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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(zhù)提供旨在提醒人員采取行動(dòng)的信息溝通——與其他工廠(chǎng)車(chē)間只是為了傳遞信息的可視化溝通不同。像這樣的報警信號燈傳達了危險狀況的存在。（圖片來(lái)源：Getty Images）
圖 2：就像交通信號燈在街道十字口管理駕駛人員的行為一樣，工業(yè)應用中的可視化管理設備旨在刺激人員對設定的流程要求作出反應。（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(xiàn)通常包含同時(shí)執行相互關(guān)聯(lián)但又獨立的任務(wù)的設備陣列。此類(lèi)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，可視化信號傳送組件就是關(guān)鍵。這些設備通過(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器數據和其他可操作信息傳送給工廠(chǎng)人員——很少或不依賴(lài)書(shū)面指示或文字。 在工業(yè)自動(dòng)化方面，可視化管理也被稱(chēng)為可視化控制，它是對精益生產(chǎn)和 IIoT 精益工廠(chǎng)方法的效率支持。這種可視化管理的形式可以是工廠(chǎng)地面上的簡(jiǎn)單標記、溝通廣告牌和工件批次上的貼紙和標簽、控制站或機器上的燈塔（稱(chēng)為安燈）和其他照明電子設備、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(chǎng)人員傳達實(shí)時(shí)情況和指示。 生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)上機器和流程狀況的可操作信息，向機器操作員和其他工廠(chǎng)人員發(fā)出編碼指令，以及跟蹤生產(chǎn)線(xiàn)的性能，以便做出更明智的企業(yè)級決策。這些功能中的每一個(gè)都與專(zhuān)用可視化管理工具的對應陣容有關(guān)。 為工廠(chǎng)人員提供可視化警報
圖 3：可視化警報依賴(lài)于檢測機器事件發(fā)生的傳感器——并且通常還附帶發(fā)出聲音的報警器。這里展示的是一個(gè)壓電式 LED 發(fā)光報警器，用于面板安裝和通過(guò) SAE J1939-15 協(xié)議進(jìn)行 CAN 聯(lián)網(wǎng)。報警器的聲音是可配置的，以傳送各種警報狀況。（圖片來(lái)源：Floyd Bell Inc.） 可視化警報是 LED 燈、指示燈和發(fā)光裝置，以光學(xué)方式引起機器操作員和工廠(chǎng)管理人員的注意——通常作為一個(gè)非常具體問(wèn)題的專(zhuān)門(mén)警告。常見(jiàn)的報警原因包括機器卡塞、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等。對于特別危急的情況，這些可視化警報會(huì )伴有聲音警報。 例如，火災報警器集成了熱量和煙霧傳感器以及堅固耐用的電子元件，這些元件被編程為聲音和閃光信號輸出。在某些情況下，報警器還與高級控制器系統聯(lián)網(wǎng)，如果發(fā)生一系列不祥事件，該系統可以命令特定的報警器輸出其最明顯的警報。 大多數工業(yè)報警器只傳達有發(fā)生錯誤的信息——沒(méi)有任何關(guān)于錯誤的根源或確切位置的細節。然而，工業(yè)級可視化警報器的設計方式通常能讓新手也能直觀(guān)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(xiàn)上的警報器可能會(huì )在其相關(guān)的傳感器檢測到預設的廢品數量時(shí)閃爍或輸出一些類(lèi)似的信號。這反過(guò)來(lái)又讓值班人員知道，在傳送帶或生產(chǎn)線(xiàn)上的某個(gè)未指定的點(diǎn)出現了問(wèn)題。在其他機器上，可視化警報器被編程為根據定時(shí)模式閃光和關(guān)閉——很像海上水路交通的航道標志——每個(gè)閃爍模式都有編碼的含義。 機器狀態(tài)指示器 工業(yè)環(huán)境中的機器狀態(tài)指示器包括許多工程師在聽(tīng)到指示器這個(gè)詞時(shí)想到的儀表、量具和計數器。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、燈塔和人機界面功能，它們標志著(zhù)機器事件的發(fā)生或需要的人員響應。 與專(zhuān)門(mén)傳達發(fā)生危險性、非程序性或其他過(guò)程性事件的警報相比，機器狀態(tài)指示器與行動(dòng)性事件發(fā)生或對特定操作來(lái)說(shuō)是正常的指標有關(guān)。例如，它們可以實(shí)時(shí)顯示以某種可調速度或扭矩運行的過(guò)程在被監測設備軸上所消耗的電量或產(chǎn)生的熱量。 安燈和燈塔
