CN102981485A - 生产线设备运转实时oee数据信息处理方法及系统 - Google Patents

生产线设备运转实时oee数据信息处理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法及系统，通过对生产线进行实时数据信息的采集，建立一个具有生产线设备运转时间和OEE实时数据信息的记录系统，在其实时数据信息系统中实时采集和存储了生产班次，设备，产品等生产要素信息。其特点是：实时数据信息是通过实时采集生产线上的基础自动化LEVEL 1网络中PLC的实时数据，绘制出生产线设备运转时间和OEE实时数据信息的记录表。使工程技术人员可以实时地、动态地看到OEE指标”，以综合反映出生产线的生产现场有关生产、设备、质量等造成的各种损失。提高OEE就拥有具有竞争力的生产现场。

Description

生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法及系统
技术领域
本发明涉及生产线设备运转实时数据的显示，具体地指一种生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法及系统。
背景技术
在企业进行现代化管理时，通常会用到一个衡量指标OEE(Overall Equipment Effectiveness)，即设备综合效率（也称设备可动率），它是较全面衡量生产现场管理水平的一个重要指标。该项衡量指标通过对生产线的设备状态进行实时数据采集，通过OEE的原理进行计算，得出时间效率、性能效率和质量合格率。这样就可以准确地、实时掌握OEE指标，实时动态地反映出轨梁生产线的生产现场有关生产、设备、质量等造成的各种损失。提高OEE就等于你拥有具有竞争力的生产现场。
中国专利申请号为200910308210.6的发明专利公开了一种生产线设备运转时间自动记录系统，该系统只是对生产线设备运转时间进行自动记录，但是该系统不能将对生产线设备运转情况的实时采集的数据进行充分发挥和利用，因此设计出一种将采集的实时数据通过计算得出OEE设备综合效率的方法是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法及系统。
实现本发明目的采用的技术方案是：一种生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法，包括以下步骤：
1）、根据生产线设备的实时数据，绘制生产线实时OEE数据信息动态作业表；
2）、在所述生产线实时OEE数据信息动态作业表中设置：日历时间、工艺停机、生产故障、设备故障、生产计划时间、作业时间、生产品种、合格品数/累计数、废品数、生产数量、时间开动率、性能开动率、合格品率和OEE栏目；
3）、日历时间为起始时间00：00时，根据设定的生产条件，其按照每分钟一次的周期接收实时数据；
4）、采集的实时数据对应信息为生产状态时，在日历时间栏的对应时间上标记红线，在“作业时间”栏目显示“1/1”，在“合格品数/累计数” 栏目显示“1/1”，主机服务器在“生产数量” 栏目显示“1/1”；
5）、在00：00～00：01时， 根据作业时间/生产计划时间计算“时间开动率”，并在“时间开动率”栏目上显示；
6）、将“生产计划时间”随时间推移的累加并显示；
7）、采集的实时数据对应信息为停机状态时，在“时间开动率”栏目上显示；
8）、根据产品标准单件工时*合格品/生产计划时间计算“性能开动率”；
9）、根据合格品数/生产数量主机服务器计算“质量合格率”；
10）、根据时间开动率*性能开动率*质量合格率计算OEE。
进一步地，所述生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法，还包括：
停机时间结束后，根据人工的选定分别将该时间移动到“工艺停机”“生产故障”和“设备故障”相应位置。
此外，本发明还提供一种生产线设备运转实时OEE数据信息处理系统，包括：
作业表绘制模块，根据生产线设备的实时数据，绘制生产线实时OEE数据信息动态作业表；
作业表设置模块，用于在所述生产线实时OEE数据信息动态作业表中设置日历时间、工艺停机、生产故障、设备故障、生产计划时间、作业时间、生产品种、合格品数/累计数、废品数、生产数量、时间开动率、性能开动率、合格品率和OEE栏目；
实时数据接收模块，用于日历时间为起始时间00：00时，根据设定的生产条件，其按照每分钟一次的周期接收实时数据；
