CN111242401A - 工具机设备运作效率评分装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种工具机设备运作效率评分装置及方法。工具机设备运作效率评分方法应用于工具机设备运作效率评分装置，且包含：自工具机设备撷取运作参数；对应产生运作分数，所有运作分数的权重值总和为固定值；分别判断运作分数包含的目标运作分数是否小于门槛值；当目标运作分数小于门槛值时，调增目标运作分数对应的权重值，并依特定比例调降目标运作分数外的其他运作分数对应的权重值；以及依据调整后的权重值，对运作分数进行加权后相加，以计算运作总分。本发明的工具机设备运作效率评分装置及方法根据运作分数的状况调整对应的权重值，以有效反映实际运作状况在运作总分上。

Description

工具机设备运作效率评分装置及方法

技术领域

本发明是有关于一种工具机设备，且特别是有关于一种工具机设备运作效率评分装置及方法。

背景技术

加工机具设备例如冲压式工具机是用来制造例如汽车零组件的重要机具。然而，加工机具设备在运转的时候，可能会因为设备本身的运转问题或是人为的操作疏失，出现加工品质不良或是过于耗费电能的情形。然而，目前并没有适当的机制针对加工机具设备进行管控，因此将无法维持设备的最佳状态。

因此，如何设计一个新的工具机设备运作效率评分装置及方法，以解决上述的缺失，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

发明内容旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。

本发明内容的一目的是在提供一种工具机设备运作效率评分装置及方法，根据运作分数的状况调整对应的权重值，以有效反映实际运作状况在运作总分上，借以改善先前技术的问题。

为达上述目的，本发明内容的一技术态样是关于一种工具机设备运作效率评分装置，包含：记忆体以及处理器。记忆体配置以储存多个计算机可执行指令。处理器电性耦接于记忆体，并配置以撷取计算机可执行指令，以由处理器执行计算机可执行指令来实现评分系统，进一步透过评分系统执行工具机设备运作效率评分方法，对工具机设备运作效率评分，工具机设备运作效率评分方法包含：由评分系统的数据撷取模块自工具机设备撷取多个运作参数；由评分系统的评分模块对应运作参数产生多个运作分数，其中运作分数各对应于权重值，且所有运作分数的权重值的总和为固定值；由评分系统的判断模块分别判断运作分数包含的至少一目标运作分数是否小于一门槛值，其中目标运作分数的权重值小于目标运作分数外的其他运作参数的权重值；当目标运作分数小于门槛值时，由评分系统的权重调整模块调增目标运作分数对应的权重值，并依特定比例调降目标运作分数外的其他运作分数对应的权重值，以使所有运作分数的权重值的总和为固定值；以及由评分系统的总分运算模块依据调整后的权重值，对运作分数进行加权后相加，以计算运作总分。

于一实施例中，工具机设备运作效率评分方法还包含：当目标运作分数小于门槛值时，由判断模块进一步判断目标运作分数所位于的分数范围；以及由权重调整模块根据分数范围决定目标运作分数对应的权重值的调增量，以根据调增量调增该权重值。

于一实施例中，当分数范围的数值愈低，调增量愈高。

于一实施例中，评分模块产生N个运作分数，并包含M个目标运作分数，且M为[N/2]。

于一实施例中，工具机设备运作效率评分方法还包含：由判断模块分别判断小于门槛值的目标运作分数在预设时间区间内是否小于门槛值超过预设次数，以在预设时间区间内累计目标运作分数小于门槛值的次数超过预设次数时，由权重调整模块调增目标运作分数对应的权重值。

于一实施例中，数据撷取模块包含：用电监控单元、加工时间监控单元以及异常警示监控单元。用电监控单元配置以撷取运作参数包含的电力参数。加工时间监控单元配置以撷取运作参数包含的时间参数。异常警示监控单元配置以撷取运作参数包含的警示参数。

