Автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии

Полезная модель относится к автоматизированным системам управления и может быть использована для управления производственно-технологическими процессами на железнодорожных предприятиях, в частности, для управления процессом ремонта на вагоноремонтных заводах, в вагонных, локомотивных и моторвагонных депо.

Использование полезной модели расширяет функциональные возможности автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) на железнодорожном предприятии.

АСУТП включает производственные модули 1₁, 1₂, , 1_n железнодорожного предприятия, каждый из которых содержит рабочие технологические позиции 2₁ , 2₂, , 2_n, радиочастотные метки 4, пульты ввода информации 5 и автоматизированное рабочее место (АРМ) мастера 3. В состав АСУТП также входит автоматизированная система контроля расхода и движения материальных ценностей, хранящихся на складах 7, автоматизированная система контроля рабочего времени 8, сервер расчета экономических показателей 9, сервер административно-управленческого персонала 10 и центральный сервер 11. Центральный сервер 11 образует с АРМ мастеров 3 единую локальную сеть. Он также связан с сервером базы данных 15 автоматизированной системы 7, с устройством считывания данных 17 автоматизированной системы 8, с серверами 9 и 10.

3 илл.

Полезная модель относится к автоматизированным системам управления и может быть использована для управления производственно-технологическими процессами на железнодорожных предприятиях, в частности, для управления процессом ремонта на вагоноремонтных заводах, в вагонных, локомотивных и моторвагонных депо.

В качестве ближайшего аналога заявляемого технического решения принята автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии, содержащая производственные модули, объединенные в единую локальную сеть с центральным сервером. Каждый производственный модуль включает рабочие технологические позиции и автоматизированное рабочее место (АРМ) мастера. Контроль за выполнением операций на рабочих позициях и перемещением объектов (деталей, узлов) по рабочим позициям с последующей передачей информации на АРМ мастера и далее, на центральный сервер, осуществляется с помощью техники радиочастотной идентификации. Объекты (детали, узлы) снабжены транспондерными радиочастотными метками, а на каждой рабочей позиции находится пульт ввода информации, в состав которого входит считывающее устройство (ридер). На АРМ мастера производится оперативный контроль и управление текущим технологическим процессом в пределах данного производственного модуля, а центральный сервер осуществляет обработку поступающей в него информации и управление системой в целом [А.И.Фурцев и др. Система управления качеством ремонта подвижного состава / / Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. 13. С 14-17].

Недостатком ближайшего аналога являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные недостаточной степенью интеграции автоматизированной системы в реальную структуру железнодорожного предприятия и не позволяющие в режиме реального времени контролировать расход и осуществлять мониторинг движения материальных ценностей, хранящихся на складах и используемых в ходе технологического производственного процесса, осуществлять полный контроль за нахождением работников на территории предприятия и производить оперативный расчет экономических показателей производственного процесса, например, себестоимости ремонта.

Задача, решаемая заявляемой полезной моделью - расширение функциональных возможностей.

Указанная задача решается тем, что автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии, содержащая производственные модули с автоматизированными рабочими местами (АРМ) мастеров, автоматизированную систему контроля рабочего времени, содержащая идентификационную магнитную карту работника, и центральный сервер, при этом АРМ мастеров объединены в единую локальную сеть с центральным сервером, а каждый производственный модуль включает рабочие технологические позиции, снабженные радиочастотными метками и пультами ввода информации с устройствами считывания данных, содержащихся в радиочастотных метках и идентификационной магнитной карте работника, причем упомянутые устройства считывания выполнены с возможностью обмена информацией с АРМ мастеров, снабжена автоматизированной системой контроля расхода и движения материальных ценностей, хранящихся на складах, сервером расчета экономических показателей и сервером административно-управленческого персонала, связанными с центральным сервером, а автоматизированная система контроля рабочего времени дополнительно снабжена устройством считывания данных, содержащихся в идентификационной магнитной карте работника, которое размещено на проходной железнодорожного предприятия и связано с центральным сервером.

В варианте технического решения пульты ввода информации выполнены в виде мобильных терминалов.

В варианте технического решения пульты ввода информации связаны с АРМ мастера с помощью беспроводной сети Wi-Fi, имеющей, по крайней мере, одну точку доступа.

В варианте технического решения автоматизированная система контроля расхода и движения материальных ценностей, хранящихся на складах, организована в виде автоматизированного склада, содержащего средства для хранения деталей, узлов и комплектующих изделий, средств радиочастотной идентификации материальных ценностей, включающих радиочастотные метки и мобильный терминал, и сервера базы данных, связанного с мобильным терминалом и центральным сервером.

В варианте технического решения мобильный терминал автоматизированной системы контроля расхода и движения материальных ценностей, хранящихся на складах, связан с сервером базы данных с помощью беспроводной сети Wi-Fi.

В варианте технического решения радиочастотные метки установлены на деталях и узлах, хранящихся на автоматизированном складе.

