工厂车间监控方案

工厂车间监控方案（共8篇）

工厂车间监控方案篇1

一、工厂车间视频监控系统概述

为进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个安全、舒适、温馨、高效的生产与生活环境，并根据各种不同厂区的需要，从工厂的具体实际出发，做到配置合理，留有扩展余地，技术先进，性能价格比高，确保系统性能高质量，高可靠性。本视频呢监控系统方案根据工厂提供的相关文件，并根据工厂的实际需求，参照有关国际标准和国家标准，结合我公司多年的实际经验，为工厂车间监控提出我们的设计理念及方案。

二、工厂车间视频监控系统设计

方案

某工厂主要分为四部分：

 组装车间：组装车间比较大，面积是300*470的一个大车间，夜间有2个长明灯，但是灯光不是很强，共有2个出入口，一个是进口，一个是出口，车间的两边是大窗户，只要打破窗户就能进出到车间里面。为了保证这个组成车间的安全，在车间的2个出入口各安装一台固定的低照度彩色摄像机（TOYA-600V高清晰彩色摄像机），主要监控出入车间的人员，在靠近窗户的地方安装6台彩色低照度摄像机，防止夜间有人破窗而入，在车间的左上角安装1台带云台低照度变倍摄像机，白天观看组装情况，夜间起到防盗作用。（组装车间共安装8台摄像机）由于组装车间距离监控机房已经超过600米，所以采用光缆+视频光端机的方式进行传输视频图像。组装车间安装8个音频器。 生产车间：生产车间面积比较小，由于很多产品体积比较小，结构也比较精密，价格也很昂贵，所以很容易丢失。生产车间有1个出入口，在出入口安装1台彩色低照度摄像机，监控进出人员情况，在车间内四周安装3台摄像机，监控窗户及生产的情况，在车间顶上安装一台带云台变焦摄像机，可以通过调整云台镜头更清晰的监控生产车间情况。（生产车间共安装5台摄像机）。生产车间安装5个音频器。

 办公楼：办公楼重点部位主要是大门口和财务室，共安装2台摄像机，大门口安装一台，主要监控进出办公楼的人员，财务室安装一台红外半球摄像机，主要起到夜间防盗的作用。（办公楼共安装2台摄像机）

 工厂大门口1台摄像机，监控出入大门口的人员及车辆。

三、工厂车间视频监控系统构成示意图：

四、工厂车间视频监控系统构的优势：

 数字视频监控系统强大的优势之一：功能优势

数字视频监控系统是一种以LAN/WAN为现场总线构成的，具有高质量的、实时的图像监控功能的网络视频监控系统，它是大型的、分散的地理区域监控系统的最佳选择！

数字视频监控系统是完全基于计算机，以其为核心、结合安防监控的实际要求以及多年来不断完善的安防理论和经验，运用最新的数字视频技术、现场总线技术、网络通信技术建立的一套软硬件相结合、崭新的、完整的监控系统，优化了大量的内部结构，减少了许多不必要的环节，提高整体性能和反应速度，满足新技术不断发展的需要，并能向用户提供全面的增值服务，该系统集智能化、自动化、网络化、全面化于一身，此系统的建成将给宾馆管理、安全、防范带来更大的便利！

 数字视频监控系统强大的优势之二：应用优势

数字视频监控系统的应用优势在于安全可靠、方便扩展升级、具有强大的冗余功能。安全可靠：监控主机端的视频图像信号以加密的纯硬件H.264压缩方式形成网络数据包，以

组播的方式存在于整个网络中，所有需要远程监控的计算机均需经过主机端授权，有效的防范非法人员登录。

强大的扩充和升级能力：我们设计的宾馆数字视频监控系统，正如计算机系统可以很方便的进行扩展和升级一样，数字视频监控系统也可以很方便的进行硬件扩展和软件升级。

强大的功能冗余：正如计算机的功能强大一样，数字视频监控系统拥有强大的功能冗余。

工厂车间监控方案篇2

随着我国汽车制造企业的迅速发展,汽车整车工厂的规模越来越大,制造工艺也越来越先进,四大工艺对供配电系统的供电质量、供电可靠性、系统运行经济性提出了更高的要求。四大工艺中尤其以焊接工艺对配电要求特别高,供电质量差不仅会影响整车焊接质量,而且焊接车间的负荷特殊性又会对电网造成较大冲击,影响其他设备正常运行。此外,如焊接车间的供配电系统设计不合理,将会造成企业投资增加、扩建困难、运行成本增加等。作为汽车企业的一名电气工程师,笔者曾经全程经历几个产能30万辆/年的汽车生产基地建设项目以及多条40JPH焊接线建设工程的设计、施工、调试、达产全过程,积累了一些经验,下面就汽车工厂焊接车间供配电系统方案的规划设计及设计中应注意的问题谈一下个人的体会。

1焊接车间供电系统总容量规划

焊接作为汽车整车工厂生产的四大工艺之一,不同于其他三大工艺,刚性强,多品种车型的通用性差,产品每一次更新换代,都需要更新车间内大量的专用设备和生产工艺,对于市场需求旺盛的产品,通常又会对该产品焊接线进行产能提升改造,增加焊机设备的安装容量。这样就可能会出现用电设备总安装容量大幅增加,导致供配电系统容量无法满足工艺用电要求。而一般供配电系统生命周期约为20年,甚至更长,如工程投入使用后不久就因用电设备的大量增加而需要扩容改造,将导致无谓的重复投资。但如果过度考虑用电设备的扩张,又可能造成工程投运后供配电系统负荷率长期过低的现象,其实亦是一种资源的浪费。因此,在焊接车间供配电系统规划建设时,应与工艺规划充分沟通,了解焊接车间的总体规模、运行模式及最大产能,供配电系统容量既要保证当时焊接生产线的用电需求,又要为将来的新产品焊接线和产能提升作适当预留,但又不至于超容量设计导致企业投资增加。

