管理系統(tǒng)應用研究

楊萍，樸紅波，李曉芬，林碩

（1.吉林煙草工業(yè)有限責任公司延吉卷煙廠，吉林延吉 133000；2.沈陽建筑大學，遼寧沈陽 110168）

0 引言

隨著數(shù)字工廠技術(shù)的推廣，制造業(yè)越來越快速地將各領(lǐng)域的成熟技術(shù)應用在生產(chǎn)管理中。數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展，讓生產(chǎn)環(huán)節(jié)的細節(jié)在計算機系統(tǒng)中詳細地展示出來；模式識別技術(shù)的應用，讓質(zhì)量檢測和故障診斷系統(tǒng)能夠更加快速地定位問題的原因，讓生產(chǎn)過程更加順暢；人工智能算法的應用，讓生產(chǎn)訂單的排產(chǎn)過程擺脫了以往依靠工人經(jīng)驗的低效狀態(tài)。新技術(shù)的應用，也帶來的新的生產(chǎn)管理方式，伴隨著移動技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)現(xiàn)場的管理人員和工人不再需要坐在電腦前查看生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或者處理數(shù)據(jù)。生產(chǎn)管理系統(tǒng)已經(jīng)能夠安裝在移動設(shè)備中，提高了系統(tǒng)的處理效率，而且因為大多數(shù)的移動設(shè)備都是大屏設(shè)備，數(shù)據(jù)的展示和功能按鈕也更加方便使用[1-3]。企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)經(jīng)過多次的升級改造，實現(xiàn)了較全面的生產(chǎn)業(yè)務信息化管理，正在向管理精益化的更高目標發(fā)展。將傳統(tǒng)的電腦“移動”到生產(chǎn)現(xiàn)場，已經(jīng)成為新的需求[4]。移動終端設(shè)備的使用，可以讓工人即時處理生產(chǎn)管理相關(guān)的操作，能夠有效提高工人的生產(chǎn)效率，并縮短異常事件的響應時間。本文針對這一問題，對企業(yè)的移動作業(yè)管理系統(tǒng)進行了設(shè)計和開發(fā)，使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到有效的提升。

1 系統(tǒng)集成架構(gòu)設(shè)計

隨著企業(yè)的信息化改造的進行，更多的信息化系統(tǒng)被部署應用，有的系統(tǒng)具有獨立的平臺和數(shù)據(jù)，而且系統(tǒng)的復雜度也越來越高，這是信息化過程中不可避免的。因為移動作業(yè)管理系統(tǒng)主要服務的對象是生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)，所以需要與MES 系統(tǒng)、綜合指標管理系統(tǒng)、SPC系統(tǒng)進行業(yè)務對接，如必要還需與公司ERP系統(tǒng)、制絲集控、卷包數(shù)采、立庫等系統(tǒng)進行集成，以適應企業(yè)流程化管理的需求[5-6]。

在企業(yè)統(tǒng)一的信息體系基礎(chǔ)上，移動作業(yè)管理系統(tǒng)搭建的移動信息平臺要將核心的系統(tǒng)和應用連接到一起，形成高度集成的有機整體，其系統(tǒng)應用集成架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)應用集成架構(gòu)

2 系統(tǒng)功能設(shè)計

通過移動作業(yè)管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)管理系統(tǒng)協(xié)同管理，發(fā)揮信息系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)能力強的特點，同時結(jié)合移動設(shè)備便攜，能夠即時拍照和上傳數(shù)據(jù)等優(yōu)勢。移動設(shè)備的App可以完全斷網(wǎng)運行，在沒有無線網(wǎng)絡(luò)的車間現(xiàn)場可以記錄數(shù)據(jù)，回到有網(wǎng)絡(luò)的辦公室統(tǒng)一將數(shù)據(jù)上傳即可。部署在計算機設(shè)備上的MES 系統(tǒng)與綜管系統(tǒng)負責配置、管理、統(tǒng)計、分析數(shù)據(jù)，部署在移動設(shè)備上App程序負責記錄現(xiàn)場數(shù)據(jù)，拍攝生產(chǎn)現(xiàn)場照片，掃描設(shè)備二維碼等。移動作業(yè)管理系統(tǒng)的部署和應用，使企業(yè)的信息化能力得到極大的增強。

移動作業(yè)管理系統(tǒng)的功能與現(xiàn)有的系統(tǒng)功能盡量不重疊，降低數(shù)據(jù)處理的冗余和資源浪費。針對移動設(shè)備的應用環(huán)境和需求，主要有以下幾個功能：