于一实施例中，运作分数包含设备异常分数、人为操作异常分数、设备使用率分数、设备停机率分数、设备用电分数、稼动率分数以及产能分数。

为达上述目的，本发明内容的另一技术态样是关于一种工具机设备运作效率评分方法，应用于工具机设备运作效率评分装置，工具机设备运作效率评分方法包含：自工具机设备撷取多个运作参数；对应运作参数产生多个运作分数，其中运作分数各对应于权重值，且所有运作分数的权重值的总和为固定值；分别判断运作分数包含的至少一目标运作分数是否小于一门槛值，其中目标运作分数的权重值小于目标运作分数外的其他运作参数的权重值；当目标运作分数小于门槛值时，调增目标运作分数对应的权重值，并依特定比例调降目标运作分数外的其他运作分数对应的权重值，以使所有运作分数的权重值的总和为固定值；以及依据调整后的权重值，对运作分数进行加权后相加，以计算运作总分。

于一实施例中，当分数范围的数值愈低，调增量愈高。

于一实施例中，评分模块产生N个运作分数，并包含M个目标运作分数，且M为[N/2]。

于一实施例中，工具机设备运作效率评分方法还包含：由判断模块分别判断小于门槛值的目标运作分数在预设时间区间内是否小于门槛值超过预设次数，以在预设时间区间内累计目标运作分数小于门槛值的次数超过预设次数时，由权重调整模块调增目标运作分数对应的权重值。

于一实施例中，数据撷取模块包含：用电监控单元、加工时间监控单元以及异常警示监控单元。用电监控单元配置以撷取运作参数包含的电力参数。加工时间监控单元配置以撷取运作参数包含的时间参数。异常警示监控单元配置以撷取运作参数包含的警示参数。

于一实施例中，运作分数包含设备异常分数、人为操作异常分数、设备使用率分数、设备停机率分数、设备用电分数、稼动率分数以及产能分数。

本发明的工具机设备运作效率评分装置可根据工具机设备的运作效率进行评分，并且根据运作分数的状况调整权重值，避免部分运作分数的权重值较小，而无法在运作总分上有效反映实际运作状况的缺点。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为本发明一实施例中，一种工具机设备运作效率评分装置的方块图；

图2为本发明一实施例中，工具机设备运作效率评分方法的流程图；以及

图3为本发明一实施例中，由工具机设备运作效率评分装置实现的评分系统的方块图。

具体实施方式

请参照图1。图1为本发明一实施例中，一种工具机设备运作效率评分装置10的方块图。工具机设备运作效率评分装置10电性耦接于工具机设备12，通过撷取与工具机设备12运作相关的参数，以对工具机设备12的运作效率进行评分，并可根据评分结果调整工具机设备12的运作。于一实施例中，工具机设备12可为例如，但不限于制造汽车零组件的冲压式工具机。

工具机设备运作效率评分装置10包含记忆体100以及处理器102。

于一实施例中，记忆体100可为例如，但不限于光盘、随机存取记忆体(randomaccess memory；RAM)、只读记忆体(read only memory；ROM)、软盘、硬盘或光学磁盘片。记忆体100配置以储存多个计算机可执行指令101。

处理器102电性耦接于记忆体100。于一实施例中，处理器102配置以撷取并执行计算机可执行指令101，并据以执行工具机设备运作效率评分装置10的功能。

更详细地说，处理器102接收工具机设备12的运作参数103，以对运作参数103进行处理后予以评分，进一步根据评分的结果调整工具机设备12的运作。于一实施例中，处理器102可利用与工具机设备12间的通讯接口(未绘示)接收运作参数103。

请同时参照图2及图3。工具机设备运作效率评分装置10的详细功能将在后续段落搭配图2及图3进行说明。

图2为本发明一实施例中，工具机设备运作效率评分方法200的流程图。工具机设备运作效率评分方法200可应用于图1的工具机设备运作效率评分装置10中。

图3为本发明一实施例中，由工具机设备运作效率评分装置10实现的评分系统3的方块图。其中当计算机可执行指令101由处理器102执行时，将运作为评分系统3以执行工具机设备运作效率评分方法200。

于一实施例中，评分系统3包含数据撷取模块300、评分模块302、判断模块304、权重调整模块306以及总分运算模块308。

工具机设备运作效率评分方法200包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。

于步骤201，由数据撷取模块300自工具机设备12撷取运作参数103。

于一实施例中，数据撷取模块300还包含用电监控单元310、加工时间监控单元312以及异常警示监控单元314。用电监控单元310可由例如智能电表实现，配置以撷取运作参数103包含的电力参数(未绘示)，例如但不限于马达能耗。加工时间监控单元312配置以撷取运作参数包含的时间参数(未绘示)，例如但不限于冲压开始的时、分及秒。异常警示监控单元314配置以撷取运作参数包含的警示参数(未绘示)，例如但不限于代表伺服器马达未启动的参数、压模夹模器未夹紧的参数等。

