智能洗煤設(shè)備制造車間管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

胡興偉

（山東博選礦物資源技術(shù)開發(fā)有限公司，山東 濟(jì)寧 272173）

1 引言

隨著現(xiàn)代生產(chǎn)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)日趨激烈，在嚴(yán)酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，如果堅(jiān)持墨守成規(guī)，理念保守，將被現(xiàn)代制造市場(chǎng)的飛速發(fā)展所拋棄。因此，企業(yè)只有及時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略并不斷地創(chuàng)新、優(yōu)化，才能在激烈的市場(chǎng)中穩(wěn)步前行。在當(dāng)今大數(shù)據(jù)及智能化環(huán)境的大前提下，為了響應(yīng)智能制造規(guī)劃、提高生產(chǎn)效率，同時(shí)生產(chǎn)企業(yè)及車間要保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全可靠性、效率先進(jìn)性以及考慮到減人提效、產(chǎn)品質(zhì)量合格等問(wèn)題。許多大中小企業(yè)正努力提高自身綜合自動(dòng)化、智能化建設(shè)水平，從而使生產(chǎn)單元實(shí)現(xiàn)智能化、高效化、一體化，進(jìn)而達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)人員減少，生產(chǎn)效率提高的目的。

2 設(shè)計(jì)思路與術(shù)語(yǔ)定義

概要過(guò)程設(shè)計(jì)首先要從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和管理需求方面為切入點(diǎn)，匹配可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)的各種用途的設(shè)計(jì)方案，在需求分析階段中獲得的流程圖與數(shù)據(jù)是推動(dòng)各種可能方案實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，進(jìn)而從這些可選擇的方案中，擇優(yōu)選切合生產(chǎn)實(shí)際的方案，同時(shí)為每個(gè)合乎情理的方案都制作一份詳細(xì)的系統(tǒng)流程圖，并及時(shí)羅列出構(gòu)成該系統(tǒng)的所有元素，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行成本經(jīng)濟(jì)分析，同時(shí)編制能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)方案推進(jìn)的計(jì)劃表。最終全面分析比較這些選擇的方案，從其中擬定一個(gè)符合實(shí)際的最佳方案，向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和使用部門整體推薦。如果生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和使用部門經(jīng)過(guò)分析研究后，接受了推薦的方案，應(yīng)該進(jìn)入下一個(gè)流程即為這個(gè)最佳方案總體設(shè)計(jì)軟結(jié)構(gòu)，首先進(jìn)行全新的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)再確定測(cè)試要求與測(cè)試計(jì)劃。

實(shí)體—聯(lián)系圖：數(shù)據(jù)對(duì)象、數(shù)據(jù)關(guān)系與屬性。用作用戶與開發(fā)者有效溝通的專用工具。

流程圖：一般由代表不同意義的特殊圖形、過(guò)程流程線、匹配對(duì)應(yīng)的文字釋義等幾部分構(gòu)成，能夠用來(lái)直觀清晰地描述一個(gè)過(guò)程的運(yùn)行方向和具體步驟。

盒圖：它把所有程序內(nèi)容描述寫在一個(gè)大范圍的框架內(nèi)，大框架圖由大大小小不同的基本框圖組成。

數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)是按照數(shù)據(jù)的組織形式或關(guān)聯(lián)性來(lái)組織、存放和管理數(shù)據(jù)的一個(gè)倉(cāng)庫(kù)。它是長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有秩序的、可供用戶共享的、便于籌劃管理的大量數(shù)據(jù)的集合體。

Java：Java是一門計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)專用編程語(yǔ)言，一方面引入了C++語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，另一方面丟棄了C++里一些復(fù)雜難懂的定義語(yǔ)言，所有的Java語(yǔ)言一般都具有兩個(gè)明顯的特征要素，分別為功能強(qiáng)大和簡(jiǎn)單易用。

帆軟平臺(tái)：帆軟是一款專注商業(yè)智能和數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的軟件，致力于為相關(guān)企業(yè)客戶提供一站式商業(yè)智能解決方案。