В варианте технического решения радиочастотные метки размещены в зоне хранения комплектующих изделий, хранящихся на автоматизированном складе.

Полезная модель иллюстрируется чертежом. На фиг.1 изображена структурная схема заявляемой автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) на железнодорожном предприятии, под которым в общем случае понимается любая государственная или частная организация, осуществляющая свою деятельность на рынке железнодорожного транспорта и действующая в области производства или ремонта различного железнодорожного оборудования. В частном случае, железнодорожным предприятием может являться вагонное, локомотивное или моторвагонное депо, занятое в сфере ремонта подвижного или тягового состава. На фиг.2 иллюстрируется структура производственного модуля, на фиг.3 показана структура автоматизированной системы контроля расхода и движения материальных ценностей, хранящихся на складах.

АСУТП включает связанные друг с другом в соответствии с условиями технологического процесса производственные модули 1₁ , 1₂, ...., 1_n железнодорожного предприятия, каждый из которых содержит рабочие технологические позиции 1 ₁, 2₂, , 2_n и автоматизированное рабочее место (АРМ) мастера 3, представляющее собой персональный компьютер. Для осуществления контроля за выполнением операций на рабочих позициях 2₁2_n и перемещением по рабочим позициям 2 ₁2_n объектов производства или ремонта (деталей, узлов) с последующей передачей информации на АРМ мастера 3 используется техника радиочастотной идентификации. С этой целью упомянутые объекты снабжены транспондерными радиочастотными метками 4, а каждая рабочая позиция 2₁2_n снабжена пультом ввода информации 5, в состав которого входит считывающее устройство (ридер). Пульт ввода информации 5 может быть выполнен как в виде стационарного устройства, так и в виде мобильного терминала. В первом случае связь пульта ввода информации 5 с АРМ мастера 3 осуществляется по проводной шине, во втором случае - с помощью беспроводной сети Wi-Fi 6 (сокращенная аббревиатура от Wireless-Fidelity - беспроводная точность), имеющей, по крайней мере, одну точку доступа. В состав АСУТП также входит автоматизированная система контроля расхода и движения материальных ценностей, хранящихся на складах 7, автоматизированная система контроля рабочего времени 8, сервер расчета экономических показателей 9, сервер административно-управленческого персонала 10 и центральный сервер 11.

Автоматизированная система 7 включает автоматизированный склад 12, содержащий средства для хранения деталей, узлов и комплектующих изделий, выполненные, например, в виде конвейерных накопителей и/или стационарной тары, размещаемой на стеллажах склада; средства радиочастотной идентификации материальных ценностей, включающие радиочастотные метки 13 и мобильный терминал 14, в состав которого входит устройство считывания информации, содержащейся в радиочастотных метках 13, и сервер базы данных 15, связанный с помощью беспроводной сети Wi-Fi с мобильным терминалом 14. Радиочастотные метки 13 могут устанавливаться на деталях и узлах или размещаться в зоне хранения комплектующих изделий.

Автоматизированная система контроля рабочего времени 8 содержит идентификационную магнитную карту работника 16 и размещенное на проходной железнодорожного предприятия устройство считывания данных 17, содержащихся в карте 16. Кроме того, частично функции элемента автоматизированной системы 8 при нахождении работника на территории производственных модулей 1₁, 1_n выполняет пульт ввода информации 5, в состав которого входит устройство считывания данных, содержащихся в карте 16. В карте 16 содержится электронный код, хранящий данные о работнике и характере выполняемой им работы.

Центральный сервер 11 образует с АРМ мастеров 3 единую локальную сеть. Он также связан с сервером базы данных 15 автоматизированной системы 7, с устройством считывания данных 17 автоматизированной системы 8, с сервером расчета экономических показателей 9 и сервером административно-управленческого персонала 10.

Предлагаемая АСУТП функционирует следующим образом. При входе на территорию железнодорожного предприятия, на проходной, работник прикладывает свою магнитную карту 16 к устройству считывания 17, которое фиксирует факт и время прихода работника. Затем эти данные передаются на центральный сервер 11. На территории производственного модуля работник прикладывает магнитную карту 16 к считывающему устройству пульта ввода данных 5, которое фиксирует время прибытия работника на данный производственный модуль и занятия им своего рабочего места. Эти данные передаются на АРМ мастера 3 и далее - на центральный сервер 11.

Подлежащие, например, ремонту детали и/или узлы поступают в производственный модуль 1₁. На первой рабочей позиции 2₁ на каждую деталь/узел устанавливается радиочастотная метка 4, которая перемещается далее вместе с деталью/узлом по всем последующим рабочим позициям. Метка 4 имеет свой уникальный цифровой код, который соотносится с характером хранящейся в АРМ мастера 3 информацией о характере выполняемых операций.

