煙草工業(yè)數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件的探索與應(yīng)用

何宗蔚,夏 勇,胡 偉,薛凱文,周 彥,弓 寅

四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司綿陽卷煙廠,四川 綿陽 621000

0 引言

在現(xiàn)代制造業(yè)中,工業(yè)生產(chǎn)車間是產(chǎn)品的核心制造地點(diǎn)。為了提高生產(chǎn)效率、降低成本并確保產(chǎn)品質(zhì)量,許多企業(yè)采用了先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。以往的工業(yè)軟件更多采用PC端的B/S、C/S架構(gòu)模式,操作人員需要在固定工作站或者顯示屏上進(jìn)行軟件操作和信息查看,但大部分工業(yè)生產(chǎn)車間面積大、設(shè)備多、人員負(fù)責(zé)工段區(qū)域大,在固定終端查看信息已不能滿足工廠對(duì)協(xié)同生產(chǎn)在精度和廣度方面的需求,因此需要建設(shè)一款移動(dòng)端車間管理軟件來解決上述問題。

數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件是一種專門為煙草工業(yè)企業(yè)車間應(yīng)用場景設(shè)計(jì)的移動(dòng)應(yīng)用程序,旨在提高生產(chǎn)效率、降低成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量。其具有多種功能,如設(shè)備監(jiān)測、生產(chǎn)管理、庫存管理、質(zhì)量控制、人力資源管理等,可以滿足煙草工業(yè)企業(yè)的多維度管理需求。本文通過對(duì)煙草生產(chǎn)車間現(xiàn)狀進(jìn)行分析,梳理軟件設(shè)計(jì)思路,從生產(chǎn)的多個(gè)角度去分析實(shí)際應(yīng)用場景,以期提高煙草生產(chǎn)制造水平。

1 煙草工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

1.1 生產(chǎn)業(yè)務(wù)復(fù)雜,各生產(chǎn)系統(tǒng)之間存在數(shù)據(jù)孤島

煙草制造涉及到復(fù)雜的生產(chǎn)過程,包括煙葉處理、卷煙生產(chǎn)、包裝、質(zhì)量控制等。工廠在信息化建設(shè)過程中往往會(huì)針對(duì)各項(xiàng)環(huán)節(jié)建設(shè)系統(tǒng),各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)孤立,業(yè)務(wù)單一,無法進(jìn)行整個(gè)生產(chǎn)線各維度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析,需要一個(gè)軟件平臺(tái)進(jìn)行各系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)治理,為之后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,例如質(zhì)量追溯、產(chǎn)品追溯等功能打好基礎(chǔ)。

1.2 車間現(xiàn)場的固定終端在很多場景下操作不便

傳統(tǒng)工業(yè)軟件的載體往往是電腦、工控機(jī)等終端,而車間現(xiàn)場操作人員往往負(fù)責(zé)一個(gè)工段區(qū)域且需要操作現(xiàn)場大型設(shè)備,因此存在需要往返設(shè)備和現(xiàn)場工控機(jī)觀察數(shù)據(jù)的情況,需要建設(shè)一個(gè)可以觀察現(xiàn)場設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的移動(dòng)軟件來滿足生產(chǎn)現(xiàn)場情景需求。

1.3 管理人員管理不便

工廠管理人員存在異地監(jiān)管、廠外監(jiān)管等情況,包括異常事件的協(xié)同處置操作和審批等,都需要軟件適應(yīng)各種靈活的場景,顯然,以手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備為載體的移動(dòng)應(yīng)用是更好的選擇。

1.4 數(shù)據(jù)無紙化的要求

數(shù)字化車間的重要特征是對(duì)生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理。傳統(tǒng)型離散制造行業(yè)的生產(chǎn)模式以紙質(zhì)審批資料為主,在對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行數(shù)字化改造及流程再造后,一線生產(chǎn)人員仍難擺脫利用紙質(zhì)介質(zhì)進(jìn)行生產(chǎn)組織管理的方式,數(shù)字化車間系統(tǒng)的線上功能難以發(fā)揮主導(dǎo)作用,使得數(shù)字化車間無數(shù)據(jù)可用[1]。

