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bg1环形穿梭车快速维护系统的研发昆明卷烟厂生产四部（物流部）创新型阿尔法QC小组出品小组概况课题名称环形穿梭车快速维护系统的研发小组名称阿尔法QC小组课题类型创新型课题注册号HH1QC-15-55-1小组成立时间2012年12月课题注册时间2015年3月活动时间2015年3月---2016年3月小组取证诊断师何蕊（中质协中级QC诊断师，编号：CAQ-QC-ZDS2-2015G-0318）序号姓名学历职务组内分工1李洪春本科生产四部部主任组长：方案策划、组织协调2张涛研究生系统维护工组员：对策实施、文档撰写3周继来研究生系统维护工组员：对策实施、系统测试4郑烨研究生系统维护工组员：数据分析、效果检查5蒋楠楠研究生系统维护工组员：对策实施、材料优化6王磊研究生设备技术室组长组员：方案论证、进度控制7王文才本科上位系统组长组员：方案设计、编写程序8刀挺研究生系统维护工组员：对策实施、效果检查9王鑫研究生系统维护工组员：数据采集、对策实施10杨蔚研究生中修组电工组员：方案设计、编写程序11郭跃昆本科中修组组长组员：制定对策、方案论证12张振云本科中修组机修组员：数据采集、数据处理13张天本科中修组电工组员：制定对策、数据分析14吴永林本科中修组电工组员：设计论证、效果检查15何蕊研究生中控工组员：数据分析、系统测试阿尔法QC小组历史荣誉：2014年获得红云红河集团QC成果发布一等奖、云南中烟公司QC成果发布一等奖；2015年获得红云红河集团QC成果发布一等奖、云南中烟公司QC成果发布二等奖；2015年获得云南省优秀质量管理小组、全国优秀质量管理小组称号；2016年获得红云红河集团QC成果发布一等奖、云南中烟公司QC成果发布一等奖。制表：郑烨时间：2015年3月1日2019/8/21配方出库烟叶原料断料辅料出库卷包辅料断料成品入库封箱房堵烟穿梭车故障停机将导致物流输送中止，直接影响制丝、卷包生产工序的正常运转。表2环形穿梭车故障处理统计表故障处理方法故障发生时间故障发生次数故障处理平均时间（分钟）总平均时间（分钟）轨内处理2014.10125.552014.111562014.12104.52015.011142015.0295轨外处理2014.1014733.32014.11002014.121182015.011322015.02136分析轨外处理平均时间达33.3分钟，对物流输送造成了严重影响，如能缩短此类故障的处理时间，将极大提升故障解决效率。制表：何蕊时间：2015年3月2日小组成员对2014年10月至2015年2月环穿故障处理情况进行了统计。表3环形穿梭车轨外故障处理统计表故障时间处理步骤各步骤所需时间(分钟)平均时间（分钟）2014.102014.112014.122015.12015.2MCT系统中删除故障小车39无10242725车体移出轨外8无8898.3故障处理总用时（分钟）47无18323633.3制表：何蕊时间：2015年3月4日车体移出轨外的时间相对比较固定，因操作流程已经标准化，无法缩短从系统中删除故障小车所需平均时间为25分钟，最短时间为10分钟，均远远高于车体移出轨外的时间。如能缩短系统中删除故障小车的时间,就能大大提升故障处理效率。1、手动逐个更改穿梭车前后顺序通讯正常情况下，需要手动逐个更改穿梭车前后顺序才能实现小车重新排序，因此耗时较长。问题难点：2、MCT系统将不能正常删除故障小车通讯异常情况下，无法在MCT系统中删除小车时就只能修改穿梭车PLC参数，导致穿梭车系统停机。MCT系统穿梭车系统没有升级版本，无法解决。穿梭车制造商环形穿梭车删除困难，是否有相应解决办法？