塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统与方法.pdf

本发明关于一种塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统与方法，针对将参与塑、橡胶产品生产的各设备，其在的工艺操作的重要控制点的运作过程资料进行即时记录、回馈、分析、检测，再以管理系统编辑管理报表，达到整厂的工艺自动化管理系统。即从下单到完成塑、橡胶产品加工工艺中的各管制点的各种动态变化记录于每张订单的每批次，包括生产中的备料、配方秤量、混合、捏合、成形及产品计量包装等，及各机组的主要操控动作点及温度、负载、时间、转速等即时资料的记录。令每张订单的每批次的产品皆有完整历史资料，从历史资料中了解生产环节是否有异常，查出异常原因，同时提供新产品研发改进的详尽资料分析，与原设计比对调整到最佳状态。

权利要求书
1.  一种塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述自动化整合系统包括：一中央监控管理装置、至少一备料设备以及至少一塑、橡胶加工设备；中央监控管理装置与备料设备及塑、橡胶加工设备间是以通信的方式连结，且备料设备及塑、橡胶加工设备依据中央监控管理装置所产生的生产制令而执行加工计划。

2.  如权利要求1所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述中央监控管理装置包括监控管理单元、订单输入单元及制令产生单元；通过监控管理单元进行处理各项产品产出流程的管理与监控，并依据订单输入单元输入的订单资料产生相关的制造指令，再由制令产生单元依据监控管理单元中的制造指令、机台工作能力及订单数据产生塑、橡胶产品的制造加工计划。

3.  如权利要求2所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述塑、橡胶产品的制造加工生产计划是指生产的批次量和预作应增加的消耗量与编定管理条码。

4.  如权利要求2所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述订单输入单元输入的订单数据至少包括客户资料、订购产品、订购数量、产品配方编号、交货日期等。

5.  如权利要求1所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述备料设备分为主配方备料单元及副配方备料单元。

6.  如权利要求5所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述主配方备料单元包括一主原料磅秤，是依生产制令进行各批次的主原料计量，并将各批次的相关数据通过网络回传给中央监控管理装置，且由中央监控管理装置产生一批次条码附予所述主配方。

7.  如权利要求5所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述副配方备料单元包括一副原料磅秤，是依生产制令进行各批次的副原料计量，并将各批次中的各副原料的相关数据通过网络回传给中央监控管理装置，而由中央监控管理装置给予各批次副原料一批次条码。

8.  如权利要求1所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述塑、橡胶加工设备至少在混合机、捏合机、开练机、压出机、切片机、制粒机、包装机等机具中选择其一。

9.  如权利要求1所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述塑、橡胶加工设备在执行各项作业的过程中，其所产生的相关数据均会通过网络传送至中央监控管理装置加以储存记录。

10.  如权利要求1所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，其特征在于，所述塑、橡胶加工设备在执行各项作业的过程中所产生的相关数据至少包括入料与入料完成时的时间、机台温度、马达负载、出水温度、料温其中之一。

11.  一种塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合方法，其特征在于，依据客户订单产生相关配方、配方量及制造批号，并针对各制造批号进行配方的准备并产生相对应的条码，再依据条码的确认将同一批号配方进行生产制造成塑、橡胶产品，最后再将所述订单中各批次生产制造过程中的相关数据加以整合，并加以储存且列出相关表单。

12.  如权利要求11所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合方法，其特征在于，所述方法进一步包括研发工艺条件的修正流程，其是将实验室中研发配置的产品配方比与工艺操作条件，经由曲线表的比对、调整，以取得工艺条件参数的最佳值。

13.  如权利要求12所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合方法，其特征在于，所述工艺最佳化的取得，是依工艺中每批次产品的生产过程取得的各动作点收集的各项参数制成曲线表，再将定时收集取得的曲线表重迭对比，找出制成品最优良的曲线表、作动组合，并由此看出各操作管制点的最佳操作条件参数，作为品质改进的依据。

14.  如权利要求11所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合方法，其特征在于，在配方的准备流程中，包括主配方备料及副配方备料；在主配方备料及副配方备料的过程中，各批次主原料及副原料的计量相关数据将分别被记录，且分别附予所述主配方及副配方一批次条码。

