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生产管理看板的设计

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现代工业生产的主要方式是大规模的生产流水线作业,精益生产(LeanProduction,简称LP)的工作方式就成了现代化生产的目标。它是由美国麻省理工学院在一项名为“国际汽车计划”的研究项目中提出来的。精益生产方式的宗旨用一句话来概括,即:JustInTime(JIT),旨在需要的时候,按需要的量,生产所需的产品,而生产管理看板在其中起到了举足轻重的作用。生产现场的管理看板是生产现场进行可视化管理的重要手段,是一种能有效辅助进行现场管理的不可或缺的工具。管理看板可以对生产目标、生产计划量、生产实际量、现场各工位状态、管理成果等状况一目了然地表现出来。然而生产管理看板上的内容并不是相同的,而是根据各单位各部门的具体情况,制定不同内容的生产管理看板。于是怎样设计制造生产管理看板才能更好的实现其合理性、即时性、可视性、全局性从而有效达到调节生产总体平衡,生产及运送工作指令,防止过量生产和过量运送,发现生产系统瓶颈等目的成为了关键。我们希望结合现在生产中的应用实例,基于单片机对生产管理看板进行设计,明确其工作目的,研究其工作原理,验证其工作作用。以此为开发新型生产管理看板,弥补现有的缺陷,进一步发掘生产看板功能,优化其整体性能,使其更能适应社会的发展,更好的起到促进生产打下基础。

1系统设计

1.1生产实例要求某齿轮厂一流水线,有21个工位,每个工位有三种工作状况,分别为:欠件,故障,通过。该生产管理控制面板需满足能显示时间、日期、生产的计划数、基准数、实际数及各个工位的工作状况。其中计划数由人工设定,基准数是在理想状态下截止当天某一时间所应该完成的工作量,实际数是指截止当天某一时间所完成的工作量。

1.2系统的硬件构成系统以STC89C52单片机作为核心控制器件,外围主要有液晶显示LCD1602、数码管、独立按键、LED、红外遥控器和蜂鸣器,均为串行通信器件,使得系统线路简单可靠性高。系统结构框图如图2所示。

1.2.1单片机主控模块STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8k可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核,同时做了很多技术上的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、有效的解决方案。它主要负责各个模块的初始化工作;设置定时器、寄存器的初值;读取并处理来自红外遥控的信号;处理按键响应;控制液晶数码管实时显示;蜂鸣器响应等。

1.2.2输入模块系统主要有两种输入方式,一种是代表各个工位按钮的矩阵键盘,一种是用来设定计划数的红外遥控。其中红外遥控的接收部分采用的是1838红外接收头。其接线图如图3所示。

1.2.3输出模块系统中采用LCD1602作为主要显示器件输出信息。液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点,而且不需要外加驱动电路,现在液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的显示器件了。LCD1602可以显示2行16个字符,具有8位数据总线D0-D7,和RS、R/W、E三个控制端口,工作电压为5V,并且带有字符对比度调节和背光设置。系统采用蜂鸣器作为提示音的输出,蜂鸣器的电路连接图如图4所示。电路中采用PNP管8550做为信号功率放大来驱动喇叭闹铃,由图4可以看出PNP管8550的集电极接电源正5V。过温时从STC89C52的P2.3脚输出频率约为低频的方波信号使蜂鸣器报警。

1.3系统软件设计根据设计任务的要求确定系统程序的完整结构,尽可能采用模块化程序设计方法,将任务划分为相对独立的功能模块,明确各模块的功能、时间顺序和相互关系,系统的软件设计可以分为几个部分,首先是各个模块的底层驱动程序编写,而后是系统联机调试,编写上层系统程序。本系统软件程序主要包括:液晶LCD1602的底层驱动模块、按键扫描模块、蜂鸣器报警模块等。

1.3.1主程序主程序如图5所示。系统开始进行对液晶显示等进行初始化,等待中断响应,(扫描键盘,读取键值),实时的将工位上的信息反映出来。

1.3.2子程序系统在初始化后,收到中断指令,接收来自红外遥控的信号,并对信号进行判断,将合理的结果送液晶屏显示。如图6所示。

2总结

该系统根据生产实例的要求,基于单片机STC89C52RC对生产管理看板的设计,实现对生产线上各个工位工作情况,任务完成情况的实时监查,进一步完善了生产流水线的监管体系,同时很大程度上提高了生产效率。为开发新型生产管理看板,弥补现有的缺陷,进一步发掘生产看板功能,优化其整体性能,使其更能适应社会的发展,更好地起到促进生产打下基础。

作者:魏东林 王泽层 安逸 单位:华北理工大学

生产管理看板的设计责任编辑:杨雪    阅读:人次