可视化技术在军工车间生产中的应用

2021-12-01付志珊

湖北农机化 2021年2期

隗宁张力付志珊

(中国电子科技集团公司第十一研究所，北京 100015)

1 生产可视化流程

(1)数据采集：数据作为可视化目标，采集方式较为多元化，如仪器采样、资料整理、人工输入和其它系统交互等，且采集所用方法将直接决定数据格式、维度、量级和精度，并对可视化结果的质量造成极大影响。因此，技术人员在进行可视化解决方案设计期间，需注意数据来源、属性，并选择合理采集方法来获取有效数据，才能真正解决问题。军工车间采集数据时，对于如何收集车间内物料零部件领发、验收和工艺步骤等信息，工作人员可先利用物料编码技术来统一管理物料，基于获取数据正确的前提下再采集物料信息，如物料条形码/二维码扫描、无线射频识别技术(RFID)等，能有效避免信息缺漏，提高数据精准性和采集速度。此外，除去车间内部运行数据，其它企业信息也是车间内部数据来源，技术人员可利用系统接口来完成企业间信息共享，推动企业合作生产。

(2)数据处理和变化：是指对采集到的数据进行预处理操作，如数据检查、特征提取等。选择适当的数据处理模式来揭示隐藏的数据特征，为之后数据映射时的可视化做好准备，是数据处理和变化应用的目的所在。与此同时，系统会根据企业业务需求来进行数据针对性处理，为车间生产提供精确数据支持。

(3)可视化映射：可视化流程的核心所在，便是可视化映射。此类步骤是将数据值、时间和过程，以多元素形式呈现出可视化视觉通道，便于用户利用数据的可视性去探索其中规律。与此同时，技术人员还可通过构建可视化模型的呈现形式去展示数据内容，便于用户能从多个角度去了解数据特征和领悟其中规律。

(4)用户感知：此类步骤能帮助用户在数据可视化情况下进行信息提取，获取知识和灵感。可视化映射结果是根据用户感知体验来判断其应用有效性，区别其它数据分析处理方法，数据本身并非研究问题或可视化对象，而是数据处理后，社会所呈现的自然现象及过程。

2 可视化反馈循环模型

军工车间生产过程中引入可视化流程，并形成一个反馈循环系统是其主要目的。该系统主要是建立一个交流平台，便于数据、系统和人员之间的有效交互，解决数据传递不顺畅问题，如生产期间订单更新变化、生产信息和异常反馈等制造信息获取不及时，将不利于管理人员实时监控车间生产状态，而应用上述技术，数据传递的相关问题都能迎刃而解。

用户所收到的数据，都是经过前期数据采集、数据转换、映射可视化后所得结果，并以此信息来了解当前车间生产情况，之后做出针对性指导措施，进而优化生产模式。若用户身份为管理者、调度者，需进一步深入剖析数据来了解生产状况的细枝末节，配合可视化中的数据挖掘模型即可得到用户所需数据。与此同时，在建立模型时，用户通过模型的可视化、模型参数的调整等方面的参与，充分体现了人是最终决策者的作用。

随着知识经济时代的到来，企业对于核心资源部分也开始出现变化，无形的知识资源才是其行业内提高核心竞争力的关键所在，而军工车间生产中，设备监控、材料定额、工时定额、加工周期、成本消耗等数据，都是车间信息系统长期运行过程中积累起来的核心资源。采用反馈循环系统，使数据可视化，便于技术人员通过深入挖掘和分析，提炼出核心知识，为企业经营活动提供量化依据，如计划排产、质量管理、成本控制和绩效评估等，促进数字化制造系统整体的有序运行，实现企业收集和提炼制造知识，整合共享。

3 可视化技术在车间中的应用

3.1 可视化看板

看板技术主要包含计划跟踪、生产异常、物料跟踪及车间产线4个应用。

(1)计划跟踪看板：计调室人员利用LED看板形式向管理人员汇报生产情况，管理者线上就能了解车间生产过程及计划完成进度。

(2)生产异常看板：计调室人员利用LED看板形式了解车间现场操作中出现的技术异常问题，并及时通知技术组在第一时间获取相关数据，缩减沟通时间，尽早解决问题，提高工作效率。

(3)物料跟踪看板：主要以备料任务、计划跟踪进行划分，备料任务看板是计调组结合当月生产任务和数量来进行物料整理后下达任务给临时库准备好物料，而计划跟踪则是反映现下备料情况，便于工作人员实时监管。

(4)车间产线看板：指的是工作人员将看板放置在车间现场，便于工作人员能实时掌握生产线情况和计划完成进度，包括各岗位工作状态信息、装配情况等，生产线上问题都能第一时间被管理人员所察觉，尽早实施问题相应解决对策，提高工作效率。

3.2 虚拟仿真可视化

三维建模是大部分军工产品在设计研发时的常用手段，但是大部分军工车间所收到的工艺文件图样多还是二维图样形式，不仅影响工作效率，还不利于工人工艺了解，加大了生产纰漏，进而出现质量问题。而利用虚拟仿真可视化技术，通过模拟加工总装工艺线路并进行仿真处理，然后应用可视化技术，以工位机或显示屏演示的方式来强化车间工人相关工艺理解程度，既能保证产品质量，又能有效提升其工作效率。

3.3 可视化数据挖掘

军工企业为进一步提高生产水平，增强企业竞争力，在遇到管理生产问题时，需深入挖掘生产数据来寻找问题根源，然后制定针对性对策来解决问题，促进企业的良性发展。而可视化技术的引入，通过实现生产信息实时交互、生产过程管理的透明化，为车间管理与决策提供全面性生产数据，包括生产计划制订情况、执行情况、工段作业情况、物料、刀具、质量和设备等，为企业管理提供科学支持。此外，技术还强调在数据挖掘期间用户的人工参与，为实现军工企业协同制造、精益生产目标奠定了良好基础。