例如某汽车工厂焊接车间建设规模为4条焊接主线(包括前车体、下车体、总拼、左侧围、右侧围),4条门盖线,2条调整线,每条焊接线生产节拍均为40JPH。因受调整线的产能牵制,该焊接车间的最大生产节拍也仅能达到80JPH,最大运行模式为任意2条焊接主线和任意2条门盖线同时生产,因此,对于供配电系统的容量设计通常只需考虑2条焊接主线和2条门盖线工艺设备的用电量,并适当预留备用容量。

2焊接车间的负荷组成及特性

焊接车间的工艺设备负荷80%以上是焊机,主要包括悬挂式点焊机、凸焊机、CO2保护焊机、螺杆焊机、机器人焊机等,其中90%为悬挂式点焊机,这类点焊机容量通常为150kVA、180kVA,单机容量大,且数量多,一般一条40JPH车身线配置200台左右,电压是单相380V,功率因数0.6,为电抗器感性负荷,工作时间50~200ms,是典型的非线性冲击性负荷,会产生大量的谐波及无功功率。

焊接车间其他负荷由包边机、输送设备及其控制系统,三坐标、打码机、涂胶机、机器人控制系统等工艺设备及空调、风扇、照明等公用设备组成,这些设备极易受到电网质量的影响,而由于点焊机焊接时产生较大的电压波动和闪变,会对以上设备产生较大影响,小则停机、停线、影响设备寿命,大则误动作造成事故。

3焊接车间的负荷计算

3.1点焊机暂载率(负荷持续率)的取值

焊接车间的负荷主要是焊机,故主要进行焊机的负荷计算。焊接车间在进行负荷计算(变电所及干线)时,点焊机暂载率的取值是个焦点问题。根据焊接工艺,一般的薄板焊接约5~10个周波(0.1~0.2s),厚的板材约10~15个周波(0.2~0.3s),2次通电间隔约为2s,相当于暂载率在8% ~15% 之间。而点焊机的额定暂载率标称为50%,两者相差甚远,如果以额定暂载率进行负荷计算,得出的结果与实际负荷必然出现极大的偏差,导致变压器选择过大。因此计算时可根据各工程情况,暂载率取值在10%~15%之间。

3.2焊机类负荷需要系数的确定

在进行负荷计算时,对于焊机类设备需要系数的选择,目前主要依据《工业与民用配电设计手册》,点焊机需要系数Kx取0.35。但是对于汽车工厂的焊接车间,不能盲目应用该数据,还需要对生产工艺进行了解和分析。我们知道,焊接线的负荷大小就在于多少台焊机同时工作,其尖峰负荷也就是最大焊机工作数时的工作负荷。由于受到人员工作的熟练程度、前后工序的复杂程度、工件在工位之间的输送方式等因素的影响,同时投入工作的焊机数量是不确定的。根据工程实际运行经验,采用传统输送方式即工位间人工电动葫芦输送,焊机投入运行的数量在时间上分布相对均匀;而采用自行小车统一输送的方式,由于开始焊接的时间较为一致,焊接时间比较集中,焊机同时使用系数比较高,往往导致焊接的冲击电流很大,就会造成焊接线负荷偏离平均值过大。因此,应根据输送方式的不同,考虑一定的负荷修正系数,得出焊接线的计算负荷,避免出现过负荷现象。

3.3柔性焊接生产线的负荷计算

对于多产品混线的柔性焊接生产线的负荷计算,不能单纯根据工艺提供的平面布置图及设备清单进行。应与工艺沟通清楚,哪些为共用拼台焊机,哪些为单一产品的专用拼台焊机,因为专用拼台焊机只有生产某一产品时才投入使用。表1为某柔性焊接线焊机设备清单。

可见,该柔性焊接线的总焊机数量共282台,但实际上投入运行的焊机最大数量为生产产品2时共183台,如果按282台焊机全部投入使用进行负荷计算,将会造成配电系统容量过大,而实际的生产负荷远小于计算负荷。这样不仅会带来巨大的投资浪费,而且加大了配电系统的损耗,增加了运行成本。

4变电所设计

4.1合理设置变电所

根据负荷计算结果选择变压器的容量与数量,为了便于控制,通常结合工艺规划的分区设置变电所。变电所均采用组合式变电所,以节省空间,变压器采用干式变压器,并设置变电所钢结构平台。

对于较易受到电网质量影响的设备,如焊接机器人控制电源、输送设备的PLC控制柜、三坐标设备、照明及公用设备,可考虑设置一台专用变压器,以避免焊机引起的电压波动和谐波干扰。

4.2变电所的选址

变电所选址是供配电设计是否合理的关键,如果低压母线或电缆供电半径过长,会导致线损严重,电压降过大,影响供电质量。为了减少低压线路的损耗及投资,应尽可能使变电所设置于负荷中心。焊接车间各工艺生产区域的连接是非常紧密的,因此在变电所选址时,应结合焊接车间的生产线建设及管理实际,与生产线相配合。变电所一般选择在摆放物料相对较少且工艺钢结构标高较低的生产线区域,如前车体或侧围线区域上方,这样既节省空间,又能达到节省投资和节能的目的。

4.3无功补偿投切

为了提高低压配电系统的功率因数,降低线损,增加变压器的负载能力,通常在配电变压器低压侧采用低压并联电容器装置进行无功集中补偿。

焊装车间的大部分负荷由点焊机组成,为单相380 V负荷,具有变化快、冲击强、不对称、谐波大的特点。传统补偿采用三相对称静态补偿的方式(图1),即三相同时投切,同时补偿,而焊机负荷需要补偿的无功功率不同,这样势必造成某一相补偿量不足或某一相过补偿。此外,传统的补偿采用接触器投切补偿电容器,动作速度慢,而点焊机一般工作周期在50~200ms,当补偿控制器检测出要投切的电容器数量时,接触器还未来得及动作点焊机已结束工作,从而造成补偿装置投切不准确,达不到正常的补偿效果,影响产品的焊接质量。因此,焊接负荷的无功补偿必须采用分相动态补偿方式(图2)。分相动态补偿装置采用三相独立控制技术,可根据负荷无功功率变化进行分相检测、分相补偿、自动投切,动态响应时间≤20 ms。可采用自动循环投切方式,全工况下功率因数不低于0.95。适用于各种不对称冲击性负荷,尤其适合焊接负荷的快速补偿。

