烟支外观检测预警监控系统及预警方法

技术领域

本发明涉及卷烟制造领域，尤其涉及一种烟支外观检测预警监控系统及预警方法。

背景技术

烟草行业越来越多的使用机器视觉技术来进行烟支外观检测，通过图像模板匹配算法，采用边、直方图、图案匹配、图像、颜色等算法找出图像参数的合理范围，确定阈值，再与采集到的生产图像参数进行对比，对比超出范围被判定为不合格品进行剔除，并进行相应的计数。具体地，在卷烟生产中，为了保证卷烟产品的外观质量，会在卷烟机烟支出口处加装烟支外观检测装置，该装置的加装能够及时检测到生产中烟支接装纸长短、烟支皱纹、烟支夹末、污点、毛切等外观质量缺陷烟支，并准确剔除。因烟支外观检测大多采用了视觉检测技术，同时卷烟机高速运转，受灰尘、检测照明光源及其他外部干扰等因素影响，检测装置运行一段时间后检测窗口及设置参数需要调整维护，以便达到最优设置，进而更好地保障产品质量。

但由于检测窗口较多，同时每个窗口都采用了不同的算法，所以每次都需要调整较多的参数，为了保证所有检测设备的精准、有效、最优运转，就需要花费大量的人力进行跟踪，这给维护人员带来了较大的困难，同时一旦发现不及时，就会导致质量缺陷烟支未被检出并剔除，且流入下一道工序，甚至流入市场，并最终影响消费者的根本利益。

在视觉检测装置的部署和使用、维护过程中，现有技术尚未将原机系统和检测装置较好地融为一体，而是两个相对独立的控制系统，二者没有通信，检测装置检测到异常数据并没有反馈到原机系统进行停机、预警等操作，也没有与生产维护人员及时通信，要掌握参数修改记录、机器运行状态、故障发生情况、剔除统计等信息效率较为低下。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种烟支外观检测预警监控系统及预警方法，以解决前述提及的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种烟支外观检测预警监控系统，其中包括：烟支外观检测装置、车间工控机、第一服务器、第二服务器、定时器以及用户终端；

所述烟支外观检测装置作为数采服务端，用于将外观检测数据发送至对应的所述车间工控机；

所述车间工控机作为数采客户端，用于将外观检测数据上传至第一服务器；

所述第一服务器用于存储外观检测数据；

所述定时器用于设定数据获取频率以及信息推送周期的时间信息；

所述第二服务器预设有预警机制，用于按所述数据获取频率从所述第一服务器获取外观检测数据，并按所述信息推送周期向所述用户终端发送烟支外观检测信息。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述定时器包括时间继电器或电子计时器。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第一服务器包括SQL server数据库服务器。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述车间工控机通过交换机组与所述第一服务器通信。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述烟支外观检测装置通过网线与所述车间工控机建立信号连接。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第二服务器包括应用服务器。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述所述第二服务器与所述第一服务器通过车间内网连接。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述用户终端包括至少如下一种：办公计算机、车间电子大屏、移动智能终端。

第二方面、一种基于前述的烟支外观检测预警监控系统的烟支外观检测预警方法，其中包括：

按照预设的数据获取频率从第一服务器中获取生产监控数据；

依据预置规则对所述生产监控数据进行分析，判断烟支外观检测装置的运行状态、参数修改记录以及剔除数据是否异常；

当判定为异常时，对异常数据按照预设的风险等级评估；

根据评估结果生成不同颜色的预警信号并推送至用户终端；

若异常未被处理，则经过预设的信息推送周期后，再次向用户终端推送预警信号。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述判断烟支外观检测装置的运行状态、参数修改记录以及剔除数据是否异常包括：

若当前外观检测装置处于关闭状态或剔除按钮被关闭，则判断为异常；

若预设时段内的参数修改范围大于修改前的参数值的预设比例，则判断为异常；

若任一项外观瑕疵烟支剔除数据大于预设的剔除阈值，则判断为异常。

本发明的主要设计构思在于，在不中断生产以及不影响原机系统的前提下，对卷烟设备接装纸皱纹、烟支夹末等外观异常剔除及检测装置进行定时数据上报，具体是通过烟支外观检测装置、车间工控机、第一服务器、第二服务器、定时器及用户终端建立检测设备与管理人员的联系，以便提醒相关人员对外观检测装置的情况进行跟踪。本发明建立了卷烟生产设备与烟支外观检测两个相对独立机制的联系，实现了外观检测装置及数据的实时监控和管理，信息传输具有及时性，避免了数据孤岛，更加有效灵活的发挥了现场数据作用，将传统的被动式质量管控转变为自动发现，再结合用户终端实现检测系统的集中监控，极大减轻了维护人员的劳动强度，同时又能够保证产品质量，降低了不合格品流入下道工序的风险。

进一步地，通过预警模型的建立与预警规则、预警点的部署，对烟支外观检测系统的机器状态、参数修改、剔除信息等重点参数进行实时监控，按照质量风险预警等级，依据相应规则自动推送预警信息到相关职能人员终端中，可以及时详细显示报警信息机组号、信息发生时间、参数修改前后数值、检测装置禁用点、异常烟支剔除数量等信息，优化了生产管理模式。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明实施例提供的烟支外观检测预警监控系统的架构图；

