基于BIM技术的5G智能生产管理平台

技术领域

本发明涉及生产管理技术领域，更具体地说，本发明涉及基于BIM技术的5G智能生产管理平台。

背景技术

生产管理平台用于对生产活动进行管理，包括对生成流水线的管理，生产流水线就是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路线。生产流水线按产品专业化原则，配备生产某种产品(零、部件)所需要的各种设备、工人，负责完成某种产品(零、部件)的全部制造工作。

在产品生产制造过程中，生产流水线的运行状态直接影响到产品制造成本，目前对生产流水线状态管理，主要依赖人工目测可能存在运行状态监控的误报或漏报，粗放式管理，并且人工目测也无法实现实时运行状态监控，无法实现智能精细化动态管理。

特别是初创生产流水线（即首次为某个产品设计的生产流水线），缺乏相关经验数据的参考，工作人员绩效难以管理，工作积极性难以提升，管理人员也难以做出改进决策，生产效率难以提升，导致初创生产流水线，短时间难以形成生产力，对应地导致生产的产品不良产品量高，生产成本偏高的问题。

鉴于此，本申请发明人发明了基于BIM技术的5G智能生产管理平台。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供基于BIM技术的5G智能生产管理平台。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于BIM技术的5G智能生产管理平台，包括：

数据采集模块，用于采集n条生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标，n为大于1的整数；

数据分析模块，分别对生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标进行评价分析，并输出相应的评价结果，相应的评价结果包括生产指标系数与运行指标系数；

综合分析模块，分别获取n条生产流水线相应的生产指标系数与运行指标系数，对生产流水线进行整体评价分析，输出生产流水线状态评价系数；

筛选模块，用于筛选出最优的生产流水线状态评价系数，并将其标记为目标生产流水线，将目标生产流水线对应的生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标设置为标准指标，并将标准指标应用到剩余生产流水线。

在一个优选的实施方式中，所述生产流水线产品生产指标包括单位时间内生产流水线成品量值与不良产品量值，所述成品量值有统计人员统计；所述不良产品量值由产品质检人员统计所述单位时间内不良产品数量，将不良产品的数量值与成品量值的比值标记为不良产品量值。

在一个优选的实施方式中，生产流水线自身运行指标包括生产流水线的流动速度值、故障数量值、能耗值；所述流动速度值为生产流水线在单位时间内平均流动速度值，故障数量值为生产流水线在单位时间内出故障的次数，所述能耗值为生产流水线在单位时间内能耗值。

在一个优选的实施方式中，对生产流水线产品生产指标进行评价分析，输出生产指标系数，分析过程包括，分别获取n条生产流水线的成品量值与不良产品量值，将其分别标记为cpi与lpi，并将其进行公式化分析，依据公式：

，求得n条生产流水线生产指标系数sczi，其中e1、e2为预设比例系数，且e1＞e2＞0。

在一个优选的实施方式中，对生产流水线自身运行指标进行评价分析，输出运行指标系数，评价分析过程包括：分别获取n条生产流水线的流动速度值、故障数量值、能耗值，分别将其标记为ldi、gzi、nhi，并将其进行公式化分析，依据公式：

，得到各条生产流水线运行指标系数yxzi，其中α1、α2与α3为预设比例系数，且α1＞α2＞α3＞0。

在一个优选的实施方式中，生产流水线状态评价系数lszi具体表达如下：

，式中，/>

在一个优选的实施方式中，选出最优的生产流水线状态评价系数lszi过程包括：

设置生产流水线状态评价系数lszi阈值T，将大于等于T的生产流水线状态评价系数建立评价系数集合，选择评价系数集合表现值最大的生产流水线状态评价系数lszi，将选择的生产流水线状态评价系数lszi对应的生产流水线标记为目标生产流水线。

在一个优选的实施方式中，还包括BIM三维模型构建模块，BIM三维模型构建模块根据生产流水线建造图纸数据为载体构建BIM三维模型，采集的n条生产流水线的生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标通过5G传输至相应构建的BIM三维模型中进行显示。

