汽車廠新型ANDON信息顯示系統(tǒng)的探索與應(yīng)用

摘要： 為解決傳統(tǒng)ANDON信息顯示系統(tǒng)項(xiàng)目施工周期長(zhǎng)、方案繁瑣陳舊的問(wèn)題，從輕量化、低代碼、方便操作、快捷部署的設(shè)計(jì)思路出發(fā)，明確系統(tǒng)功能，分別從硬件和軟件功能方面給出信息展示的設(shè)計(jì)方案，并設(shè)計(jì)了基于安卓工業(yè)主機(jī)的一體化信息顯示系統(tǒng)，通過(guò)主機(jī)出廠內(nèi)嵌APP、拖拽式畫面開(kāi)發(fā)、專用函數(shù)封裝、低代碼模式設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程部署監(jiān)控的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)信息看板的遠(yuǎn)程管理與控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集與顯示、看板播放模式的設(shè)計(jì)與管理、數(shù)據(jù)資源管理、通知下發(fā)、廣播控制等功能。

關(guān)鍵詞：安卓 ANDON 汽車廠 信息顯示

中圖分類號(hào)：TP315" "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B" "DOI： 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240098

Exploration and Application of a New ANDON Information Display System for Automobile Factories

Lü Penghui， Zhang Han， Wang Fang， Dong Fang

（Automotive Engineering Corporation， Tianjin 300113）

Abstract： To address the issues of long construction cycles and outdated， complicated solutions in traditional ANDON information display systems， this paper proposes a design approach that emphasizes lightweightness， low-code development， ease of operation， and rapid deployment. Starting from these principles， this paper outlines the functional requirements and presents a design scheme for information display， covering both hardware and software components.Based on this scheme， an integrated information display system based on Android industrial hosts is designed. This system incorporates features such as remote management and control of information boards， real-time data collection and display， design and management of board display modes， data resource management， notification delivery， and broadcast control. These features are achieved through pre-installed apps on the hosts， drag-and-drop interface development， encapsulation of dedicated functions， low-code design， and remote deployment monitoring.

Key words： Android，ANDON，Automobile Factories，Information Display

1 前言

長(zhǎng)期以來(lái)，汽車廠ANDON信息顯示系統(tǒng)方案存在一些明顯缺陷：現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)試周期較長(zhǎng)；軟硬件不夠輕量化，軟件非自主開(kāi)發(fā)、功能不可控，且價(jià)格昂貴；服務(wù)與客戶端無(wú)法脫離，且因授權(quán)原因只能在特定電腦操作；工程設(shè)計(jì)、畫面切換、音頻控制、通知滾動(dòng)等播放邏輯實(shí)現(xiàn)困難或要求設(shè)計(jì)人員具備代碼編程能力；缺乏終端狀態(tài)監(jiān)控或監(jiān)控狀態(tài)單一；工程更新無(wú)法做到無(wú)縫切換，影響生產(chǎn)信息顯示；不支持批量操作，存在大量重復(fù)性勞動(dòng)[1]。

通過(guò)主機(jī)出廠內(nèi)嵌應(yīng)用程序（Application，APP）、拖拽式畫面開(kāi)發(fā)、專用函數(shù)封裝、低代碼模式設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程部署監(jiān)控的方式開(kāi)展信息顯示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)信息看板的一體化管理。

2 設(shè)計(jì)思路

硬件方面，采用輕便、對(duì)異常斷電友好、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行性能穩(wěn)定、價(jià)格相對(duì)Windows系統(tǒng)更低的安卓系統(tǒng)工業(yè)主機(jī)，且主機(jī)出廠自帶APP，具備自動(dòng)下載安裝權(quán)限，施工時(shí)，只需遠(yuǎn)程更新APP至最新版并配置服務(wù)器相關(guān)參數(shù)即可使用。