阿尔法QC小组表4同规模生产工厂环形穿梭车系统情况调研穿梭车系统某工厂1某工厂2我厂穿梭车数量环形：一轨四车环形：一轨四车环形：一轨四车、一轨五车、一轨六车结构现场PC机与主调度PLC通信，再控制穿梭车分PLC中控室PC机上安装穿梭车控制程序直接控制每台穿梭车分PLC现场PC机与主调度PLC通信，再控制穿梭车分PLC操作系统WindowsXP数据库系统Access2000调度任务分次下达，无数据库系统SQLServer2000系统快速维护功能需通过系统修改小车参数，手动修改PLC参数，无快速处理机制手动修改PC机配置文件，手动更新调度参数，无快速处理机制正常情况下通过系统依次修改小车顺序即可，异常情况需手动修改PLC参数，无快速处理机制结论目前行业内无此类快速维护系统，无可借鉴的解决方案。制表：郑烨时间：2015年3月6日在行业内调研小组成员对生产规模相近的卷烟厂环形穿梭车使用情况进行了调研。开展查新工作查新关键词：环形穿梭车查新范围：通过仔细搜索，有如下几篇相关资料：《环形穿梭车调度系统设计与开发》(物流技术2015,(05))《环形穿梭车在烟草工业企业物流系统中的应用》(物流技术与应用2015,(02))《环行穿梭车优化调度问题的自学习算法》(系统工程理论与实践2013,33(12))《环形穿梭车的设计》(物流技术(装备版),2014,(5))《基于排队论的环轨多车数量与能力分析》(制造业自动化2011,33(16))开展查新工作查新结果：行业内外均无任何适用于本部门穿梭车快速维护的技术论文和专利发明。环形穿梭车快速维护系统的研发《环形穿梭车调度系统设计与开发》设计了穿梭车调度系统的总体框架以及调度流程，开发了环形穿梭车调度系统。该系统包括环形穿梭车环境配置及初始化模块、道口模块初始化、穿梭车模块初始化、调度任务模块等功能模块，但并没有实现一键排序和异常删除功能。设定目标活动目标设定为：研发环形穿梭车快速维护系统，使故障穿梭车移出轨外时系统删除故障小车平均时间控制在2分钟以内。1）原有系统无法应对异常情况下的删除操作。新开发的软件系统可以剔除、简化原有系统的冗余判断条件，避免因高复杂度的判断机制引发的耦合性异常，从而有效规避因通讯异常而无法删除小车的情况，使得异常情况下的操作与正常情况下相同。2）从表3可以看出，在2014年12月份的故障处理中，MCT系统中删除故障小车所需时间为10分钟，为该类故障处理中最短时间，进一步查阅维修记录，该次故障出现在配方库的5台环穿且当时并未出现通讯异常，删除操作顺利完成。原有的系统删除操作需要对每台小车依次修改小车顺序，需要5次操作，平均每次耗时为2分钟，而新开发的系统将通过一次操作即可实现所有小车的重新排序。1、理论分析表3环形穿梭车轨外故障处理统计表故障时间处理步骤各步骤所需时间(分钟)平均时间（分钟）2014.102014.112014.122015.12015.2MCT系统中删除故障小车39无10242725车体移出轨外8无8898.3故障处理总用时（分钟）47无18323633.3制表：何蕊时间：2015年3月4日2019/8/212、模拟实验表6目标值分析模拟实验测试地点测试日期操作完成时间(分钟)环穿车数量（台）操作次数（次）每次操作平均时间（分钟）辅料库2015.3.9126622015.3.91362.22015.3.91161.82015.3.912622015.3.91262单次操作平均时间（分钟）2配方库2015.3.109551.82015.3.101152.22015.3.101152.22015.3.10951.82015.3.101052单次操作平均时间（分钟）2成品库2015.3.1184422015.3.118422015.3.11741.72015.3.118422015.3.11942.3单次操作平均时间（分钟）2在正常情况下，各库区单次操作平均时间均可到达2分钟制表：蒋楠楠时间：2015年3月11日系统删除故障小车时间控制在2分钟以内是可以实现的！