CN109002015B - 一种自动化生产线设备故障停机率计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化生产线设备故障停机率计算方法，首先获取n台设备并联的并联设备工序中，i台设备故障权重ω_i；通过ω_i表征并联设备工序中，故障设备台数对其工作量的影响程度，再计算出并联设备工序加权故障停机率η和自动化生产线故障停机率η_total；考虑并联设备工序中，设备故障的台数不同，对自动化生产线生产能力的影响也不同这一影响因素，更加真实的反映自动化生产线的实际运行状况。

Description

一种自动化生产线设备故障停机率计算方法

技术领域

本发明涉及故障率计算方法技术领域，尤其涉及一种自动化生产线设备故障停机率计算方法。

背景技术

目前，为了了解设备运行状况，设备管理人员需要统计设备故障停机率等与设备运行相关的统计数据，为更好地开展设备预防性维修、备品备件计划等提供数据支撑，传统的设备故障统计公式是：

故障停机率＝故障停机台时/设备应开动总台时×100％

这种统计方法仅适合于单机设备。在自动化生产线上一般是多道工序前后相连组成的复杂生产流水线。有些工序由一台设备或多台设备前后衔接，没有备用设备，称为串联设备工序，当一台设备发生故障时，该道工序不能正常进行；有些工序由多台设备同时完成工艺任务，称为并联设备工序，当一台设备发生故障时，由其余设备承担该道工序的全部生产量。

串联设备工序中，由于没有备用设备，将影响全部生产线的生产，若串联设备工序中多台设备首尾衔接，当工序中多台设备同时停机或分别在不同时间停机时，故障率的计算就比较复杂；并联设备工序中，多台设备同时完成一样的工艺任务，互为备用，当一台设备出现故障时，生产线继续运行，且对整个生产线生产效率的影响较小，出现故障的设备越多，多整条生产线的影响越大，并联的设备越多，单台设备出现故障时，对整条生产线的影响越小。现有的故障停机率计算方法忽视了并联设备工序中，并联的设备数量不同，设备出现故障时对整条生产线的影响不同，有一定的局限性，不能真实反映生产线的实际运行状况。

发明内容

本发明的目的是提供尤其涉及一种自动化生产线设备故障停机率计算方法，能够表征n台设备并联的并联设备工序中i台发生故障对并联设备工序以及自动化生产线的影响程度，从而更加真实的反映自动化生产线的实际运行状况。

本发明采用的技术方案为：

一种自动化生产线设备故障停机率计算方法包括以下步骤：

步骤一：获取n台设备并联的并联设备工序中，i台设备故障权重ω_i；

ω_i表征i台设备故障对并联设备工序的影响程度，0≤i≤n，且i为整数；

当0≤i≤n-1时，i台设备故障权重ω_i的计算过程如公式(1)所示：

当i＝n时，i台设备故障权重ω_i的计算过程如公式(2)所示：

ω_i＝100％ (2)

步骤二：分别获取并联设备工序中，i台设备故障的故障停机台时t_i，以及并联设备工序设备应开动总台时T；利用步骤一中的计算得到的i台设备故障权重ω_i，根据公式(3)计算并联设备工序中故障停机台时t，并根据公式(3)计算并联设备工序中，并联设备工序加权故障停机率η：

步骤三：分别获取由多个串联设备工序和并联设备工序组成的自动化生产线中，单个串联设备工序中故障停机台时t¹，单个并联设备工序中故障停机台时t，以及自动化生产线设备应开动总台时T_total，根据公式(5)计算自动化生产线故障停机率η_total；

η_total＝(自动化生产线中所有串联设备工序中故障停机台时t¹之和+自动化生产线中所有并联设备工序中故障停机台时t之和)/自动化生产线设备应开动总台时T_total×100％ (5)

所述的单个串联设备工序中故障停机台时t¹的计算过程如下：

获取单个串联设备工序中，多个设备的停机时长不重叠时，单个串联设备工序中故障停机台时t¹＝串联设备工序中单个设备的停机时长之和；

当串联设备工序中多个设备的停机时长重叠时，单个串联设备工序中故障停机台时t¹＝串联设备工序中单个设备的停机时长之和再减去重叠时长。

本发明通过计算i台设备故障权重ω_i，用ω_i表征并联设备工序中i台设备故障时对并联设备工序的影响程度，设备故障的台数越多，对并联设备工序越大，ω_i越大，从而在并联设备工序加权故障停机率η和自动化生产线故障停机率η_total的计算中，加入并联设备工序中，设备故障的台数不同，对生产能力的影响也不同这一影响因素，从而更加真实的反映自动化生产线的实际运行状况。

附图说明

图1为本发明的方法流程图图；

图2为本发明的自动化生产线的工序示意图；

图3为本发明的自动化生产线的设备停机时序示意图。

具体实施方式

如图1所示，在本实施例中，自动化生产线的工序示意图如图2所示，自动化生产线包括a、b、c三个工序，工序a中包括a₁一台设备；工序b为并联设备工序，包括b₁、b₂、b₃、b₄和b₅五台并联设备；工序c为串联设备工序，包括c₁和c₂两台串联设备；设备a₁、设备b₁、b₂、b₃、b₄和b₅、设备c₁和c₂的停机时长如图3所示；