在一个优选的实施方式中，还包括深度改造模块，深度改造模块用于获取目标生产流水线每个岗位工作人员工作时影像资料；

深度改造模块还用于获取在目标生产流水线运行期间不同时间阶段的流动速度值，将不同时间阶段的流动速度值与时间关联，应用到剩余生产流水线上；

所述目标生产流水线运行期间不同时间阶段的流动速度值设置方法包括：

数据分析模块接收智能穿戴设备获取工作人员的体征数据，体征数据包括心跳数据，根据心跳数据获取相应工作人员心跳频率阈值，将大于等于心跳频率阈值的心跳数据标记为异常心跳频率，统计异常心跳频率数量q，将q与预设异常梯度阈值ph1与ph2比分析，ph2大于ph1，若q大于等于ph2，则降低目标生产流水线当前流动速度值；若q小于ph2，且大于等于ph1，则不调整目标生产流水线当前流动速度值；若q小于ph2，则提升目标生产流水线当前流动速度值，所述智能穿戴设备由工作人员佩戴。

在一个优选的实施方式中，还包括绩效考核设置模块，绩效考核设置模块用于设置不同岗位奖励标准，奖励标准K，具体表达式如下：

，式中W为不同岗位操作难度系数，由生产管理平台管理人员根据不同的产品生产流水进行相应设置，W大于0，C为单位时间内对应岗位工作人员的出错次数，在单位时间内出现的不良产品数量，由产品质检人员分析不良产品分析定位出错环节，C初始值为1，出错次数在1基础上累积，R为额定奖励标准，可以是额定的现金奖励，或能够代替现金奖励的替代物品。

本发明基于BIM技术的5G智能生产管理平台的技术效果和优点：

（1）通过实时对多条生产流水线的生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标进行智能精细化动态监控，对整条生产流水线生成生产流水线状态评价系数，筛选出目标生产流水线，将目标生产流水线对应的生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标应用到剩余生产流水线，帮助其它生产流水线进行科学改造，使剩余生产流水线产品产量达到最优，以及将产品的制造过程中产生的成本降到最低，提升产品的竞争力。

（2）通过相应的改变不同时间阶段生产流水线的流动速度值，来匹配相应的不同时间段工作人员精力，进一步降低不良产品量值，降低产品成本。减少出现工作人员精力不足，疲劳状态下流动速度值设置过大，导致的不良产品量值的增大，或在工作人员精力充沛的时间段内，设置与其相对应的生产流水线的流动速度值，来提升整条生产流水线的生产指标系数，即产品的生产指标。

（3）通过设置相应的奖励标准，配合上述实施例对剩余生产流水线的改造，从生产流水线的硬件改造，保障生产流水线的稳定运行，对不同岗位的工作人员技能培训，以及设置不同的奖励标准，全方位的对剩余生产流水线的改造，大大提升改造效率。

附图说明

图1为本发明的实施例一中基于BIM技术的5G智能生产管理平台示意图；

图2为本发明的实施例二中基于BIM技术的5G智能生产管理平台示意图；

图3为本发明的实施例三中基于BIM技术的5G智能生产管理平台示意图。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1所示，本实施例所述基于BIM技术的5G智能生产管理平台，包括数据采集模块1、数据分析模块2、综合分析模块3、筛选模块4。

数据采集模块1，用于采集n条生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标，n为大于1的整数，将所述生产指标与自身运行指标发送至数据分析模块2，由数据分析模块2分别对其进行评价分析，并输出相应的评价结果，相应的评价结果包括生产指标系数与运行指标系数。

生产流水线产品生产指标包括单位时间内生产流水线成品量值与不良产品量值，成品量值有统计人员统计，或由设置在生产流水线输出终端计数传感器监测获取，如光栅传感器，记录光栅传感器通过其监测区域的数量值，即为成品量值；上述不良产品量值由产品质检人员统计所述单位时间内不良产品数量，将不良产品的数量值与成品量值的比值标记为不良产品量值。上述产品为ACC板材生产流水线，本实施例生产流水线为ACC板材对应的生产流水线。