軟件方面，以通用性、靈活性、快捷性為主體思路，以提高用戶體驗(yàn)為主要目的，采用授權(quán)與服務(wù)端綁定，但與客戶端分離的方式，方便設(shè)計(jì)人員操作；工程支持打包和復(fù)用，縮短設(shè)計(jì)周期；支持工程遠(yuǎn)程部署、終端自動(dòng)更新；支持主機(jī)批量操作，快捷控制主機(jī)開(kāi)關(guān)、聲音、播放模式；播放模式配置靈活，滿足需自定義且展示方式靈活的畫面、音視頻播放設(shè)計(jì)；通知統(tǒng)一管理，批量發(fā)送，支持顯示及滾動(dòng)信息靈活配置；支持與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（Internet Protocol，IP）廣播對(duì)接，控制音頻播放。

3 功能設(shè)計(jì)

如圖1所示，本系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，包含看板APP、看板管理端、服務(wù)端，分別運(yùn)行于安卓工業(yè)主機(jī)、個(gè)人電腦和服務(wù)器，三者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以安卓工業(yè)主機(jī)為終端播放看板，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與播放邏輯進(jìn)行畫面及音視頻的及時(shí)切換與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的靈活展現(xiàn)；以個(gè)人電腦作為管理工具，對(duì)看板進(jìn)行遠(yuǎn)程管理與監(jiān)控，對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和設(shè)計(jì)；服務(wù)器則為上述二者提供相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)。

功能上，本系統(tǒng)主要包括看板遠(yuǎn)程管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、播放模式設(shè)計(jì)、通知管理、廣播管理、數(shù)據(jù)備份、終端軟件版本管理、服務(wù)管理幾部分。

性能上，以高穩(wěn)定性、可靠性、便捷性為目標(biāo)，保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，音頻、畫面的觸發(fā)切換和加載、通知下發(fā)等均維持在1～2 s，確保在保持高性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)低資源消耗。

a.看板遠(yuǎn)程管理。終端播放設(shè)備采用遠(yuǎn)程管理方式，通過(guò)掃描批量添加看板并獲取相關(guān)參數(shù)，包括看板的運(yùn)行狀態(tài)、通信狀態(tài)、當(dāng)前模式、當(dāng)前畫面、語(yǔ)言、通知、軟件版本等信息，同時(shí)支持遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)程音量控制，模式切換、語(yǔ)言切換、通知下發(fā)、APP更新等操作。

b.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。通過(guò)配置管理所需數(shù)據(jù)點(diǎn)的相關(guān)參數(shù)，獲取實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)。

c.播放模式設(shè)計(jì)。用戶通過(guò)上傳多媒體資源、繪制畫面、播放邏輯設(shè)計(jì)、語(yǔ)言字典編輯實(shí)現(xiàn)看板播放模式的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)支持文字、圖片、視頻、音頻、語(yǔ)音合成（Text To Speech，TTS）、網(wǎng)頁(yè)等多種類型的資源播放，畫面繪制采用拖拽預(yù)置控件的方式快速布局，播放邏輯則利用優(yōu)先級(jí)與表達(dá)式結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)，并支持語(yǔ)言字典實(shí)現(xiàn)畫面內(nèi)容的國(guó)際化。

d.通知管理。用于通知下發(fā)，包括外觀與播放方式的設(shè)計(jì)，例如字號(hào)、顏色、播放速度、顯示位置、有效時(shí)間段等設(shè)置，同時(shí)支持目標(biāo)看板的選擇性下發(fā)。

e.廣播管理。利用車間廣播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)看板音頻的實(shí)時(shí)播放，主要包括廣播服務(wù)器的參數(shù)設(shè)置，播放設(shè)備的參數(shù)設(shè)置與實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控。

f.數(shù)據(jù)備份。用于設(shè)計(jì)資源的備份與恢復(fù)，例如畫面、多媒體、播放邏輯等資源。

g.終端軟件版本管理。通過(guò)軟件更新包上傳及相關(guān)參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)終端APP遠(yuǎn)程下發(fā)與自動(dòng)更新。

h.服務(wù)管理。按需啟停報(bào)警、廣播等相關(guān)服務(wù)。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

傳統(tǒng)方案中功能較為全面的看板方案，一般采用PC機(jī)與組態(tài)軟件進(jìn)行畫面設(shè)計(jì)與展示，采用音頻發(fā)生器進(jìn)行特定音頻播放[2-3]。

