退火炉生产数字化管理系统的制作方法

1.本公开的实施例一般涉及数字化生产领域，并且更具体地，涉及退火炉生产数字化管理系统、方法、设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.有色金属加工制造领域退火炉生产工序，具有退火时间长、待退火制品数量大、退火工艺品种繁多、退火炉数量相对较少的特点，如何在炉位、待退火制品、退火生产工艺间进行合理高效匹配，快速排产配炉生产，是有色金属加工制造行业普遍追求的目标。
3.传统退火生产过程中，待退火制品由上道工序到达退火工序后，由人工登记制品的规格品种信息，所有待退火制品信息最后汇总在一起，通常是计算机电子表格文档或纸质手工记录，退火生产开始前，由人工在电子表格或纸质记录单中汇总所有待退火制品品种，根据制品的合金状态、宽度、厚度的参数，将相同退火工艺的制品找出来，结合各退火炉容量，划分相应数量、相同退火工艺的制品为一组，人工现场找出这些制品载具，装载入退火炉开始生产，重复上述动作，完成所有退火炉制品的装载并开始生产。可见，传统退火炉生产工艺制品、工艺、炉位匹配速度慢，效率低，错误率高，是影响退火炉产能和质量的瓶颈环节。
4.退火工艺是退火炉生产的关键技术支撑，它定义了不同材质合金、不同宽度厚度制品的退火时长，升降温时长，保温时长，循环风量等退火工艺参数，是制品退火质量的保障。同时，通过制品退火过程数据和质量检验数据，不断调整和优化工艺数据，提高产品质量也是企业适应市场竞争的需求，传统退火工艺管理，工艺数据也是保存在电子表格中，现场打印工艺卡片实际生产过程中工艺数据查找，没有形成计算机结构化的存储形式，查询检索不方便，更没有与退火生产数据相关联，优化调整只能靠纸质生产记录和人工检验，无法及时比对更新及保证精准性。
5.生产计划是连接市场和企业生产的纽带，传统退火炉生产管理方式没有信息化系统支撑，由销售订单生成并下发到车间的生产计划，采用电子表格打印单或电子邮件形式，无法达到及时化和透明化，市场、仓储、生产车间不能同步共享计划信息和计划实际进度情况，无法实现各部门协调联动，如计划下达而库房缺料，重新排产非常影响生产节奏。


技术实现要素：

6.根据本公开的实施例，提供了一种退火炉生产数字化管理方案。
7.在本公开的第一方面，提供了一种退火炉生产数字化管理系统。该方法包括：
8.订单管理模块，用于获取销售订单，并进行集中管理；
9.待计划排产模块，用于基于销售订单确定待退火制品的信息，生成每个退火炉的退火工单；
10.退火作业管理模块，用于基于退火工单，执行退火作业。
11.进一步地，还包括：
12.质量管理模块，用于采集退火生产过程中产生的检测数据，并基于所述检测数据，生成检验分析统计报告。
13.进一步地，还包括：
14.退火工艺管理模块，用于对退火工艺的基础信息进行维护，以及生产过程中退火工艺参数的快速下发。
15.进一步地，还包括：
16.生产可视化模块，用于提供退火生产信息、kpi指标信息、安全信息以及设备实时数据信息的数字化展示界面。
17.进一步地，还包括：
18.标签打印模块，用于打印待退火制品的二维码标签。
19.进一步地，所述二维码标签包括：
20.流水号、生产计划编号、载具框号和/或框型信息。
21.进一步地，所述订单管理模块还包括：
22.订单分析单元，用于提高订单状态的透明性和执行的时效性。
23.在本公开的第二方面，提供了一种退火炉生产数字化管理方法。包括：
24.获取销售订单；
25.基于所述销售订单，确定待退火制品的信息，生成每个退火炉的退火工单；
26.基于所述退火工单，执行退火作业。
27.在本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
28.在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面的方法。
29.本技术实施例提供的退火炉生产数字化管理系统，通过订单管理模块，用于获取销售订单，并进行集中管理；待计划排产模块，用于基于销售订单确定待退火制品的信息，生成每个退火炉的退火工单；退火作业管理模块，用于基于退火工单，执行退火作业。以此方式，解决了基于退火炉的生产过程中，待退火制品与生产工单、退火工艺、炉位匹配费时费力、效率低、错误率高，造成生产效率瓶颈的问题。
30.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
31.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
32.图1示出了能够在其中实现本公开的实施例的示例性运行环境的示意图；