5焊接车间的配电设计

5.1母线布置

焊接车间配电方案一般采用干线式,干线采用插接母线,母线设置在负荷中心,一般可沿生产线工艺钢结构的边梁敷设,这样既可以缩短设备配电的出线,避免电压降过大影响焊接质量,又可以节省投资。对采用工艺吊架不合理的地方,可跨柱或沿梁敷设,但应注意与结构协商预留吊点。另外,母线布置应避开输送平台,并与压缩空气管道、动力管道统一汇总,避免相互干涉。

需要注意的是,容易受到电网质量影响的设备,如焊接机器人、控制电源等,不能由焊接母线直接供电,焊接机器人所配的焊机可接至焊接母线。

5.2点焊机配电

点焊机为单相380V,应均匀分配到三相上,即接到AC、BC、CA相上,使各相的负荷尽量接近,达到三相平衡。

因点焊机为断续工作制,点焊机的额定容量不能直接用于保护电器和导线的选择,必须将其转换为负载持续率ε=100%时的有功功率,再进行相关计算。选择配电导线和电缆时,既要考虑导体载流量与保护电器的配合,也要考虑电焊设备断续工作制这一因素。因此,导线选择时既要满足导体允许持续载流量大于低压断路器的额定电流,又要满足导体允许断续载流量不小于用电设备在额定负载持续率下的额定电流。

5.3输送线设备配电

焊接车间输送系统的主要设备包括自行小车、积放链、滑撬、自动吊具等,焊接车间输送系统大部分负荷由许多小电机组成,一般按工艺分区控制。常出现的问题是工艺所提用电需求为每个分区的总容量,即把所有电机容量简单相加,通常还乘以一个1.2~1.4的(预留)系数,而实际上输送系统的很多电机是不同时使用的,导致实际运行电流比设计容量小很多。根据工程项目的实际运行数据,某焊接线工艺所提出的自行小车PLC输送控制柜的容量为250A,但实际运行最大电流不超过50A,平均电流则更小,出现“大马拉小车”的现象,显然,这种负荷计算方式是不合理的。因此,输送系统的配电设计应根据各工程情况考虑输送设备的同时系数。

6照明设计

6.1灯具选型

焊接车间厂房属于高大工业厂房,无特殊要求时,应优先选用金属卤化物灯为代表的高强度放电灯,因为金属卤化物灯具有光效高、显色性好、寿命长等特点,适用于大面积场所照明。焊接车间厂房一般为10~12m的单层厂房,常采用250W、400 W2种光源。焊接生产线对照明的要求比较高,一般照度为300~500lx,而生产线工艺钢结构一般在5m高左右,考虑到踏台高度,一般净空为3~4m。因此,工位照明可采用高效节能型荧光灯,如T5、T8型荧光灯。生产时焊接线工艺钢结构有振动,曾发生过灯管掉落事故,故应考虑选用带防护罩的灯具。

6.2灯具布置

焊接车间生产线布置较紧凑,因此厂房布灯时宜采用厂房一般照明与通道照明、生产线照明相结合的混合照明方式,厂房的一般照明按通道布置。

6.3照明控制

为了便于车间管理及节能,应按工段或生产线工艺流程进行照明分区控制,在每条焊接线区域设置一台照明总配电箱,前车体、下车体、总拼、左侧围、右侧围分别设置1~2台照明控制箱,每个开关控制一个工位的照明灯,控制箱要设置在便于工作人员操作的通道上。

7结语

以上内容均为个人参与多个焊接车间建设项目后对焊接车间供配电系统方案设计的一些经验总结,希望能为同行提供借鉴。

摘要：分析了汽车工厂焊接车间用电负荷的特性及焊接工艺特点,结合工程实际情况,对汽车工厂焊接车间的供配电方案进行研究,为合理设计焊接车间的供配电系统提供依据。

工厂车间监控方案篇3

博鳌亚洲论坛秘书长龙永图表示，在全球制造业的生产链上，中国企业只处在中低端，从中国的综合国力、制造业的素质和竞争能力，特别是拥有的自主核心技术看，与世界经济史上被称为“世界工厂”的英国、美国和日本相比，还有很大差距。

现代制造业是一个相互作用的产业链，中国是这个链条的一环。实际上，世界工厂已经通过跨国公司的全球生产链，把世界各国连结起来。中国的制造业已经成为世界制造基地的一个组成部分，中国的制造业越发达，从其他国家进口的原料越多。这是一种相互融合而又相互影响的过程。

目前，跨国公司纷纷在中国设立采购中心。有的是全球采购中心，有的是中国采购中心，仅上海就有200多家跨国公司的采购机构。2002年跨国公司采购中心在中国的采购规模已突破300亿美元，据有关部门预测，2005年将超过500亿美元。许多跨国公司在中国生产产品，已经不单是满足中国市场的需要。他们看好的，不只是13亿人口的庞大购买潜力，更有中国市场的辐射作用和全球分工角色。

中国制造业近年来得到长足发展，总量已升至世界第4位。包括跨国公司在华生产的产品在内的百余种产品的数量已位居世界第一。在日本通产省发表白皮书称中国已成为“世界工厂”之后，中国是“世界工厂”的说法便开始兴起。

中国改革开放论坛理事长郑必坚认为，中国企业成功地抓住了世界范围内正在进行的大规模产业转移时机，利用跨国公司将制造基地转移到具有低成本优势的地区的机遇，得以培育和发展自身的制造业。这可以说是中国企业第一次在全球分工当中找到明确的位置。

但他表示，尽管中国已形成珠江三角洲、长江三角洲、环渤海湾三大世界级制造基地，但中国仍称不上制造业强国。从总量上来看，中国的制造业产值仅占全球市场的5％，而日本所占的比重是15％，美国是20％。技术含量高的“中国制造”产品在全球市场上远未形成主流。郑必坚提出，要充分开发、利用和发挥中国加工制造业的比较优势，并在此基础上形成多方面的综合竞争优势，促进中国制造业的全面提升。现在的关键在于围绕自身的比较优势创造形成独立、完整、多层次、协调发展的加工制造体系。一方面吸引更多的外商投资企业融入这一体系，一方面开发先进的制造技术，创造中国自己的品牌和自主知识产权。