對(duì)比之下，本方案具有如下特點(diǎn)：

a.功能全面。本方案支持看板遠(yuǎn)程管理、網(wǎng)頁(yè)嵌入、通知下發(fā)與廣播管理，使各看板不再是孤立的個(gè)體，各功能模塊融合統(tǒng)一。

b.方式靈活。各看板的播放模式按需靈活選擇，不受限制。通知配置靈活，支持自定義顯示外觀、顯示位置、滾動(dòng)速度、播放時(shí)間段，同時(shí)，通知是否通過(guò)聲音播放、播放優(yōu)先級(jí)、播放主機(jī)均可配置。靈活控制各廣播播放設(shè)備，以單個(gè)設(shè)備為單位靈活控制播放內(nèi)容。服務(wù)控制靈活，按需啟停相關(guān)服務(wù)，節(jié)省服務(wù)器資源。

c.節(jié)能環(huán)保。系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)安卓工業(yè)主機(jī)，按需開(kāi)關(guān)機(jī)，節(jié)能環(huán)保。

d.操作方便。系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)各功能模塊分工明確，用戶只需簡(jiǎn)單了解即能快速上手，無(wú)需代碼編程能力。項(xiàng)目設(shè)計(jì)方便，系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單易操作的資源管理與設(shè)計(jì)方式，只需要首先準(zhǔn)備所需數(shù)據(jù)點(diǎn)與多媒體資源；其次拖拽控件、配置外觀，將控件與資源建立連接并設(shè)計(jì)顯示邏輯，完成畫面制作；最后進(jìn)行模式設(shè)計(jì)，利用優(yōu)先級(jí)與預(yù)置函數(shù)，實(shí)現(xiàn)畫面切換與音頻播放，資源復(fù)用性強(qiáng)，畫面及播放邏輯均可重復(fù)利用。項(xiàng)目實(shí)施簡(jiǎn)單：第一步，將項(xiàng)目資源一鍵從本地導(dǎo)出并導(dǎo)入至項(xiàng)目服務(wù)器；第二步，由于看板APP在安卓工業(yè)主機(jī)出廠時(shí)已預(yù)先安裝，只需配置相關(guān)參數(shù)，由看板管理端進(jìn)行掃描添加至本系統(tǒng)；第三步，針對(duì)不同看板，將所需播放模式下發(fā)至終端，并選擇當(dāng)前所需播放模式與語(yǔ)言。終端日常維護(hù)方便，支持遠(yuǎn)程操作，軟件更新時(shí)，支持升級(jí)包統(tǒng)一分發(fā)，終端自動(dòng)更新并顯示當(dāng)前播放模式；日常終端播放資源更新、模式切換、語(yǔ)言切換、通知下發(fā)、廣播管理等均支持遠(yuǎn)程操作、實(shí)時(shí)狀態(tài)查看；主機(jī)更換時(shí)，只需配置好相參數(shù)整機(jī)替換即可。

e.應(yīng)用場(chǎng)景豐富。本方案可用于生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)展示、綜合報(bào)表呈現(xiàn)、企業(yè)宣傳多媒體資料播放等諸多場(chǎng)景，同時(shí)支持LED、LCD屏幕的使用場(chǎng)合，且可根據(jù)屏幕自定義分辨率。

f.權(quán)限與資源鎖定。鑒于系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景，為解決多人看板管理資源共用問(wèn)題，引入用戶權(quán)限與資源鎖定機(jī)制。管理員通過(guò)配置用戶權(quán)限控制其對(duì)各功能模塊的訪問(wèn)權(quán)限，特別是對(duì)各終端看板的管理權(quán)限，防止多人操作造成的不良后果，并通過(guò)資源鎖鎖定畫面及多媒體資源，防止不同用戶對(duì)相同資源的操作帶來(lái)的資源覆蓋和丟失情況發(fā)生。

g.響應(yīng)及時(shí)。音頻與畫面播放統(tǒng)一控制，同步效果良好。

h.節(jié)省成本。采用安卓工業(yè)主機(jī)，相較于Windows系統(tǒng)電腦成本低；音頻播放不再需要附加音頻發(fā)生器等硬件設(shè)備，節(jié)省開(kāi)支；項(xiàng)目實(shí)施周期短，節(jié)省人力成本。

