本发明属于工业生产领域，涉及数据分析技术，用于解决现有的纺织流水线运行监管系统无法对流水线设备与操作人员进行综合监管的问题，具体是一种基于物联网的纺织流水线运行监管系统，包括运行监管平台，所述运行监管平台通信连接有故障分析模块、产出监测模块、设操管理模块、打包管理模块以及存储模块；所述故障分析模块用于对纺织流水线的设备运行状态进行故障监测分析并在设备运行状态不满足要求时向运行监管平台发送故障信号；本发明可以对纺织流水线的设备进行运行监管分析，对流水线各个设备的运行参数进行监控，在设备出现运行异常时计时进行预警，同时结合监测周期内流水线的设备故障频率对流水线整体运行状态进行反馈。
一种基于物联网的纺织流水线运行监管系统
技术领域
[0001] 本发明属于工业生产领域，涉及数据分析技术，具体是一种基于物联网的纺织流水线运行监管系统。
背景技术
[0002] 流水线，又称装配线，工业上的一种生产方式，指每一个生产单位只专注处理某一个片段的工作，以提高工作效率及产量；流水线是人和机器的有效组合，最充分体现设备的灵活性，它将输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备有机的组合，以满足多品种产品的输送要求。
[0003] 现有的纺织流水线运行监管系统通常是对流水线设备的运行状态进行监控分析，但是无法对流水线设备与操作人员进行综合监管，导致不利于工厂发展的现象时有发生。
[0004] 针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种基于物联网的纺织流水线运行监管系统，用于解决现有的纺织流水线运行监管系统无法对流水线设备与操作人员进行综合监管的问题；
[0006] 本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对流水线设备与操作人员进行综合监管的纺织流水线运行监管系统。
[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008] 一种基于物联网的纺织流水线运行监管系统，包括运行监管平台，所述运行监管平台通信连接有故障分析模块、产出监测模块、设操管理模块、打包管理模块以及存储模块；
[0009] 所述故障分析模块用于对纺织流水线的设备运行状态进行故障监测分析并在设备运行状态不满足要求时向运行监管平台发送故障信号，设定监测周期，对监测周期内纺织流水线的故障分析结果是否满足要求进行判定，并在故障分析结果不满足要求时将原因判定为检修不合格或设备老化；
[0010] 所述产出监测模块用于对纺织流水线的产出量进行监测分析并得到标准时段，获取标准时段内纺织流水线各个设备的输出功率最大值与最小值，由设备的输出功率最大值与最小值构成设备的功率范围，产出监测模块将各个设备的功率范围发送至运行监管平台，运行监管平台将接收到的各个设备的功率范围发送至对应设备操作人员的手机终端；
[0011] 所述设操管理模块用于对纺织流水线的设备操作人员进行监管分析并得到设操对象的工作系数，通过工作系数的数值大小将设操对象标记为合格对象或不合格对象，设操管理模块将不合格对象发送至运行监管平台，运行监管平台接收到不合格对象后向不合格对象的手机终端发送监督信号；
[0012] 所述打包管理模块用于对纺织流水线的打包操作人员进行监管分析并得到打包对象的打包系数，通过打包系数的数值大小将打包对象标记为休息充足对象或休息不足对象，将休息不足对象发送至运行监管平台，运行监管平台接收到休息不足对象后向休息不足对象的手机终端发送休息提醒信号。
[0013] 作为本发明的一种优选实施方式，故障分析模块对纺织流水线的设备运行状态进行故障监测分析的具体过程包括：将纺织流水线的加工设备标记为监测对象，获取监测对象的噪声数据、温度数据以及振动数据，噪声数据为监测对象运行时产生的噪声分贝值，温度数据为监测对象机壳各个表面温度值的平均值，振动数据为监测对象运行时的振动频率值；通过对噪声数据、温度数据以及振动数据进行数值计算得到监测对象的运行系数；通过存储模块获取到监测对象的运行阈值，将监测对象的运行系数与监测对象的运行阈值进行比较并通过比较结果对监测对象运行状态是否满足要求进行判定。