33.图2示出了根据本公开的实施例的退火炉生产数字化管理系统的方框图；
34.图3示出了根据本公开的实施例的退火流程示意图；
35.图4示出了根据本公开的实施例的退火炉生产数字化管理方法的流程图；
36.图5示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
37.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
38.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
39.图1示出了能够在其中实现本公开的实施例的示例性运行环境100的示意图。
40.在运行环境100中包括：
41.订单管理模块210，用于获取销售订单，并进行集中管理。
42.由erp系统接入或由人工录入，对下发到车间的销售订单进行集中管理，实现在线维护、数据批量上传功能，便于排产、实时跟踪和数据分析。可极大的提高了订单状态的透明性和执行的时效性。
43.进一步地，还包括：
44.订单数据分析功能、实时及历史数据的可视化看板。在订单管理看板显示当前车间所有进行中/已完成/计划中的订单运行状况、订单完成率，若当前订单已逾期，红色高亮显示。
45.待计划排产模块220，用于基于销售订单确定待退火制品的信息，生成每个退火炉的退火工单。
46.具体地，通过如下规则，基于销售订单，生成每个退火炉的退火工单：
47.配框参考则规：产品规格，退火工艺，产品数量；
48.配炉参考规则：订单优先级别、退火工艺、料框数量、对应炉型、炉子状态、移动距离和/或允许进料时间等；
49.退火炉排产流程：根据订单信息，先配框，后配炉，再系统自动排产，由人工调整和确认，形成生产工单，最终实现客户订单自动转换为生产工单信息。
50.退火作业管理模块230，用于基于退火工单，执行退火作业。
51.具体地，参考图3，
52.料车运行到指定炉位或备料台位进行出料/进料作业，退火炉执行退火作业等，所有作业信息将自动生成生产记录，存储于系统后台数据库中，便于后期进行各种业务分析及处理。
53.待加工备料作业：按生产工单将装有待加工产品的料框吊装到备料台的活动托盘上完成备料，向系统发出作业完成信号。
54.进料作业：料车接收到生产指令后，料车自动移动到指定备料台位，料车执行机构将装有料架的活动托盘拉出、转移到料车上，活动托盘就位后料车自动运行到指定的退火炉位。退火炉门自动提升到高位，并伸出炉门安全销防止炉门意外脱落。料车执行机构将活动托盘推出、转移到退火炉内。活动托盘就位后，料车执行机构复位，并向系统发出作业完成信号，作业指令结束。
55.退火工艺确认：由系统或人工对工艺进行二次确认，无误后下发生产执行指令。如
需要对工艺进行修改，则人工进行操作调整并保存新的工艺，人工操作下发工艺指令。
56.退火开始：炉门自动下放、压紧、风机启动、加热器启动，plc执行退火工艺指令，退火作业开始。
57.退火结束：系统完成自检，达到出料条件(炉温、料车正常空闲、备料台正常空闲等)后，由系统或人工指引料车执行出料作业。
58.出料作业：料车接收到生产指令后，将自动运行到指定的退火炉位，退火炉门自动提升到最高位，并伸出炉门安全销防止炉门意向落下，料车将退火炉内的装有料架的活动托盘拉出、转移到料车上，活动托盘就位后料车自动移动到指定备料台位，将活动托盘推入到备料台上，活动托盘就位后，料车执行机构复位，并向系统发出作业完成信号，作业指令结束。
59.出料周转作业：当料车将完成退火的料卷框推到备料台后，系统自动发送信息提醒操作人员，由人工在合适的时间按订单的要求将料框吊装到指定库位。
60.异常处理：当有异常事件发生，当前作业程序停止，触发andon程序，提醒操作人员进行异常处理。
61.工艺巡检：由系统自动采集工艺控制重点数据，如炉区控温值、炉膛巡检温度值、风机频率、炉压值等，如检测到异常，当前作业程序停止，触发andon程序，提醒操作人员进行异常处理。
62.设备巡检：由系统自动采集设备运行状态数据，如压缩系统状态、炉门状态、风机状态、阀门状态等，如检测到异常，当前作业程序停止，触发andon程序，提醒操作人员进行异常处理。
63.安全防护：安全防损系统在制造执行的全过程自动处于启动状态，进行实时防护，如料车行进的障碍物检测、炉组通道防进入检测、进出料时炉门下门障碍物检测，如检测到异常，当前作业程序停止，触发andon程序，提醒操作人员进行异常处理。
64.异常触发，车间、线体、组别由登陆用户的后台信息自动产生，异常发起员工需要扫描自己的工号二维码，同时选择异常代码。
65.若当前异常未对生产造成实际工时损失，则选择"无损工"，若有工时损失，则需在“异常代码”中选择相应的红色时间代码。红色时间代码会作为后续的生产损工时间以及绩效红色时间的考核依据。
