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來(lái)源：Digi-Key 作者：Etiido Uko, Lisa Eitel 
圖 1：可視化管理一詞意味著提供旨在提醒人員采取行動(dòng)的信息溝通——與其他工廠車間只是為了傳遞信息的可視化溝通不同。像這樣的報(bào)警信號(hào)燈傳達(dá)了危險(xiǎn)狀況的存在。（圖片來(lái)源：Getty Images）
圖 2：就像交通信號(hào)燈在街道十字口管理駕駛?cè)藛T的行為一樣，工業(yè)應(yīng)用中的可視化管理設(shè)備旨在刺激人員對(duì)設(shè)定的流程要求作出反應(yīng)。（圖片來(lái)源：Banner Engineering） 用于貨物加工、分揀、輸送、組裝和包裝的生產(chǎn)線通常包含同時(shí)執(zhí)行相互關(guān)聯(lián)但又獨(dú)立的任務(wù)的設(shè)備陣列。此類操作就有必要增加確保安全和不間斷生產(chǎn)的組件。在這里，可視化信號(hào)傳送組件就是關(guān)鍵。這些設(shè)備通過(guò)燈光或其他可視化（通常是彩色編碼）手段快速有效地將機(jī)器數(shù)據(jù)和其他可操作信息傳送給工廠人員——很少或不依賴書面指示或文字。 在工業(yè)自動(dòng)化方面，可視化管理也被稱為可視化控制，它是對(duì)精益生產(chǎn)和 IIoT 精益工廠方法的效率支持。這種可視化管理的形式可以是工廠地面上的簡(jiǎn)單標(biāo)記、溝通廣告牌和工件批次上的貼紙和標(biāo)簽、控制站或機(jī)器上的燈塔（稱為安燈）和其他照明電子設(shè)備、裝配站零件盒上的燈帶，甚至是天花板上的平板顯示器，能夠向工廠人員傳達(dá)實(shí)時(shí)情況和指示。 生產(chǎn)線可視化管理的主要目的是通過(guò)及時(shí)和主動(dòng)溝通提醒操作員或技術(shù)人員做出必要的行動(dòng)，確保所有的生產(chǎn)和裝配過(guò)程盡可能安全和有效地進(jìn)行下去。 可視化管理組件 自動(dòng)化設(shè)施中的可視化管理組件具有三種不同的功能——傳送關(guān)于生產(chǎn)線上機(jī)器和流程狀況的可操作信息，向機(jī)器操作員和其他工廠人員發(fā)出編碼指令，以及跟蹤生產(chǎn)線的性能，以便做出更明智的企業(yè)級(jí)決策。這些功能中的每一個(gè)都與專用可視化管理工具的對(duì)應(yīng)陣容有關(guān)。 為工廠人員提供可視化警報(bào)
圖 3：可視化警報(bào)依賴于檢測(cè)機(jī)器事件發(fā)生的傳感器——并且通常還附帶發(fā)出聲音的報(bào)警器。這里展示的是一個(gè)壓電式 LED 發(fā)光報(bào)警器，用于面板安裝和通過(guò) SAE J1939-15 協(xié)議進(jìn)行 CAN 聯(lián)網(wǎng)。報(bào)警器的聲音是可配置的，以傳送各種警報(bào)狀況。（圖片來(lái)源：Floyd Bell Inc.） 可視化警報(bào)是 LED 燈、指示燈和發(fā)光裝置，以光學(xué)方式引起機(jī)器操作員和工廠管理人員的注意——通常作為一個(gè)非常具體問(wèn)題的專門警告。常見的報(bào)警原因包括機(jī)器卡塞、過(guò)載、過(guò)熱、泄漏、壓力下降、電氣故障、安全功能受阻和火災(zāi)等。對(duì)于特別危急的情況，這些可視化警報(bào)會(huì)伴有聲音警報(bào)。 例如，火災(zāi)報(bào)警器集成了熱量和煙霧傳感器以及堅(jiān)固耐用的電子元件，這些元件被編程為聲音和閃光信號(hào)輸出。在某些情況下，報(bào)警器還與高級(jí)控制器系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如果發(fā)生一系列不祥事件，該系統(tǒng)可以命令特定的報(bào)警器輸出其最明顯的警報(bào)。 大多數(shù)工業(yè)報(bào)警器只傳達(dá)有發(fā)生錯(cuò)誤的信息——沒有任何關(guān)于錯(cuò)誤的根源或確切位置的細(xì)節(jié)。然而，工業(yè)級(jí)可視化警報(bào)器的設(shè)計(jì)方式通常能讓新手也能直觀地感受到存在的問(wèn)題——最好能讓人立即了解問(wèn)題的性質(zhì)。例如，安裝在生產(chǎn)線上的警報(bào)器可能會(huì)在其相關(guān)的傳感器檢測(cè)到預(yù)設(shè)的廢品數(shù)量時(shí)閃爍或輸出一些類似的信號(hào)。這反過(guò)來(lái)又讓值班人員知道，在傳送帶或生產(chǎn)線上的某個(gè)未指定的點(diǎn)出現(xiàn)了問(wèn)題。在其他機(jī)器上，可視化警報(bào)器被編程為根據(jù)定時(shí)模式閃光和關(guān)閉——很像海上水路交通的航道標(biāo)志——每個(gè)閃爍模式都有編碼的含義。 