5 系統(tǒng)應(yīng)用

5.1 典型應(yīng)用場(chǎng)景

a.生產(chǎn)信息顯示。產(chǎn)線無(wú)呼叫或報(bào)警觸發(fā)時(shí)，顯示時(shí)間、產(chǎn)線、產(chǎn)量、溫濕度、存儲(chǔ)區(qū)車數(shù)、DOK等公共信息或工藝參數(shù)。

b.ANDON呼叫。呼叫產(chǎn)生時(shí)，可根據(jù)具體呼叫數(shù)量自動(dòng)切換為相應(yīng)呼叫畫面，并進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)；呼叫消失時(shí)切換回生產(chǎn)信息畫面。

c.報(bào)警信息。報(bào)警發(fā)生時(shí)，自動(dòng)按照預(yù)先配置的不同報(bào)警等級(jí)對(duì)應(yīng)樣式顯示，并支持語(yǔ)音播報(bào)。

d.綜合報(bào)表。將報(bào)表以網(wǎng)頁(yè)形式嵌入系統(tǒng)，進(jìn)行綜合展示。

e.工作時(shí)間提醒。根據(jù)預(yù)設(shè)的上下班、休息時(shí)間以及相應(yīng)的音樂(lè)，定時(shí)提醒。

f.通知。通知下發(fā)后，屏幕按預(yù)設(shè)通知樣式進(jìn)行消息滾動(dòng)顯示，支持語(yǔ)音播報(bào)。

g.參觀展示及安全教育展示場(chǎng)景應(yīng)用。支持一鍵模式切換，進(jìn)行多媒體資源定時(shí)循環(huán)播放。

h.網(wǎng)絡(luò)廣播聯(lián)動(dòng)。將呼叫、報(bào)警等音頻與網(wǎng)絡(luò)廣播聯(lián)動(dòng)，分區(qū)域進(jìn)行播報(bào)。

5.2 應(yīng)用效果

該系統(tǒng)自2018年應(yīng)用以來(lái)，已實(shí)施應(yīng)用十余個(gè)項(xiàng)目，單屏工段單工位成本節(jié)約64%，雙屏工段為59%；施工方便快捷、施工周期大幅縮短，一個(gè)星期內(nèi)即可完成；性能穩(wěn)定，后期維護(hù)簡(jiǎn)單，基本不需額外操作；功能修改方便、易上手，人員不需具備相關(guān)專業(yè)技能。

系統(tǒng)不僅支持大量終端并發(fā)連接，且功能全面復(fù)雜，展現(xiàn)出極高的處理能力和靈活性。在面對(duì)高負(fù)載、高強(qiáng)度的工作壓力環(huán)境時(shí)，系統(tǒng)憑借其健壯的架構(gòu)設(shè)計(jì)、高效的資源調(diào)度機(jī)制以及先進(jìn)的容錯(cuò)技術(shù)，依然能夠維持卓越的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)近乎零故障、零延遲的服務(wù)體驗(yàn)。

通過(guò)定期回訪，從包括首次成功部署的應(yīng)用項(xiàng)目在內(nèi)的十多個(gè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，均收集到了極為正面的反饋。這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)一致表明，系統(tǒng)不僅運(yùn)行狀態(tài)極其穩(wěn)定，而且在提升工作效率、優(yōu)化用戶體驗(yàn)等方面均取得了顯著成效，充分驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和實(shí)用性，為未來(lái)更廣泛的應(yīng)用推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6 結(jié)束語(yǔ)

從項(xiàng)目設(shè)計(jì)的方便性、實(shí)施的簡(jiǎn)潔性，到終端日常維護(hù)的便捷性，本方案中的系統(tǒng)均展現(xiàn)出了性能優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，其更豐富的應(yīng)用場(chǎng)景、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋?quán)限管理機(jī)制、高響應(yīng)速度以及成本節(jié)約，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的實(shí)用性與價(jià)值。

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