联合国工业发展组织总干事卡洛斯·马加里尼奥斯说，中国已经日渐成为世界重要的工业品生产和供应基地。但中国由“制造大国”向“制造强国”转变，仍需一段艰苦过程。这是庞大的系统工程，各地各行业需要重新调整自己的工业布局和定位，包括正确处理发展高科技与制造业的关系，大力发展高科技制造业等等。

10多年前就开始孕育的“中国制造”已经历了两次升级，并被认为是中国经济发展的“ 支撑”。在讨论了多年“比较优势”后，中国企业正关注“核心技术”的发展，正为全面打进“全球供应链”而冲刺。

要使“中国制造”做大做强，大力吸引越来越多的跨国资本在中国投资研发机构，将有效带动中国制造业的升级。迄今，包括松下、LG、GE、英特尔等在内的200多家跨国公司纷纷在中国设立了研发中心。有专家认为，中国的研发吸引力还将持续上升，因为它拥有位列世界第2位的研发人员数量，拥有比日本还多的博士，以及和美国数量接近的理工科毕业生。

中国政府为使中国制造业向高端努力，正在推动“研发热潮”，政府投入研发的开支已经占到GDP总量的1％，约1000亿元。与此同时，曾经带动珠三角和长三角兴起的制造业，开始向京津唐、辽东半岛、胶东半岛和厦漳泉地带扩散，各地政府因地制宜地发挥了比较优势。与会的专家学者及企业总裁认为，“世界工厂”概念与以往已大不相同，不再是一个国家孤军奋战，而是许多国家一起共同打造“世界工厂”。与工业化时代的“世界工厂”不同，信息化时代的“世界工厂”并不意味着一个国家整体制造能力的全面提高，而是更多地充当 “世界工厂的一个车间”的角色，是以全球性的网络化生产、网络化采购为特征的制造基地。

工厂视频监控解决方案篇4

工厂视频监控系统设计方案书

一、用户现状与需求

项目背景

×××公司有两个主要车间，其中××车间原有一套模拟监控系统，已经年久失修，图形模糊；并且仓库内各大型设备众多区域是视频监控盲区，迫切需要建设一套高清数字视频监控系统。

新建设的百万高清数字视频监控系统主要分布于××车间内各楼层内主要工作设备，从而更快的发现已发生故障的设备，得到及时的挽救，把损失降到最低。

用户需求

经过现场勘查，并和×××车间主管深入探讨，××车间监控系统需达到如下需求：

※ 集中监控：××车间内所有监控点位汇聚到监控机房； ※ ××车间四层中控室：车间内图像全部由监视器体现出来，； ※ 本地录像：保存30天以上的本地监控录像资料，以防案发或者可视化需要调取录像提供依据。

※ 权限管理：实行操作权限分级管理，按工作性质对每个操作人员赋予不同管理权限等级，系统登录、操作均进行权限查验，公司地址：上海浦东秀浦路2388弄先进制造产业园2幢605室。热线电话：4000-787-528

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保证系统使用的安全性。

※ 远程监控：通过授权，可以通过手机、PC电脑等实时远程可视化管理，一切皆在眼前。

※ 高清监控：采用200万像素高清摄像机，毫发毕现，让一切安全隐患无所遁形。

※ 1M码流看高清：采用宇视U-Code深度编码优化技术，降码流、降存储、不降画质。实测表明，采用H.264编码，1080P画质图像至少需要4M码流；采用H.265编码，码流可降至2M码流；开启宇视U-Code，同样画质下的平均码流不超过1M。

超星光夜视

从此，再无暗黑的夜

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宇视U-Code 让硬盘节省75%以上

设计说明

1、在××车间三楼中控机房设置为本地机房，方便值班人员24小时监控，然后集中连接总机房；

2、摄像机就近接入汇聚接入层交换机，办公室区域摄像机就近接入监控中心交换机；

3、从××车间三楼敷设光纤到总机房；

4、每个摄像机到交换机用六类非屏蔽网线敷设，距离不超过100米；

5、本方案采用超星光全彩摄像机，即使在夜间无灯光前提下，也能获得清晰如同白昼的图像；

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6、本方案采用32路NVR主机，最大容量可接入32台摄像机；