Spring Boot：Spring Boot的設(shè)計(jì)目的是用來(lái)簡(jiǎn)化新Spring應(yīng)用的初始搭建以及開發(fā)過(guò)程。

3 需求分析

3.1 概述

需求主要強(qiáng)調(diào)兩個(gè)方向的重要指導(dǎo)：

1）明確在本次系統(tǒng)開發(fā)的具體需求，要求各部門相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員對(duì)整體系統(tǒng)有比較整體的需求認(rèn)識(shí)，要求各部門在配合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需求時(shí)能夠快速開展相關(guān)工作，為高效能生產(chǎn)做好各項(xiàng)服務(wù)。

2）明確本次系統(tǒng)開發(fā)的各項(xiàng)具體指標(biāo)和各種要求，各部門應(yīng)該緊密配合完成本次提出的各項(xiàng)需求技術(shù)。

3.2 軟件系統(tǒng)邊界

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，系統(tǒng)邊界做以下設(shè)定：

1）生產(chǎn)人員交互邊界設(shè)定于電子交流屏幕，實(shí)現(xiàn)每位生產(chǎn)人員的可視化車間狀況可視化、生產(chǎn)情況的可視化、工作內(nèi)容可視化、時(shí)間目標(biāo)可視化等，基于使用需求設(shè)定交互模式為屏幕展示數(shù)據(jù)可視化內(nèi)容，以及考慮人機(jī)交互需求。

2）系統(tǒng)管理員交互設(shè)定于客戶端與手機(jī)端，管理員可以管理工廠的相關(guān)排班以及工資設(shè)定以及人員管理，基于使用需求設(shè)定瀏覽器客戶端滿足大量管理員與系統(tǒng)之間交互以及文件等信息上傳系統(tǒng)的需求，基于管理層以及相關(guān)人員流動(dòng)情況，設(shè)定手機(jī)端滿足定量的與系統(tǒng)的交流，滿足相關(guān)人員的工作需要。

3.3 人員角色設(shè)定

根據(jù)公司內(nèi)部設(shè)定以及相關(guān)部門完善的狀態(tài)，設(shè)定人員管理模塊，要求根據(jù)公司現(xiàn)有的管理與部門體制設(shè)定相關(guān)人員角色，分權(quán)限管理系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)有的調(diào)研結(jié)果分析，相關(guān)部門有很多分支結(jié)構(gòu)，要求系統(tǒng)完整，并且有效地整理相關(guān)的企業(yè)人員角色。

嚴(yán)格控制級(jí)配碎石混合料的拌和過(guò)程對(duì)提高基層施工質(zhì)量具有重要意義，級(jí)配碎石混合料的拌和目標(biāo)通常為以下三點(diǎn)，包括礦料配比準(zhǔn)確、碎石含水率合適、拌和均勻性較好。為提高級(jí)配碎石拌和質(zhì)量，本項(xiàng)目采用集中廠拌法對(duì)碎石進(jìn)行拌和，該過(guò)程用到的拌和機(jī)械通常有水泥混凝土拌和機(jī)、雙轉(zhuǎn)軸槳葉式拌和機(jī)等。另外，在級(jí)配碎石混合料拌和過(guò)程中，應(yīng)做到隨拌隨用，同時(shí)也應(yīng)密切關(guān)注拌和施工時(shí)項(xiàng)目區(qū)天氣變化情況，避免高溫或者大風(fēng)天氣造成混合料含水率變化。

3.4 系統(tǒng)規(guī)模

根據(jù)客戶需求，完成基于Web端的系統(tǒng)要求，系統(tǒng)包括前端可視化開發(fā)、后端系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、電子交流屏端數(shù)據(jù)可視化、手機(jī)端系統(tǒng)集成型的大型Web開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目。性能定義與配置方式見下表。

表 性能定義與配置方式

4 功能設(shè)計(jì)