15.  如权利要求11所述的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合方法，其特征在于，在各批次生产制造过程中，其所产生的相关数据均会被储存记录。

说明书塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统与方法
技术领域
本发明有关于一种塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统与方法，尤其是指一种能够了解每一生产环节是否完全与原设计操作参数一致或有异常产生，并由此轻易查出异常原因，同时更能提供新产品研发改进的详尽资料分析，达到研发、生产、销售、管理融合为一体。
背景技术
目前塑、橡胶制品业界仍维持数十年来的传统作业方法。即业务在接单后，便通知生产线开始进行塑、橡胶制品的备料及生产制造流程。由于塑、橡胶制品使用的配方会因为客户的需求而有所不同，且配方的组成通常也不会是单一种，加上生产制造过程中各个工艺中的相关数据(如温度、转速、时间……)亦会有所不同，甚至在制造生产的过程中产生异常。然而这些相关的资料及数据并不会被记录下来，所以很难去追踪产出的成品的生产总量、瑕疵量、库存量，乃至于产生异常或瑕疵品的原因。因此，这种传统的作业模式已无法满足管理信息的计算机自动化作业，虽然多数的生产设备均已具有自动控制的能力，但仍处于各自独立发展的阶段，而尚无将全程工艺加以整合的技术，此对于上游高科技产业对产品品质的高标准已无法满足。
因此，为能满足上游高科技产业对产品品质的高标准，设计出一套能追溯源头的过程资料并加以记录保存的系统及方法实有其必要性，且能据此提升业者在所述产业上的竞争力。
发明内容
本发明的主要目的，是提供一种塑、橡胶产品(plastic and/or rubber products)工艺操作与管理的自动化整合系统与方法，其主要是针对从下单到完成整个塑、橡胶加工工艺中的各管制点所产生的各种动态变化加以记录于每一张订单的每一批次，例如在生产过程中的备料、配方秤量、混合、捏合、成形及产品计量包装……等各机组的主要操控动作点及温度、负载、时间、转速……等即时资料记录。令每一张订单的每一批次所生产的产品皆有完整的历史资料，可供随时查询，因此，可从所述这些历史资料中了解每一生产环节是否有异常产生，并由此轻易查出异常原因，同时更能提供新产品研发改进的详尽资料分析，并与原设计比对调整到最佳状态。
为达上述的目的，本发明提供一种塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，包括中央监控管理装置、备料设备以及塑、橡胶加工设备；其中，所述中央监控管理装置是根据客户订单来产生相对生产订单上塑、橡胶产品的加工计画；所述备料设备是经由通信网络与所述中央监控管理装置连接，且分为主配方备料单元及副配方备料单元，主配方备料单元及副配方备料单元分别执行从中央监控管理装置所接收的塑、橡胶主、副配方的备料工作；所述塑、橡胶加工设备同样经由通信网络与所述中央监控管理装置连接，并在备料设备完成备料且通知中央监控管理装置后，执行从中央监控管理装置所接收的塑、橡胶工艺；而在备料及生产加工期间，备料设备及塑、橡胶加工设备会将执行备料及加工塑、橡胶产品工艺中的相关数据回传给中央监控管理装置进行监控与管理。
本发明另提供一种塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合方法，是依据客户订单产生相关配方、配方量及制造批号，针对各制造批号进行配方的准备并产生相对应的条码，再依据条码的确认将同一批号配方进行生产制造成塑、橡胶产品，最后再将所述订单中的各批次加以整合，并加以储存且列出相关表单。