2 煙草工業(yè)數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件設(shè)計(jì)

數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件設(shè)計(jì)分為架構(gòu)設(shè)計(jì)、集成設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì),總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件整體架構(gòu)

2.1 架構(gòu)與界面設(shè)計(jì)

考慮到車間存在人員數(shù)量較多、手機(jī)型號(hào)眾多、系統(tǒng)版本各不相同、屏幕分辨率不一等狀況,在軟件架構(gòu)上建議采用混合開發(fā)的方式,可以實(shí)現(xiàn)一套程序以企業(yè)微信小程序、手機(jī)端網(wǎng)頁、安卓app、ios app多種方式呈現(xiàn),同時(shí)也便于接入各工廠已建設(shè)的移動(dòng)應(yīng)用門戶,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)一體化管理。

在界面設(shè)計(jì)上充分采用響應(yīng)式布局適配各種手機(jī)分辨率。用戶界面設(shè)計(jì)直觀簡潔,以便工廠操作人員能夠輕松操作;考慮使用圖形化界面,以便快速理解生產(chǎn)過程的情況;使用大按鈕、清晰的圖標(biāo)和易于導(dǎo)航的菜單,確保用戶可以快速找到所需信息和功能[2]。

2.2 集成設(shè)計(jì)

數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件數(shù)據(jù)服務(wù),要充分考慮與各工業(yè)軟件數(shù)據(jù)集成,例如生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、數(shù)采系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管控系統(tǒng)等,需要對(duì)集成的各系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)原料、輔料、制絲過程、卷包過程、成品檢驗(yàn)等在移動(dòng)終端(手機(jī)端)的數(shù)據(jù)錄入,各類信息的自動(dòng)填充和匯總,減少人工錄入與人工確認(rèn)等操作,并將各類質(zhì)量報(bào)告報(bào)表按人員、崗位分別推送,并可在移動(dòng)端查閱,信息展現(xiàn)方式有報(bào)表、圖形化等。

2.3 功能設(shè)計(jì)

從生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人員、設(shè)備、物料、工藝、質(zhì)量、現(xiàn)場等管理維度進(jìn)行設(shè)計(jì),包含生產(chǎn)過程信息填報(bào)、生成各維度報(bào)告、實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、各項(xiàng)報(bào)警推送、數(shù)據(jù)分析報(bào)表、消息待辦閉環(huán)處理等功能。

生產(chǎn)過程信息填報(bào)。允許操作員手動(dòng)輸入數(shù)據(jù),在生產(chǎn)管理方面包括生產(chǎn)日期、時(shí)間、產(chǎn)量、設(shè)備狀態(tài)、員工工時(shí)等信息;在設(shè)備管理方面包括設(shè)備維護(hù)的詳細(xì)信息,例如潤滑和保養(yǎng)時(shí)間、潤滑和保養(yǎng)類型、潤滑和保養(yǎng)細(xì)節(jié)等;在物料方面可以記錄庫存數(shù)量、供應(yīng)商信息、入庫時(shí)間、出庫時(shí)間等[3]。

生成各維度報(bào)告。包括生產(chǎn)日報(bào)、生產(chǎn)微報(bào)、產(chǎn)量報(bào)告、設(shè)備健康報(bào)告、原輔料消耗報(bào)告、生產(chǎn)質(zhì)量報(bào)告等。