7、本方案采用POE供电模式，一根网线即可传输视频信号也可给摄像机供电（免却了电源线），网络架构更简单，维护更方便，系统更稳定，投资更省；

监控点位设计

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主要设备简介

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工程与服务产品质量与标准

1、产品的质量：所提供的主要产品有第三方检测报告及3C认证等。

2、验收标准：

 GA/T 308 安全技术防范系统验收规则  GA/T 367 视频安防监控系统技术要求  GA/T 394 出入口控制系统技术要求

 DB 31/295 安全技术防范监控用硬盘录像机通用技术要求  GA/T 367-2001视频安防监控系统技术要求  GB50348-2004

《安全防范工程技术规范》

 GB50395-2007

《视频安防监控系统工程设计规范》  GB50396-2007

《出入口控制系统工程设计规范》  上海公安数字高清图像监控系统建设技术规范（V1.0） ××××公司对该项目的使用要求

保质期及售后

1、质保期为叁年，乙方为甲方购买的乙方设备提供叁年的质量保证期，在质保期内乙方为甲方免费提供电话技术支持服务及维护。

2、服务响应时间为20分钟，现场服务响应时间为24小时。

3、提供季度例行保养、保养、备品备件等服务。

公司地址：上海浦东秀浦路2388弄先进制造产业园2幢605室。热线电话：4000-787-528

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售后服务内容 A、系统基本检查

※电源检测

※各系统操作站硬件基本维护及接线端口的检查

※系统软件诊断测试

※线路检测及电缆接插件紧固 B、系统维护 ※摄像机的清洁除尘

※控制中心操作台、电视墙、录像控制设备的清洁除尘 ※图像评价图象质量是否达四级以上 ※录像回放质量检测 ※供电电源的检测 ※线路抽检

公司简介

上海天松电子科技有限公司成立于2002年，拥有丰富的产品线和一批高素质的技能人才，致力于向各行业、各用户提供最专业的安全防范系统集成解决方案和最优质的产品服务。

天松公司拥有一支技术精湛、经验丰富的方案设计、项目管理和工程施工队伍，工程涉及政府、金融、交通、电力、石油、医院、通讯行业、各类企业、房地产等行业。

近年来，取得了较好的社会效益和经济效益，并得到了政府公司地址：上海浦东秀浦路2388弄先进制造产业园2幢605室。热线电话：4000-787-528

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有关管理部门和社会各界的广泛好评。

工厂车间管理规划篇5

一、建立团队：

1、确定团队目标：

2、团队宗旨：

3、推行团队精神、培养团队品质意识等等.........二、员工生产技能的培训：1)、车间管理制度：

2)、焊接技能及注意事宜:

3)、组装技能及注意事宜:

4)、包装技能及注意事宜:

5)、维修技能等等

三、生产管理人员的管理培训：1）、生产工作的计划及安排:

2）、专业生产技术指导:

3）、生产品质的控制:

4）、生产效率的提升:

5）、生产车间物料的管理:

6）、安全生产事宜等等

四、推行车间5S：1）、生产看板:

2）、5S看板:

3）、企业宣传栏等等

五、生产作业人员配备：建立3条线

1）、焊接A1线15人（焊接8人其中1人维修简单不良品，测试3人、组装2人、杂工2人，每日11小时产量1500pcs）

2）、焊接A3线15人（焊接8人其中1人维修简单不良品，测试3人、组装2人、杂工2人，每日11小时产量1500pcs）

3）、包装15人（每日11小时产量3000pcs）

4）、维修员3人、5）、老化1人

6）、超声波2人

7）、看外观PQC 2人

直接作业员人数：53人直接生产员工

维修人员：3人

拉长1人、技术员1人、组长2人物料员2人包括填写生产看板等工作（包装组长1人、A2组长1人从拉线挑选培训可以适当工位补贴）

车间生产总人数：62人（正常标配月产量78000-85000pcs注：周一至周五11小时周六

8小时）

工厂车间宣传标语篇6

2、专心工作为首要，质量安全皆做到。

3、力求一次做好，争取最大效益。

4、由前至后一条拉，从上到下一条心。

5、成功者找方法，失败者找借口。

6、革除马虎之心，提升品质之源。

7、品管提高信誉，信誉扩大销售。

8、加强现场工序管理，严谨过程因素控制。

9、整理整顿天天做，清理清扫时时行。

10、没有品质，便没有企业的明天。

11、认真细致，高效低耗，追求完美，顾客满意。

12、改革创新追求品质，落实管理提高效率。

13、检验记录要可靠，统计分析才有效。

14、想要产品零缺点，全面品管不可免。

15、全员参与，强化管理，精益求精，铸造品质。

16、检查走马观花、事故遍地开花。

17、来料检验按标准，产品质量有保证。

18、做好产品包装工作，确保产品最终质量。

19、讲究实效，完善管理，提升品质，增创效益。

20、产品质量把好关，业务海外好接单。

21、产品质量无缺陷，顾客服务无抱怨。

22、仪器设备勤保养，生产自然更顺畅。

23、光靠记忆不可靠，标准作业最重要。

24、人人有改善的能力，事事有改善的余地。

25、信誉来源于品质，品质来源于素质。

26、工作有计划，效率有保障。

27、有品质才有市场，有改善才有进步。

28、人人品管做得好，顾客抱怨自然少。

29、以品质求生存，以效益为目的。

工厂车间监控方案篇7

现代工厂很注重成本控制和效率提升,生产环境的合理布局不仅能降低运行成本和维护费用,提高设备利用率,还能有效改善生产系统的快速重组,提高企业的快速响应能力[1]。传统的工厂规划一般仅针对某个优化目的,运用数学建模、图论等优化方法进行求解[2]和仿真,得出文字化的改善建议或简单的设备平面布局图,由于无法模拟企业真实的工作环境,无法对生产线进行三维动态仿真,缺乏全面准确的设备资源模型数据,因此操作繁琐抽象,规划方案也很难有实践指导意义。

虚拟现实是最近快速发展起来的计算机仿真设计技术,它在不消耗任何物理资源的前提下提供数字化的虚拟3D空间,已成为规划设计的一项新技术。虚拟工厂采用虚拟现实技术来动态模拟产品的生产制造过程,仿真制造系统的各种状态,为产品开发、工艺改进及厂房规划等提供一个设计检验平台,从而帮助规划人员和决策者作出前瞻性的决策和优化的实施方案。

虚拟工厂的规划仿真通常借助于国外商用软件Delmia/QUEST、Em-plant等进行。最主要的缺陷在于:①缺乏在逼真的虚拟环境下对工厂规划进行交互设计[3];②在车间布局方面停留在桌面式的虚拟环境下,工人不能“沉浸”车间中,无法体验工位舒适度等。

本文在前人研究的基础上,构建包括物理模型、逻辑模型和运动学模型三大对象在内的设备资源库,并采用遗传算法实现虚拟工厂的车间布局优化,最后设计开发了一套提供实时交互功能的虚拟工厂布局规划体验原型系统,利用其1∶1沉浸式虚拟环境,让设计者真实体验和感受设备布局的效果,为新厂房的建立以及厂房的调整与改善提供预分析和规划的工具,为生产过程优化提供真实的仿真环境支持。

