一种MES沙盘虚拟仿真系统及方法与流程

一种mes沙盘虚拟仿真系统及方法
技术领域
1.本发明涉及数字化信息技术领域，尤其涉及一种mes沙盘虚拟仿真系统及方法。


背景技术：

2.传统的生产运营或mes沙盘为手工物理沙盘或电子沙盘。手工沙盘推演效率较低，特别是在模拟多个工位的加工推演时，无法模拟全部操作环节，无法全面理解生产运营的知识，手工填写的过程数据无法实时检查和校验，导致教学组织、教学指导和管理难度巨大，很难规避作弊操作行为；电子沙盘在一定程度上解决了手工沙盘的数据传递和教学指导问题，但是推演过程数据分散在不同的地方，不能被所有的学员同时看到，无法建立生产运营的全局观；同时受制于技术的局限，电子沙盘又缺少了物理沙盘的共同交互操作特性，和缺少物理沙盘各种物理道具操作的体验特性，沙盘的操作体验感消失。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中的这个技术缺陷，本发明提供的一种mes沙盘虚拟仿真系统，包括生产调度模块、模拟原料功能区、线边库功能区、模拟工位区、模拟 fqa质检区、模拟成品库、统计模块、外置交互魔卡、服务器：
4.所述生产调度模块，包括任务生成单元，用于接收任务数据，建立任务流程、任务节点，以此为基础向模拟工位区派发具体的任务，并根据任务节点生成原料包需求任务清单；
5.还包括模拟输送带，用于不同任务节点的实际加工工位间的工件的调度输送；
6.所述模拟原料功能区，用于模拟存储原料并提供原料，还包括任务清单单元和原料库；
7.所述任务清单单元，用于显示原料包需求任务清单，以及原料包需求任务清单完成情况；
8.所述原料库，根据原料包需求任务清单挑拣原料并进行打包，形成原料包；
9.所述线边库功能区，用于原料包的收发，其根据任务节点进行分拣、派发任务所需的原料；
10.所述模拟工位区，用于根据任务节点建立实际加工工位，并根据实际加工工位接收线边库功能区派发的原料托盘，以及完成任务生成单元派发的任务；实际加工工位的加工工序形成完整的任务的加工工艺路线。
11.所述模拟fqa质检区，用于检测实际加工工位加工的成品，并对合格或不合格成品进行打包形成成品包；
12.所述模拟成品库，用于接收成品包，并予以拆包归库存放；
13.所述外置交互魔卡包括启停魔卡、设备魔卡、物流车魔卡和托盘魔卡；
14.所述统计模块,用于记录、统计、分析仿真系统各环节的数据；
15.所述服务器，用于运行仿真系统，并保存系统的各阶段信息，以便于查看。
16.进一步的，所述任务生成单元生成的任务节点和原料包需求任务清单均赋予统一的条形码。
17.进一步的，所述线边库功能区包括拆包区和分拣台，所述拆包区，用于拆分原料包，所述分拣台通过实际加工工位的加工任务分拣需要的原料形成原料托盘，同时形成唯一条形码，所述唯一条形码与任务节点的统一的条形码相关联。
18.进一步的，所述模拟工位区包括用于暂存待接收或待回收的托盘的空托盘区、接收原料托盘的接收区以及完成加工后的待发送托盘的发送区。
19.进一步的，所述暂存待接收或待回收的托盘的空托盘区包括托盘魔卡派发的待使用的托盘和模拟输送带输送的已使用的托盘。
20.进一步的，所述物流车魔卡，包括用于将原料包从原料库运送至线边库的原料包功能区，用于将线边库分拣后的原料运送至实际加工工位的原料托盘功能区，用于将实际加工工位完成加工的成品运送至质检区的成品托盘功能区，用于将质检合格打包后成品运送至产品库的成品包功能区，以及用于将一实际加工工位完成的在制品运送至下一个实际加工工位的在制品托盘功能区。
21.进一步的，模拟输送带包括在制品托盘接收区和在制品托盘发送区。
22.一种mes沙盘虚拟仿真方法，具体为：
23.s1:系统在接收到任务数据后生成的原料需求任务清单；
24.s2:通过将外置的启停魔卡打开弹出设备开关的选择界面，选择启动项，绿灯亮，启动生产调度模块；
25.s3:通过将外置的设备魔卡打开可选择的设备选项，显示可选择的设备；
26.s4:根据系统接收到任务数据，将需求设备拖动到工位；