實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控。對(duì)生產(chǎn)車間尤其是制絲車間實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控,例如葉絲干燥工序轉(zhuǎn)輥式加溫加濕機(jī)噴射蒸汽壓力、SIROX出口水分等。煙草工業(yè)生產(chǎn)場景下常見監(jiān)控指標(biāo)包括：貯柜煙絲狀態(tài)監(jiān)視,監(jiān)測貯柜中煙絲的狀態(tài),包括濕度、溫度等指標(biāo);貯柜故障狀態(tài)監(jiān)視,監(jiān)測貯柜的運(yùn)行狀態(tài),包括溫度、濕度、通風(fēng)等指標(biāo);能源關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)視,監(jiān)測生產(chǎn)過程中的能源消耗情況,包括電力、水、氣等指標(biāo);工藝參數(shù)監(jiān)視,監(jiān)測生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工藝參數(shù),例如溫度、壓力、速度等。各項(xiàng)指標(biāo)都可通過設(shè)定預(yù)警值(最大值和最小值)來進(jìn)行參數(shù)預(yù)警。

數(shù)據(jù)分析圖表。包括煙絲重量曲線、CPK曲線、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)折線圖、產(chǎn)品不合格率曲線等。

消息待辦閉環(huán)處理。包括待辦任務(wù)的創(chuàng)建、指派、處理、流轉(zhuǎn)等功能。

3 煙草工業(yè)工廠移動(dòng)軟件應(yīng)用場景

數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件在現(xiàn)代工業(yè)環(huán)境中具有廣泛的應(yīng)用場景,其功能不僅限于提高生產(chǎn)效率,還包括質(zhì)量控制、設(shè)備維護(hù)、數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程訪問等多個(gè)方面。

3.1 生產(chǎn)監(jiān)控與操作支持

數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作以及支持生產(chǎn)過程。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控：移動(dòng)軟件允許操作員遠(yuǎn)程監(jiān)控生產(chǎn)線的數(shù)據(jù),包括設(shè)備狀態(tài)、溫度、濕度、產(chǎn)量等。通過圖形界面和實(shí)時(shí)報(bào)警功能,能夠迅速識(shí)別潛在問題并采取相應(yīng)措施。

遠(yuǎn)程操作：操作員可以通過移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作,例如啟停設(shè)備、調(diào)整參數(shù),以優(yōu)化生產(chǎn)過程,這對(duì)于立即應(yīng)對(duì)生產(chǎn)問題、減少停機(jī)時(shí)間非常有幫助。

實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄：移動(dòng)應(yīng)用可以幫助操作員記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù),包括每個(gè)生產(chǎn)批次的信息,這些數(shù)據(jù)可以用于跟蹤生產(chǎn)過程的一致性和質(zhì)量控制。

3.2 質(zhì)量控制和檢測

質(zhì)量控制在煙草工業(yè)中至關(guān)重要,以確保產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)。

質(zhì)量數(shù)據(jù)錄入：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件支持操作員記錄產(chǎn)品的質(zhì)量參數(shù),例如卷煙的尺寸、重量、濕度和其他關(guān)鍵參數(shù)。數(shù)據(jù)可以立即上傳到中央數(shù)據(jù)庫,確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。

質(zhì)量趨勢分析：軟件自動(dòng)進(jìn)行質(zhì)量趨勢分析,允許用戶跟蹤產(chǎn)品質(zhì)量的變化趨勢,并根據(jù)趨勢數(shù)據(jù)采取改進(jìn)措施,以確保產(chǎn)品質(zhì)量。

自動(dòng)檢測和提醒：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件可以與自動(dòng)檢測設(shè)備集成,以進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。如果發(fā)現(xiàn)問題,系統(tǒng)可以自動(dòng)發(fā)送給質(zhì)量控制人員,以便其及時(shí)采取措施。

3.3 生產(chǎn)計(jì)劃和排程

生產(chǎn)計(jì)劃和排程對(duì)于確保高效生產(chǎn)和及時(shí)交付客戶訂單至關(guān)重要。

實(shí)時(shí)排程：生產(chǎn)經(jīng)理可以使用數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件創(chuàng)建和調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃,以滿足市場需求和資源可用性。實(shí)時(shí)排程功能可快速應(yīng)對(duì)訂單變化,優(yōu)化生產(chǎn)資源的利用。

資源分配：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件可以自動(dòng)分配工作任務(wù)和資源,確保每個(gè)工作站和生產(chǎn)線都能按照計(jì)劃順利運(yùn)行,這有助于避免資源浪費(fèi)和過度等待時(shí)間。

