專利名稱：大批量生產企業的管控一體化系統及方法
技術領域：
本發明涉及交通建設行業中的大批量生產企業的管控一體化系統及方法。
背景技術：
目前，大批量生產企業，例如公路建設所需的主要材料瀝青混合料、水泥 混凝土混合料和灰土混合料的生產企業，生產流程主要由材料采購、材料庫存、 產品生產、產品庫存、產品銷售五部分組成。目前大多數配方生產企業管理方 法原始，存在著不可忽略的人為因素，例如責任不易分清、領導對工作的具體 細節不能及時、準確的掌握等等問題，進而導致了原料跑冒滴漏、產品流失， 造成企業生產成本增加、收入減少，浪費了企業資源。同時，給偷工減料、以 次充好提供了機會，影響產品質量。隨著國民經濟的快速發展，這種傳統的配 方生產企業生產模式急需進行全面的改造，改變傳統的、粗放的、人為的、制 度的控制管理方式，實現信息化和集約式管理是努力的方向和目標。因此，研 制一種大批量生產企業的管控一體化系統及方法一直是急待解決的新課題。
發明內容
本發明的目的是針對上述技術問題，提供一種能解決大批量生產企業全過 程的生產信息數據采集、處理、統計、分析管理控制等問題的管控一體化系統， 實現從材料采購、材料庫存、產品生產、產品庫存到產品銷售的信息有效銜接 并具有可監控性的的大批量生產企業的管控一體化系統及方法。
本發明的目的是這樣實現的 一種大批量生產企業的管控一體化系統及方 法，該系統由由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括多個生產設備、多個生 產設備終端計算機、多個數據采集裝置、多個控制器、多個視頻設備、多個北 斗星或GPS衛星定位裝置、多個業務管理終端計算機、多個監控管理終端機、 業務管理服務器和監控機構服務器；軟件部分包括數據采集軟件、業務管理軟 件、監控管理軟件、業務管理數據庫軟件和監控管理數據庫軟件；所述大批量 生產企業的管控一體化系統按結構分為三個層次，第一層為數據采集層，第二 層為業務管理層，第三層為監控管理層；所述多個生產設備的多個相應檢測部 位上分別對應安裝有多個數據采集裝置，多個數據采集裝置與多個控制器通過網絡連接，多個控制器與多個生產設備終端計算機通過網絡連接，多個生產設
備終端計算機與業務管理服務器通過網絡連接；或數據采集裝置內包含控制器， 則多個生產設備中多個數據采集裝置與多個生產設備終端計算機通過網絡連 接，多個生產設備終端計算機與業務管理服務器通過網絡連接；或生產設備自 身帶有終端計算機，則多個生產設備中多個數據采集裝置與多個控制器通過網 絡連接，多個控制器與業務管理服務器通過網絡連接；所述多個北斗星或GPS 衛星定位裝置分別裝設在采購入場及產品出場的運輸工具上，通過無線通訊多 個北斗星或GPS衛星定位裝置與業務管理服務器相聯系，業務管理服務器本身 帶有位置服務系統；或通過無線通訊多個北斗星或GPS衛星定位裝置與專業機 構的位置服務系統聯系，位置服務系統與業務管理服務器相聯系；所述業務管 理服務器與多個業務管理終端計算機通過網絡連接，同時業務管理服務器與監 控管理服務器通過網絡連接；所述數據采集軟件嵌入在生產設備終端計算機中， 采集數據包括自動采集數據和人工采集數據，將采集的信息實時地進行數據統 計、存儲并與業務管理終端計算機實施通信；所述業務管理數據庫軟件嵌入在 業務管理數據庫中，是接收從現場各個控制設備處、北斗星或GPS系統中傳來 的實時運行數據，并將數據保存到業務管理服務器中；所述監控管理數據庫軟 件嵌入在監控管理數據庫中，通過廣域網監督機構與各大批量生產企業全天候 連接，實時接受、監督新的數據，對生產全過程、運輸全過程進行遠程監控， 對生產過程中的數字、圖形、視頻實時傳送；所述業務管理軟件嵌入在業務管 理終端計算機中，隨時調用、處理數據并存儲回業務管理服務器中，由組織管 理、人力資源、設備設施、規范標準方法、合同管理、進度管理、產品設計、 采購管理、材料庫存管理、生產管理、產品庫存管理、銷售管理、計量管理、 結算管理、成本管理、質量控制、監控計量、安全管理、系統維護、數據上傳、 