卷煙廠移動作業管理系統應用研究

楊萍，樸紅波，李曉芬，林碩

（1.吉林煙草工業有限責任公司延吉卷煙廠，吉林延吉 133000；2.沈陽建筑大學，遼寧沈陽 110168）

0 引言

隨著數字工廠技術的推廣，制造業越來越快速地將各領域的成熟技術應用在生產管理中。數據采集技術的發展，讓生產環節的細節在計算機系統中詳細地展示出來；模式識別技術的應用，讓質量檢測和故障診斷系統能夠更加快速地定位問題的原因，讓生產過程更加順暢；人工智能算法的應用，讓生產訂單的排產過程擺脫了以往依靠工人經驗的低效狀態。新技術的應用，也帶來的新的生產管理方式，伴隨著移動技術的發展，生產現場的管理人員和工人不再需要坐在電腦前查看生產管理系統的數據或者處理數據。生產管理系統已經能夠安裝在移動設備中，提高了系統的處理效率，而且因為大多數的移動設備都是大屏設備，數據的展示和功能按鈕也更加方便使用[1-3]。企業的生產管理系統經過多次的升級改造，實現了較全面的生產業務信息化管理，正在向管理精益化的更高目標發展。將傳統的電腦“移動”到生產現場，已經成為新的需求[4]。移動終端設備的使用，可以讓工人即時處理生產管理相關的操作，能夠有效提高工人的生產效率，并縮短異常事件的響應時間。本文針對這一問題，對企業的移動作業管理系統進行了設計和開發，使企業的生產效率得到有效的提升。

1 系統集成架構設計

隨著企業的信息化改造的進行，更多的信息化系統被部署應用，有的系統具有獨立的平臺和數據，而且系統的復雜度也越來越高，這是信息化過程中不可避免的。因為移動作業管理系統主要服務的對象是生產管理環節，所以需要與MES 系統、綜合指標管理系統、SPC系統進行業務對接，如必要還需與公司ERP系統、制絲集控、卷包數采、立庫等系統進行集成，以適應企業流程化管理的需求[5-6]。

在企業統一的信息體系基礎上，移動作業管理系統搭建的移動信息平臺要將核心的系統和應用連接到一起，形成高度集成的有機整體，其系統應用集成架構如圖1所示。

圖1 系統應用集成架構

2 系統功能設計

通過移動作業管理系統與傳統管理系統協同管理，發揮信息系統處理數據能力強的特點，同時結合移動設備便攜，能夠即時拍照和上傳數據等優勢。移動設備的App可以完全斷網運行，在沒有無線網絡的車間現場可以記錄數據，回到有網絡的辦公室統一將數據上傳即可。部署在計算機設備上的MES 系統與綜管系統負責配置、管理、統計、分析數據，部署在移動設備上App程序負責記錄現場數據，拍攝生產現場照片，掃描設備二維碼等。移動作業管理系統的部署和應用，使企業的信息化能力得到極大的增強。

移動作業管理系統的功能與現有的系統功能盡量不重疊，降低數據處理的冗余和資源浪費。針對移動設備的應用環境和需求，主要有以下幾個功能：

1）設備管理功能

充分發揮移動設備便攜和能夠拍照的優勢，對于設備的巡檢可以采用掃碼、拍照等方式，對于設備發生的突發狀況，也能夠及時地記錄和分析、處理。企業現有的設備管理系統也配備一部分PDA設備，但是PDA設備使用不方便、屏幕小、性能低，移動作業管理系統的設備為平板電腦，性能遠遠超過PDA 設備，所以能夠完全替代PDA 的作用。同時，在平時的巡檢中，通過拍照將設備的運行狀況記錄下來，可以為后期智慧工廠的數據分析提供歷史數據，用于數據的深度挖掘，提取有用的設備運行規則。另外，通過平板電腦，也能夠登錄其他系統，查詢生產設備相關的信息。

2）質量管理功能

質量部門通過移動作業管理系統，能夠實現產品質量數據的現場采集和判斷。在進行日常質量檢測時，包括原材料和成品的質量檢測，可以通過設備拍照，進行記錄，采集的數據同樣可以作為歷史數據，用于未來的數據分析。產品的質量要求同樣可以通過移動作業管理系統進行查詢，查詢的相關數據，通過企業信息的集成平臺提供，訪問其他系統中的數據。

3）生產作業管理功能

生產作業包括生產現場的各種操作，例如車間現場的人員登錄登出、簽到、清理等，還有人員管理，包括班組、人員信息等，實現人員、設備和產品的關聯，記錄的數據也為產品的追溯提供依據。并且在現場出現異常后，也可以通過拍照進行記錄，為以后問題的分析提供證明和依據。