交付日期跟蹤：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件可以跟蹤訂單的交付日期,以確保訂單按時(shí)交付客戶。如果存在交付延遲的風(fēng)險(xiǎn),系統(tǒng)可以提前警示管理人員采取措施。

3.4 設(shè)備維護(hù)和維修管理

設(shè)備維護(hù)對(duì)于保持設(shè)備運(yùn)行良好狀態(tài)和減少停機(jī)時(shí)間至關(guān)重要。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件可以監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài),檢測設(shè)備故障和異常情況,一旦發(fā)生問題,應(yīng)用可以立即向維護(hù)團(tuán)隊(duì)發(fā)送警報(bào)[4]。

設(shè)備維護(hù)計(jì)劃：維護(hù)團(tuán)隊(duì)可以使用數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件查看設(shè)備維護(hù)計(jì)劃和保養(yǎng)任務(wù),他們能夠及時(shí)完成維護(hù)工作,減少不必要的停機(jī)時(shí)間。

設(shè)備歷史記錄：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件記錄設(shè)備的維護(hù)歷史,包括維修記錄、更換零部件和設(shè)備升級(jí)。這有助于維護(hù)團(tuán)隊(duì)預(yù)測設(shè)備的壽命和維修需求。

3.5 原材料和庫存管理

原材料和庫存管理對(duì)于確保原材料供應(yīng)和減少庫存成本至關(guān)重要。

庫存追蹤：庫存管理員可以使用移動(dòng)應(yīng)用來跟蹤原材料和零部件的庫存,應(yīng)用可以提供庫存水平的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),以幫助管理庫存,避免出現(xiàn)原材料短缺的情況。

庫存預(yù)警：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件可以設(shè)置庫存警報(bào),當(dāng)庫存低于某一水平時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)通知相關(guān)人員,以便及時(shí)采購。

3.6 數(shù)據(jù)分析和報(bào)告生成

數(shù)據(jù)分析對(duì)于決策制定和改進(jìn)流程至關(guān)重要。

自定義報(bào)告：高級(jí)管理人員可以使用應(yīng)用生成自定義報(bào)告,以了解生產(chǎn)數(shù)據(jù)、趨勢和關(guān)鍵性能指標(biāo)。這些報(bào)告有助于管理層制定決策,改進(jìn)工廠的運(yùn)營和資源分配。

實(shí)時(shí)分析：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件可以提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析功能,幫助用戶及時(shí)識(shí)別問題和機(jī)會(huì),并做出迅速?zèng)Q策。

趨勢分析：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件可以用于分析數(shù)據(jù)趨勢,以確定質(zhì)量控制、生產(chǎn)計(jì)劃和設(shè)備維護(hù)方面的改進(jìn)機(jī)會(huì)[5]。

3.7 遠(yuǎn)程訪問和協(xié)作

遠(yuǎn)程訪問和協(xié)作對(duì)于管理團(tuán)隊(duì)和決策者來說非常重要,以確保他們能夠隨時(shí)隨地訪問工廠數(shù)據(jù)。

實(shí)時(shí)協(xié)作：工廠管理人員和決策者可以使用數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件實(shí)時(shí)協(xié)作,包括實(shí)時(shí)聊天、共享文檔和圖像,以快速響應(yīng)問題和共享信息。

遠(yuǎn)程訪問：無論在何地,管理人員都能夠遠(yuǎn)程訪問工廠數(shù)據(jù),監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài),檢查設(shè)備性能,以及與團(tuán)隊(duì)協(xié)作,確保工廠正常運(yùn)行。

遠(yuǎn)程決策制定：數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件支持遠(yuǎn)程決策制定,包括生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整、質(zhì)量控制的改進(jìn)和設(shè)備維護(hù)的協(xié)調(diào)。