[0014] 作为本发明的一种优选实施方式，监测对象的运行系数与监测对象的运行阈值进行比较的具体过程包括：若运行系数小于运行阈值，则判定监测对象的运行状态满足要求；若运行系数大于等于运行阈值，则判定监测对象的运行状态不满足要求，故障分析模块向运行监管平台发送故障信号，运行监管平台接收到故障信号后将故障信号发送至检修人员的手机终端，检修人员接收到故障信号后对故障的监测对象进行检测维修。
[0015] 作为本发明的一种优选实施方式，对监测周期内纺织流水线的故障分析结果是否满足要求进行判定的具体过程包括：监测周期的时长为L1小时，获取L1小时内故障分析模块向运行监管平台发送的故障信号次数并标记为故障次数，通过存储模块获取到故障阈值，将故障次数与故障阈值进行比较：若故障次数小于故障阈值，则判定纺织流水线的故障分析结果满足要求；若故障次数大于等于故障阈值，则判定纺织流水线的故障分析结果不满足要求，对故障分析结果不满足要求的原因进行分析：将L1小时内故障分析模块向运行监管平台发送故障信号的时刻标记为故障时刻，将故障时刻与L1小时的开始时刻的差值标记为运行时长，将运行时长建立运行集合，对运行集合进行方差计算得到故障表现值，通过存储模块获取到故障表现阈值，将故障表现值与故障表现阈值进行比较：若故障表现值大于等于故障表现阈值，则判定故障分析结果不满足要求的原因为设备老化，故障分析模块向运行监管平台发送设备更新信号；若故障表现值小于故障表现阈值，则判定故障分析结果不满足要求的原因为检修不合格，故障分析模块向运行监管平台发送检修培训信号。
[0016] 作为本发明的一种优选实施方式，标准时段的获取过程包括：将监测周期分割为若干个监测时段，获取监测时段内纺织流水线产出的布卷重量值并标记为ZL，获取监测时段内运行监管平台接收到故障信号的次数并标记为时段故障值SG，通过公式CC=ZL/（t1*SG）得到监测时段内纺织流水线的产出系数CC，其中t1为比例系数，t1的取值过程包括：
[0017] 若纺织流水线的故障分析结果满足要求，则t1的取值为0.75；
[0018] 若纺织流水线的故障分析结果不满足要求且原因为检修不合格，则t1的取值为1；
[0019] 若纺织流水线的故障分析结果不满足要求且原因为设备老化，则t1的取值为1.25；
[0020] 将产出系数CC数值最大的监测时段标记为标准时段。
[0021] 作为本发明的一种优选实施方式，设操管理模块对纺织流水线的设备操作人员进行监管分析的具体过程包括：将设备操作人员标记为设操对象，获取设操对象位于工作区域的时长以及工作日的工作时长并分别标记为GS1与GS2，获取工作日内设操对象负责设备出现故障的次数并标记为GC，获取工作日内设操对象负责设备出现故障时设操对象位于工作区域之内的次数并标记为FZ，通过对GS1、GS2、FZ以及GC进行数值计算得到设操对象的工作系数；通过存储模块获取到工作阈值，将设操对象的工作系数与工作阈值进行比较并通过比较结果将设操对象标记为合格对象或不合格对象。
[0022] 作为本发明的一种优选实施方式，设操对象的工作系数与工作阈值进行比较的具体过程包括：若工作系数小于工作阈值，则判定设操对象的设备操作工作不合格，将对应的设操对象标记为不合格对象；若工作系数大于等于工作阈值，则判定设操人员的设备操作工作合格，将对应的设备操作人员标记为合格对象。
[0023] 作为本发明的一种优选实施方式，打包管理模块对纺织流水线的打包操作人员进行监管分析的具体过程包括：将打包操作人员标记为打包对象，获取打包对象工作日内的休息次数与休息总时长并分别标记为XC与XS，通过对XC与XS进行数值计算得到打包对象的打包系数；通过存储模块获取到打包对象的打包阈值，将打包系数与打包阈值进行比较并通过比较结果将打包对象标记为休息充足对象或休息不足对象。
[0024] 作为本发明的一种优选实施方式，打包系数与打包阈值进行比较的具体过程包括：若打包系数小于打包阈值，则判定打包对象的休息状态不满足要求，将对应的打包对象标记为休息不足对象；若打包系数大于等于打包阈值，则判定打包对象的休息状态满足要求，将对应的打包对象标记为休息充足对象。
[0025] 本发明具备下述有益效果：