На рабочих позициях 2 ₁2_n выполняются операции в соответствии с технологией ремонта, например, диагностика, монтаж и демонтаж, механические работы и др. Контроль за ходом выполнения операций и сбор технологической информации осуществляется с помощью пультов 5. Работник вводит в пульт 5 соответствующую информацию, которая затем передается на АРМ мастера 3. На основании поступающей информации о времени и качестве выполнения операции, соблюдении технологического процесса, на АРМ мастера 3 формируются управляющие воздействия, которые фиксируются, доводятся до работника и хранятся в памяти АРМ 3. После завершения операций в модуле 1₁ на АРМ мастера 3 формируется документ (например, паспорт), содержащий полную информацию о параметрах объекта (детали/узла).

С производственного модуля 1₁ детали/узлы передаются на другие производственные модули в соответствии с технологическим процессом производства или ремонта.

В ходе выполнения операций в производственных модулях на рабочие позиции могут поступать при необходимости детали, узлы и комплектующие изделия с автоматизированной системы 7. Контроль их расхода и движения осуществляется сервером базы данных 15, который затем передает соответствующую информацию на центральный сервер 11.

Информация о ходе технологического процесса производства или ремонта поступает с АРМ мастеров 3 на центральный сервер 11, который осуществляет сбор и анализ информации и управление работой АСУТП в целом.

Информация с центрального сервера 11 поступает на сервер расчета экономических показателей 9 и на сервер административно-управленческого персонала 10. На сервере 9 экономическими подразделениями железнодорожного предприятия производится расчет экономических показателей технологического процесса, в т.ч. себестоимости производства или ремонта. На сервере 11 руководством железнодорожного предприятия осуществляется контроль за ходом технологического процесса, за расходованием материальных ценностей, за экономическими показателями технологического процесса производства или ремонта, за соблюдением работниками трудовой и производственной дисциплины, и выработка - при необходимости - соответствующих управляющих воздействий, корректировок и рекомендаций, поступающих через сервер 11, например, на АРМ мастеров 3, на серверы 9 и 15.

Заявляемая АСУТП представляет собой многоуровневую систему управления, в которой с первым уровнем управления можно соотнести АРМ мастеров 3, со вторым уровнем управления - центральный сервер 11, и с третьим уровнем управления - сервер административно-управленческого персонала 10. Такая иерархическая структура АСУТП позволяет оптимальным образом контролировать производственно-технологические процессы на определенном уровне управления посредством получения данных с нижестоящих уровней управления, информирования о ходе производственно-технологических процессов вышестоящий уровень управлении и формирования управляющих воздействий с вышестоящего уровня на нижестоящий уровень.

Заявляемая АСУТП по сравнению с ближайшим аналогом характеризуется существенно более высокой степенью интеграции в реальную структуру железнодорожного предприятия и, как следствие, обладает более широкими функциональными возможностями.

1. Автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии, содержащая производственные модули с автоматизированными рабочими местами (АРМ) мастеров, автоматизированную систему контроля рабочего времени, содержащая идентификационную магнитную карту работника, и центральный сервер, при этом АРМ мастеров объединены в единую локальную сеть с центральным сервером, а каждый производственный модуль включает рабочие технологические позиции, снабженные радиочастотными метками и пультами ввода информации с устройствами считывания данных, содержащихся в радиочастотных метках и идентификационной магнитной карте работника, причем упомянутые устройства считывания выполнены с возможностью обмена информацией с АРМ мастеров, отличающаяся тем, что она снабжена автоматизированной системой контроля расхода и движения материальных ценностей, хранящихся на складах, сервером расчета экономических показателей и сервером административно-управленческого персонала, связанными с центральным сервером, а автоматизированная система контроля рабочего времени дополнительно снабжена устройством считывания данных, содержащихся в идентификационной магнитной карте работника, которое размещено на проходной железнодорожного предприятия и связано с центральным сервером.

2. Автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии по п.1, отличающаяся тем, что пульты ввода информации выполнены в виде мобильных терминалов.

3. Автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии по п.2, отличающаяся тем, что пульты ввода информации связаны с АРМ мастеров с помощью беспроводной сети Wi-Fi, имеющей, по крайней мере, одну точку доступа.

4. Автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии по п.1, отличающаяся тем, что автоматизированная система контроля расхода и движения материальных ценностей, хранящихся на складах, организована в виде автоматизированного склада, содержащего средства для хранения деталей, узлов и комплектующих изделий, средств радиочастотной идентификации материальных ценностей, включающих радиочастотные метки и мобильный терминал, и сервера базы данных, связанного с мобильным терминалом и центральным сервером.

5. Автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии по п.4, отличающаяся тем, что мобильный терминал связан с сервером базы данных с помощью беспроводной сети Wi-Fi.

6. Автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии по п.4, отличающаяся тем, что радиочастотные метки установлены на деталях и узлах.

7. Автоматизированная система управления технологическими процессами на железнодорожном предприятии по п.4, отличающаяся тем, что радиочастотные метки размещены в зоне хранения комплектующих изделий.