一种基于MES系统的钢卷生产运输调度系统的制作方法

本发明涉及钢卷生产运输，具体是一种基于mes系统的钢卷生产运输调度系统。

背景技术：

1、mes(manufacturing execution system)全称是制造执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，能通过信息传递对从订单下达到产品制造完成的整个生产过程进行优化管理，当现场发生实时事件时，mes能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理；有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货产品能力，改善物料的流通性能，同时又能提高生产回报率；

2、由于钢卷下线时温度在70～80℃，直接包装会在包装材料内部的钢卷表面形成水滴，从而加速锈蚀；所以钢卷下线需要用行车吊放在缓存库自然冷却24小时，温度降到40度以下，然后再用行车吊运至包装线进行包装；但现有技术中mes与生产运输调度系统对接时存在的问题在于：由于放卷和取卷无序，随时性较大，造成钢卷冷却缓慢，经常出现可吊取待包装卷跟不上钢卷下线速度，严重影响钢卷运输流通性能，导致钢卷生产线降速生产，成本增加；同时mes与生产运输调度系统接口方式不统一、不标准、收发的数据类型不一致，极大影响生产运输调度系统与mes的接口效率和信息传递质量；基于以上不足，本发明提出一种基于mes系统的钢卷生产运输调度系统。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于mes系统的钢卷生产运输调度系统，通过数据集成模块对mes系统和运输调度模块进行接口集成，实现数字化车间生产制造过程中mes系统与运输调度模块的无缝对接，进而实现互联互通及互操作；同时优化缓存库缓冷钢卷取放规则，实现各跨间待包装钢卷平衡，改善钢卷运输流通性能，大大提高钢卷生产线的生产效率。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于mes系统的钢卷生产运输调度系统，包括数据集成模块、运输调度模块、控制中心、调度监测模块、调度分析模块以及报警模块；

3、所述数据集成模块包括用于与mes系统通信的第一接口和用于与运输调度模块通信的第二接口；所述数据集成模块通过本地数据库进行接口集成；

4、所述本地数据库包括钢卷规格信息数据集、运输任务需求数据集、库存信息数据集、钢卷状态交互数据集和无人行车状态数据集；

5、所述mes系统通过第一接口改变数据集成模块中的运输任务需求数据集和库存信息数据集以供运输调度模块结合钢卷规格信息数据集生成运输任务需求；所述运输调度模块通过第二接口改变数据集成模块中的运输任务需求数据集以反馈作业执行状态，利于实现数字化车间生产制造过程中mes系统与运输调度模块的无缝对接；

6、所述运输调度模块生成的运输任务需求包括入库任务，所述入库任务包括下线钢卷放卷、冷却钢卷取卷包装、成品入库；

7、所述运输调度模块包括若干辆无人行车，无人行车负责把下线的钢卷吊至钢卷缓存库进行自然冷却，同时负责把缓存库内已经冷却完成的钢卷吊至包装线进行包装，然后将包装好的成品转运入库；

8、所述调度监测模块用于对行车吊钩的运动状态进行监测，并将监测到的运动时序数据传输至调度分析模块；所述运动时序数据包括同一时刻行车吊钩的载重数据、位移数据以及速度数据；

9、所述调度分析模块用于根据行车吊钩的运动时序数据进行运动损耗系数ds分析，以决定是否要对行车吊钩进行检修维护；若运动损耗系数ds大于预设损耗阈值，则生成威胁预警信号至控制中心；

10、所述控制中心接收到威胁预警信号后驱动控制报警模块发出警报，以提示管理人员对行车吊钩进行检修维护，避免长时间工作导致零部件损耗较大，提高行车吊钩运行的稳定性和安全性。

11、进一步地，所述运输调度模块的具体工作步骤如下：

12、步骤一：无人行车从下线出口鞍座上依次吊起钢卷存放在缓存库鞍座上，放卷原则是放在离最近存放的两个钢卷同时相距最远处，保证缓冷效果；

13、步骤二：取卷时按照时间顺序，取最早存放在缓存库且已经缓冷完成的钢卷，放在包装线入口鞍座进行包装；通过优化缓存库缓冷钢卷取放规则，实现各跨间待包装钢卷平衡，改善钢卷运输流通性能；