圖 4：與警報和指示器不同，安燈是專(zhuān)門(mén)針對單一機器狀況的裝置。安燈有各種堆疊（光色）數量和直徑。工業(yè)標準的支架和預接線(xiàn)加速了整合。（圖片來(lái)源：Menics） 安燈是當今生產(chǎn)設施中常見(jiàn)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)指代其早期現代工廠(chǎng)基于燈光的問(wèn)題信號系統。 安燈與其他可視化管理組件不同，因為每個(gè)組件都與特定的機器聯(lián)鎖、停止按鈕或操作跟蹤裝置有關(guān)。安燈系統最明顯的特點(diǎn)是，當出現問(wèn)題時(shí)，它們?yōu)楣ぷ魅藛T提供了停止生產(chǎn)線(xiàn)的手段。安燈的主要功能是向附近的人員傳達生產(chǎn)線(xiàn)上發(fā)生了一些問(wèn)題。 在安燈燈塔上，每種顏色都傳達了一種行業(yè)標準的信息。 · 綠色表示生產(chǎn)線(xiàn)正在運行，沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題。 · 黃色表示機器邏輯檢測到一個(gè)問(wèn)題 ... 盡管生產(chǎn)可能仍在運行。當生產(chǎn)線(xiàn)出現異常時(shí)，安燈的黃燈通常會(huì )亮起，如溫度過(guò)高、短缺、機器故障或異常的廢品數量。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 )導致更嚴重的問(wèn)題。 · 紅色表示生產(chǎn)已經(jīng)停止——通常是因為機器操作員觸發(fā)了機器聯(lián)鎖或按下了電子停止按鈕。當安燈系統檢測到或收到需要立即關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題的警報時(shí)，安燈燈塔的紅燈就會(huì )亮起——安燈系統就會(huì )停止生產(chǎn)。如果生產(chǎn)停止，但不是通過(guò)安燈系統（或因任何未被安燈系統檢測到的原因而停止），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(jiàn)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)藍燈。安燈燈塔上藍燈的行業(yè)標準含義是請求援助——無(wú)論是運送補充材料、維護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 燈通常表示與監測到的生產(chǎn)力措施有關(guān)的機器特定狀況。 更簡(jiǎn)單的標識方法和工廠(chǎng)標牌
圖 5：安全標牌采用了美國國家電氣制造商協(xié)會(huì ) (NEMA)、美國國家標準協(xié)會(huì )（ANSI 標準 Z535）和國際標準化組織（ISO 標準 7010）標準化的圖示法。（圖片來(lái)源：Getty Images）
圖 6：適度的基于標志的可視化管理可以確保工廠(chǎng)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。在工作單元和機器周?chē)O置適度（低技術(shù)）的標記、標志和標簽是一個(gè)設計良好的精益生產(chǎn)工廠(chǎng)的基本要求。這種標志牌的作用是指示和引導工廠(chǎng)人員。例如，地面標識可以引導人流沿著(zhù)安全路線(xiàn)通過(guò)生產(chǎn)設施。在其他地方，基于圖標的標簽可以清楚地指明工具的正確位置、用于組裝的分裝零件、設備軸、安全門(mén)和其他對象。 基于標志的可視化管理中最重要的類(lèi)型是與人員安全有關(guān)的。法律規定，凡是有高溫表面、電氣危險、潮濕地板或輻射風(fēng)險的地方，都必須有這種標志。安全標志還提醒工人注意特定工作區域所需的個(gè)人防護設備 (PPE)，以及他們何時(shí)接近限制未經(jīng)授權人員進(jìn)入的區域。生產(chǎn)線(xiàn)可視化管理的其他標志類(lèi)型有層壓或硬塑料標簽和吊牌，描述了針對特定機器或工廠(chǎng)狀況采取的步驟，或如何操作一個(gè)簡(jiǎn)單的裝置或設備。 用于 KPI 的圖形板和人機界面
圖 7：工廠(chǎng)中的操作和 KPI 板越來(lái)越多地采用數字 IIoT 連接屏幕的形式，以展示單個(gè)工作單元和工廠(chǎng)整體的表現。（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)，人們越來(lái)越依賴(lài)人機界面來(lái)傳達機器級別的警報和報警。這些人機界面警報是屏幕上明顯的信號，通常被圖標化，類(lèi)似于工廠(chǎng)人員已經(jīng)熟悉的物理圓頂燈和安燈。 為了溝通與工廠(chǎng)和企業(yè)級指標有關(guān)的數據（以及一條或多條生產(chǎn)線(xiàn)的性能和當前情況的信息），工廠(chǎng)車(chē)間的圖形板是標準的。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(xiě)信息和計算機打印生產(chǎn)統計數據的白板和公告板，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)陣屏幕上顯示數字。相比之下，更復雜的電子圖板包括數字平面顯示器，可以與機器聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)顯示設備、工廠(chǎng)車(chē)間、甚至企業(yè)級數據。在許多情況下，針將目標吞吐量和其他運行數量與實(shí)際吞吐量和相關(guān)數量進(jìn)行對比。此類(lèi)數值稱(chēng)為關(guān)鍵績(jì)效指標或 KPI——那些為企業(yè)級決策提供信息的運行率和改進(jìn)度量指標。除了關(guān)鍵績(jì)效指標外，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、機器故障、不間斷運行小時(shí)數和無(wú)事故天數有關(guān)的績(jì)效統計。 結語(yǔ) 工業(yè)自動(dòng)化背景下的可視化管理包括向工廠(chǎng)人員傳送非文字指令的系統和信號組件。實(shí)際上，專(zhuān)用于可視化管理功能的組件要么傳送關(guān)于工藝和機器狀態(tài)的信息，要么傳達關(guān)于生產(chǎn)線(xiàn)表現和產(chǎn)量的可操作細節。彩色的、發(fā)光的和閃爍的標志和信號的內在顯眼性是可視化管理成功的核心，也是 IIoT 可視化工廠(chǎng)的生產(chǎn)力優(yōu)勢。 |