提出方案并确定最佳方案图4总方案亲和图（制图：张涛2015.3.12）方案一：开发总控式环形穿梭车快速维护系统方案二：开发分控式环形穿梭车快速维护系统方案三：开发移动式环形穿梭车快速维护系统环形穿梭车快速维护系统的研发图5总方案树图（制图：张涛2015.3.12）基本依据网络负载性稳定性可实施性复杂度可扩展性标准物流生产班组为8小时一班，因此最低要求保证系统持续稳定运行时间为8小时小组成员能够独立完成因小组成员有限，因此要求编码复杂度一般，可与现有开源模块兼容可根据需要进行功能扩展经济性根据信息项目预算费用成本控制在50000元以内测试日期测试时间运行情况网络数据流量（MB/分钟）2015.3.138:00-9:00通讯正常0.22015.3.139:00-10:00通讯正常0.42015.3.1310:00-11:00通讯正常0.62015.3.1311:00-12:00通讯正常0.82015.3.1312:00-13:00通讯正常1.02015.3.1313:00-14:00通讯正常1.22015.3.1314:00-15:00通讯正常1.42015.3.1315:00-16:00通讯正常1.62015.3.1316:00-17:00通讯正常1.82015.3.1317:00-18:00堆垛机与调度连接阻塞2.02015.3.1318:00-19:00穿梭车与调度连接阻塞2.2结论实验结果显示，当穿梭车系统所占网络流量达到2.0MB/分钟时，将会造成网络的通讯问题，因此方案必须满足占用网络数据流量2.0MB/分钟。开发总控式环形穿梭车快速维护系统方案一辅料库MCT系统成品库MCT系统配方库MCT系统总控服务器数据处理服务用户交互服务数据收发服务表9方案一测试表测试方法2015年3月16日，小组编写了只有数据收发和处理的方案一原型程序，对辅料库、成品库、配方库环形穿梭车MCT系统进行测试。测试日期测试时间运行情况持续稳定运行时间（小时）网络数据流量(MB/分钟)2015.3.168:00-9:00正常12.062015.3.169:00-10:00正常22.212015.3.1610:00-11:00正常33.902015.3.1611:00-12:00正常42.452015.3.1612:00-13:00正常51.762015.3.1613:00-14:00正常62.012015.3.1614:00-15:00正常72.982015.3.1615:00-16:00正常82.652015.3.1616:00-17:00正常92.002015.3.1617:00-18:00正常102.00平均值(MB/分钟)2.40结论方案一在测试过程中持续稳定运行时间为10小时以上，符合稳定性要求，网络流量均值为2.40MB/分钟，超过网络负载性要求。制表：刀挺时间：2015.3.16开发分控式环形穿梭车快速维护系统方案二辅料库MCT系统分控服务器数据处理服务用户交互服务数据收发服务成品库MCT系统分控服务器数据处理服务用户交互服务数据收发服务配方库MCT系统分控服务器数据处理服务用户交互服务数据收发服务表11方案二测试表测试方法2015年3月17日，小组编写了只有单一功能模块的方案二原型程序，辅料库、成品库、配方库环形穿梭车MCT系统进行测试测试日期测试时间运行情况持续稳定运行时间（小时）网络数据流量（MB/分钟）2015.3.178:00-9:00正常11.162015.3.179:00-10:00正常21.222015.3.1710:00-11:00正常31.102015.3.1711:00-12:00正常41.342015.3.1712:00-13:00正常51.252015.3.1713:00-14:00正常61.982015.3.1714:00-15:00正常71.012015.3.1715:00-16:00正常81.112015.3.1716:00-17:00辅料库用户界面死机01.202015.3.1717:00-18:00正常11.99平均值(MB/分钟)1.34结论方案二在测试过程中持续稳定运行时间为8小时，符合稳定性要求，网络流量均值为1.34MB/分钟，符合网络负载性要求。制表：刀