14、步骤三：将包装好的成品放入无人行车的搬运容器中，然后转运入库。

15、进一步地，所述调度分析模块的具体分析步骤如下：

16、从初始时刻起，当监测到行车吊钩的运动速度不为0时，开始计时；

17、当再次监测到行车吊钩的运动速度等于0且持续时长大于预设时长阈值时，结束计时；将对应计时时间段标记为行车吊钩的运行时间段；

18、获取行车吊钩在运行时间段内的运动时序数据，统计所述行车吊钩的载重最大值为zmax，速度最大值为vmax，位移最大值为wmax；

19、统计所述行车吊钩的运行时长为yt，利用公式ds＝f×yt×(zmax×b1+vmax×b2+wmax×b3)计算得到行车吊钩的运动损耗系数ds，其中b1、b2、b3均为预设系数因子；f为预设均衡因子。

20、进一步地，行车吊钩存在升降、横移两方面的位移；位移最大值wmax的计算公式为：wmax2＝w1max2+w2max2；其中w1max为升降位移最大值，w2max为横移位移最大值。

21、进一步地，所述调度监测模块包括载荷传感器、位移传感器和速度传感器；所述载荷传感器用于实时测量行车吊钩所受的载荷，即载重数据；位移传感器用于实时监测行车吊钩的升降/横移距离，即位移数据；速度传感器用于实时监测行车吊钩的升降/横移速度，即速度数据。

22、进一步地，往缓存库放卷逻辑程序规则如下：

23、假定：缓存库鞍座共有100个，每个鞍座上带有坐标；

24、第一个卷放在a1鞍座(左上)，第二个卷放在相距最远的对角j10鞍座(右下)，第三个卷放在a1与j10连接线的中垂线最远处的鞍座上，第四个卷放在第二个卷和第三个卷所在鞍座连接线的中垂线最远处的鞍座上；

25、以此类推，第n个卷放在第n-2个卷和第n-1个卷所在鞍座连接线的中垂线最远处的鞍座上；若中垂线最远处无鞍座或此鞍座已有卷，则存放在离中垂线最远处最近的鞍座。

26、进一步地，所述mes系统通过第一接口改变钢卷状态交互数据集以供运输调度模块结合钢卷规格信息数据集控制库存钢卷检验和积滞钢卷处理；

27、通过第一接口获取库存信息数据集以结合钢卷规格信息数据集指导现场生产设备进行排程排产；从而使其既能提高工厂及时交货产品能力，改善物料的流通性能，同时又能提高生产回报率。

28、进一步地，mes系统具有监视运输调度模块中各台无人行车运行状态的功能；所述运输调度模块通过无人行车状态数据集传递无人行车运行状态；

29、所述mes系统通过第一接口获取无人行车状态数据集以展示无人行车的运行状态；所述无人行车运行状态包括故障、手动、电量低、前后障碍、堵塞、被堵塞、是否载货状态。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、1、本发明中mes系统与运输调度模块通过接口与数据集成模块进行通信，使得mes系统与运输调度模块均能独立地修改相应数据集并接收相应数据集的修改状态；并将工厂钢卷生产制造过程中的相关数据进行归类并分别存储入上述数据集中，能有效避免mes系统与运输调度模块接口集成时需要互传的数据不一致性、不规范，实现数字化车间生产制造过程中mes系统与运输调度模块的无缝对接，进而实现互联互通及互操作；

32、2、本发明中运输调度模块优化了缓存库缓冷钢卷取放规则，实现各跨间待包装钢卷平衡，改善钢卷运输流通性能；同时钢卷取放过程中，通过调度监测模块对行车吊钩的运动状态进行监测，调度分析模块用于根据行车吊钩的运动时序数据进行运动损耗系数ds分析，以决定是否要对行车吊钩进行检修维护，避免长时间工作导致零部件损耗较大，提高行车吊钩运行的稳定性和安全性。