66.员工完成异常触发后，对应负责人的企业微信、智能腕表以及电视看板均会同步接收到异常信息，员工可直接在微信点击接收到的异常卡片进行信息查询。
67.异常接收及处理：
68.异常响应及处理，根据应用场景的不同可分为五个状态：待处理
‑‑
》已接收
‑‑
》处理中
‑‑
》待确认
‑‑
》已解决
69.在待处理阶段，若需产生异常报工记录，可选择“提交报工单”，系统会依据当前处理信息自动产生电子报工单。
70.若andon异常触发后处于超时间未处理，则系统会自动提升警报级别，向更高权限的人员发送异常信息，以期加快异常处理时效。
71.在生成的报工单中选择员工工号，问题代码，异常内容描述以及问题解决描述，点击提交，系统保持报工单的同时，会更新该条andon状态为已完成待确认。
72.异常解决确认，异常确认解决必须由原始异常发起人确认解决，以上所有状态变更，系统均会自动发送消息给对应负责人。
73.异常报告及响应终端：
74.查看当前所有异常待处理信息、已解决信息以及每日的异常处理报告。
75.andon系统管理看板展示图示，显示屏刷新时间以及后台数据刷新时间由使用人员自行设定。
76.质量管理：
77.主要实现首检、巡检、末检、抽检需求根据订单执行状况自动触发，自动生成检验记录单及检验分析报告。
78.首检、巡检、末检可更加订单运行状况结合检验需求自动触发。
79.具体检验规则(首检、巡检、末检)可依照甲方退火炉检验需求进行设定。
80.自动生成检验记录单，适配移动端进行电子检验记录填写。
81.检验室设置一个录入端口，进入质量管理模块录入数据(指定用户权限)。
82.进一步地，所述系统还包括：
83.质量管理模块，用于采集退火生产过程中产生的检测数据，并基于所述检测数据，生成检验分析统计报告。
84.具体地，通过对工艺的集中管理，可以非常迅速地下达到退火炉执行系统，减少人工操作的繁琐性，利于在进行产品质量优化时，迅速进行工艺记录的查询、比对、修正。
85.可进行不同产品的退火工艺基础信息维护，手动添加、批量数据上传下载功能进行工艺参数信息维护处理等。
86.在退火过程中可根据需要对工艺进行修改，任何修改都将被系统记录下来，并形成一份新的工艺执行记录，用于后期的质量提升时的工艺比对。
87.进一步地，所述系统还包括：
88.生产指令管理模块，用于工单在满足触发条件(时间、目标炉号、料车、备料台状态等)时，自动推送到上位机系统或由操作人员确认后匹配对应的具体执行的生产指令。
89.可实现生产指令的自动化管理，由系统进行集中智能化管控，系统根据上位机系统检测的数据自动判断生产指令执行条件是否满足？
90.如yes，则系统自动将生产指令下发到底层设备的plc，由plc自动运行对应的预设程序，当一条程序指令执行完毕，系统自动执行下一条生产程序指令。
91.如执行过程中出现异常，则系统实时触发andon程序，提示操作人员进行异常排除，由操作人员对生产指令进行调整和复位。
92.如no，则直接触发andon程序，提示操作人员进行异常排除，由操作人员对生产指令进行调整和复位。
93.生产指令人工管理，由人工进行生产指令管控，操作人员根据上位机系统检测的数据判断生产指令执行条件是否满足？
94.如yes，则由操作人员将生产指令下发到底层设备的plc，由plc自动运行对应的预设程序，当一条程序指令执行完毕，系统将指示操作人员进行下一步操作。
95.如执行过程中出现异常，则系统实时触发andon程序，提示操作人员进行异常排除，由操作人员对生产指令进行调整和复位。
96.如no，则直接触发andon程序，提示操作人员进行异常排除，由操作人员对生产指令进行调整和复位。
97.进一步地，所述系统还包括：
98.生产可视化模块，建立在精益生产管理的理论体系基础之上，为企业提供一个退火炉生产信息、看板kpi数据、安全信息以及设备实时采集数据信息的数字化展示平台，同时也为每日的生产会议提供一个数字化的会议交流中心。用于提供退火生产信息、kpi指标信息、安全信息以及设备实时数据信息的数字化展示界面。
99.具体地，
100.可实时监控底层执行设备的状态，特别是关系到退火质量的实时工艺执行数据，如设备运行参数、炉温、炉压、风机频率、设备能耗等，以及设备的各个重要部位的状态。
101.车间设备实时状态总览、任务总览、产量总览、能耗总览、质量总览和/或andon总览等。
102.设备运行数据自动智能采集，包含实时产量、检验良率、质量数据、能耗数据、制程时间和/或稼动率等。
103.订单状态自动实时采集，包含执行状态、工艺配方、检验良率、质量数据、能耗数据、制程时间等，提高数据统计精度。