第一数据处理显示模块，用于采集的实时数据对应信息为生产状态时，在日历时间栏的对应时间上画红线，在“作业时间”栏目显示“1/1”，在“合格品数/累计数” 栏目显示“1/1”，主机服务器在“生产数量” 栏目显示“1/1”；
第二数据处理显示模块，用于在00：00～00：01时，根据作业时间/生产计划时间计算“时间开动率”，并在“时间开动率”栏目上显示；
第三数据处理显示模块，将“生产计划时间”随时间推移的累加并显示；
第四数据处理显示模块，用于采集的实时数据对应信息为停机状态时，在“时间开动率”栏目上分别显示“125%”和“83.33%”；
第五数据处理显示模块，用于根据产品标准单件工时*合格品/生产计划时间计算“性能开动率；
第六数据处理显示模块，用于根据合格品数/生产数量主机服务器计算“质量合格率”；
第七数据处理显示模块，用于根据时间开动率*性能开动率*质量合格率主机服务器计算OEE。
进一步地，所述生产线设备运转实时OEE数据信息处理系统，还包括：
故障设置模块，用于停机时间结束后，根据人工的选定分别将该时间移动到“工艺停机”“生产故障”和“设备故障”相应位置。
本发明的技术方案就是在生产线上利用现有的基础自动化LEVEL 1网络、过程控制LEVEL2网络设备资源进行实时数据信息的采集，建立一个具有生产线设备运转时间和OEE实时数据信息的记录系统，在其实时数据信息系统中实时采集和存储了生产班次，设备，产品等生产要素信息。其特点是：实时数据信息是通过实时采集生产线上的基础自动化LEVEL 1网络中PLC的实时数据，绘制出生产线设备运转时间和OEE实时数据信息的记录表。
附图说明
图1为生产线计算机网络结构；
图2为生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法的流程图；
图3为OEE数据信息动态作业表的设置示意图；
图中，1-PLC控制器、2-实时数据采集前置机、3-基础自动化LEVEL1服务器、4-过程控制LEVEL 2服务器、5-生产线计算机网络、6-硬件防火墙、7-主机服务器、8-生产现场终端、9-上一级计算机网络、10-上一级计算机网络终端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示的生产线计算机网络结构，包括生产线计算机网络5，生产线计算机网络5上连接基础自动化LEVEL1服务器3、过程控制LEVEL2服务器4、主机服务器5和生产线终端8，本发明在生产线计算机网络5中设置实时数据采集前置机2，PLC控制器1分别与实时数据采集前置机2和基础自动化LEVEL1服务器3连接。
实时数据采集前置机2通过生产线计算机网络5与主机服务器7连接。本发明通过主机服务器7接收实时数据采集前置机2发送来的实时数据信息进行处理，绘制出生产线设备运转时间和OEE实时数据记录表，并且在生产线计算机网络的计算机终端上显示出来，使生产现场的设备运转情况和OEE实时数据信息一览无遗的反映在计算机终端的显示界面上。主机服务器7还可以作为网络WBE服务器，通过硬件防火墙6连接到上一级计算机网9络，使管理人员和工程技术人员在办公室就可通过上一级计算机终端10上的浏览器就查看生产现场状况，随时了解生产情况，让生产线的生产设备运转状态实时、动态的在管理人员的监控之下。
主机服务器7包括作业表绘制模块、作业表设置模块、实时数据接收模块、第一数据处理显示模块、第二数据处理显示模块、第三数据处理显示模块、第四数据处理显示模块、第五数据处理显示模块、第六数据处理显示模块、第七数据处理显示模块和障设置模块。
如图2所示，生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法包括以下步骤：
步骤s1、主机服务器7的作业表绘制模块接收实时数据采集前置机2发送来的实时数据进行处理、开始绘制生产线实时OEE数据信息动态作业表。
步骤s2、作业表设置模块在生产线实时OEE数据信息动态作业表中设置：日历时间、工艺停机、生产故障、设备故障、生产计划时间、作业时间、生产品种、合格品数/累计数、废品数、生产数量、时间开动率、性能开动率、合格品率、OEE等栏目，如图3所示。
步骤s3、生产时间按照每班8小时计算，具体为：00：00—08：00、08：00—16：00、16:00—00:00，分别显示生产班别。
步骤s4、主机服务器7根据当前生产产品1的生产计划确定标准单件工时设定为2.5分钟；在“生产品种”栏目显示“产品1”。
步骤s5、主机服务器7还需要判断当前时间是否设定有检修或者更换品种时间，否则应该减去该时间为生产计划时间。在对应的栏目上显示出该小时的生产计划时间“0/0”，根据时间推移累计数进行增加。