1）設(shè)備管理功能

充分發(fā)揮移動設(shè)備便攜和能夠拍照的優(yōu)勢，對于設(shè)備的巡檢可以采用掃碼、拍照等方式，對于設(shè)備發(fā)生的突發(fā)狀況，也能夠及時地記錄和分析、處理。企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備管理系統(tǒng)也配備一部分PDA設(shè)備，但是PDA設(shè)備使用不方便、屏幕小、性能低，移動作業(yè)管理系統(tǒng)的設(shè)備為平板電腦，性能遠遠超過PDA 設(shè)備，所以能夠完全替代PDA 的作用。同時，在平時的巡檢中，通過拍照將設(shè)備的運行狀況記錄下來，可以為后期智慧工廠的數(shù)據(jù)分析提供歷史數(shù)據(jù)，用于數(shù)據(jù)的深度挖掘，提取有用的設(shè)備運行規(guī)則。另外，通過平板電腦，也能夠登錄其他系統(tǒng)，查詢生產(chǎn)設(shè)備相關(guān)的信息。

2）質(zhì)量管理功能

質(zhì)量部門通過移動作業(yè)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集和判斷。在進行日常質(zhì)量檢測時，包括原材料和成品的質(zhì)量檢測，可以通過設(shè)備拍照，進行記錄，采集的數(shù)據(jù)同樣可以作為歷史數(shù)據(jù)，用于未來的數(shù)據(jù)分析。產(chǎn)品的質(zhì)量要求同樣可以通過移動作業(yè)管理系統(tǒng)進行查詢，查詢的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過企業(yè)信息的集成平臺提供，訪問其他系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。

3）生產(chǎn)作業(yè)管理功能

生產(chǎn)作業(yè)包括生產(chǎn)現(xiàn)場的各種操作，例如車間現(xiàn)場的人員登錄登出、簽到、清理等，還有人員管理，包括班組、人員信息等，實現(xiàn)人員、設(shè)備和產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)，記錄的數(shù)據(jù)也為產(chǎn)品的追溯提供依據(jù)。并且在現(xiàn)場出現(xiàn)異常后，也可以通過拍照進行記錄，為以后問題的分析提供證明和依據(jù)。

4）標準化類移動業(yè)務管理

現(xiàn)有的生產(chǎn)前、生產(chǎn)中、生產(chǎn)后各個階段的標準規(guī)范，利用平板電腦，以看板形式進行實時查詢與核對。便于相關(guān)人員有據(jù)可依，實現(xiàn)標準化的生產(chǎn)操作。對于廠級、車間級管理標準、技術(shù)標準、法律法規(guī)等文件，以及原輔料配方、制絲卷包工藝標準，通過權(quán)限控制，用平板電腦進行查詢。

5）KPI查詢與分析

使用平板電腦，能夠?qū)崟r查詢各部門、各崗位績效指標基礎(chǔ)信息以及每月績效指標得分和考核結(jié)果。對于企業(yè)所關(guān)心的對標指標、創(chuàng)優(yōu)指標、企業(yè)內(nèi)部指標等重點項目，按照消耗、能耗、環(huán)境等類型進行分類查詢。

目前，企業(yè)已經(jīng)有運轉(zhuǎn)良好的相關(guān)系統(tǒng)，移動作業(yè)管理系統(tǒng)的功能與其現(xiàn)有功能模塊相近或者相同。在進行系統(tǒng)開發(fā)時，盡量將現(xiàn)有功能模塊進行移植或者開發(fā)接口直接調(diào)用。這樣能夠降低系統(tǒng)的冗余，保證系統(tǒng)操作的一致性，也節(jié)省了相關(guān)人員培訓的時間成本。

移動作業(yè)管理系統(tǒng)功能部署借助于企業(yè)現(xiàn)有的主干網(wǎng)，移動端借助廠內(nèi)布設(shè)的無線熱點。

3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)傳輸存儲

移動作業(yè)管理系統(tǒng)的特點在于便攜設(shè)備的移動辦公，即時處理相關(guān)消息。所以在系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)過程中，網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)傳輸存儲必須具備一定的安全性和穩(wěn)定性。這些功能模塊是移動作業(yè)管理系統(tǒng)所獨有的，而且也是最重要的部分。