輔助決策、北斗星或GPS管理、系統幫助二十三個子程序組成，構成二十三個 功能模塊；所述監控管理程序嵌入在監控管理終端計算機中，由基本信息、生 產監控、視頻監控、統計查詢、數據分析、監督評價、設備管理、北斗星或GPS 管理、系統配置和幫助十個子程序組成，構成十個功能模塊；所述多個數據釆集裝置包括多個流量測量儀、多個溫度傳感器、多個液位測量儀和多個重量傳 感器；所述數據采集層可設置多個；所述業務管理層可設置多個；所述大批量 生產企業的管控一體化方法至少包括如下步驟(1)在業務管理終端計算機所 承載的業務管理軟件上錄入組織管理、人力資源、設備管理、合同管理、產品 設計等所需輸入的背景信息；(2)對于數據自動采集的生產設備，其工作的圖 像信號和運行的參數數據信號會自動發送到生產設備終端計算機，生產設備終 端計算機對上述信號進行分析、處理，并將信號由網絡傳輸到業務管理系統和 監控管理系統；對于數據不能自動采集的生產設備，工作人員在業務管理終端 計算機上人工錄入相應數據；(3)業務管理服務器接收并存儲檢測設備的相應 數據、圖像和其他背景信息；(4)業務管理終端計算機上的業務管理軟件即時 調用存儲在業務管理服務器中的信息，通過對數據的充分挖掘、分析、處理， 可掌控歷史生產信息、檢查隱含問題，可控制現時生產、實現生產設備、異構 控制系統與生產經營的集成，可分析存儲數據、預測未來生產信息、預防風險； (5)業務管理服務器通過網絡將數據傳輸到監控管理系統；(6)監控機構服務 器接收并存儲相應信息，并可供監控管理終端計算機隨時調用；(7)監控終端 計算機上的監控管理軟件調用、處理存儲在監控機構服務器中的信息， 一方面， 同步在線監控、監督生產過程、運輸過程；另一方面生產過程中的信息，供監 控管理、數據科學利用使用。
本發明的要點在于它的設備及工作^驟。其工作原理是，通訊網絡單元運 用計算機網絡技術、控制器技術、遠程通訊技術，先將采集單元同控制器連接， 然后將控制器、生產設備終端計算機、業務管理服務器相連接，再將配方生產 企業內的終端計算機組成網絡，通過業務管理軟件，實現配方生產企業管理、 控制及監督一體化系統。通過GPRS等無線通信技術使GPS系統與業務管理系統、 監控管理系統實現聯網對接，每個配方生產企業再通過網絡與上級監控管理部 門的數據庫連接，使上級管理部門能隨時監控各配方生產企業，組成一個完整 的管理控制網絡。本發明是以目前先進的監控技術為基礎，并以網絡技術為核 心構成了生產監控、管理一體化系統，實現了自動檢測、妥善地進行數據處理和自動控制，科學地進行管理，從而保證本發明的科學性、穩定性和可靠性， 也使生產過程規范化、自動化、透明化、科學化，為企業實現信息化、精細化 管理提供有力的支持，實現企業管理數字化、無紙化辦公。本系統是對傳統的 大批量生產企業進行了全面的改造，實現了信息化管理，改變了傳統的、粗放 的、人為的、制度的控制管理模式，實現了集約式管理，是管理模式的一種變 革。對產品質量和經濟效益的提高具有很大的促進作用，對提高大批量生產企 業的整體管理水平具有重大意義，本系統的應用可以給大批量生產企業帶來巨 大的經濟效益和社會效益。
大批量生產企業的管控一體化系統及方法與現有技術相比，具有設計科學、 合理、富有創意，既提高了生產自動化的水平和生產連續性，又保障了整個生 產的系統性、可視性和智能操作的可靠性、安全保證環節極其可靠、整體結構 緊湊、安裝簡便，操作簡單、實用性較強、發展前景較好、防止資源損失、降 低生產成本、提高經濟效益、生產管理的自動化大大提高了產品的質量和生產 的效率、改變了傳統的工作管理模式、使大批量生產企業管理信息化、科學化、 規范化、大大地減少不必要的人工浪費、同時也有效地提高了工作效率、極大 地提高了生產和運行管理的安全性能和可靠程度、提高了管控能力、從而帶來 了潛在的社會和經濟效益、通過對生產數據的挖掘和分析、可為管理者提供決 策支持等優點，將廣泛地應用于大批量生產企業、大專院校、科研單位及相關 的研究部門開發、使用行業中。