27.s5:根据原料需求任务清单在原料库中挑拣原料，并完成打包，并生成唯一的条形码；
28.s6:通过将外置的物流车魔卡的原料包选项，将原料包运送到线边库；
29.s7:拆包，在分拣区点击原料托盘，对拆分的原料进行分拣，形成原料托盘；
30.s8:将分拣后原料托盘装载通过物流车运送至实际加工工位，原料托盘显示在托盘区，工位操作人员点击显示的托盘，弹出接收界面；
31.s9:点击接收，点击接收区托盘，显示具体原料内容，并且在生产看板查看具体工作内容；
32.s10：点击托盘下方条形码弹出可扫描条码，予以扫码确认；
33.s11：原料托盘收料后，原料进入加工区，点击开始加工，右侧生成待完成产品信息；
34.s12：完成加工后，点击右侧产品弹出产品信息，从空托盘区选择空托盘，将在制品装到托盘，形成在制品装托盘；
35.s13：点击确认，输出区生成在制品装托盘的输出条码信息，并将在制品装托盘移动进入模拟输送带，进入下一个加工环节；
36.s14:成品加工完成后使用成品托盘，通过物流车运送至质检区，并卸载至待检区；
37.s15：点击待检托盘，弹出成品抽检信息，点击确认，进行质检，完成质检后，封包生成成品包；
38.s16：将成品打包装载至物流车运送至产品库，卸载、拆包后，完成产品入库。
39.综上所述，本发明的有益效果包括:
40.1.实现mes教学虚拟实景化，更为直观理解
41.2.基于教学中，可以让学生可以从书本的抽象的概念中剥离，建立直观的应用场景，同时记录学生的实际操作过程，利于老师查阅学生的实际学习情况
42.3.克服了现实教学中因成本高昂，缺少实操场所的限制，即使部分高校设立实际场所，但也会在教学中造成原料的浪费，同时对于学生实际操作过程的错误无法准确把控等问题
43.4.亦可以适用于实际投产对于流水线的建立，用于检测实际建立流水线的调试、以及设施的配置。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本发明实施例中的流程示意图；
46.图2为本发明实施例中的流程功能示意图；
具体实施方式
47.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.实施例一：参照图1-2所示，本发明提供的一种mes沙盘虚拟仿真系统，包括生产调度模块、模拟原料功能区、线边库功能区、模拟工位区、模拟fqa质检区、模拟成品库、统计模块、外置交互魔卡、服务器：
51.所述生产调度模块，包括任务生成单元，用于接收任务数据，建立任务流程、任务节点，以此为基础向模拟工位区派发具体的任务，并根据任务节点生成原料包需求任务清单；具体为，根据接收任务数据生成原料包需求任务清单，发送给任务清单单元。
52.还包括模拟输送带，用于不同任务节点的实际加工工位间的工件的调度输送；
53.所述模拟原料功能区，用于模拟存储原料并提供原料，还包括任务清单单元和原料库；
54.所述任务清单单元，用于显示原料包需求任务清单，以及原料包需求任务清单完成情况；
55.所述原料库，根据原料包需求任务清单挑拣原料并进行打包，形成原料包；
56.在原料库挑拣原料并完成打包后，形成的原料包在任务清单单元显示，并核销相应的任务清单信息。
57.所述线边库功能区，用于原料包的收发，其根据任务节点进行分拣、派发任务所需的原料；
58.线边库功能区接收原料包后，进行拆包处理，根据任务节点使用托盘魔卡选择相应数量的空托盘，分拣后的原料放入空托盘，形成原料托盘；
59.所述模拟工位区，根据任务节点建立实际加工工位，并根据实际加工工位接收线边库功能区派发的原料托盘，以及完成任务生成单元派发的任务；
60.所述模拟fqa质检区，用于检测实际加工工位加工的成品，并对合格或不合格成品进行打包形成成品包；
61.所述模拟成品库，用于接收成品包，并予以拆包归库存放；
62.所述外置交互魔卡包括启停魔卡、设备魔卡、物流车魔卡和托盘魔卡；