[0026] 1、通过故障分析模块可以对纺织流水线的设备进行运行监管分析，对流水线各个设备的运行参数进行监控，在设备出现运行异常时计时进行预警，同时结合监测周期内流水线的设备故障频率对流水线整体运行状态进行反馈，在整体运行状态异常时对导致异常的原因进行分析，从而提高后续异常处理的效率；
[0027] 2、通过产出监测模块可以对纺织流水线的产出量进行监测分析，结合流水线的产出量与故障情况对产出状态进行监控，同时通过分时段监控的方式获取产出状态最佳的标准时段，通过标准时段内各个设备的输出功率对后续设备使用参数提供参考依据，以提高后续设备产出量以及降低设备故障概率；
[0028] 3、通过设操管理模块可以对纺织流水线的设备操作人员进行监管分析，结合操作人员在工作区域内的工作时长以及设备出现故障时操作人员的位置信息对员工的工作是否合格进行判定，结合设备监管与人员监管的方式对操作人员进行约束，以提高员工的工作自觉性；
[0029] 4、通过打包管理模块可以对纺织流水线的打包操作人员进行监管分析，相较于设备操作人员来说，打包操作人员通常属于计件工，其工资与打包数量呈正比关系，这就导致了部分员工为了多挣钱而不断压缩自己的休息时间，这种行为虽然有助于工厂产量，但是对员工身体造成不良影响，因此规范打包操作人员的休息时间有利于工厂的良性发展。
附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031] 图1为本发明整体的系统框图；
[0032] 图2为本发明实施例一的系统框图；
[0033] 图3为本发明实施例二的系统框图。
具体实施方式
[0034] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035] 如图1所示，一种基于物联网的纺织流水线运行监管系统，包括运行监管平台，运行监管平台通信连接有故障分析模块、产出监测模块、设操管理模块、打包管理模块以及存储模块。
[0036] 实施例一
[0037] 如图2所示，故障分析模块与产出检测模块用于对纺织流水线的加工设备进行运行监管分析；具体的，故障分析模块用于对纺织流水线的设备运行状态进行故障监测分析：纺织流水线的加工设备包括整经机、浆纱机、穿经机以及梭织机；将纺织流水线的加工设备标记为监测对象，获取监测对象的噪声数据ZS、温度数据WD以及振动数据ZD，噪声数据ZS为监测对象运行时产生的噪声分贝值，温度数据WD为监测对象机壳各个表面温度值的平均值，振动数据ZD为监测对象运行时的振动频率值；通过公式YX=α1*ZS+α2*WD+α3*ZD得到监测对象的运行系数YX，其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；通过存储模块获取到监测对象的运行阈值YXmax，需要说明的是，运行阈值YXmax是一个衡量监测对象运行状态是否正常的数值常量，其具体数值由管理人员结合监测对象日常运行数据、故障诊断结果进行设置；将监测对象的运行系数YX与监测对象的运行阈值YXmax进行比较：若运行系数YX小于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态满足要求；若运行系数YX大于等于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态不满足要求，故障分析模块向运行监管平台发送故障信号，运行监管平台接收到故障信号后将故障信号发送至检修人员的手机终端，检修人员接收到故障信号后对故障的监测对象进行检测维修；设定监测周期，监测周期的时长为L1小时；获取L1小时内故障分析模块向运行监管平台发送的故障信号次数并标记为故障次数CS，通过存储模块获取到故障阈值GY，需要说明的是，故障阈值GY是一个衡量纺织流水线是否出现故障的数值常量，其具体数值由管理人员结合故障信号数据以及故障诊断结果进行设置；将故障次数CS与故障阈值GY进行比较：若故障次数CS小于故障阈值GY，则判定纺织流水线的故障分析结果满足要求；若故障次数CS大于等于故障阈值GY，则判定纺织流水线的故障分析结果不满足要求，对故障分析结果不满足要求的原因进行分析：将L1小时内故障分析模块向运行监管平台发送故障信号的时刻标记为故障时刻，将故障时刻与L1小时的开始时刻的差值标记为运行时长，将运行时长建立运行集合，对运行集合进行方