下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。
圖l是本發明的結構連接示意圖。
圖2是本發明的業務管理軟件框圖。
圖3是本發明的監控管理軟件框圖。
具體實施例方式
參照附圖， 一種大批量生產企業的管控一體化系統及方法，該系統由由硬 件和軟件兩部分組成，硬件部分包括多個生產設備、多個生產設備終端計算機、多個數據采集裝置、多個控制器、多個視頻設備、多個北斗星或GPS衛星定位裝置、多個業務管理終端計算機、多個監控管理終端機、業務管理服務器和監控機構服務器；軟件部分包括數據采集軟件、業務管理軟件、監控管理軟件、業務管理數據庫軟件和監控管理數據庫軟件。
大批量生產企業的管控一體化系統及方法，按結構分為三個層次和一個單元，即第一層為數據采集層，第二層為業務管理層，第三層為監控管理層和通訊網絡單元，上述三層各自構成通訊網絡并分別與廣域網相連接；大批量生產企業的監控和管理一體化系統由硬件和軟件兩部分所組成，硬件部分包括l、 2、3和4號生產設備、三個數據采集裝置、七個終端計算機其中有3、 4、 5號生產設備終端計算機、1、 2號業務管理終端計算機和1、 2號監控管理終端計算機、一個GPS衛星定位裝置、 一個視頻設備、業務管理服務器和監控機構服務器；上述1、 2號生產設備的多個相應檢測部位上分別對應安裝有1、 2號數據采集裝置，1、 2號數據采集裝置分別為流量計、料位計、溫度計、鍋爐燃煤計量器、電耗量表或視頻設備等一切生產計量相關設備，用于采集數據信息；K2號數據采集裝置通過導線與控制器輸入端相連接，控制器的通訊接口通過數據采集層網絡與業務管理服務器的通訊接口相連接；3、 4號生產設備與3、 4號生產設備終端計算機相連接，3、 4號生產設備終端計算機與數據采集層網絡相連接；3號數據采集裝置通過導線與5號生產設備終端計算機的輸入端相連接，為衡器裝置，用于采集重量信息，5號生產設備終端計算機的通訊接口與數據采集層網絡相連接；數據采集層網絡與業務管理服務器的通訊接口相連接； 一個視頻設備裝設在生產室相關位置監控生產的全過程，并對關鍵生產崗位和環節做重點錄入，視頻設備通過導線與數據采集層網絡相連接； 一個GPS衛星定位裝置分別裝設在采購入場合產品出廠的運輸設備上，通過無線通訊多個GPS衛星定位裝置與業務管理服務器相聯系；GPS衛星定位是通過GPRS等無線通信技術使GPS系統與業務管理系統、監控管理系統實現聯網對接，對整個物流流程進行GPS監控。
數據采集層的主要功能是實現大批量生產企業生產數據采集的自動化，實現對重量、溫度、液位、流量、設備終端生產數據等生產信息的實時自動采集、傳輸至業務管理層和監控管理層；應用GPS全球定位技術實現對原材料進廠、產成品出庫及原材料和產品運輸過程的全程進行跟蹤定位，并將過程信息傳送至業務管理層和監控管理層，實現實時監控。
業務管理服務器的通訊接口與數據釆集層網絡、業務管理層網絡相連接；業務管理層網絡分別與l、 2號業務管理終端計算機相連接；1、 2號業務管理終端計算機隨時調用業務管理服務器中的數據信息并將處理信息反饋至業務管理服
務器；業務管理終端計算機，用于承載業務管理軟件，用于客戶操作系統；業務管理服務器，用于接收、存儲、處理、發送數據到監控管理裝置中監控機構服務器；業務管理服務器內設置有無線通訊模塊，通過網絡或無線通訊網絡業務管理服務器與廣域網相聯系；業務管理層是將原材料采購、庫存、生產和銷售過程的數據自動采集傳送至業務管理服務器，站內業務管理終端計算機采用網絡連接可隨時調用，并將處理后的信息反饋儲存至業務管理服務器。大批量生產企業的業務管理軟件包括組織管理、人力資源、設備設施、規范標準方法、合同管理、進度管理、產品設計、采購管理、材料庫存管理、生產管理、產品庫存管理、銷售管理、計量管理、結算管理、成本管理、質量控制、監控計量、安全管理、系統維護、數據上傳、輔助決策、GPS管理、系統幫助。如圖2所示。