图2为本发明实施例提供的烟支外观检测预警方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提出了一种烟支外观检测预警监控系统的实施例，具体来说，如图1所示，其中包括：烟支外观检测装置、车间工控机(可以是内置MES的现场工作站)、第一服务器、第二服务器、定时器以及用户终端。

所述烟支外观检测装置作为数采服务端，用于将外观检测数据发送至对应的所述车间工控机；

所述车间工控机作为数采客户端，用于将外观检测数据上传至第一服务器；由此，一方面有效缓解了工业局域网IP资源紧张的压力，另一方面也有效避免了病毒直接从网络中流向烟支外观检测装置。此外，在实际操作中，为避免数据丢包，客户端中的程序编写可采用Socket长连接方式，并优选采用心跳检测的方式判断当前与服务端的连接情况，且可以通过重连解决服务端退出或断网恢复正常后的连接断开的情况，进一步地，还可以加入拆包及并包机制，有效避免了因数据包过长导致的数据丢失等情况发生。

接续前文，所述第一服务器用于存储外观检测数据；

所述定时器用于设定数据获取频率以及信息推送周期的时间信息；

所述第二服务器，用于按所述数据获取频率从所述第一服务器获取外观检测数据，并按所述信息推送周期向所述用户终端发送烟支外观检测信息(例如，可以通过报表形式)。这样，用户可在终端中以诸如数据报表的形式查看车间烟支外观检测的基本状况，便于通过综合分析一段时间内各检测系统的剔除状况、参数修改状况等制定清洁维护及重点关注方案，进而有效降低维护人员的劳动强度，提高对检测装置的维护效率。

进一步地，所述定时器包括时间继电器或电子计时器。

进一步地，所述第一服务器包括SQL server数据库服务器。

进一步地，所述车间工控机通过交换机组与所述第一服务器通信。

进一步地，所述烟支外观检测装置通过网线与所述车间工控机建立信号连接。

进一步地，所述第二服务器包括应用服务器。

进一步地，所述用户终端包括至少如下一种：办公计算机、车间电子大屏、移动智能终端。

进一步地，所述第二服务器预先设置预警机制。

相应于上述各个实施例，本发明还提供了一种烟支外观检测预警方法的实施例，如图2所示，包括：

步骤S1、定时检验从第一服务器中获取的生产监控数据；

步骤S2、依据预置规则对所述生产监控数据进行分析，判断烟支外观检测装置的运行状态、参数修改记录以及剔除数据是否异常；

步骤S3、当判定为异常时，对异常数据按照预设的风险等级评估；

步骤S4、根据评估结果生成不同颜色的预警信号并推送至用户终端，例如生成红色预警、橙色预警、黄色预警并推送至办公计算机、车间电子大屏、操作人员的手机、平板电脑等，这样，不同等级预警信号可以由不同的相关人员进行对应处理；

步骤S5、若异常未被处理，则经过预设的信息推送周期后，再次向用户终端推送预警信号。

举例来说，第二服务器可以按预设的数据获取频率(例如每隔2分钟)，从第一服务器中读取外观检测装置的当前运行状态及剔除按钮状态；或者读取预设时段内的参数修改记录；或者读取外观瑕疵烟支剔除数据：

(1)若当前外观检测装置处于关闭状态或剔除按钮被关闭，则由预先构建的预警模型进行风险等级评估，并生成红色预警信号；

(2)若参数无修改或预设时段内的参数修改范围小于或等于修改前的参数值的20％(该值可按需设定)，则不输出预警信号；若预设时段内的参数修改范围大于修改前的参数值的20％，则预先构建的预警模型进行风险等级评估，并生成橙色预警信号；

(3)预警机制中根据缺陷种类及严重程度可设置预设时段内的不合格品的若干项剔除阈值，若全部的外观瑕疵烟支剔除数据均小于或等于相应的剔除阈值，则不输出预警信号；若任一项外观瑕疵烟支剔除数据大于剔除阈值，则由预先构建的预警模型进行风险等级评估，并生成红色预警信号。

然后，将相应的预警信号推送至用户终端，可由相关修理及职能人员进行跟进处理，并在处理完后在用户终端上进行处理确认，如果该异常信息始终未被处理及确认，经过定时器设定的信息推送周期(如10分钟)后，再次推送预警信息至用户终端，直到处理完为止，进而保证对异常状态的闭环管理。

综上所述，本发明的主要设计构思在于，在不中断生产以及不影响原机系统的前提下，对卷烟设备接装纸皱纹、烟支夹末等外观异常剔除及检测装置进行定时数据上报，具体是通过烟支外观检测装置、车间工控机、第一服务器、第二服务器、定时器及用户终端建立检测设备与管理人员的联系，以便提醒相关人员对外观检测装置的情况进行跟踪。本发明建立了卷烟生产设备与烟支外观检测两个相对独立机制的联系，实现了外观检测装置及数据的实时监控和管理，信息传输具有及时性，避免了数据孤岛，更加有效灵活的发挥了现场数据作用，将传统的被动式质量管控转变为自动发现，再结合用户终端实现检测系统的集中监控，极大减轻了维护人员的劳动强度，同时又能够保证产品质量，降低了不合格品流入下道工序的风险。

本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。