卷烟厂移动作业管理系统应用研究

杨萍，朴红波，李晓芬，林硕

（1.吉林烟草工业有限责任公司延吉卷烟厂，吉林延吉 133000；2.沈阳建筑大学，辽宁沈阳 110168）

0 引言

随着数字工厂技术的推广，制造业越来越快速地将各领域的成熟技术应用在生产管理中。数据采集技术的发展，让生产环节的细节在计算机系统中详细地展示出来；模式识别技术的应用，让质量检测和故障诊断系统能够更加快速地定位问题的原因，让生产过程更加顺畅；人工智能算法的应用，让生产订单的排产过程摆脱了以往依靠工人经验的低效状态。新技术的应用，也带来的新的生产管理方式，伴随着移动技术的发展，生产现场的管理人员和工人不再需要坐在电脑前查看生产管理系统的数据或者处理数据。生产管理系统已经能够安装在移动设备中，提高了系统的处理效率，而且因为大多数的移动设备都是大屏设备，数据的展示和功能按钮也更加方便使用[1-3]。企业的生产管理系统经过多次的升级改造，实现了较全面的生产业务信息化管理，正在向管理精益化的更高目标发展。将传统的电脑“移动”到生产现场，已经成为新的需求[4]。移动终端设备的使用，可以让工人即时处理生产管理相关的操作，能够有效提高工人的生产效率，并缩短异常事件的响应时间。本文针对这一问题，对企业的移动作业管理系统进行了设计和开发，使企业的生产效率得到有效的提升。

1 系统集成架构设计

随着企业的信息化改造的进行，更多的信息化系统被部署应用，有的系统具有独立的平台和数据，而且系统的复杂度也越来越高，这是信息化过程中不可避免的。因为移动作业管理系统主要服务的对象是生产管理环节，所以需要与MES 系统、综合指标管理系统、SPC系统进行业务对接，如必要还需与公司ERP系统、制丝集控、卷包数采、立库等系统进行集成，以适应企业流程化管理的需求[5-6]。

在企业统一的信息体系基础上，移动作业管理系统搭建的移动信息平台要将核心的系统和应用连接到一起，形成高度集成的有机整体，其系统应用集成架构如图1所示。

图1 系统应用集成架构

2 系统功能设计

通过移动作业管理系统与传统管理系统协同管理，发挥信息系统处理数据能力强的特点，同时结合移动设备便携，能够即时拍照和上传数据等优势。移动设备的App可以完全断网运行，在没有无线网络的车间现场可以记录数据，回到有网络的办公室统一将数据上传即可。部署在计算机设备上的MES 系统与综管系统负责配置、管理、统计、分析数据，部署在移动设备上App程序负责记录现场数据，拍摄生产现场照片，扫描设备二维码等。移动作业管理系统的部署和应用，使企业的信息化能力得到极大的增强。

移动作业管理系统的功能与现有的系统功能尽量不重叠，降低数据处理的冗余和资源浪费。针对移动设备的应用环境和需求，主要有以下几个功能：

1）设备管理功能

充分发挥移动设备便携和能够拍照的优势，对于设备的巡检可以采用扫码、拍照等方式，对于设备发生的突发状况，也能够及时地记录和分析、处理。企业现有的设备管理系统也配备一部分PDA设备，但是PDA设备使用不方便、屏幕小、性能低，移动作业管理系统的设备为平板电脑，性能远远超过PDA 设备，所以能够完全替代PDA 的作用。同时，在平时的巡检中，通过拍照将设备的运行状况记录下来，可以为后期智慧工厂的数据分析提供历史数据，用于数据的深度挖掘，提取有用的设备运行规则。另外，通过平板电脑，也能够登录其他系统，查询生产设备相关的信息。

2）质量管理功能

质量部门通过移动作业管理系统，能够实现产品质量数据的现场采集和判断。在进行日常质量检测时，包括原材料和成品的质量检测，可以通过设备拍照，进行记录，采集的数据同样可以作为历史数据，用于未来的数据分析。产品的质量要求同样可以通过移动作业管理系统进行查询，查询的相关数据，通过企业信息的集成平台提供，访问其他系统中的数据。

3）生产作业管理功能

生产作业包括生产现场的各种操作，例如车间现场的人员登录登出、签到、清理等，还有人员管理，包括班组、人员信息等，实现人员、设备和产品的关联，记录的数据也为产品的追溯提供依据。并且在现场出现异常后，也可以通过拍照进行记录，为以后问题的分析提供证明和依据。