業務管理層的主要功能是接收從現場各個控制設備處、GPS系統中傳來的實時運行數據，并將數據保存到業務管理服務器中；業務管理終端計算機隨時調用、處理數據并存儲回業務管理服務器中；通過廣域網或無線通訊網絡與監控管理系統相連接，并將數據傳送至監控機構服務器。
監控管理層網絡同時與監控機構服務器和多個監控管理終端計算機相連接。監控管理層軟件包括監控管理軟件和監控管理數據庫軟件。監控管理軟件是由基本信息、生產監控、視頻監控、統計查詢、數據分析、監督評價、設備管理、GPS管理、系統配置和幫助十個子程序組成，構成十個功能模塊，如圖3所示。
監控管理層通過網絡(如Internet)接收各所轄大批量生產企業上報的具體業務數據，對全局的業務信息進行統計和分析，為整體的生產經營提供決策支持。監控管理層的主要功能是實現質量監督的網絡化，設在質監機構的管理端與各大批量生產企業全天候連接，隨時接受、監督新的數據，便于質監機構掌握全局，管理到位；實現生產全過程、運輸全過程的遠程監控，質監機構可以遠程觀看部分生產的全過程，生產過程中的數字、圖形、視頻可同時實現即時傳送。最后，通訊網絡單元運用計算機網絡技術、控制器技術、遠程通訊技術，先將采集單元同控制器連接，然后將控制器、生產設備終端計算機、業務管理服務器相連接，再將大批量生產企業內的終端計算機組成網絡，通過業務管理
軟件，實現大批量生產企業管理、控制及監督一體化系統。通過GPRS等無線通信技術使GPS系統與業務管理系統、監控管理系統實現聯網對接，每個大批量生產企業再通過網絡與上級監控管理部門的數據庫連接，使上級管理部門能隨時監控各大批量生產企業，組成一個完整的管理控制網絡。
通訊網絡單元的功能是實現大批量生產企業業務管理的網絡化。將大批量生產企業的日常業務，全部在大批量生產企業內部網絡上完成。借助操作系統平臺，大批量生產企業負責人可以在移動辦公中復核、審批，不僅規范了大批量生產企業工作流程，還增強了系統的適用性；實現質量監督的網絡化和生產全過程、運輸全過程的遠程監控。各大批量生產企業的工作內容通過網絡連接對上級網絡完全公開。對于部分生產項目，其生產過程中的數字、圖形、視頻可同時實現即時傳送。設在質監機構的管理端可以掌握全局，管理到位。
1權利要求
1、一種大批量生產企業的管控一體化系統及方法，該系統由由硬件和軟件兩部分組成，其特征在于硬件部分包括多個生產設備、多個生產設備終端計算機、多個數據采集裝置、多個控制器、多個視頻設備、多個北斗星或GPS衛星定位裝置、多個業務管理終端計算機、多個監控管理終端機、業務管理服務器和監控機構服務器；軟件部分包括數據采集軟件、業務管理軟件、監控管理軟件、業務管理數據庫軟件和監控管理數據庫軟件；所述大批量生產企業的管控一體化系統按結構分為三個層次，第一層為數據采集層，第二層為業務管理層，第三層為監控管理層；所述多個生產設備的多個相應檢測部位上分別對應安裝有多個數據采集裝置，多個數據采集裝置與多個控制器通過網絡連接，多個控制器與多個生產設備終端計算機通過網絡連接，多個生產設備終端計算機與業務管理服務器通過網絡連接；或數據采集裝置內包含控制器，則多個生產設備中多個數據采集裝置與多個生產設備終端計算機通過網絡連接，多個生產設備終端計算機與業務管理服務器通過網絡連接；或生產設備自身帶有終端計算機，則多個生產設備中多個數據采集裝置與多個控制器通過網絡連接，多個控制器與業務管理服務器通過網絡連接；所述多個北斗星或GPS衛星定位裝置分別裝設在采購入場及產品出場的運輸工具上，通過無線通訊多個北斗星或GPS衛星定位裝置與業務管理服務器相聯系，業務管理服務器本身帶有位置服務系統；或通過無線通訊多個北斗星或GPS衛星定位裝置與專業機構的位置服務系統聯系，位置服務系統與業務管理服務器相聯系；所述業務管理服務器與多個業務管理終端計算機通過網絡連接，同時業務管理服務器與監控管理服務器通過網絡連接；所述數據采集軟件嵌入在生產設備終端計算機中，采集數據包括自動采集數據和人工采集數據，將采集的信息實時地進行數據統計、存儲并與業務管理終端計算機實施通信；所述業務管理數據庫軟件嵌入在業務管理數據庫中，是