上述生产流水线自身运行指标包括生产流水线的流动速度值、故障数量值、能耗值；其中流动速度值为生产流水线在单位时间内平均流动速度值，故障数量值为生产流水线在单位时间内出故障的次数，其中故障情形为影响生产流水线成品量值情形与对安全生产造成不利影响的情形，上述影响生产流水线成品量值情形包括生产流水线供电故障、生产流水线相关设备故障等，上述安全生产造成不利影响的情形包括生产流水线防护设备缺失、损坏与供电线路导线外漏引发的漏电情形，上述自身运行指标由生产流水线维护人员记录统计，能耗值为生产流水线在单位时间内能耗值。

数据分析模块2对生产流水线产品生产指标进行评价分析，输出生产指标系数。

分析过程包括：分别获取n条生产流水线的成品量值与不良产品量值，将其分别标记为cpi与lpi，并将其进行公式化分析，依据公式：

，求得n条生产流水线生产指标系数sczi，其中e1、e2为预设比例系数，式中预设比例系数用于均衡各项数据在公式中的占比比重，从而促进计算结果的准确性，且e1＞e2＞0。

需要说明的是，生产指标系数sczi的表现值越大，表明该生产流水线生产指标越好。

数据分析模块2还对生产流水线自身运行指标进行评价分析，输出运行指标系数。

评价分析过程包括：分别获取n条生产流水线的流动速度值、故障数量值、能耗值，分别将其标记为ldi、gzi、nhi，并将其进行公式化分析，依据公式：

，得到各条生产流水线运行指标系数yxzi，其中α1、α2与α3为预设比例系数，且α1＞α2＞α3＞0。

需要说明的是，运行指标系数yxzi的表现值越大，表明该生产流水线自身运行越优秀，相应的生产流水线自身运行指标越稳定。

在对整条生产流水线进行整体评价分析时，需要考虑生产流水线自身运行指标状况与该条流水线生产指标状况，生产流水线自身运行指标中流动速度值可以反应生产流水线对产品的吞吐速度与单位时间内产品的成品数量，故障数量值反映生产流水线运行状态，生产流水线的故障次数一定程度上影响单位时间内产品的成品数量，生产流水线的能耗值反映产品在该环节的制造成本；流水线生产指标中成品量值反映产品单位时间内产出量，不良产品量值反映产品有效产出量与损耗情况，直接影响到产品的制造成本。

在对整条生产流水线进行整体评价分析时，需要对上述采集的数据进行整体评价分析，提升相应的输出结果的准确性，更能代表相应的生产流水线的运行情况。

具体分析评价如下：

综合分析模块3，分别获取n条生产流水线相应的生产指标系数sczi与运行指标系数yxzi，对生产流水线进行整体评价分析输出，输出生产流水线状态评价系数lszi；生产流水线状态评价系数lszi具体表达如下：

，式中，生产流水线状态评价系数lszi表现数值越大，表明生产流水线状态越良好，反之则相反，/>

筛选模块4，用于筛选出最优的生产流水线状态评价系数lszi，并将其标记为目标生产流水线，将目标生产流水线对应的生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标设置为标准指标，并将标准指标应用到剩余生产流水线。

选出最优的生产流水线状态评价系数lszi过程包括：

设置生产流水线状态评价系数lszi阈值T，将大于等于T的生产流水线状态评价系数建立评价系数集合，选择评价系数集合表现值最大的生产流水线状态评价系数lszi，将选择的生产流水线状态评价系数lszi对应的生产流水线标记为目标生产流水线。

通过实时对多条生产流水线的生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标进行智能动态监控，对整条生产流水线生成生产流水线状态评价系数，筛选出目标生产流水线，将目标生产流水线对应的生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标应用到剩余生产流水线，帮助其它生产流水线进行科学改造，使剩余生产流水线产品产量达到最优，以及将产品的制造过程中产生的成本降到最低，提升产品的竞争力。

上述应用到剩余生产流水线具体内容包括，剩余生产流水线的流动速度值设置，生产流水线供电设备的选择以及供电线路布局设计，使剩余生产流水线接近于目标生产流水线，使其运行状态接近于目标生产流水线。

