[发明专利]一种基于MES与CMMS大数据的自动化生产线综合效能评价方法

权利要求书

1.一种基于MES与CMMS大数据的自动化生产线综合效能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、建立生产线综合效能OLE与PUR(OLE)评价模型；具体如下：

1.1)所述的生产线综合效能OLE是生产线综合生产效率评价指标，表示生产线有效产出合格产品的时间利用率，具体评价模型为：

OLE＝LA×LP×LQ

1.2)所述的生产线综合效能PUR(OLE)是生产线理论综合生产效率在系统运行过程中的实际表达程度的评价指标，具体模型为：

其中LA₀、LP₀和LQ₀分别表示生产线实际可用度LA、实际生产速率LP和实际合格品率LQ理论应达到的理想水平，具体由生产线结构和设备固有性能水平决定；

步骤二、从生产线MES和CMMS数据库提取OLE、PUR(OLE)评价模型中各参数涉及的相关生产数据和相关设备性能参数,具体指：

2.1)根据OLE评价模型中参数LA、LP、LQ的数据需求，利用数据读取技术从MES和CMMS数据库提取一个工作班次内的相关生产数据，通过数据转换技术转换为可直接供OLE模型计算的数据；

2.2)根据PUR(OLE)评价模型中对与生产线结构和设备固有性能水平相关的参数需求，利用数据读取技术从CMMS数据库提取相应的生产线结构参数及设备性能参数，并通过数据转换技术转换为可直接供PUR(OLE)模型计算的数据；

步骤三、计算模型参数，评价生产线综合效能OLE与PUR(OLE)；具体方法为：

3.1)计算OLE与PUR(OLE)涉及的模型参数：

3.1.1)OLE评价模型中生产线实际可用度LA的具体计算方式如下：

依据1.1)中生产线LA的计算公式，利用步骤二从生产线MES系统中提取出的生产线一个工作班次内的实际加载时间LT，和生产线最后一个工位在该工作班次内的实际运行时间OT_n，n为生产线工位总数，计算LA；

若生产线以并联工位结束，将该工位并联的多台设备各自实际运行时间的平均值作为该工位的OT_n；同理，若生产线以多个支路结束，生产线OT_n为各支路最后一个工位在生产线的一个工作班次内的实际运行时间的平均值；

3.1.2)OLE评价模型中生产线实际生产速率LP的具体计算方式如下：

依据1.1)中生产线LP的计算公式，利用步骤二从生产线MES系统中提取出的生产线第一个工位在一个工作班次内的实际加工时间OT₁，生产线在该工作班次内所产出的产品总数N，以及生产线的实际加工周期CYT_S，计算LP，其中CYT_S的确定方式为：

式中i为生产线工位编号，CYT_i表示工位i的实际加工周期；i_g表示生产线干路部分的工位编号，为干路的第i_g个工位的实际加工周期；j为支路编号，i_j为支路j的工位编号，x_j表示支路j相对于干路的配件数量的配比，将干路配比设为1，为支路j的第i_j个工位的实际加工周期；

对于以并联工位开始或多个支路开始的生产线，生产线OT₁的等效计算方式与OT_n的等效计算方式相同；在组装类生产线中，N应为组装线产出的成品总数；而在拆分类生产线中，则

其中N_j为j支路产出的产品总数；

3.1.3)OLE评价模型中生产线实际加工合格品率LQ的具体计算方式如下：

依据1.1)中生产线LQ的计算公式，利用3.1.2)统计出的生产线在一个工作班次内所产出的产品总数N与步骤二从生产线MES系统中提取出的生产线在该工作班次内产出的次品总数DN计算LQ，对于含支路的生产线，其中DN_j为j支路产出的次品总数；

3.1.4)PUR(OLE)模型中所涉及的生产线理论可用度LA₀计算方式为：

其中A_i0表示生产线第i个工位的理论可用度；

对于单机工位，A_i0为该设备的固有可靠性；对于并联工位，A_i0为所并联的多个设备的固有可靠性的平均值；对于含支路的生产线，将生产线并行的支路等效为一个工位，该“工位”的A_i0为并行支路部分总体的理论可用度PA₀，即每一条支路j的理论可用度的平均值，其中为j支路第i_j个工位的理论可用度；

3.1.5)PUR(OLE)模型中所涉及的生产线理论生产速率LP₀计算方式为：

其中CYT_i0为工位i的理论加工周期，BN生产批量，ST₀为生产线加工一批产品理论上所需的初始设定时间，AT_i0为工位i处的设备定期校准理论所需的时间，T_Ai0为i工位处的设备的理论校准周期；PT₀为生产线完成一批产品所设定的计划生产时间；为j支路第i_j个工位的理论加工周期，为j支路工位i_j处理论上所需的设备定期校准时间，为j支路工位i_j处的设备的理论校准周期；为干路第i_g个工位的理论加工周期，为干路工位i_g处理论上所需的设备定期校准时间，为干路工位i_g处的设备的理论校准周期；

并联工位的CYT_i0为并联工位内各设备理论加工周期的平均值，为所并联的各设备的均值，其中k表示并联工位内设备的序号；

3.1.6)PUR(OLE)模型中所涉及的生产线理论合格品率LQ₀计算方式为：

其中Q_i0表示生产线第i个工位的理论合格品率；

对于单机工位，Q_i0为该设备的固有合格品率；对于并联工位，Q_i0为所并联的多个设备的固有合格品率的平均值；对于含支路的生产线，将生产线并行的支路等效为一个工位，该“工位”的Q_i0为并行支路部分总体的理论合格品率PQ₀：

其中为j支路第i_j个工位的理论合格品率；

3.2)将各模型参数计算结果带入步骤一的OLE和PUR(OLE)模型中，得到生产线综合效能OLE和PUR(OLE)的评价结果；

步骤四、判断生产线运行状态，对于综合效能异常的生产线进一步明确生产线问题性能及相应的问题区段；

步骤五、分析生产线问题区段内与生产线问题性能相关的设备性能表现，从而排查导致生产线综合效能异常的问题源。