差计算得到故障表现值，通过存储模块获取到故障表现阈值，需要说明的是，故障表现阈值是一个反映故障原因是否与无效检修有关的数值，其具体数值由管理人员结合故障信号时间以及故障诊断结果进行设置；将故障表现值与故障表现阈值进行比较：若故障表现值大于等于故障表现阈值，则表示纺织生产线出现故障的时间点不集中，即在故障检修完成后的一段时间内设备运行正常，但是设备的整体故障率依然较高，因此判定故障分析结果不满足要求的原因为设备老化，需要对纺织流水线的设备进行整体优化，故障分析模块向运行监管平台发送设备更新信号；若故障表现值小于故障表现阈值，则表示仿制生产线出现故障的时间点集中，即在故障检修完成后，设备运行较短时间内再次发生了故障，检修人员没有对故障设备进行有效维修，因此判定故障分析结果不满足要求的原因为检修不合格，故障分析模块向运行监管平台发送检修培训信号；对纺织流水线的设备进行运行监管分析，对流水线各个设备的运行参数进行监控，在设备出现运行异常时计时进行预警，同时结合监测周期内流水线的设备故障频率对流水线整体运行状态进行反馈，在整体运行状态异常时对导致异常的原因进行分析，从而提高后续异常处理的效率。
[0038] 产出监测模块用于对纺织流水线的产出量进行监测分析：将监测周期分割为若干个监测时段，获取监测时段内纺织流水线产出的布卷重量值并标记为ZL，获取监测时段内运行监管平台接收到故障信号的次数并标记为时段故障值SG，通过公式CC=ZL/（t1*SG）得到监测时段内纺织流水线的产出系数，其中t1为比例系数，t1的取值过程包括：若纺织流水线的故障分析结果满足要求，则t1的取值为0.75；若纺织流水线的故障分析结果不满足要求且原因为检修不合格，则t1的取值为1；若纺织流水线的故障分析结果不满足要求且原因为设备老化，则t1的取值为1.25；将产出系数CC数值最大的监测时段标记为标准时段，获取标准时段内纺织流水线各个设备的输出功率最大值与最小值，由设备的输出功率最大值与最小值构成设备的功率范围，产出监测模块将各个设备的功率范围发送至运行监管平台，运行监管平台将接收到的各个设备的功率范围发送至对应设备操作人员的手机终端，操作人员接收到功率范围后对下一监测周期的设备输出功率进行设定；对纺织流水线的产出量进行监测分析，结合流水线的产出量与故障情况对产出状态进行监控，同时通过分时段监控的方式获取产出状态最佳的标准时段，通过标准时段内各个设备的输出功率对后续设备使用参数提供参考依据，以提高后续设备产出量以及降低设备故障概率。
[0039] 实施例二
[0040] 在工厂流水线中，设备操作人员与打包人员在工资结算时往往采用两种不同的方式，设备操作人员仅需要在固定的工作时长内对设备进行操作、维护即可获取固定的工资，这也就导致了部分设备操作人员在工作时间内窜工位聊天、游手好闲等偷懒现象出现，这种偷懒现象会严重影响纺织工厂的产量；而打包人员的工资结算方式通常是计件，打包人员的工资与实际工作量呈正比，这也就导致了部分打包人员为了多挣钱而压缩休息时间、吃饭时间等现象出现，这种现象虽然不影响工厂的产量，但是会对打包人员的身体造成伤害，为很多慢性病（如劲椎病、胃病以及静脉曲张等）埋下隐患。
[0041] 如图3所示，设操管理模块与打包管理模块用于对纺织流水线的员工进行监管分析；具体的，设操管理模块用于对纺织流水线的设备操作人员进行监管分析：将设备操作人员标记为设操对象，获取设操对象位于工作区域的时长以及工作日的工作时长并分别标记为GS1与GS2，设操对象位于工作区域的时长通过室内定位技术进行统计；室内定位技术对是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位、动作捕捉等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控；获取工作日内设操对象负责设备出现故障的次数并标记为GC，获取工作日内设操对象负责设备出现故障时设操对象位于工作区域之内的次数并标记为FZ，通过公式GZ=β1*GS1/GS2+β2*FZ/GC得到设操对象的工作系数GZ，工作系数是一个反应设操对象工作时的负责任程度的数值，工作系数的数值越大，则表示对应设操对象工作时越负责任；其中β1与β2均为比例系数，且β1＞β2＞1；通过存储模块