为方便生产管理平台管理人员更加直观的观察n条生产流水线状态，生产管理平台还包括BIM三维模型构建模块7，根据生产流水线建造图纸数据为载体构建BIM三维模型，采集的n条生产流水线的生产流水线产品生产指标与生产流水线自身运行指标通过5G传输至相应构建的BIM三维模型中进行显示，采用5G数据传输可以实现高速率、低时延数据传输，保障多条生产流水线动态监控及时性与准确性。

实施例

请参阅图2所示，本实施例所述基于BIM技术的5G智能生产管理平台，还包括深度改造模块5，深度改造模块5主要用于流水线工作人员的培训管理，使剩余生产流水线产品产量达到最优，以及将产品的制造过程中产生的成本降到最低，流水线工作人员技能配合也很重要。

深度改造模块5用于获取目标生产流水线每个岗位工作人员工作时影像资料，影像资料包括视频数据与语音数据，视频数据为工作人员工作时操作动作分解，语音数据为操作动作分解对应的语音讲解，方便其它流水线工作人员快速掌握要领，提升培训效果；上述影像资料可以通过固定在每个岗位的摄像设备获取。

深度改造模块5还用于获取在目标生产流水线运行期间不同时间阶段的流动速度值，将不同时间阶段的流动速度值与时间关联，应用到剩余生产流水线上。

由于工作人员不同时间段精力均不一样（此点在实际生产流水线改造过程中，往往会被忽略），应相应的改变不同时间阶段生产流水线的流动速度值，来匹配相应的不同时间段工作人员精力，进一步降低不良产品量值，降低产品成本。减少出现工作人员精力不足，疲劳状态下流动速度值设置过大，导致的不良产品量值的增大，或在工作人员精力充沛的时间段内，设置与其相对应的生产流水线的流动速度值，来提升整条生产流水线的生产指标系数，即产品的生产指标。

上述工作人员不同时间段精力数据由智能穿戴设备获取，智能穿戴设备如智能手环，智能穿戴设备获取工作人员的体征数据，体征数据包括心跳数据，将获取的心跳数据发送至数据分析模块2，根据心跳数据获取相应工作人员心跳频率阈值，将大于等于心跳频率阈值的心跳数据标记为异常心跳频率，统计异常心跳频率数量q，将q与预设异常梯度阈值ph1与ph2比分析，ph2大于ph1，若q大于等于ph2，则降低目标生产流水线当前流动速度值；若q小于ph2，且大于等于ph1，则不调整目标生产流水线当前流动速度值；若q小于ph2，则提升目标生产流水线当前流动速度值。

在工作人员体力不支的时候，会出现心慌，心跳频率也会明显加快，通过获取目标生产流水线工作人员的心跳数据，时刻关注工作人员精力情况，根据工作人员的精力情况，相适应的调整生产流水线运行期间不同时间阶段的流动速度值。

同时智能生产管理平台也可实时监测工作人员身体状况，避免工作人员在疲劳状态下持续工作，及时对相应的工作人员进行替换，提升生产安全性，也体现对工作人员的人文关怀。

上述工作人员心跳频率阈值与每个工作人员相对应，因为不同的工作人员身体状况不一样，设置的心跳频率阈值也不一样，具体可以根据医嘱进行相应设置。

实施例

请参阅图3所示，本实施例所述基于BIM技术的5G智能生产管理平台，

还包括绩效考核设置模块6，绩效考核设置模块6用于设置不同岗位奖励标准，奖励标准K，具体表达式如下：

，式中，W为不同岗位操作难度系数，由生产管理平台管理人员根据不同的产品生产流水进行相应设置，W大于0，C为单位时间内对应岗位工作人员的出错次数，在单位时间内出现的不良产品数量，由产品质检人员分析不良产品分析定位出错环节，定位相应的工作人员，C初始值为1，出错次数在1基础上累积，R为额定奖励标准，可以是额定的现金奖励，或能够代替现金奖励的替代物品；求得奖励标准K的表现值越大，说明相应岗位工作人员技能掌握越优秀，通过设置相应的奖励标准，配合上述实施例对剩余生产流水线的改造，从生产流水线的硬件改造，保障生产流水线的稳定运行，对不同岗位的工作人员技能培训，以及设置不同的奖励标准，全方位的对剩余生产流水线的改造，大大提升改造效率。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，DVD）、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一 种，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。