步骤s6、当日历时间为00：00时，实时数据采集前置机2开始采集生产线主要生产设备的实时数据，根据设定的生产条件（如检测的温度、电机电流、转速、产品到位信号等信息），其发送周期按照每分钟发送一次实时数据到主机服务器7。实时数据接收模块按照每分钟一次的周期接收实时数据。
步骤s7、实时数据采集前置机2若检测的信息为生产，则发送信息“1”到主机服务器，若检测的信息为停机状态，则发送信息“0” 到主机服务器。
步骤s8、主机服务器接5第一数据处理显示模块收到“1”信息时，在日历时间栏的对应时间上画长度为2.5的红线。
步骤s9、主机服务器7中的第一数据处理显示模块在“作业时间”栏目显示“1/1”。
步骤s10、主机服务器7中的第一数据处理显示模块在“合格品数/累计数” 栏目显示“1/1”。
步骤s11、主机服务器7中的第一数据处理显示模块在“生产数量”栏目显示“1/1”。
步骤s12、主机服务器7第二数据处理显示模块在00：00～00：01时，“时间开动率” 栏目计算方法是作业时间/生产计划时间，在该栏目上显示“250%”。
步骤s13、随着时间的推移，第三数据处理显示模块在第2分钟和第3分钟时，主机服务器5在“生产计划时间”栏目由“1”变化“2”“3”。
步骤s14、主机服务器7中的第四数据处理显示模块在该时间段接收到实时数据采集前置机2的信息为“0”时，在“时间开动率”栏目上分别显示“125%”和“83.33%”，在该栏目由250%降为83.33%，说明生产线有“等待、瞬停”的现象发生。
步骤s15、主机服务器7中的第五数据处理显示模块计算“性能开动率”时，其方法为：产品标准单件工时*合格品/生产计划时间。00：00～00：01时，2.5*1/1，在“性能开动率”栏目显示为“250%”。
步骤s16、随着时间的推移，在第2分钟和第3分钟时，“性能开动率”栏目分别显示为“125%”，“83.33%”。
步骤s17、主机服务器5中的第六数据处理显示模块计算“质量合格率”时，其方法为：合格品数/生产数量，由于没有发生废品，所以在“质量合格率”栏目显示“100%”。
步骤s18、主机服务器7中的第七数据处理显示模块计算“OEE”，其方法为：时间开动率*性能开动率*质量合格率，随着时间的推移其值分别为“625%”、“156%”“69.43%”。
步骤s19、在“作业时间”的处理上按照每生产一个产品为3分钟计算。若停机时间超过3分钟以上时，主机服务器5在“工艺停机”时间栏目上显示相应的长度为1的绿线，随着停机时间的增加，每停机1分钟就增加长度为1的绿线，直到接收到实时数据采集前置机的信息为“1”时结束。
步骤s20、该停机时间结束后，由调度人员根据停机原因进行判定，分别在计算机终端上将该时间选定为“工艺停机”“生产故障”“设备故障”，主机服务器7中的故障设置模块根据人工的选定分别将该时间移动到相应的位置。
步骤s21、当时间为00:00～01:00时，该作业表如图3所示。
步骤s22、当02:10时，由于发生生产故障造成2支废品，合格品数没有变化，生产数量增加2支。在第3小时的“质量合格率”栏目发生变化为“94.87%”。
步骤s23、当05：10时产品1生产完毕，生产线需要更换产品2，其更换产品的时间计划30分钟。在第6小时的生产计划时间为30分钟，相应的在“生产计划时间”栏目小时为“30/330”，
步骤s24、由于产品2的标准单件工时为2.4分钟，在计算“性能开动率”时，必须分别计算，其方法为：（产品1的数量*2.5）+（产品2的数量*2.4）/作业时间。
步骤s25、当08:00时，当班生产时间到，主机服务器在其显示终端上的《生产线实时OEE数据信息动态作业表》为下一生产班别，返回步骤1。
在绘制的表格在设置：日历时间、工艺停机、生产故障、设备故障栏目为记录设备运转时间。其中
（1）生产线生产时间与故障停机时间损失的画线方法：
日历时间：为生产线有效生产时间画红色
工艺停机：为生产线为了产品质量调整、更换品种、外部因素影响等停机损失画绿色
生产故障：为生产线发生生产故障的停机损失画绿色。
设备故障：为生产线的设备发生故障等停机损失画绿色。
（2）生产线实时数据累计与计算方法：
生产计划时间：为日历时间减去计划检修时间、更换品种计划时间。显示方法为：当前时间/累计时间。
作业时间：为生产线的生产产品的时间。显示方法为：当前时间/累计时间。
生产品种：显示生产线当前所生产的品种。
合格品数/累计数：显示生产线当前生产合格品数与累计数。
废品数：显示生产线当前出现的废品数量