4）标准化类移动业务管理

现有的生产前、生产中、生产后各个阶段的标准规范，利用平板电脑，以看板形式进行实时查询与核对。便于相关人员有据可依，实现标准化的生产操作。对于厂级、车间级管理标准、技术标准、法律法规等文件，以及原辅料配方、制丝卷包工艺标准，通过权限控制，用平板电脑进行查询。

5）KPI查询与分析

使用平板电脑，能够实时查询各部门、各岗位绩效指标基础信息以及每月绩效指标得分和考核结果。对于企业所关心的对标指标、创优指标、企业内部指标等重点项目，按照消耗、能耗、环境等类型进行分类查询。

目前，企业已经有运转良好的相关系统，移动作业管理系统的功能与其现有功能模块相近或者相同。在进行系统开发时，尽量将现有功能模块进行移植或者开发接口直接调用。这样能够降低系统的冗余，保证系统操作的一致性，也节省了相关人员培训的时间成本。

移动作业管理系统功能部署借助于企业现有的主干网，移动端借助厂内布设的无线热点。

3 系统的网络与数据传输存储

移动作业管理系统的特点在于便携设备的移动办公，即时处理相关消息。所以在系统设计和开发过程中，网络安全和数据传输存储必须具备一定的安全性和稳定性。这些功能模块是移动作业管理系统所独有的，而且也是最重要的部分。

1）网络权限与安全

系统移动终端的应用与通信的基础是覆盖范围全面的工业无线网络，对于不同移动作业业务，需要切换不同的无线网络，不同的使用权限，如内审记录管理等非车间现场管理业务进入办公无线网络，而车间现场设备运维及6S等管理业务则进入生产无线网络。对于移动设备的工作地点和功能区分，将对网络类型进行隔离和切换管理。主要包括的子功能有：无线网络切换管理、无线网络权限管理、网络通信异常管理。

2）数据存储与查询

移动终端根据业务数据不同，需要有不同的存储机制，如音频信息、图片信息和视频信息等。同时，针对数据的查询效率和展示进行优化，主要包括的子功能有：数据类型管理、存储机制管理、查询与展示优化。

3）设备离线操作

很多移动应用程序在设备离线状态时就变得无法使用，只能在实时联网环境下才能开启它们。而在车间这种生产环境中，仅支持实时联网无法满足使用要求，移动应用程序需要在没有网络的环境下也能够为用户服务。针对这一要求，移动应用程序可以通过以下几种方式进行处理：

①浏览器缓存。传统储存策略，体量最小，可以设置过期时间。缺点也很明显，储存的容量过小，而且很容易被各种软件当垃圾清除。

②本地存储缓存。数据量一般不超过5M，是常用的轻量数据存储方案。

③移动端关系型数据库。如SQLite，是一款轻型的数据库，是遵守ACID 的关系型数据库管理系统。它占用资源非常低，它能够支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合。

根据车间的环境特点及使用者的习惯，将三种离线处理方式结合使用，使移动应用程序满足数据传输的及时性、准确性和安全性，同时尽可能减少操作者的不必要重复操作。

以平板电脑为移动终端，应用于企业内移动范围较大、且实时性要求较高的现场管理，构建现场管理信息系统，具备如下预期应用效果：

①实现同现有MES系统、综合指标管理系统的设备运维管理、内审管理等业务的紧密集成和数据共享，克服原有系统信息现场采集的弊端；

②有助于提高系统现场管理业务的执行效率，改善用户操作体验，减少数据采集错误；

③有助于强化车间现场6s规范管理的效能，更为丰富、更精准的现场信息获取创造条件；

④为管理者拓宽生产管理信息的获取与查询途径，提高所下达任务的完成情况及出现问题的反馈速度，痕迹化工作任务执行过程，为管理决策提供更为精细化的信息支持，促进精益管理水平的提升。

4 系统的部署与应用

结合企业现有的生产管理系统功能模块，移动作业管理系统部署在平板电脑端。本系统使用装载安卓系统的平板电脑，系统硬件成本低，未来也可向手机移植，较原有的各种型号手持PDA 设备，硬件成本远远低于手持PDA，向手机移植则可以使硬件成本趋近为零。

如图2 为质量检测模块的配置检查功能，简洁的页面便于平板电脑的操作，数据显示清楚，通过现场工人的实际操作，能够很好地完成设计的功能。实现了企业的实际需求，使生产管理在现场也能够进行，有效地提高了生产和管理效率。

图2 质量检测模块界面

5 结论

通过系统的部署应用，企业对后续的信息化和智能化改造有了新的方向，接下来将会研究新的信息技术和人工智能解决方案，对企业的整体智能化改造提出新的需求和构想，争取在新一代生产技术变革环境中走在前列，为行业内其他企业提供新的管理思路。