機(jī)器狀態(tài)指示器 工業(yè)環(huán)境中的機(jī)器狀態(tài)指示器包括許多工程師在聽到指示器這個(gè)詞時(shí)想到的儀表、量具和計(jì)數(shù)器。事實(shí)上，狀態(tài)指示器還包括其他自動(dòng)化組件——包括控制面板燈、燈塔和人機(jī)界面功能，它們標(biāo)志著機(jī)器事件的發(fā)生或需要的人員響應(yīng)。 與專門傳達(dá)發(fā)生危險(xiǎn)性、非程序性或其他過(guò)程性事件的警報(bào)相比，機(jī)器狀態(tài)指示器與行動(dòng)性事件發(fā)生或?qū)μ囟ú僮鱽?lái)說(shuō)是正常的指標(biāo)有關(guān)。例如，它們可以實(shí)時(shí)顯示以某種可調(diào)速度或扭矩運(yùn)行的過(guò)程在被監(jiān)測(cè)設(shè)備軸上所消耗的電量或產(chǎn)生的熱量。 安燈和燈塔
圖 4：與警報(bào)和指示器不同，安燈是專門針對(duì)單一機(jī)器狀況的裝置。安燈有各種堆疊（光色）數(shù)量和直徑。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支架和預(yù)接線加速了整合。（圖片來(lái)源：Menics） 安燈是當(dāng)今生產(chǎn)設(shè)施中常見的可視化管理組件。它們是具有不同垂直疊加顏色的塔燈。術(shù)語(yǔ)安燈一詞起源于一個(gè)日語(yǔ)單詞，指的是一種固定的燈籠——它在制造業(yè)中的使用源于豐田公司使用安燈來(lái)指代其早期現(xiàn)代工廠基于燈光的問(wèn)題信號(hào)系統(tǒng)。 安燈與其他可視化管理組件不同，因?yàn)槊總�(gè)組件都與特定的機(jī)器聯(lián)鎖、停止按鈕或操作跟蹤裝置有關(guān)。安燈系統(tǒng)最明顯的特點(diǎn)是，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，它們?yōu)楣ぷ魅藛T提供了停止生產(chǎn)線的手段。安燈的主要功能是向附近的人員傳達(dá)生產(chǎn)線上發(fā)生了一些問(wèn)題。 在安燈燈塔上，每種顏色都傳達(dá)了一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的信息。 · 綠色表示生產(chǎn)線正在運(yùn)行，沒有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 · 黃色表示機(jī)器邏輯檢測(cè)到一個(gè)問(wèn)題 ... 盡管生產(chǎn)可能仍在運(yùn)行。當(dāng)生產(chǎn)線出現(xiàn)異常時(shí)，安燈的黃燈通常會(huì)亮起，如溫度過(guò)高、短缺、機(jī)器故障或異常的廢品數(shù)量。觸發(fā)黃燈的問(wèn)題是非關(guān)鍵性的，但如果不解決這些問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的問(wèn)題。 · 紅色表示生產(chǎn)已經(jīng)停止——通常是因?yàn)闄C(jī)器操作員觸發(fā)了機(jī)器聯(lián)鎖或按下了電子停止按鈕。當(dāng)安燈系統(tǒng)檢測(cè)到或收到需要立即關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題的警報(bào)時(shí)，安燈燈塔的紅燈就會(huì)亮起——安燈系統(tǒng)就會(huì)停止生產(chǎn)。如果生產(chǎn)停止，但不是通過(guò)安燈系統(tǒng)（或因任何未被安燈系統(tǒng)檢測(cè)到的原因而停止），紅色安燈將閃爍紅光。生產(chǎn)在問(wèn)題得到解決之前會(huì)一直保持停止。 雖然最常見的安燈包括有紅燈、黃燈、綠燈的堆疊，但有些只包括紅燈和綠燈。還有人在堆疊中包括一個(gè)白燈和一個(gè)藍(lán)燈。安燈燈塔上藍(lán)燈的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)含義是請(qǐng)求援助——無(wú)論是運(yùn)送補(bǔ)充材料、維護(hù)人員介入還是需要進(jìn)行管理。另一方面，安燈燈塔上亮起的白色 LED 燈通常表示與監(jiān)測(cè)到的生產(chǎn)力措施有關(guān)的機(jī)器特定狀況。 更簡(jiǎn)單的標(biāo)識(shí)方法和工廠標(biāo)牌
圖 5：安全標(biāo)牌采用了美國(guó)國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì) (NEMA)、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI 標(biāo)準(zhǔn) Z535）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO 標(biāo)準(zhǔn) 7010）標(biāo)準(zhǔn)化的圖示法。（圖片來(lái)源：Getty Images）