获取到工作阈值GZmin，将设操对象的工作系数GZ与工作阈值GZmin进行比较：若工作系数GZ小于工作阈值GZmin，则判定设操对象的设备操作工作不合格，将对应的设操对象标记为不合格对象；若工作系数GZ大于等于工作阈值GZmin，则判定设操人员的设备操作工作合格，将对应的设备操作人员标记为合格对象；设操管理模块将不合格对象发送至运行监管平台，运行监管平台接收到不合格对象后向不合格对象的手机终端发送监督信号；对纺织流水线的设备操作人员进行监管分析，结合操作人员在工作区域内的工作时长以及设备出现故障时操作人员的位置信息对员工的工作是否合格进行判定，结合设备监管与人员监管的方式对操作人员进行约束，以提高员工的工作自觉性。
[0042] 布卷的整理工艺包括织造、验布、折布、修补、打包以及成品入库，整理工艺中的操作人员一般为计件员工；打包管理模块用于对纺织流水线的打包操作人员进行监管分析：将打包操作人员标记为打包对象，这里的打包操作人员指的是整理工艺中所有工资结算方式为计件的操作人员；获取打包对象工作日内的休息次数与休息总时长并分别标记为XC与XS，通过公式DB=γ1*XS+γ2*XC得到打包对象的打包系数DB，打包系数是一个反应打包人员工作时休息充足程度的数值，打包系数的数值越大，则表示对应打包人员的休息充足程度越高；其中γ1与γ2均为比例系数，且γ2＞γ1＞1；通过存储模块获取到打包对象的打包阈值DBmin，将打包系数DB与打包阈值DBmin进行比较：若打包系数DB小于打包阈值DBmin，则判定打包对象的休息状态不满足要求，将对应的打包对象标记为休息不足对象；
若打包系数DB大于等于打包阈值DBmin，则判定打包对象的休息状态满足要求，将对应的打包对象标记为休息充足对象；将休息不足对象发送至运行监管平台，运行监管平台接收到休息不足对象后向休息不足对象的手机终端发送休息提醒信号；对纺织流水线的打包操作人员进行监管分析，相较于设备操作人员来说，打包操作人员通常属于计件工，其工资与打包数量呈正比关系，这就导致了部分员工为了多挣钱而不断压缩自己的休息时间，这种行为虽然有助于工厂产量，但是对员工身体造成不良影响，因此规范打包操作人员的休息时间有利于工厂的良性发展。
[0043] 一种基于物联网的纺织流水线运行监管系统，工作时，通过故障分析模块对纺织流水线的设备运行状态进行故障监测分析并在设备运行状态不满足要求时向运行监管平台发送故障信号，设定监测周期，对监测周期内纺织流水线的故障分析结果是否满足要求进行判定，并在故障分析结果不满足要求时将原因判定为检修不合格或设备老化；通过产出监测模块对纺织流水线的产出量进行监测分析并得到标准时段，获取标准时段内纺织流水线各个设备的输出功率最大值与最小值，由设备的输出功率最大值与最小值构成设备的功率范围，产出监测模块将各个设备的功率范围发送至运行监管平台，运行监管平台将接收到的各个设备的功率范围发送至对应设备操作人员的手机终端；采用不同监管方式对不同工资结算的员工进行针对性的监管。
[0044] 以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
[0045] 上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式YX=α1*ZS+α2*WD+α3*ZD；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的运行系数；将设定的运行系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3的取值分别为5.68、3.24和2.17；
[0046] 系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的运行系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如运行系数与温度数据的数值成正比。
[0047] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0048] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