本发明的方法进一步包括研发工艺条件的修正流程，是将实验室中研发配置的产品配方比与工艺操作条件，经由曲线表的比对、调整，以取得工艺条件参数的最佳值。
而所述工艺最佳化的取得，是依工艺中每批次产品的生产过程取得的各动作点收集的各项参数制成曲线表，再将定时收集取得的曲线表重迭对比，找出制造成品最优良的曲线表、作动组合，并由此看出各操作管制点的最佳操作条件参数，作为品质改进的依据。
附图说明
图1是本发明的统架构图；
图2是本发明的统流程图；
图3是本发明的统备料流程图；
图4是显示本发明的各批次用量记录表(一)；
图5是显示本发明的各批次用量记录表(二)；
图6是显示本发明的各订单生产情形记录表；
图7是显示本发明的加工设备所需记录的相关数据。
附图标号
1中央监控管理装置
11监控管理单元
12订单输入单元
13制令产生单元
2备料设备
21主配方备料单元
22副配方备料单元
3塑、橡胶加工设备
4网络
具体实施方式
为了使本发明的叙述更加详尽与完备，请配合参照图1至图6的附图及元件符号，并详细说明如下。
请参图1，本发明的塑、橡胶产品工艺操作与管理的自动化整合系统，包括：一中央监控管理装置1、至少有一备料设备2以及至少一塑、橡胶加工设备3；中央监控管理装置1与备料设备2及塑、橡胶加工设备3间以网络4通信的方式连结，且备料设备2及塑、橡胶加工设备3是依据中央监控管理装置1所产生的生产制令而执行加工计划。其中：
所述中央监控管理装置1，是连接至网络4，其并包括监控管理单元11、订单输入单元12及制令产生单元13。
监控管理单元11进行处理各项产品产出流程的管理与监控，并依据订单输入单元12输入的订单资料产生相关的制造指令；订单输入单元12为对外供输入关于客户订单的相关数据，这些数据并传送至监控管理单元11，输入的数据至少包括客户资料、订购产品、订购数量、产品配方编号、交货日期等；制令产生单元13则依据监控管理单元11中的制造指令、机台工作能力及订单数据产生塑、橡胶产品的制造加工计划，如生产的批次量和预作应增加的消耗量与编定管理条码。
所述备料设备2(请配合参看图2)，是经由通信网络4与所述中央监控管理装置1连接。所述备料设备2分为主配方备料单元21及副配方备料单元22。其中，主配方备料单元21及副配方备料单元22分别执行依据中央监控管理装置所产生的制造加工计划中的塑、橡胶主、副配方的备料工作。主配方备料单元21包括一主原料磅秤，是依配方编号所设定的配方进行个各批次的主原料计量，并将各批次的重量通过网络4回传给中央监控管理装置1，且由中央监控管理装置1产生一批次条码附予所述主配方。所述副配方备料单元22包括一副原料磅秤，是依配方编号所设定的配方进行各批次的副原料的计量，并将各批次中的各副原料的重量通过网络4回传给中央监控管理装置1，而由中央监控管理装置1针对所秤量的各副原料产生一批次条码，且将所述批次条码附予所述副配方，最后再将所述副配方入库储存备用。所述主配方备料单元21及副配方备料单元22在完成备料后，通过网络4通知中央监控管理装置1，令中央监控管理装置1得知备料完成的时机点。
所述塑、橡胶加工设备3，同样经由通信网络4与所述中央监控管理装置1连接，当备料设备2完成备料作业且通知中央监控管理装置1后，所述中央监控管理装置1便再通过网络4通知塑、橡胶加工设备3执行从中央监控管理装置1所接收的塑、橡胶工艺。其中，所述塑、橡胶加工设备3因产品的不同其所使用到的加工设备也会有所不同，其包括混合机、捏合机、押出机、开练机、切片机、制粒机。而塑、橡胶加工设备3在执行各项作业的过程中，其所产生的相关数据均会通过网络4传送至中央监控管理装置1加以储存记录。
以下就本发明的塑、橡胶产品工艺操作与管理整合自动化系统实际运作流程进一步说明。