4）標準化類移動業務管理

現有的生產前、生產中、生產后各個階段的標準規范，利用平板電腦，以看板形式進行實時查詢與核對。便于相關人員有據可依，實現標準化的生產操作。對于廠級、車間級管理標準、技術標準、法律法規等文件，以及原輔料配方、制絲卷包工藝標準，通過權限控制，用平板電腦進行查詢。

5）KPI查詢與分析

使用平板電腦，能夠實時查詢各部門、各崗位績效指標基礎信息以及每月績效指標得分和考核結果。對于企業所關心的對標指標、創優指標、企業內部指標等重點項目，按照消耗、能耗、環境等類型進行分類查詢。

目前，企業已經有運轉良好的相關系統，移動作業管理系統的功能與其現有功能模塊相近或者相同。在進行系統開發時，盡量將現有功能模塊進行移植或者開發接口直接調用。這樣能夠降低系統的冗余，保證系統操作的一致性，也節省了相關人員培訓的時間成本。

移動作業管理系統功能部署借助于企業現有的主干網，移動端借助廠內布設的無線熱點。

3 系統的網絡與數據傳輸存儲

移動作業管理系統的特點在于便攜設備的移動辦公，即時處理相關消息。所以在系統設計和開發過程中，網絡安全和數據傳輸存儲必須具備一定的安全性和穩定性。這些功能模塊是移動作業管理系統所獨有的，而且也是最重要的部分。

1）網絡權限與安全

系統移動終端的應用與通信的基礎是覆蓋范圍全面的工業無線網絡，對于不同移動作業業務，需要切換不同的無線網絡，不同的使用權限，如內審記錄管理等非車間現場管理業務進入辦公無線網絡，而車間現場設備運維及6S等管理業務則進入生產無線網絡。對于移動設備的工作地點和功能區分，將對網絡類型進行隔離和切換管理。主要包括的子功能有：無線網絡切換管理、無線網絡權限管理、網絡通信異常管理。

2）數據存儲與查詢

移動終端根據業務數據不同，需要有不同的存儲機制，如音頻信息、圖片信息和視頻信息等。同時，針對數據的查詢效率和展示進行優化，主要包括的子功能有：數據類型管理、存儲機制管理、查詢與展示優化。

3）設備離線操作

很多移動應用程序在設備離線狀態時就變得無法使用，只能在實時聯網環境下才能開啟它們。而在車間這種生產環境中，僅支持實時聯網無法滿足使用要求，移動應用程序需要在沒有網絡的環境下也能夠為用戶服務。針對這一要求，移動應用程序可以通過以下幾種方式進行處理：

①瀏覽器緩存。傳統儲存策略，體量最小，可以設置過期時間。缺點也很明顯，儲存的容量過小，而且很容易被各種軟件當垃圾清除。

②本地存儲緩存。數據量一般不超過5M，是常用的輕量數據存儲方案。

③移動端關系型數據庫。如SQLite，是一款輕型的數據庫，是遵守ACID 的關系型數據庫管理系統。它占用資源非常低，它能夠支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系統，同時能夠跟很多程序語言相結合。

根據車間的環境特點及使用者的習慣，將三種離線處理方式結合使用，使移動應用程序滿足數據傳輸的及時性、準確性和安全性，同時盡可能減少操作者的不必要重復操作。

以平板電腦為移動終端，應用于企業內移動范圍較大、且實時性要求較高的現場管理，構建現場管理信息系統，具備如下預期應用效果：

①實現同現有MES系統、綜合指標管理系統的設備運維管理、內審管理等業務的緊密集成和數據共享，克服原有系統信息現場采集的弊端；

②有助于提高系統現場管理業務的執行效率，改善用戶操作體驗，減少數據采集錯誤；

③有助于強化車間現場6s規范管理的效能，更為豐富、更精準的現場信息獲取創造條件；

④為管理者拓寬生產管理信息的獲取與查詢途徑，提高所下達任務的完成情況及出現問題的反饋速度，痕跡化工作任務執行過程，為管理決策提供更為精細化的信息支持，促進精益管理水平的提升。

4 系統的部署與應用

結合企業現有的生產管理系統功能模塊，移動作業管理系統部署在平板電腦端。本系統使用裝載安卓系統的平板電腦，系統硬件成本低，未來也可向手機移植，較原有的各種型號手持PDA 設備，硬件成本遠遠低于手持PDA，向手機移植則可以使硬件成本趨近為零。

如圖2 為質量檢測模塊的配置檢查功能，簡潔的頁面便于平板電腦的操作，數據顯示清楚，通過現場工人的實際操作，能夠很好地完成設計的功能。實現了企業的實際需求，使生產管理在現場也能夠進行，有效地提高了生產和管理效率。

圖2 質量檢測模塊界面

5 結論

通過系統的部署應用，企業對后續的信息化和智能化改造有了新的方向，接下來將會研究新的信息技術和人工智能解決方案，對企業的整體智能化改造提出新的需求和構想，爭取在新一代生產技術變革環境中走在前列，為行業內其他企業提供新的管理思路。