1）網(wǎng)絡(luò)權(quán)限與安全

系統(tǒng)移動終端的應用與通信的基礎(chǔ)是覆蓋范圍全面的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，對于不同移動作業(yè)業(yè)務，需要切換不同的無線網(wǎng)絡(luò)，不同的使用權(quán)限，如內(nèi)審記錄管理等非車間現(xiàn)場管理業(yè)務進入辦公無線網(wǎng)絡(luò)，而車間現(xiàn)場設(shè)備運維及6S等管理業(yè)務則進入生產(chǎn)無線網(wǎng)絡(luò)。對于移動設(shè)備的工作地點和功能區(qū)分，將對網(wǎng)絡(luò)類型進行隔離和切換管理。主要包括的子功能有：無線網(wǎng)絡(luò)切換管理、無線網(wǎng)絡(luò)權(quán)限管理、網(wǎng)絡(luò)通信異常管理。

2）數(shù)據(jù)存儲與查詢

移動終端根據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)不同，需要有不同的存儲機制，如音頻信息、圖片信息和視頻信息等。同時，針對數(shù)據(jù)的查詢效率和展示進行優(yōu)化，主要包括的子功能有：數(shù)據(jù)類型管理、存儲機制管理、查詢與展示優(yōu)化。

3）設(shè)備離線操作

很多移動應用程序在設(shè)備離線狀態(tài)時就變得無法使用，只能在實時聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下才能開啟它們。而在車間這種生產(chǎn)環(huán)境中，僅支持實時聯(lián)網(wǎng)無法滿足使用要求，移動應用程序需要在沒有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下也能夠為用戶服務。針對這一要求，移動應用程序可以通過以下幾種方式進行處理：

①瀏覽器緩存。傳統(tǒng)儲存策略，體量最小，可以設(shè)置過期時間。缺點也很明顯，儲存的容量過小，而且很容易被各種軟件當垃圾清除。

②本地存儲緩存。數(shù)據(jù)量一般不超過5M，是常用的輕量數(shù)據(jù)存儲方案。

③移動端關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。如SQLite，是一款輕型的數(shù)據(jù)庫，是遵守ACID 的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它占用資源非常低，它能夠支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系統(tǒng)，同時能夠跟很多程序語言相結(jié)合。

根據(jù)車間的環(huán)境特點及使用者的習慣，將三種離線處理方式結(jié)合使用，使移動應用程序滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性、準確性和安全性，同時盡可能減少操作者的不必要重復操作。

以平板電腦為移動終端，應用于企業(yè)內(nèi)移動范圍較大、且實時性要求較高的現(xiàn)場管理，構(gòu)建現(xiàn)場管理信息系統(tǒng)，具備如下預期應用效果：

①實現(xiàn)同現(xiàn)有MES系統(tǒng)、綜合指標管理系統(tǒng)的設(shè)備運維管理、內(nèi)審管理等業(yè)務的緊密集成和數(shù)據(jù)共享，克服原有系統(tǒng)信息現(xiàn)場采集的弊端；

②有助于提高系統(tǒng)現(xiàn)場管理業(yè)務的執(zhí)行效率，改善用戶操作體驗，減少數(shù)據(jù)采集錯誤；

③有助于強化車間現(xiàn)場6s規(guī)范管理的效能，更為豐富、更精準的現(xiàn)場信息獲取創(chuàng)造條件；

④為管理者拓寬生產(chǎn)管理信息的獲取與查詢途徑，提高所下達任務的完成情況及出現(xiàn)問題的反饋速度，痕跡化工作任務執(zhí)行過程，為管理決策提供更為精細化的信息支持，促進精益管理水平的提升。

4 系統(tǒng)的部署與應用

結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能模塊，移動作業(yè)管理系統(tǒng)部署在平板電腦端。本系統(tǒng)使用裝載安卓系統(tǒng)的平板電腦，系統(tǒng)硬件成本低，未來也可向手機移植，較原有的各種型號手持PDA 設(shè)備，硬件成本遠遠低于手持PDA，向手機移植則可以使硬件成本趨近為零。

如圖2 為質(zhì)量檢測模塊的配置檢查功能，簡潔的頁面便于平板電腦的操作，數(shù)據(jù)顯示清楚，通過現(xiàn)場工人的實際操作，能夠很好地完成設(shè)計的功能。實現(xiàn)了企業(yè)的實際需求，使生產(chǎn)管理在現(xiàn)場也能夠進行，有效地提高了生產(chǎn)和管理效率。

圖2 質(zhì)量檢測模塊界面

5 結(jié)論

通過系統(tǒng)的部署應用，企業(yè)對后續(xù)的信息化和智能化改造有了新的方向，接下來將會研究新的信息技術(shù)和人工智能解決方案，對企業(yè)的整體智能化改造提出新的需求和構(gòu)想，爭取在新一代生產(chǎn)技術(shù)變革環(huán)境中走在前列，為行業(yè)內(nèi)其他企業(yè)提供新的管理思路。