3.8 環(huán)境和能源管理

環(huán)境和能源管理對(duì)于可持續(xù)發(fā)展和合規(guī)性非常重要。

環(huán)境監(jiān)控：移動(dòng)應(yīng)用可以用于監(jiān)控工廠的環(huán)境參數(shù),包括廢水處理、廢氣排放等,以確保符合環(huán)境法規(guī)和可持續(xù)發(fā)展要求。

能源管理：能源管理人員可以使用應(yīng)用來監(jiān)控能源消耗,分析能源數(shù)據(jù),識(shí)別節(jié)能機(jī)會(huì),降低能源成本。

3.9 安全管理

安全管理對(duì)于員工和工廠設(shè)備的安全至關(guān)重要。

安全事件記錄：移動(dòng)應(yīng)用可以用于記錄和分析安全事件和事故,包括事故報(bào)告、事件追蹤和安全改進(jìn)計(jì)劃。這有助于提高工廠的安全管理水平。

安全檢查：安全檢查人員可以使用應(yīng)用程序進(jìn)行安全巡檢,記錄問題和問題的位置,并及時(shí)采取措施,以減少出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的概率。

4 建設(shè)成效

4.1 實(shí)現(xiàn)車間無紙化

以往車間現(xiàn)場操作人員手工填寫紙質(zhì)表單進(jìn)行生產(chǎn)對(duì)物料到位情況、產(chǎn)線設(shè)備清潔、準(zhǔn)備情況、工藝條件符合情況進(jìn)行人工檢測,并通過電話或紙質(zhì)傳遞單等方式通知關(guān)聯(lián)工序人員確認(rèn)準(zhǔn)備信息。軟件建設(shè)后采用軟件填報(bào)結(jié)合系統(tǒng)自動(dòng)采集。解決了人員工作量大、報(bào)表分析內(nèi)容繁多、數(shù)據(jù)匯總效率低的問題。

4.2 維修管理優(yōu)化

以往維修由現(xiàn)場操作工通過對(duì)講機(jī)呼叫維修工,當(dāng)維修工到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場后進(jìn)行問題診斷,維修工維修后回到維修技術(shù)室將維修記錄錄入系統(tǒng)。軟件建設(shè)后采用移動(dòng)軟件進(jìn)行維修呼叫并自動(dòng)生成工單,實(shí)現(xiàn)了維修響應(yīng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)和監(jiān)管,解決了維修過程通訊效率低,維修記錄手動(dòng)添加,維修工單無法閉環(huán)的問題。

4.3 數(shù)據(jù)分析與可視化

在數(shù)字車間管理平臺(tái)建設(shè)后,通過對(duì)接MES系統(tǒng)、PLC管控系統(tǒng)、CPS系統(tǒng)等,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)匯聚與統(tǒng)計(jì)分析,將操作人員生產(chǎn)過程中重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容呈現(xiàn)在現(xiàn)場桌面操作終端形成數(shù)據(jù)駕駛艙,方便現(xiàn)場操作人員及時(shí)觀察數(shù)據(jù),同時(shí)在后臺(tái)管理端生成數(shù)據(jù)圖表看板,使管理人員可以直觀地把控生產(chǎn)情況,及時(shí)做出決策。

5 結(jié)束語

本文深入探討了煙草工業(yè)數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件的應(yīng)用場景、功能特點(diǎn)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)等。通過移動(dòng)軟件的應(yīng)用,可以提高生產(chǎn)效率、降低成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量以及增強(qiáng)企業(yè)競爭力。煙草工業(yè)數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用范圍和功能。同時(shí),隨著5G、人工智能等新技術(shù)的不斷發(fā)展,煙草工業(yè)數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件將會(huì)更加高效和智能化,為煙草工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更加強(qiáng)有力的支持。煙草工業(yè)數(shù)字化車間管理移動(dòng)軟件的應(yīng)用和發(fā)展將會(huì)是未來煙草工業(yè)發(fā)展的重要趨勢之一。通過不斷探索和應(yīng)用新技術(shù),將能夠更好地服務(wù)于煙草工業(yè)的發(fā)展,推動(dòng)煙草行業(yè)的進(jìn)步。