1 设备资源库的构建

设备资源库是能快速地对虚拟工厂中的车间设备进行交互设计、布局规划的基础,已有的方法往往注重基于物理模型的三维环境体验[4]或者强调逻辑模型的仿真[5,6],对设备资源缺乏完备的模型定义。一旦物理模型缺乏与其附属设备的逻辑定义,在调整过程中,物理模型就容易与其他设备发生碰撞干涉;同样,单纯逻辑模型的定义也往往无法满足在虚拟场景中对布局的三维效果进行体验的需求。本文构建的资源库则具备物理模型、逻辑模型和运动学模型三大对象,表示为{GM,LM,AM}。这种建模方式便于用户从各个视角对生产线的生产情况进行整体或局部观察,以动画形式模拟生产线上各设备或工位之间的有序流动,达到快速地对虚拟工厂中的车间设备进行布局规划与逻辑仿真的目的。

1.1 物理模型

主流商用虚拟现实软件中的物理模型过于粗糙并缺乏真实感。为了达到逼真地在虚拟现实环境中体验虚拟工厂车间的效果,本文构建物理模型的过程是,利用3DSMAX建模技术创建三维模型并赋予逼真的材质,通过OSG软件引擎[7]进行统一的格式转化,得到包括几何和纹理信息的真实感物理模型数据。通过建模技术对真实工厂的制造资源和工艺数据进行分析,建立真实工厂的数字化模型。此处的物理模型用来表示工厂中一些常用的车间设备,并且根据设备的功能、用途进行分类,便于规划布局时的快速查找布置,如生产设备、加工设备、运输设备,存储设备等,部分设备物理模型见图1。

(a)加工设备 (b)运输设备

1.2 逻辑模型

对于各种设备的模型,除了应具有几何信息外,更重要的是要为其建立逻辑模型。当车间布局完成后,生产线上的设备会根据生产需要进行位置调整,在设备调整过程中,规划人员需要考虑相关联设备的制造能力及加工属性。由于存在很多关联信息,移动设备有很多约束限制,故对某些对象进行独立操作很难得到合适的车间布局。只有当虚拟实体对象表现出与其实际对象相一致的逻辑行为时,虚拟世界才会显得真实可信,用户才会沉浸其中。因此,我们在最初的车间布局设计时就考虑设备的各种属性,逻辑模型负责管理车间布局中用到的各种信息,并能实现设备之间相关属性的关联[8]。在此逻辑模型定义为

LM(p)={〈pu(p),L(p)〉} (1)

其中,LM(p)为虚拟车间p上的逻辑模型集合;pu(p)为虚拟车间上的物理模型集;L(p)为物理模型间的逻辑链接,它表示了模型间的相互协调、约束、反馈关系,定义为L={〈v,w〉|v,w∈pu∧p(v,w)},〈v,w〉表示从物理模型v到物理模型w的链接,谓词p(v,w)定义了链接〈v,w〉的信息。

1.3 运动学模型

静态的三维模型反映物理实体的形态、位置、加工关系等内容,而无法模拟设备对工件的真实操作行为,使得仿真行为缺乏真实感。为了真实模拟生产线系统的动态生产过程,还要为一些设备创建运动学模型。在生产线系统中,设备类在进行加工行为时,设备上某一结构部件发生相对运动,对工件实施特定的生产动作。因此创建运动学模型时,需要重点考虑设备的结构部件组成、各结构部件的自由度、运动方式三方面的因素。在本文构建的资源库中,设备运动学模型数据定义为

AM(p)={lc(p),wc(p),pc(p),dof(p),script(p)} (2)

其中,lc(p)、wc(p)、pc(p)分别表示模型的局部自身坐标系、世界坐标系、加工坐标系;物体在平移和旋转方向上的自由度用dof(p)={x,y,z,φrotx,φroty,φrotz}表示(φrotx、φroty、φrotz分别表示绕x、y、z轴旋转的角度);script(p)={a,s,f,t}表示动画脚本,包含行为a、幅度s、频率f和时间t。几何模型反映物理实体的几何形态,自身坐标系定义物理实体模型在建模仿真环境中或者其他实体模型上出现的位置,加工坐标系定义被加工件出现在自身模型上的位置。用特殊标记来表示自身坐标系和加工坐标系的参考点位置。在交互设计或仿真模拟时,通过遍历场景树节点来确定坐标点位置。

2 车间布局优化

车间布局指按照一定的原则在设备和车间内部空间的约束下,对车间内各组成单元以及生产设备进行合理的布置,使它们之间的生产配合关系最优,设备的利用率最高,物料运送代价最小。虚拟车间布局是在实际车间布局实施之前,在虚拟环境中进行仿真体验并验证其合理性。

2.1 优化目标及约束条件

为了寻求生产系统的最优运行结果,必须在系统设计时优化其布置方法。已知布局车间的运量矩阵和设备间运输距离矩阵分别为

$f = [\begin{matrix} f_{11} & f_{12} & \dots & f_{1 n} \\ f_{21} & f_{22} & \dots & f_{2 n} \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ f_{w 1} & f_{w 2} & \dots & f_{w n} \end{matrix}]$

$d = [\begin{matrix} d_{11} & d_{12} & \dots & d_{1 n} \\ d_{21} & d_{22} & \dots & d_{2 n} \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ d_{w 1} & d_{w 2} & \dots & d_{w n} \end{matrix}]$

物流量大小等于工件的运量乘以设备之间的距离,其计算公式为

$C = \sum_{i = 1}^{m} \sum_{j = 1}^{w} f_{i j} d_{i j} (3)$

因此,布局优化的最终目标是求得最小的物流费用:

$\min C = \min (\sum_{i = 1}^{m} \sum_{j = 1}^{w} f_{i j} d_{i j}) (4)$

式中,fij为设备i到j的运量;dij为设备i到j的距离。

上述优化模型必须满足一定的约束才能用于实际的布局设计,约束条件[9]包括:

(1)间距约束。设备间应保持一定的距离,即满足

$| x_{i} - x_{j} | \geq \frac{s_{i} + s_{j}}{2} + d_{x i j} (5)$

$| y_{i} - y_{j} | \geq \frac{l_{i} + l_{j}}{2} + d_{y i j} (6)$

(2)边界约束。设备的布置不应超过车间的长宽尺寸,即

$\sum_{i = 1}^{n - 1} (| x_{i} - x_{i + 1} | + \frac{s_{i} + s_{i + 1}}{2}) \leq h (7)$