功能基本思維導(dǎo)圖如下圖所示。

圖 功能基本思維示意圖

4.1 功能設(shè)計(jì)

產(chǎn)品管理模塊包括產(chǎn)品的新增、修改、刪除等操作，確定企業(yè)需要生產(chǎn)的產(chǎn)品，從而確定人員的分類以及工序流程設(shè)定，表格展示所有產(chǎn)品相關(guān)信息。

工序管理模塊包括所有工序流程添加、修改、刪除，包括產(chǎn)品的流程設(shè)定，從而管理整個(gè)生產(chǎn)線的管理 應(yīng)用。

時(shí)間管理模塊包括生產(chǎn)人員的排班情況，記錄工人上下班時(shí)間，從而提供記錄數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，管理員分部門分工種設(shè)置工人的上下班時(shí)間，以及近期報(bào)警信息展示，設(shè)置不同區(qū)間的上下班時(shí)間設(shè)定，滿足工廠的分季節(jié)和分長(zhǎng)白班的需求。

工作管理模塊包括設(shè)置生產(chǎn)人員的具體工作內(nèi)容，可以通過(guò)短時(shí)間設(shè)定，滿足工廠臨時(shí)抽調(diào)員工的需求，也可以通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間設(shè)定，節(jié)省系統(tǒng)管理時(shí)間。工作管理可分部門分工種設(shè)置，使其滿足批量操作的需求，工作管理具有添加、修改、刪除等操作，可以進(jìn)行單人或者多人操作。

工資管理模塊包括設(shè)置生產(chǎn)人員的計(jì)量工資水平，確定時(shí)長(zhǎng)工資標(biāo)準(zhǔn)，支持系統(tǒng)的計(jì)算和管理，模塊支持查詢、修改、刪除、新增等操作。

權(quán)限-用戶-字典管理模塊屬于系統(tǒng)管理范疇，用戶管理實(shí)現(xiàn)了分部門分人員進(jìn)行管理設(shè)置，權(quán)限類同。

統(tǒng)計(jì)管理模塊屬于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)展示模塊，分權(quán)限進(jìn)入不同的頁(yè)面模式，管理員可見整體工序、產(chǎn)品等管理模塊的運(yùn)行情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化處理頁(yè)面美觀大方，生產(chǎn)人員實(shí)現(xiàn)電子交互屏幕可見用戶相關(guān)模塊信息的數(shù)據(jù)可視化展示等信息。

4.2 應(yīng)用技術(shù)

1）前端采用帆軟的設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，企業(yè)級(jí)Web報(bào)表工具，滿足報(bào)表的多樣化展示、交互分析、數(shù)據(jù)錄入、權(quán)限管理、定時(shí)調(diào)度、打印輸出、門戶管理和移動(dòng)應(yīng)用、大屏展示等需求。

2）后端數(shù)據(jù)處理使用Spring Boot進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)處理，Spring框架為實(shí)際生產(chǎn)情況開發(fā)提供了所有配套解決方案。

3）數(shù)據(jù)庫(kù)端用到MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)定為數(shù)據(jù)支撐，支持用到的核心線程是完全多線程，并且支持多處 理器。

5 推廣效益

1）從一定程度上降低了管理成本、維修成本、人力成本以及生產(chǎn)成本，從而實(shí)現(xiàn)車間及設(shè)備的信息化管理，節(jié)約各種資源成本。

2）實(shí)現(xiàn)了“透視化”車間建設(shè)，減少了生產(chǎn)安全問(wèn)題的出現(xiàn)，提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；在提升智能制造水平、提升生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展等方面取得較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益；

3）為進(jìn)一步挖掘經(jīng)濟(jì)效益，切實(shí)高效開展精細(xì)化管理，有了數(shù)據(jù)支撐，可進(jìn)一步分析與運(yùn)營(yíng)車間管理，對(duì)進(jìn)一步提高車間的經(jīng)濟(jì)效益有著巨大的潛力。