Tulip车间小程序开发平台介绍——麻省理工学院开发的工业互联网届的Scratch编程

作者:与子同袍
首发:物联网前沿技术观察

在工厂中,有两样东西在不停地流动:看得见的工件流和看不见的信息流。工件流是工厂的血液,信息流是工厂的神经系统。有一样慢下来,生产效率就降下来了。

加工中心、机器人和工厂内部物流,已经大大提高了工件流动的速度。然而,许多工厂的信息流却仍然还是处于很原始的阶段。

生产管理人员和操作工依然在使用最原始的工具——纸质SOP作业书、纸质生产计划表、纸质产量表、纸质质量统计表、纸质5S点检、秒表计时以及用 Excel 表格统计在制品和产量。

大量的非实时手动的信息输入输出流程与自动化的工件流格格不入。

生产过程是“人机料法环”协同运作的过程。工厂管理人员一般最重视机器和原料。生产管理人员与操作人员、操作人员与机器之间、生产管理人员与机器之间的信息交互,相比之下,则没那么重要。

生产过程中最常见的信息流程有:

  1. 质量统计:及时发现在制品质量问题,对不良品进行拍照记录,对不良品返修,产线上实时监测在制品质量,发现质量问题实时报警,缺陷记录和统计帕累托图,抽检并记录。
  2. 合规性审计:审查生产环境是否符合安全和健康标准,是否按照SOP作业指导书操作,操作流程是否符合安全规范,质量追溯,工具领退,模具领退。
  3. 培训:新员工操作培训,指导操作工解决工艺问题,新工艺培训,新产品导入培训
  4. 工作指令:传感器触发的工作指令,追溯记录指令,定制产品操作指令。
  5. 生产任务统计:按操作工、班组、机台的直通率统计,追踪工具、在制品、返修品、零件,产量统计,操作工加工时间,生产计划执行情况。
  6. 精益生产:5S审计,电子标签辅助选拣,安灯,工序测时,操作工SOP反馈,生产看板。

传统的解决方案是,根据工厂的生产管理需求,上一个大而全的MES生产执行系统,将生产计划、生产调度、生产过程监控和生产结果统计全部信息化。

但是MES系统都需要根据工厂实际情况定制开发,开发周期长、风险大、成本高。动不动就要开发个一两年,花费几百万上千万。况且许多企业的生产业务和流程经常会变,MES系统也适应不了变化。因此许多企业都望而却步。

那不上MES系统,生产车间如何信息化呢?加工中心、机器人的生产效率很高,信息流却跟不上,就像肌肉发达的壮汉得了小儿麻痹症。

一些企业的做法是,给车间设计一整套Excel表单,让各个工序的人员分别填写相应的表单。然后由办公室的人员按天、周、月、年统计。但是这样做已经跟不上时代了。

铺垫了这么多,其实就是为了介绍今天这篇文章的主角——Tulip物联网平台。

如果把MES系统看做生产车间的操作系统,那么Tulip就相当于生产车间的安卓系统。

Tulip给出的解决方案是这样子的——既然工厂请专业的MES厂商不可行,那就不设计大而全的生产管理软件。而是设计一个车间APP开发的软件平台,可以让工厂里不会编程的生产管理人员通过简单的配置,就可以开发出所需的车间APP小程序。同时所有APP的数据都会汇总到这个软件平台上进行存储分析和可视化。

下面我把tulip app称之为车间小程序。

如果某个工序需要SOP作业指导书,那就不打印纸质SOP,而是开发一个交互式的SOP小程序,运行在操作工面前的平板电脑上,让操作工按SOP步骤进行操作。

如果需要一个质检软件,那么就用电脑连一个扫描枪和摄像头,然后开发一个质检软件在电脑上运行。

如果要给新员工培训,那就快速开发一个某个工序的新员工的培训的APP放在平板电脑里。

如果要实施5S,那就不是让操作人员自己去纸质表上打勾,而是在开发好的5S点检APP上录入点检信息。

在开发这个车间小程序的时候,不要写一行代码,只要鼠标点击,就可以创建表单、嵌入图片、嵌入视频、嵌入文本、读取条码扫描枪的条码、读取摄像头的照片、读取操作工的键盘输入,控制安灯的状态、数据库存储等。而且开发出来的小程序可以在电脑和平板上运行。

有点像Scratch少儿编程,孩子不需要懂编程,通过拖拽摄像头模块,音乐模块、硬件模块,就可以实现视频交互、播放音乐和操纵硬件了。

基于这种方法,车间里如果要做一个交互式的SOP作业指导书,就像Scratch里面开发一个交互式的故事一样,非常简单——选择文本显示、嵌入图片、嵌入视频即可。工厂里不会编程的人都可以做。

如果要开发一个质量检测的软件,只需要创建一个表单,加上条码扫描功能,加上摄像头拍照功能,就好了。

值得注意的是,这么简单易用的Tulip和风靡全球的Scratch少儿编程软件以及乐高Mindstorm玩具,都出自麻省理工学院多媒体实验室(MIT Media Lab)。

这不是什么巧合,因为MIT Media Lab的创新研究非常注重人本主义精神,研究内容都是针对人的需求,帮助人类提高生活和工作质量。

Tulip先天基因里就带着对生产企业中技术人员的需求的关怀。

Tulip包括三部分:

  • APP开发:让用户基于Tulip APP引擎定制开发PC以及移动端的车间小程序。根据生产工序的业务,创建相应工序的车间小程序,如作业指导书、质检时的电子表单,这些数据实时传送到Tulip分析引擎进行存储和分析。
  • 数据采集:通过Tulip物联网网关,连接PLC、机器人、传感器、条码扫描枪、摄像头、I/O、MES/ERP,这些数据实时传送到Tulip分析引擎进行存储和分析。通过传感器、摄像头、条码扫描枪与传统ERP/MES系统的数据采集,将车间全方位的运营数据采集并传输到云平台上。
  • 数据分析:通过Tulip分析引擎,对生产数据和设备数据进行分析,生成可视化仪表盘,供生产管理人员进行决策和反馈。

下面是捷普(像墨西哥的捷普厂,不像无锡的)的电子设备生产工序中,操作工按照Tulip的可视化作业指导书应用来进行操作,通过审计和质量应用来进行产品质量检查和上报。

另外一个例子是新百伦的跑鞋生产时对鞋底质量检测应用。

Tulip提供了工厂智能套件,包括条码扫描枪、安灯、网关、工位脚踏板等。

Tulip物联网网关连接到扫描枪、工位脚踏板、安灯等。

Tulip还提供了与 工厂的常见IT系统的集成:

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