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一、概述
產品質量是企業生存和發展之本，產品質量管理作為產品出廠最后一道關口，對保證產品質量起著至關重要的作用。工藝設備數據采集及產品跟蹤系統可實現對產品質量的實時跟蹤管理，所有工藝數據實時采集、存儲和應用，自動統計每天的生產日報，每月的生產報表，每個產品的質量跟蹤報表等。
二、設計目標
• 采用自動化、信息化的技術，解決人為因素導致的產量和質量問題；
• 設備運行信號、設備緊急停機信號、對應的故障工位號及故障類型信號和故障恢復信號的采集；
• 設備、工藝數據正常生產狀態和故障停機狀態的監控與自動報警；
• 生產信息、產品相關數據及故障信息的歷史記錄存儲、統計、查詢功能；
• 參數的實時曲線、歷史曲線、分析曲線；
• 設備產量、班組產量以報表形式展示；
• 影響產品質量的參數報表追蹤，通過分析來提高產品產量和質量；
• 工藝參數的追蹤，發現操作的潛在問題，產生指導性信息、并能對各個班組的操作水平進行評估、考核；
• 本系統具有與外部系統進行數據交換的接口，并可提供網絡功能的支持；
• 本系統采用具有實時數據監控軟件技術，并根據目前企業信息化發展的特點，既能達到現有需求也可根據監控與管理要求的增加進行擴展；
• 促使設計、工程及生產部門提高每個環節的效率，確保成本競爭力以降低成本并捕捉各個層面的創新保持或提高質量水平；
• 你的產品質量如何跟蹤？出廠之后的產品如何追溯責任人？
如何獲得你產品的出廠信息？如何鑒別你產品的真偽？
采用本系統，你的產品出廠之后仍可以查到如下信息：
a. 驗證產品的真偽，即具有產品防偽功能。
b. 產品資料，可以獲取產品的名稱、規格以及其他的詳細資料。
c. 質檢員，可以獲取此產品的各工序的質檢員、生產者。
d. 生產日期，此產品的確切的生產日期。
三、設計原則
² 穩定性：采用當前先進成熟的技術和通用性較強的軟件產品；
² 實用性：合理配置和選取合適的產品型號，使整個系統穩定、可靠和成本節約；
² 方便性：完善的管理系統，用戶操作方便直觀；
² 可擴展性及易維護性原則；
² 開放性：為保證各供應商產品的協同運行，同時考慮到投資者的長遠利益，本系統必須是開放系統，并結合相關的國際標準或工業標準執行。
四、架構設計
網絡構成依據三層次結構形式[即管理層（或稱辦公網絡）、監控層和生產層三層次結構]設計。此網絡結構，可以實現辦公網與生產控制網絡的隔離，避免病毒從辦公網傳到生產網中來，保障生產網的安全，并可實現數據的共享。根據現場的生產特點及設計要求，各工作區放置操作站，完成各區工作內容。數據采集服務器，完成PLC數據采集，并將數據提供各工作區操作站和數據倉儲服務器。數據倉儲服務器負責工程師參數的修改，數據的查詢、統計、存儲等，再通過辦公網絡將數據送到管理層對數據進行展現、管理、分析、歷史追溯等功能。
數據采集服務器、操作站與數據倉儲服務器間通訊故障時，數據采集服務器、操作站能夠對網絡斷線期間的數據進行緩存，當網絡恢復后能自動將數據恢復到數據倉儲服務器。數據恢復保證了歷史數據的完整性和一致性。
系統結構圖如下：
五、系統功能
功能概述如下：
◆HMI實時監測設備運行參數，根據參數情況做相應處理。
◆對參數超高或超低報警，通過多樣化的告警形式，如短信、文字、語音提醒、彈出窗口等方式提示大屏中心，或者按照系統預先定義好的設置自動將相關報警信息發送至遠程相關人員。
◆在授權許可下可對參數進行修改等；
◆可進行歷史數據查詢，顯示變化曲線，并可根據歷史數據完成各種統計報表或日、月、年報等；
◆可對各站點設備進行管理，運行狀態、是否故障、運行時間等；
◆在授權的情況下可通過網絡采用IE瀏覽器進行WWW遠程訪問本系統。
5.1實時監控
通過組態生成HMI人機界面，動畫顯示工藝流程形象生動，實時設備的數據監控，技術人員可通過數據分析設備的運行情況，并做參數的調整下發給設備。有現場設備出現故障，技術人員可通過人機界面查看數據，分析問題，解決問題。
5.2數據采集和存儲
與現場PLC OPC方式通訊，采集設備生產數據如產能數據、設備運行時間、設備狀態信息、影響產品質量的重要參數等，完成設備原始生產數據實時采集和數據存儲，為實時數據展現、歷史追溯和統計分析起到重要的數據依據。為企業建立一個數據倉庫，實時數據庫對于企業來說就如同飛機上的“黑匣子”。由于企業實時數據存放在統一的數據庫中，企業中的所有人，無論在什么地方都可看到和分析相同的信息，操作站的應用程序可使用戶很容易在企業級實施管理，諸如工藝改進、質量控制、故障定位維護等，在業務管理和實時生產之間起到橋梁作用，更好地實現企業數字化管理。