生产数量：显示生产线当前生产产品的合格品数与（合格品与废品）累计数
时间开动率：显示生产线的当前作业时间与生产计划时间的比值。
性能开动率：显示生产线的当前产品标准单件工时*合格品/生产计划时间
合格品率：显示生产线的当前产品的合格品/累计生产数量
OEE: 显示生产线的当前的时间开动率*性能开动率*合格品率的数值
其详细效果如图3所示。
生产线OEE实时数据信息记录系统采集的实时数据信息利用OEE的基准工具，通过OEE数据模型的各子项分析，准确清楚反映出生产线设备效率，在生产过程的哪个环节有多少损失，通过分析发现进行那些生产线生产设备的改善工作。工程技术管理人员通过计算机终端上就可以实时、动态的监控生产线设备运转状态，可以轻松的找到影响生产效率的瓶颈问题，通过对影响生产效率的瓶颈问题进行改进和跟踪。达到提高生产效率的目的。“对在生产线OEE实时数据信息记录系统采集的实时数据信息运用OEE的原理进行计算，通过图表显示在计算机终端上，使工程技术人员可以实时地、动态地看到OEE指标”，以综合反映出生产线的生产现场有关生产、设备、质量等造成的各种损失。提高OEE就拥有具有竞争力的生产现场。

Claims (4)

1.一种生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）、根据生产线设备的实时数据，绘制生产线实时OEE数据信息动态作业表；
2）、在所述生产线实时OEE数据信息动态作业表中设置：日历时间、工艺停机、生产故障、设备故障、生产计划时间、作业时间、生产品种、合格品数/累计数、废品数、生产数量、时间开动率、性能开动率、合格品率和OEE栏目；
3）、日历时间为起始时间00：00时，根据设定的生产条件，其按照每分钟一次的周期接收实时数据；
4）、采集的实时数据对应信息为生产状态时，在日历时间栏的对应时间上标记红线，在“作业时间”栏目显示“1/1”，在“合格品数/累计数” 栏目显示“1/1”，主机服务器在“生产数量” 栏目显示“1/1”；
5）、在00：00～00：01时， 根据作业时间/生产计划时间计算“时间开动率”，并在“时间开动率”栏目上显示；
6）、将“生产计划时间”随时间推移的累加并显示；
7）、采集的实时数据对应信息为停机状态时，在“时间开动率”栏目上显示；
8）、根据产品标准单件工时*合格品/生产计划时间计算“性能开动率”；
9）、根据合格品数/生产数量主机服务器计算“质量合格率”；
10）、根据时间开动率*性能开动率*质量合格率计算OEE。
2.根据权利要求1所述生产线设备运转实时OEE数据信息处理方法，其特征在于，还包括：
停机时间结束后，根据人工的选定分别将该时间移动到“工艺停机”“生产故障”和“设备故障”相应位置。
3.一种生产线设备运转实时OEE数据信息处理系统，其特征在于，包括：
作业表绘制模块，根据生产线设备的实时数据，绘制生产线实时OEE数据信息动态作业表；
作业表设置模块，用于在所述生产线实时OEE数据信息动态作业表中设置日历时间、工艺停机、生产故障、设备故障、生产计划时间、作业时间、生产品种、合格品数/累计数、废品数、生产数量、时间开动率、性能开动率、合格品率和OEE栏目；
实时数据接收模块，用于日历时间为起始时间00：00时，根据设定的生产条件，其按照每分钟一次的周期接收实时数据；
第一数据处理显示模块，用于采集的实时数据对应信息为生产状态时，在日历时间栏的对应时间上画红线，在“作业时间”栏目显示“1/1”，在“合格品数/累计数” 栏目显示“1/1”，主机服务器在“生产数量” 栏目显示“1/1”；
第二数据处理显示模块，用于在00：00～00：01时，根据作业时间/生产计划时间计算“时间开动率”，并在“时间开动率”栏目上显示；
第三数据处理显示模块，将“生产计划时间”随时间推移的累加并显示；
第四数据处理显示模块，用于采集的实时数据对应信息为停机状态时，在“时间开动率”栏目上分别显示“125%”和“83.33%”；
第五数据处理显示模块，用于根据产品标准单件工时*合格品/生产计划时间计算“性能开动率；
第六数据处理显示模块，用于根据合格品数/生产数量主机服务器计算“质量合格率”；
第七数据处理显示模块，用于根据时间开动率*性能开动率*质量合格率主机服务器计算OEE。
4.根据权利要求2所述生产线设备运转实时OEE数据信息处理系统，其特征在于，还包括：
故障设置模块，用于停机时间结束后，根据人工的选定分别将该时间移动到“工艺停机”“生产故障”和“设备故障”相应位置。
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