$\sum_{i = 1}^{n - 1} (| y_{i} - y_{i + 1} | + \frac{l_{i} + l_{i + 1}}{2}) \leq g (8)$

式中,(xi,yi)为设备i的坐标;h、g分别为车间在X方向的长度和Y方向上的宽度;si和li分别为设备的长和宽。

(3)区域约束。用Dk表示布局设备中的特殊设备区域,此区域不考虑其他设备的布局,也即形成固定区域约束,可表示为

$(x_{i} - \frac{1}{2} l_{i}, x_{i} + \frac{1}{2} l_{i}, y_{i} - \frac{1}{2} s_{i}, y_{i} + \frac{1}{2} s_{i}) \notin D_{k} (9)$

设备i与j之间的距离可表示为

dij=|xi-xj|+|yi-yj| (10)

2.2 基于遗传算法的车间布局

本文采用遗传算法确定车间设备布局的最优方案[10]。根据设备局部优化设计的要求,设计两组染色体表示设备在车间中的坐标位置,即

$\begin{array}{l} X (所有设备的 X 坐标) ∶ y_{1} y_{2} \dots y_{n} \\ Y (所有设备的 Y 坐标) ∶ x_{1} x_{2} \dots x_{n} \end{array}} (11)$

其中,xi∈[smax/2,h-smax/2],yi∈[lmax/2,g-lmax/2],i=1,2,…,n,smax、lmax分别为所有设备的长度和宽度的最大值。

若取遗传群体容量为N,则首先应在X、Y各自取值的范围内随机产生N对X和Y染色体,并依据约束条件对所产生的染色体进行检验,去除不符合约束条件的染色体,进一步补充符合约束条件的染色体,直至其容量达到N。然后根据式(4)计算每对染色体的优化目标函数值。遗传过程中,选出当前一代中最为优秀的若干对染色体作为繁殖后代的双亲,形成交配池,并通过遗传算子产生一些新的染色体,形成下一代染色体组群。通常遗传算子包括交叉和变异两种,交叉表现了利用优良染色体进行杂交产生新个体的随机过程,变异模拟了生物进化过程中的偶然基因突变现象。对于式(11)中的一对染色体X和Y,可分别对它们进行交叉运算,即首先随机地从交配池中取出两个染色体Xi和Yi,再随机生成一个交叉位置,将交叉位置左右两边的基因互易其位,从而得到一对新的染色体。假设有两组染色体Xi和Xj:

Xi:x1ix2ix3i|x4ix5i

Xj:x1jx2jx3j|x4jx5j

在“|”位置处的交叉结果为

Xi:x1ix2ix3i|x4jx5j

Xj:x1jx2jx3j|x4ix5i

对于选中变异的基因,其值由一个随机数或当前数的110%或90%替代。直至迭代次数达到规定的遗传代数,最后将群体中满足最优条件式(4)的染色体作为解值。

2.3 车间实例

以某车间(长×宽为18m×20m)要安放12台(4类)加工设备与两固定约束区域(Dk1,Dk2)为例,进行车间布局的优化计算并验证所提算法的有效性。按照工件的加工工艺,通过调研统计,某个时间段的设备间物流量矩阵为

$f = [\begin{matrix} 0 & 14 & 0 & 17 & 22 & 5 & 0 & 3 & 22 & 5 & 10 & 12 \\ 22 & 0 & 12 & 8 & 0 & 2 & 5 & 8 & 2 & 0 & 8 & 13 \\ 12 & 9 & 0 & 18 & 6 & 0 & 8 & 0 & 18 & 25 & 6 & 18 \\ 0 & 21 & 14 & 0 & 8 & 33 & 0 & 12 & 0 & 6 & 12 & 4 \\ 8 & 5 & 12 & 10 & 0 & 9 & 20 & 8 & 0 & 11 & 8 & 6 \\ 15 & 2 & 11 & 6 & 5 & 0 & 0 & 8 & 22 & 6 & 12 & 8 \\ 12 & 8 & 6 & 21 & 9 & 0 & 0 & 12 & 8 & 8 & 9 & 2 \\ 4 & 18 & 22 & 10 & 0 & 0 & 12 & 0 & 10 & 0 & 2 & 4 \\ 5 & 22 & 9 & 0 & 12 & 8 & 2 & 0 & 0 & 8 & 12 & 5 \\ 22 & 10 & 6 & 18 & 6 & 8 & 0 & 2 & 12 & 0 & 8 & 4 \\ 0 & 8 & 5 & 9 & 27 & 35 & 25 & 0 & 0 & 9 & 0 & 12 \\ 8 & 0 & 8 & 14 & 22 & 6 & 14 & 0 & 12 & 12 & 8 & 0 \end{matrix}]$

各加工设备长、宽尺寸(单位m)为

$\begin{array}{l} [\begin{matrix} \begin{array}{l} L \end{array} \\ W \end{matrix}] = \\ [\begin{matrix} 1.0 & 1.5 & 1.5 & 1.2 & 1.5 & 2.5 & 2.5 & 1.2 & 1.2 & 1.2 & 1.0 & 1.0 \\ 0.8 & 0.8 & 0.8 & 1.0 & 0.8 & 0.8 & 0.8 & 1.0 & 1.0 & 1.0 & 0.8 & 0.8 \end{matrix}] \end{array}$

尺寸为(1.2,1.0)和(1.0,0.8)的两类设备约束到Dk1区域,尺寸为(1.5,0.8)和(2.5,0.8)的设备约束到Dk2区域,Dk1和Dk2的范围分别为

Dk1={(x,y)|1.9≤x≤10,3.9≤y≤14} (12)

Dk2={(x,y)|11.9≤x≤18,3.9≤y≤15} (13)

按照式(11)设计两组染色体,并取遗传算法的参数为:群体容量N=100,交叉概率0.8,变异概率0.005,遗传代数200,进行车间布局的设计计算。考虑到操作空间问题,取设备在X方向和Y方向上的最小间距均为0.5m,即dxij=0.5,dyij=0.5。求得最优解产生代数123,最小耗费12 124.5,各设备中心坐标为