首先，通过中央监控管理装置1的订单输入单元12输入客户资料、订购产品、订购数量、产品配方编号、交货日期等相关订购产品信息至监控管理单元11并列表储存，而制令产生单元13再依据所述这些输入的数据及使用的塑、橡胶加工设备3的工作能力，换算出应生产的批次量和预作应增加的消耗量与编定管理条码等制造加工计划，制造加工计划产生之后备料设备2即可开始进行原料的准备。若尚未建立所述订单的配方批号时，则输入新配方的各种原料秤量设定值和配方设定值，并储存于监控管理单元11中，以建立新配方档案。
准备原料时(以下请再配合参阅图3)，关于副配方的部分是依制造加工计划中的订单编号、配方编号，生产批次的内容由副配方备料单元22离线批次生产，并于生产、秤量完成后的每一包副配方的包装上贴上所述次生产、秤量数据条码，待此订单中的所有副配方完成制备后，将此订单中所有的副配方及每批次生产、秤量缴回仓库，同时并将副配方及每批次生产、秤量值资料的批次计量资料通过网络4存入监控管理单元11，完成副配方制令需求。当监控管理单元11确认订单编号的副配方备料已完成制令须求，即显示可进行所述订单的正式生产。在执行订单正式生产时，须先将所述订单所需的副配方由仓库领出备用，于生产线正式生产订单产品时，主配方备料单元21开始依配方编号所设定的配方进行主配方的计量，并在监控管理单元11中将所述批次号的各种主、副配方原料计量值记录于事先所设定的表格中(请参图6)。即主、副配方备料单元21、22必须能全自动的监控指令，以自动转换订单编号，配方编号、生产批次和各种原料的设定秤量值和快慢速落差等参数值，而自行启动并依批次顺序计量，且将每种配方原料每次的实际计量值和时间记录回传到中央监控管理装置1，如此主配方备料单元21必须配备有自动秤量功能机构和自动执行副配方收集软体能力，并且能即时显示机台中主要控制点的动作状况，同时将其显示的内容即时回传至中央监控管理装置1，并通过中央监控管理装置1自行记录一套过程资料以备核对，因此在主、副配方备料单元21、22必须具备自动秤量和资料累计回传的能力和检测组件。
当此信号的主配方下到下工艺的塑、橡胶加工设备3的混合机时，再利用刷条码机确认所述副配方的批次号，如正确时便可将副配方投入塑、橡胶加工设备3的混合机中，且令副配方的秤量配方值自动与主配方合并，同时监控管理单元11会将所述这些副配方的相关数据存入主配方的记录中，以得到此批号中所有的主、副配方原料秤量值。另，不管分几次投入或于他段工艺投入其他设备皆可达到此功能，因此生产的每一批次皆留下完整的资料，以作为各单位各种报表的依据。如刷条码有错误时，将自动发出异常警报可避免误投产生，此异常也将被记录留存下来备查。
此外，在后段每台塑、橡胶加工设备3如混合机、捏合机、开练机、压出机、刀片机、制粒机、包装机……等线上设备，每一次的进料完成主机启动、变快速、变慢速、主料复归和每一固定时间皆记录下来，发生当时的时间、负载各部温度、压力等每一批号生产过程从最前端的主料计量、混合、捏合、开练、压出切片、制粒、计量包装等皆完整的留下正确即时的记录(请再并参图7)，可将此工艺信息自动转换成各单位不同功能的报表，作为业务订单管理仓库物料管理、采购管理、生产工艺管理、品质管理、异常原因分析产生改善依据到财务管理、成本分析、生产曲线表……等表报，且各段工艺可设定工艺中标准的上、下限，超出时将即时发出警报并记录下来，供事后的原因追查，如此将不用担心有人为异常的发生，确保系统正常运作。