63.启停魔卡，用于启停系统以及模拟输送带；设备魔卡，用于启动设备选择，显示可以选择的设备，并根据需要将设备拖拽至加工工位；托盘魔卡，用于选择空托盘来转载原料、在制品、成品，并相应形成原料托盘、在制品托盘、成品托盘。
64.所述统计模块,用于记录、统计、分析仿真系统各环节的数据，便于查阅实际加工操作过程的情况。
65.所述服务器，用于运行仿真系统，并保存系统的各阶段信息，以便于查看。
66.进一步的，所述任务生成单元生成的任务节点和原料包需求任务清单均赋予统一的条形码。
67.进一步的，所述线边库功能区包括拆包区和分拣台，所述拆包区，用于拆分原料包，所述分拣台通过实际加工工位的加工任务分拣需要的原料形成原料托盘，同时形成唯一条形码，所述唯一条形码与任务节点的统一的条形码相关联。
68.进一步的，所述模拟工位区包括用于暂存待接收或待回收的托盘的空托盘区、接收原料托盘的接收区以及完成加工后的待发送托盘的发送区。
69.进一步的，所述暂存待接收或待回收的托盘的空托盘区包括托盘魔卡派发的待使用的托盘和生产调度模块调度输送的已使用的托盘。
70.进一步的，所述物流车魔卡，包括用于将原料包从原料库运送至线边库的原料包功能区，用于将线边库分拣后的原料托盘运送至实际加工工位的原料托盘接收区，用于将实际加工工位完成加工的成品运送至质检区的成品托盘功能区，用于将质检合格打包后成品运送至产品库的成品包功能区。
71.进一步的，模拟输送带包括在制品托盘接收区和在制品托盘发送区。
72.一种mes沙盘虚拟仿真方法，具体为：
73.s1:系统在接收到任务数据后生成的原料需求任务清单；
74.s2:通过将外置的启停魔卡打开弹出设备开关的选择界面，选择启动项，绿灯亮，启动生产调度模块；
75.s3:通过将外置的设备魔卡打开可选择的设备选项，显示可选择的设备；
76.s4:根据系统接收到任务数据，将需求设备拖动到工位；
77.s5:根据原料需求任务清单在原料库中挑拣原料，并完成打包，并生成具有唯一的条形码的原料包；
78.s6:通过将外置的物流车魔卡的原料包选项，将原料包运送到线边库；
79.s7:在线边库拆包，在分拣区点击空托盘，对拆分的原料进行分拣，转入空托盘形成原料托盘；
80.s8:将原料托盘通过物流车运送至实际加工工位，原料托盘显示在托盘区，工位操作人员在托盘区点击选择显示的托盘，弹出接收界面；
81.s9:点击接收，显示具体原料内容，并且在生产看板查看具体工作内容；
82.s10：点击托盘下方条形码弹出可扫描条码，予以扫码确认；
83.s11：从原料托盘接收原料后，原料进入加工区，点击开始加工，右侧生成待完成产品信息；
84.s12：完成加工后，点击右侧产品弹出产品信息，从空托盘区选择空托盘，选择在制品空托盘，将在制品装到托盘，形成在制品托盘；
85.s13：点击确认，输出区生成在制品托盘的输出条码信息，并将在在制品托盘移动进入模拟输送带，进入下一个加工环节，在下一个加工环节完成成品加工；
86.s14:成品加工完成后使用成品空托盘装载成品，形成成品托盘，通过物流车运送至质检区，并卸载在待检区；
87.s15：在待检区点击待检托盘，弹出成品抽检信息，点击确认，进行质检，完成质检后，封包生成成品包；
88.s16：将质检区的成品包装载至物流车运送至产品库，卸载、拆包后，完成产品入库。
89.本发明的有益效果包括:
90.1.实现ems教学虚拟实景化，更为直观理解
91.2.基于教学中，可以让学生可以从书本的抽象的概念中剥离，建立直观的应用场景，同时记录学生的实际操作过程，利于老师查阅学生的实际学习情况
92.3.克服了现实教学中因成本高昂，缺少实操场所的限制，即使部分高校设立实际场所，但也会在教学中造成原料的浪费，同时对于学生实际操作过程的错误无法准确把控等问题
93.4.亦可以适用于实际投产对于流水线的建立，用于检测实际建立流水线的调试、以及设施的配置。
94.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
95.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。