圖 6：適度的基于標(biāo)志的可視化管理可以確保工廠人員的安全。（圖片來(lái)源：Clarion Safety Systems） 工業(yè)環(huán)境中的可視化管理方式不一定是電子化的。在工作單元和機(jī)器周圍設(shè)置適度（低技術(shù)）的標(biāo)記、標(biāo)志和標(biāo)簽是一個(gè)設(shè)計(jì)良好的精益生產(chǎn)工廠的基本要求。這種標(biāo)志牌的作用是指示和引導(dǎo)工廠人員。例如，地面標(biāo)識(shí)可以引導(dǎo)人流沿著安全路線通過(guò)生產(chǎn)設(shè)施。在其他地方，基于圖標(biāo)的標(biāo)簽可以清楚地指明工具的正確位置、用于組裝的分裝零件、設(shè)備軸、安全門和其他對(duì)象。 基于標(biāo)志的可視化管理中最重要的類型是與人員安全有關(guān)的。法律規(guī)定，凡是有高溫表面、電氣危險(xiǎn)、潮濕地板或輻射風(fēng)險(xiǎn)的地方，都必須有這種標(biāo)志。安全標(biāo)志還提醒工人注意特定工作區(qū)域所需的個(gè)人防護(hù)設(shè)備 (PPE)，以及他們何時(shí)接近限制未經(jīng)授權(quán)人員進(jìn)入的區(qū)域。生產(chǎn)線可視化管理的其他標(biāo)志類型有層壓或硬塑料標(biāo)簽和吊牌，描述了針對(duì)特定機(jī)器或工廠狀況采取的步驟，或如何操作一個(gè)簡(jiǎn)單的裝置或設(shè)備。 用于 KPI 的圖形板和人機(jī)界面
圖 7：工廠中的操作和 KPI 板越來(lái)越多地采用數(shù)字 IIoT 連接屏幕的形式，以展示單個(gè)工作單元和工廠整體的表現(xiàn)。（圖片來(lái)源：Getty Images） 雖然超出了本文的范圍，但值得注意的是，近年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越依賴人機(jī)界面來(lái)傳達(dá)機(jī)器級(jí)別的警報(bào)和報(bào)警。這些人機(jī)界面警報(bào)是屏幕上明顯的信號(hào)，通常被圖標(biāo)化，類似于工廠人員已經(jīng)熟悉的物理圓頂燈和安燈。 為了溝通與工廠和企業(yè)級(jí)指標(biāo)有關(guān)的數(shù)據(jù)（以及一條或多條生產(chǎn)線的性能和當(dāng)前情況的信息），工廠車間的圖形板是標(biāo)準(zhǔn)的。這些圖形板也有電子和非電子版之分。 非電子圖形板是展示手寫信息和計(jì)算機(jī)打印生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的白板和公告板，這些信息與工作單元的吞吐率、零件完工和發(fā)貨、安全事故等有關(guān)。 簡(jiǎn)單的電子圖形板采取了 LED 記分牌形式，能夠在點(diǎn)陣屏幕上顯示數(shù)字。相比之下，更復(fù)雜的電子圖板包括數(shù)字平面顯示器，可以與機(jī)器聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備、工廠車間、甚至企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)。在許多情況下，針將目標(biāo)吞吐量和其他運(yùn)行數(shù)量與實(shí)際吞吐量和相關(guān)數(shù)量進(jìn)行對(duì)比。此類數(shù)值稱為關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)或 KPI——那些為企業(yè)級(jí)決策提供信息的運(yùn)行率和改進(jìn)度量指標(biāo)。除了關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)外，可視化管理板通常還包含與工作站訂單履行、生產(chǎn)的零件數(shù)、機(jī)器故障、不間斷運(yùn)行小時(shí)數(shù)和無(wú)事故天數(shù)有關(guān)的績(jī)效統(tǒng)計(jì)。 結(jié)語(yǔ) 工業(yè)自動(dòng)化背景下的可視化管理包括向工廠人員傳送非文字指令的系統(tǒng)和信號(hào)組件。實(shí)際上，專用于可視化管理功能的組件要么傳送關(guān)于工藝和機(jī)器狀態(tài)的信息，要么傳達(dá)關(guān)于生產(chǎn)線表現(xiàn)和產(chǎn)量的可操作細(xì)節(jié)。彩色的、發(fā)光的和閃爍的標(biāo)志和信號(hào)的內(nèi)在顯眼性是可視化管理成功的核心，也是 IIoT 可視化工廠的生產(chǎn)力優(yōu)勢(shì)。 |