后段的混合机、捏合机、开练机、压出机、切片机、制粒机、包装机等此段加工作业，因能通过监视过程资料并记录备存以作为事后的查核分析前段配方计量，因此纵使生产制造塑、橡胶产品时，可能因不同产品、不同原料、不同机台、不同作业流程、不同操作方法、不同温度……等而改变产品品质特性，但因本系统能有效的将过程参数资料记录下来，而能找到真正问题所在，故塑、橡胶产品品质能够维持稳定。即本系统是在各塑、橡胶加工设备3各个主要管制点上设立检测组件，以利用各管制点上的检测组件收集各个管制点的动作情况和主要动作启动、停止时的时间、温度、压力、负载……等变化，并通过网络4将各个检测组件收集到的信息、状态……等参数传送至中央监控管理装置1，以将所收集到的各项参数制成曲线表，再将定时收集取得的曲线表与实验室中研发配置的产品配方比的工艺操作条件的曲线表重迭对比，找出制成品最优良的曲线表、作动组合，并由此找出各操作管制点的最佳操作条件参数的管制范围和异常产生后的回溯，作为品质改进的依据，并能用来分析产生不同产品质量的变化所在，而中央监控管理装置1再根据这些资料加以整理分析，且制作出各个管理单位需要的报表。
举例来说，在混合机的混合工艺的主要过程资料记录上，当主配方备料单元21完成备料后，混合机入料阀开启，此时即时记录下入料阀开启时间和其他管制点的当时现象，如机台温度、马达负载、出水温度、料温……等待入料阀关闭时，也记录下入料阀关闭当时各管制点的现象、混合机启动、混合机改变速度、每一个固定检测时间点，如每间隔10秒或5秒(此可依客户需求设定)，二次入料、出料等各重要管制点皆自动记录当时的现象，当混合机完成预先设定的生产条件后，并下料至下一工艺即可再接受上一工艺的入料，当动作产生或停止时，除记录下相关资料，在中央监控管理装置1的画面上将显示动作现象或改变颜色，同时也于固定的位置显示产生时的温度、负载、压力……等管制点的当时现象，使操作人员能即时了解产生点位置和现状。
又，捏合机、开练机、压出机、切片机、制粒机……等各塑、橡胶加工设备3的管制方式大致相同，只差每个设备的管制点多少不同而已。
由于本系统的中央监控管理装置系根据客户订单而产生依据客户订购产品所获得的塑、橡胶加工资料的加工计划；并通过经由通信网络与所述中央监控管理装置连接的备料设备，分别执行从中央监控管理装置所接收的塑、橡胶主、副配方的备料工作，同时将备料工作的信息回传给中央监控管理装置，并在备料设备完成备料且通知中央监控管理装置后，执行从中央监控管理装置所接收的塑、橡胶工艺；而在备料及生产加工期间，备料设备及塑、橡胶加工设备会将执行备料及加工塑、橡胶产品工艺中的相关数据回传给中央监控管理装置进行监控与管理。亦即本发明能依据客户订单产生相关配方、配方量及制造批号，并针对各制造批号进行配方的准备并产生相对应的条码，再依据条码的确认将同一批号配方进行生产制造成塑、橡胶产品，最后在将所述订单中的各批次加以整合，且加以储存并列出相关表单(参图4、图5)。
因此，由以上的详细说明，可得知本发明至少具有如下所列的优点：
1.由于本发明完整的工艺管理系统能整合并保留所有过程资料，因此能提供公司上层即时了解各部门的最近工作情况。
2.由于本发明能将订单生产过程编制成相关的管制报表，且能即时掌握生产情报，可对客户作最佳的工艺品质保证。
3.在本发明所使用的系统中，每张订单皆有原料用量、实际生产和生产时数，故能得到最真实、最快的成本分析报告，而能即时控制生产成本效益。
4.通过本发明的中央监控管理装置的控管，仓库、采购可最快了解原料耗用量和产品生产数量，将库存原料成本降到最低。
5.通过本发明的系统能对原料配方实际秤量加以记录、以及后段混合、炼制、压出等过程中各主要管制点即时现象记录，而能轻易调整最佳生产数据。
6.在本发明的系统中所有各部门报表皆即时自动产生，故能节省大量管理人力。
7.在本发明的系统中全部生产过程资料皆被永久保留，而成为历史档案，可供日后查询或参考。
8.经营者可随时通过网际网络在任何地方即时了解工厂生产状况。
9.本发明的系统于操作应用方面相当简易，投入成本低，效益高，故能增加产业的竞争力。
综上所述，本发明实施确能达到所预期的使用功效，又其所揭露的具体构造，不仅未曾见诸于同类产品中，亦未曾公开于申请前，诚已完全符合专利法的规定与要求，因此依法提出发明专利的申请恳请惠予审查，并赐准专利，则实感德便。