接收從現場各個控制設備處、北斗星或GPS系統中傳來的實時運行數據，并將數據保存到業務管理服務器中；所述監控管理數據庫軟件嵌入在監控管理數據庫中，通過廣域網監督機構與各大批量生產企業全天候連接，實時接受、監督新的數據，對生產全過程、運輸全過程進行遠程監控，對生產過程中的數字、圖形、視頻實時傳送；所述業務管理軟件嵌入在業務管理終端計算機中，隨時調用、處理數據并存儲回業務管理服務器中，由組織管理、人力資源、設備設施、規范標準方法、合同管理、進度管理、產品設計、采購管理、材料庫存管理、生產管理、產品庫存管理、銷售管理、計量管理、結算管理、成本管理、質量控制、監控計量、安全管理、系統維護、數據上傳、輔助決策、北斗星或GPS管理、系統幫助二十三個子程序組成，構成二十三個功能模塊；所述監控管理程序嵌入在監控管理終端計算機中，由基本信息、生產監控、視頻監控、統計查詢、數據分析、監督評價、設備管理、北斗星或GPS管理、系統配置和幫助十個子程序組成，構成十個功能模塊。
2、 根據權利要求1所述的大批量生產企業的管控一體化系統及方法，其特征在于所述多個數據采集裝置包括多個流量測量儀、多個溫度傳感器、多個液位測量儀和多個重量傳感器。
3、 根據權利要求1所述的大批量生產企業的管控一體化系統及方法，其特征在于所述數據采集層可設置多個。
4、 根據權利要求1所述的大批量生產企業的管控一體化系統及方法，其特征在于所述業務管理層可設置多個。
5、 根據權利要求1所述的大批量生產企業的管控一體化系統及方法，其特征在于所述大批量生產企業的管控一體化方法至少包括如下步驟(1)在業務管理終端計算機所承載的業務管理軟件上錄入組織管理、人力資源、設備管理、合同管理、產品設計等所需輸入的背景信息；(2) 對于數據自動采集的生產設備，其工作的圖像信號和運行的參數數據信號會自動發送到生產設備終端計算機，生產設備終端計算機對上述信號進行分析、處理，并將信號由網絡傳輸到業務管理系統和監控管理系統；對于數據不能自動采集的生產設備，工作人員在業務管理終端計算機上人工錄入相應數據；(3) 業務管理服務器接收并存儲檢測設備的相應數據、圖像和其他背景信息；(4) 業務管理終端計算機上的業務管理軟件即時調用存儲在業務管理服務器中的信息，通過對數據的充分挖掘、分析、處理，可掌控歷史生產信息、檢查隱含問題，可控制現時生產、實現生產設備、異構控制系統與生產經營的集成，可分析存儲數據、預測未來生產信息、預防風險；(5) 業務管理服務器通過網絡將數據傳輸到監控管理系統；(6) 監控機構服務器接收并存儲相應信息，并可供監控管理終端計算機隨時調用；(7) 監控終端計算機上的監控管理軟件調用、處理存儲在監控機構服務器中的信息， 一方面，同步在線監控、監督生產過程、運輸過程；另一方面生產過程中的信息，供監控管理、數據科學利用使用。
全文摘要
一種應用于交通建設行業中的大批量生產企業的管控一體化系統及方法，該系統由由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括多個生產設備、多個生產設備終端計算機、多個數據采集裝置、多個控制器、多個視頻設備、多個北斗星或GPS衛星定位裝置、多個業務管理終端計算機、多個監控管理終端機、業務管理服務器和監控機構服務器；軟件部分包括數據采集軟件、業務管理軟件、監控管理軟件、業務管理數據庫軟件和監控管理數據庫軟件；大批量生產企業的管控一體化系統按結構分為三個層次，第一層為數據采集層，第二層為業務管理層，第三層為監控管理層。本發明設計科學、合理、富有創意，既提高了生產自動化的水平和生產連續性，又保障了整個生產的系統性、可視性和智能操作的可靠性、防止資源損失、降低生產成本、提高經濟效益。
文檔編號G06Q10/00GK101667271SQ20091018735
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月14日 優先權日2009年9月14日
發明者巍 周, 石慶生 申請人:石慶生;周 巍