數據存儲采用先進的實時數據庫+關系型數據庫相結合的方式，存儲只受硬盤大小的限制。實時數據庫存儲工藝數據，關系型數據庫存儲字符型的人工錄入、時間等信息，此方式查詢速度快、存儲時間長、方便數據導出和應用。
5.3曲線分析
1) 曲線分析
A. 實時曲線
實時趨勢可以查看某一個數據點在當前時刻的狀態，而且實時趨勢也可以保存一小段時間的數據趨勢，這樣使用它就可以了解當前設備的運行狀況和工藝參數的執行情況。
B. 歷史曲線
歷史趨勢可以方便的觀察數據庫中的重要參數歷史點在任意一個時刻的狀態，對生產工藝參數追溯，方便了解過去時刻決定產品質量的參數執行情況，有效的為工藝人員提供分析。
C. 趨勢分析
趨勢分析能夠更加靈活的觀察數據參數在任意一個時刻的狀態，不同時刻同一參數的對比等。同時提供統計分析功能，可以對任何一段趨勢曲線的統計值進行計算，幫助工藝技術員和工程師進行統計分析和工藝的優化。是增強的歷史數據分析組件。提供了更多的數據分析手段，在查看統計數據時，確定具體的統計范圍，在統計區就會自動計算出相關統計信息。在計算某些統計值時，比如：CP、CPK，還需要用到統計上限和統計下限。選擇相關曲線后，您可以通過移動上值線和下值線來動態設置該曲線的統計上下限，可以在歷史曲線上做標記說明，同時提供了更多的函數接口，可以導出到EXCEL對數據進行再次分析。
5.4 報警故障記錄
1）報警和事件功能
報警是控制過程或設備狀態出現問題時發出的警告，同時要求操作人員做出響應，及時解決發生的問題。事件記錄了系統各種狀態的變化和操作人員的活動情況，不要求操作人員作出響應。當產生一特定系統狀態時，比如某操作人員登錄到本系統時，事件即被觸發。本系統支持“過程報警”、“設備故障報警”和“事件記錄”的保存、顯示、提醒和打印。
功能：
Ø 提供重要工藝參數限值報警、偏差報警、變化率報警等多種報警方式；
Ø 提供設備故障報警、故障信息數據進行存儲，對故障信息進行報警和恢復，及時了解和解決設備故障，為設備建立“病歷庫”；
Ø 報警存儲和報警查詢；
Ø 對人工修改的重要生產運行參數記錄、保存和查詢；
2)事故追憶
對設備故障或產品質量等事件相關點的歷史狀態進行詳實記錄，以便對事故產生原因進行分析。事件的種類、數量、關聯點、事件發生前后時間范圍等都可以自由指定。
5.5用戶管理
本系統具有用戶管理機制，不同的用戶有不同的安全權限，只有授權用戶才能訪問授權的數據和畫面，保證數據的安全性。不同的用戶具有不同的權限，只有具有相關權限的用戶才能進行相關的操作，能實時修改設定參數，在自動狀態時能根據設定參數實現最優化運行。
5.6數據報表
報表記錄了所有參數，技術人員可以查詢，便于合理的統計分析出設備的最佳運行參數，降低運行成本，報表可以打印保存。歷史報表對一些重要參數以報表的方式查詢顯示，可輸入開始時間和結束時間來查詢一段時間的數據運行情況，直觀的分析設置參數信息，并可打印保存和導入EXCEL中分析。
1）報表
A. 生產報表
本系統通過與現場設備的實時通訊獲取生產原始數據，無法自動獲取的數據采用人工錄入的方式，通過對原始生產數據的加工，可以形成各類報表：包括實時數據報表、班報、日報、月報、年報等，報表可查詢、打印、導出EXECL等，報表樣式可根據客戶要求定制。
·可以查詢任意時間段內的歷史數據 ；
·以月為單位查詢歷史記錄；
B. 工藝參數報表
對產品質量相關的數據進行存儲和展現，為提高產品質量提供重要分析數據。
5.7 圖表
以餅圖和棒狀圖對產量和某一型號或某一批次產品合格率進行直觀的展現，可按產品型號、班、日、月、年進行查詢。
5.8 網絡功能
服務器/客戶端模式
對于公司的一些重要部門采用C/S模式
采用純客戶端方式，客戶端無須組態
啟動后自動和服務器同步
歷史數據緩存功能加快歷史訪問速度
畫面第一次下載后，每次比較只下載更新過的圖片或數據，降低網絡負荷
Web發布和IE瀏覽
采用系統自帶的WEB服務器可以輕松構建B/S結構的網絡監控查詢子系統
用戶不用安裝任何程序即可在任意一臺機器通過IE瀏覽器訪問畫面
在有授權許可的情況下，用戶可以在世界任何地方通過Internet訪問監控畫面。這樣，技術人員外出，只要能上網就可以查看設備運行情況。
5.9多種開放接口
用戶可以通過系統提供的API接口，COM控件，OPC服務器、DDE服務器與數據庫進行通訊。
八、總結
采用本系統，工作更簡單、方便、準確和快捷。通過數據的采集、管理、檢索、存檔和統計實時化，質量信息和動態地反映生產現狀使生產管理者能及時、準確、全面地了解生產情況。產品的自我辨別也是企業保護自己的一種方式，可以防止假冒產品損壞企業聲譽。 生產線采用條碼管理系統后，可大大提高質量及管理水平，將為企業的決策、管理帶來顯著的效果。
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