$\begin{array}{l} [\begin{matrix} x_{i} \\ y_{i} \end{matrix}] = \\ [\begin{matrix} 6.3 & 16.3 & 16.2 & 7.9 & 15.8 & 13.5 & 13.6 & 3.9 & 3.7 & 4.9 & 8.6 & 5.5 \\ 11.9 & 10.2 & 7.1 & 8.1 & 13.3 & 6.1 & 10.9 & 9.7 & 12.8 & 5.8 & 5.6 & 8.1 \end{matrix}] \end{array}$

从而确定设备的布局位置如图2所示。

通过分析给定的物流量条件f可以发现,设备6与设备11、设备4的物流量最大,分别为47和39,图2中给出的展示结果也表明这两台设备被布置在与设备6的相邻位置,以此来降低车间的物料传输费用。通过遗传算法得到的车间的布局方案在其实施之前,在虚拟环境中进行仿真、模拟和优化,因而车间布局更具有可靠性和实用性。

3 3D虚拟交互规划仿真环境

在本文提供的交互式虚拟规划仿真环境中,由于提供了具备逻辑和运动属性的设备资源库,设计者可以像在真实的物理世界中一样观察和操纵布局设备,同时对工厂、加工生产线的布局是否合理进行提前检测并实时修整,从而能够给后续的工厂实际建造工程起到更好的指导作用。

3.1 硬件平台

针对现有昂贵的虚拟现实硬件设备系统,本文提出一个廉价且具有逼真效果的虚拟现实交互系统平台,其基本硬件架构由ART头部跟踪系统(红外摄像头和Dtrack 服务器)、背投影机、投影幕、三维鼠标、无线鼠标、网络设备、PC机等设备组成,其连接关系如图3所示。

与目前流行的三维环幕投影和球面CAVE投影显示系统相比,项目组搭建的两台叠加背投式单通道立体投影系统的造价大概是前者的十分之一,由于采用背投技术,重建了相关模型与算法,其立体效果还胜过前者。具体表现如下:

(1)高质量的立体显示效果。投影系统的首要任务是模拟人的双眼,生成符合深度感要求的左右眼图像,关键技术在于建立精确的双目投影数学模型。考虑到物体空间位置改变或者视点位置发生变化时将造成因为位差太小而使立体感不强,或者位差太大而产生重影、引起视觉疲劳等不良效果等因素,本系统提出根据实际场景大小及观察者的位置对位差和视觉深度进行控制,以实现更加逼真的立体视觉效果。建立的模型如下:

$λ = \frac{d}{2 d^{'} t a n θ} (14)$

其中,d表示位差参数,主要用来控制位差的大小;θ表示张角,参数λ表示视窗宽度比例。在该模型中,系统可以随着视点到物体中心点之间的距离d′的变化动态地调节λ,达到观察者想要的高质量立体显示效果。

(2)逼真的立体渲染效果。一般立体渲染系统设置的默认视点相对于投影屏幕是静态不变的,这忽视了基础理论提出的“最终绘制的正确立体结果只对应一个视点位置”。本系统通过跟踪人眼位置,使得渲染的图像会随着人眼的位置变换而变化,同时保证立体渲染效果与操作者立体眼镜上跟踪点的位置一一对应,从而达到逼真的立体渲染效果。

(3)能获得虚拟物体1∶1尺寸感觉的渲染效果。传统的虚拟现实系统不具有尺寸真实的渲染效果。由于本系统能根据跟踪系统准确地确定视点的位置,所以能精确地计算出对应投影屏幕位置1∶1的投影效果。

3.2 软件引擎

为了能实现一个高效的虚拟仿真环境,后台系统必须要有一个优秀的虚拟仿真引擎支持。本文基于OSG开发库[7],自行开发一套VR引擎,在硬件架构环境中实现虚拟工厂与车间的交互式设计操作。OSG通过场景图把各场景及其属性组织成一棵场景树,具有高效的场景管理和实时渲染性能。

如图4所示,场景图中的根节点是整个仿真场景的缩影,子节点表示场景中的每一个对象或位置、状态等属性,叶子节点代表物理对象本身即可绘制的几何模型。由于虚拟工厂中的车间厂房和生产线上的基本要素都是采用面向对象的建模技术存储在库中,为了便于对这些模型对象进行交互操作,我们将每个对象都作为场景图中的一个Geode节点,该节点下挂着一个可绘制子节点,即最终可绘制(Drawable)的几何数据。而用户对这些模型对象进行平移、旋转操作时,只要修改节点的变换矩阵(MatrixTransform)属性即可。对于车间中一些设备的约束关系,如相对位置偏移等,只要为该对象增加变换矩阵节点,然后将操作对象挂到该变换矩阵节点下即可。父对象的修改操作影响所有孩子节点的状态。

3.3 虚拟工厂体验

根据工厂布局规划方案,用户可以从资源库中选择厂房车间模型,可以对模型进行长、宽、高的属性设置来确定模型大小。通过工位规划选择车间设备,根据算法得到的初始布局位置,用户可以在场景中进行实时地调整。区别于桌面式的三维场景,用户可以体验场景的空间布局,空间是否有浪费,工位布局是否舒适合理等。虚拟现实环境下,对三维场景的每一步交互操作,设计者都是以1∶1的方式来体验厂房或设备的实际尺寸和空间布局的,因此用户能够切身感受自身与机器设备的空间距离,并根据自身的体验来实时地调整规划布局,最终获得规划方案的各种布局数据。

4 结论

本文提出了一个廉价的软硬架构下的虚拟现实环境,研究了设备资源库的构建并采用遗传算法进行车间布局优化,实现了相应的交互设计体验平台。实践证明,用户可以在该平台上快速搭建虚拟工厂与车间,方便地进行初次定位、交互设计、仿真与漫游,身临其境地进行体验分析,从而为企业数字化规划布局和人机功效分析提供可靠的交互支持。

参考文献

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[2]钱志勤,滕弘飞.复杂布局设计问题的算法[J].中国机械工程,2002,13(8):696-699.

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