于一实施例中，评分系统3还包含数据库320，数据撷取模块300可选择性地将这些运作参数103储存于评分系统3的数据库320中，以由后续的模块撷取。其中，数据库320可储存于例如，但不限于图1所示的记忆体100中。

于步骤202，由评分模块302对应运作参数103产生运作分数S1、运作分数S2、运作分数S3、…、运作分数S7，其中运作分数S1-S7各对应于权重值W1、权重值W2、权重值W3、…、权重值W7其中之一，且所有运作分数S1-S7所对应的权重值W1-W7的总和为固定值。

于一实施例中，评分模块302自数据库320撷取运作参数103来产生运作分数S1-S7，但不以此为限，评分模块302亦可直接从数据撷取模块300取得运作参数103。其中，运作分数S1-S7可包含但不限于设备异常分数、人为操作异常分数、设备使用率分数、设备停机率分数、设备用电分数、稼动率分数以及产能分数。

以对应运作分数S1的设备异常分数为例，评分模块302可从设备撷取一诊断结果，该诊断结果是通过该设备自行诊断是否有异常状态发生，例如：设备自行诊断工作台高度最大限制的诊断状态是否为异常值、工作台夹紧压力开关的诊断状态是否为异常值、压缩机(compressor)的空气压力值是否异常(例如：过低或过高)、前光电遮光的诊断状态是否为异常值、左安全锁退锁的诊断状态是否为异常值、冷却泵滤网的诊断状态是否为异常值(如：阻塞等异常状态)。每当该设备诊断到异常值时，该设备会统计异常值的发生次数为该诊断结果，评分模块302即可依照单位时间内异常值的发生次数进行评分。于一实施例中，评分模块302可根据各异常状态的异常值发生次数，撷取例如，但不限于储存于记忆体100中的查找表(未绘示)来比对产生设备异常分数。

以对应运作分数S2的人为异常分数为例，评分模块302可撷取判断为人为操作异常的状态，例如油箱出入口阀门未开、伺服马达未启动、冷却马达未启动、工作台夹紧马达未启动、模垫马达未启动、压盘夹模器未夹紧等等，并进行异常次数的统计，依照发生次数进行评分。类似地，评分模块302可根据各异常状态的异常发生次数，撷取例如，但不限于储存于记忆体100中的查找表(未绘示)来比对产生设备异常分数。

以对应运作分数S3的设备利用率分数为例，若机台中途出现异常或停机，会影响实际开机时数。因此，评分模块302可通过每天(或班次)实际开机时数与每天(或班次)应开机时数相除并计算百分比来产生设备利用率分数。

以对应运作分数S4的设备停机率分数为例，评分模块302可通过故障停机台时数与设备实际开动台时数加上故障停机台时数相除并计算百分比来产生设备停机率分数。于一实施例中，设备停机率越大，代表停机时间越长，相对分数越低。

以对应运作分数S5的设备用电分数为例，评分模块302可通过电力参数监控马达用电。其中，电流的大小来自负载，负载越大表耗能。因此，于一实施例中，设备用电分数是以负载率进行计算，其中负载率为平均负载与最高负载相除并计算百分比来产生。

以对应运作分数S6的稼动率分数为例，评分模块302可通过例如机器实际加工时间与开机启动总时间相除并计算百分比来产生。前述的加工时间监控单元312需建立异常时间以及换线时间，而机器实际加工时间必须将总时间扣除异常发生时间及换线时间来得知，依每日以实际计算出稼动率作为稼动率分数。

以对应运作分数S7的产能分数为例，评分模块302可通过理论节拍乘以生产数量的乘积与稼动时间相除并计算百分比来产生产能分数。

于一实施例中，运作分数S1-S7所对应的权重值W1-W7在评分系统3起始运作时，可具有预设值，并可储存于数据库320中。于一数值范例中，对应设备异常分数、人为操作异常分数、设备使用率分数、设备停机率分数、设备用电分数、稼动率分数以及产能分数的权重值W1-W7，可分别为0.22、0.25、0.12、0.08、0.04、0.09以及0.2。所有权重值W1-W7的总和将为固定值，例如：1。