104.andon数据智能分析，为提高生产效率、解决生产制约要素提供高效的数据支撑。
105.质量数据智能分析，为生产质量改善及管理提供高效的数据反馈渠道。
106.替代传统生产看板，提供数字化的看板平台。
107.提供高效、数字信息化的会议平台。
108.提供完善的kpi电子看板，同时能在pc、大屏、pad等多用户终端上进行呈现，为生产管理提供高效的信息平台。
109.进一步地，所述系统还包括：
110.标签打印模块，用于打印待退火制品的二维码标签；所述二维码标签包括流水号、生产计划编号、载具框号和/或框型信息等。
111.根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：
112.解决了基于退火炉的生产过程中，待退火制品与生产工单、退火工艺、炉位匹配费时费力、效率低、错误率高，造成生产效率瓶颈的问题。大幅度提升了生产效率、降低了人力成本。
113.需要说明的是，对于前述的各系统实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
114.以上是关于方法实施例的介绍，以下通过方法实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
115.图4示出了根据本公开的实施例的退火炉生产数字化管理方法的流程图。如图4所示，所述方法包括：
116.s410，获取销售订单；
117.s420，基于所述销售订单，确定待退火制品的信息，生成每个退火炉的退火工单；
118.s430，基于所述退火工单，执行退火作业。
119.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。
120.图5示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备500的示意性框图。如图所示，设备500包括中央处理单元(cpu)501，其可以根据存储在只读存储器(rom)502中的计算机程序指令或者从存储单元508加载到随机访问存储器(ram)503中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram 503中，还可以存储设备500操作所需的各种程序和数据。cpu501、rom502以及ram 503通过总线504彼此相连。输入/输出(i/o)接口505也连接至总线504。
121.设备500中的多个部件连接至i/o接口505，包括：输入单元506，例如键盘、鼠标等；输出单元507，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元508，例如磁盘、光盘等；以及通信单元509，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元509允许设备500通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
122.处理单元501执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法400。例如，在一些实施例中，方法400可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 502和/或通信单元509而被载入和/或安装到设备500上。当计算机程序加载到ram 503并由cpu 501执行时，可以执行上文描述的方法400的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，cpu 501可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法400。
123.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)等等。
124.用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
125.在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
126.此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。
在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
127.尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。