自动化生产线设备故障停机率计算方法包括以下步骤：

步骤一：获取n台设备并联的并联设备工序中，i台设备故障权重ω_i；

ω_i表征i台设备故障对并联设备工序的影响程度，0≤i≤n，且i为整数；

当0≤i≤n-1时，i台设备故障权重ω_i的计算过程如公式(1)所示：

公式(1)的模型推理过程如下：

在一道并联设备工序中，有n台设备(n＝1，2，3……)承担全部工作量；假设i台发生故障，剩下(n-i)台设备承担全部工作量，此时每台设备要完成n台设备工作时

台设备的工作量，每台设备的工作量比原来增加了，即每台设备对并联设备工序的影响程度增加，且每台设备增加的工作量为

因此，i台设备故障对并联设备工序的影响程度ω_i：

即设备故障的台数i越多，对并联设备工序的工作量影响就越大，设备故障权重ω_i越大。

并联设备工序中承担全部工作量的设备台数n越大，一台设备故障对并联设备工序的工作量影响就越小，设备故障权重ω_i越小。

当i＝n时，并联设备工序完全停止，i台设备故障权重ω_i的计算过程如公式(2)所示：

ω_i＝100％ (2)

工序b中，有5台并联设备，根据公式(1)和公式(2)计算得到的i台设备故障权重ω_i如表1所示：

表1

步骤二：分别获取并联设备工序中，i台设备故障的故障停机台时t_i，以及并联设备工序设备应开动总台时T；利用步骤一中的计算得到的i台设备故障权重ω_i，根据公式(3)计算并联设备工序中故障停机台时t，并根据公式(3)计算并联设备工序中，并联设备工序加权故障停机率η：

根据图3，工序b中，t＝ω₁t₁+ω₂t₂+ω₃t₃

步骤三：分别获取由多个串联设备工序和并联设备工序组成的自动化生产线中，单个串联设备工序中故障停机台时t¹，单个并联设备工序中故障停机台时t，以及自动化生产线设备应开动总台时T_total，根据公式(5)计算自动化生产线故障停机率η_total；

η_total＝(自动化生产线中所有串联设备工序中故障停机台时t¹之和+自动化生产线中所有并联设备工序中故障停机台时t之和)/自动化生产线设备应开动总台时T_total×100％ (5)

所述的自动化生产线设备故障停机率计算方法，单个串联设备工序中，不论是多少台设备首尾衔接，只要一台设备故障，此串联设备工序即完全停止，因此，所述的单个串联设备工序中故障停机台时t¹表征串联设备工序即完全停止的时长，t¹的计算过程如下：

获取单个串联设备工序中，多台设备的停机时长不重叠时，单个串联设备工序中故障停机台时t¹＝串联设备工序中单个设备的停机时长之和；当串联设备工序中多个设备的停机时长重叠时，单个串联设备工序中故障停机台时t¹＝串联设备工序中单个设备的停机时长之和再减去重叠时长，从而准确计算出单个串联设备工序中故障停机台时t¹，避免多台多个设备的停机时长重叠时将重叠时长重复累计，使自动化生产线故障停机率η_total准确反映生产线的实际运行状况。

本实施例中，串联设备工序c中故障停机台时t¹＝t¹ _c1+t¹ _c2-t¹ _c12,其中，t¹ _c1表征设备c₁停机时长,t¹ _c2表征设备c₂停机时长,t¹ _c12表征设备c₁停机时长和设备c₂停机时长的重叠时长。

η_total＝[t¹ _a1+(ω₁t₁+ω₂t₂+ω₃t₃)+(t¹ _c1+t¹ _c2-t¹ _c12)]/T_total×100％；其中，t¹ _a1表征串联设备工序a中故障停机台时，由于串联设备工序a中仅有设备a₁，因此，串联设备工序c中故障停机台时t¹＝t¹ _a1。在本实施例中，自动化生产线设备应开动总台时T_total与并联设备工序设备应开动总台时T相等，故图3中仅仅标示出并联设备工序设备应开动总台时T。

本发明通过计算i台设备故障权重ω_i，用ω_i表征并联设备工序中i台设备故障时对并联设备工序的影响程度，设备故障的台数越多，对并联设备工序越大，ω_i越大，从而在并联设备工序加权故障停机率η和自动化生产线故障停机率η_total的计算中，加入并联设备工序中，设备故障的台数不同，对生产能力的影响也不同这一影响因素，从而更加真实的反映自动化生产线的实际运行状况。

Claims (2)

1.一种自动化生产线设备故障停机率计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：获取n台设备并联的并联设备工序中，i台设备故障权重ω_i；

ω_i表征i台设备故障对并联设备工序的影响程度，0≤i≤n，且i为整数；

当0≤i≤n-1时，i台设备故障权重ω_i的计算过程如公式(1)所示：

当i＝n时，i台设备故障权重ω_i的计算过程如公式(2)所示：

ω_i＝100％ (2)

步骤二：分别获取并联设备工序中，i台设备故障的故障停机台时t_i，以及并联设备工序设备应开动总台时T；利用步骤一中的计算得到的i台设备故障权重ω_i，根据公式(3)计算并联设备工序中故障停机台时t，并根据公式(3)计算并联设备工序中，

并联设备工序加权故障停机率η：

步骤三：分别获取由多个串联设备工序和并联设备工序组成的自动化生产线中，单个串联设备工序中故障停机台时t¹，单个并联设备工序中故障停机台时t，以及自动化生产线设备应开动总台时T_total，根据公式(5)计算自动化生产线故障停机率η_total；

η_total＝(自动化生产线中所有串联设备工序中故障停机台时t¹之和+自动化生产线中所有并联设备工序中故障停机台时t之和)/自动化生产线设备应开动总台时T_total×100％(5)

2.根据权利要求1所述的自动化生产线设备故障停机率计算方法，其特征在于：所述的单个串联设备工序中故障停机台时t¹的计算过程如下：

当单个串联设备工序中，多个设备的停机时长不重叠时，单个串联设备工序中故障停机台时t¹＝串联设备工序中单个设备的停机时长之和；

当串联设备工序中多个设备的停机时长重叠时，单个串联设备工序中故障停机台时t¹＝串联设备工序中单个设备的停机时长之和再减去重叠时长。

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