于步骤203，判断模块304分别判断运作分数S1-S7包含的目标运作分数是否小于门槛值。其中，目标运作分数的权重值小于目标运作分数外的其他运作参数的权重值。

于一实施例中，当评分模块302产生N个运作分数时，将包含M个目标运作分数，且M可由下取整函数[N/2]计算得到。以上述7个运作分数S1-S7为例，M将为[7/2]＝3。

在上述的数值范例中，设备停机率分数、设备用电分数以及稼动率分数这三个运作分数所对应的权重值分别为0.08、0.04、0.09，小于其他的设备异常分数、人为操作异常分数、设备使用率分数以及产能分数这四个运作分数所对应的权重值。因此，设备停机率分数、设备用电分数以及稼动率分数将为目标运作分数。判断模块304将判断运作分数S4-S6是否小于门槛值。于一实施例中，门槛值可为例如，但不限于70。

当判断模块304判断运作分数S4-S6均未小于门槛值时，流程将结束并回至步骤201，进行下一轮的数据撷取、评分与判断。

于步骤204，于一实施例中，判断模块304将在目标运作分数小于门槛值时，判断小于门槛值的目标运作分数在一预设时间区间内是否小于门槛值超过预设次数，例如，但不限于在连续三天发生三次。当预设时间区间内目标运作分数小于门槛值的累计次数并未超过此预设次数时，流程将结束并回至步骤201，进行下一轮的数据撷取、评分与判断。

于步骤205，权重调整模块306将根据判断模块304的判断结果，在当预设时间区间内目标运作分数小于门槛值的累计次数超过预设次数时，调增目标运作分数对应的权重值，并依特定比例调降目标运作分数外的其他运作分数对应的权重值，以使所有运作分数的权重值的总和为固定值。

举例而言，当门槛值是70分，而三个目标运作分数中仅有设备用电分数(S5)三次的评分结果都是45分，其他两者都大于门槛值时，判断模块304将判断设备用电分数小于门槛值超过预设次数。因此，权重调整模块306将把设备用电分数对应的权重值W5从0.04调增例如，但不限于0.3，调整后的权重值W5’将成为0.34。

进一步地，于一实施例中，权重调整模块306将把其他的权重值共调降0.3，例如将其他六个权重值各平均调降0.05。因此，原本的权重值W1-W4以及W6-W7将分别从0.22、0.25、0.12、0.08、0.09以及0.2调降为调整后的权重值W1’-W4’以及W6’-W7’，分别为0.17、0.2、0.07、0.03、0.04以及0.15。所有调整后的权重值W1’-W7’的总和将仍为固定值1。

于一实施例中，判断模块304实际上可进一步判断目标运作分数所位于的分数范围，以使权重调整模块306根据分数范围决定目标运作分数对应的权重值的调增量，以根据调增量调增权重值。并且，于一实施例中，分数范围的数值愈低，调增量愈高。

举例而言，当分数范围落在60-70分之间时，调增量可为0.1。分数范围落在50-60分之间时，调增量可为0.2。分数范围落在40-50分之间时，调增量可为0.3。分数范围落在30-40分之间时，调增量可为0.4。分数范围落在20-30分之间时，调增量可为0.5。分数范围落在10-20分之间时，调增量可为0.6。分数范围落在0-10分之间时，调增量可为0.7。

于步骤206，总分运算模块308依据调整后的权重值W1’-W7’，对运作分数S1-S7进行加权后相加，以计算运作总分105。更详细地说，运作总分105可表示为：

S1×W1’+S2×W2’+S3×W3’+S4×W4’+S5×W5’+S6×W6’+S7×W7’

于一实施例中，在评分系统3完成运作总分105的计算后，处理器102可进一步将运作总分105以有线或是无线的方式，传送给远程的伺服器(未绘示)进行进一步的分析，或是根据运作总分105调整工具机设备12的运作。

并且，在进行权重值的调整后，权重调整模块306可将调整后的权重值W1’-W7’储存在数据库320中，并在下一轮的数据撷取、评分与判断中，根据新的权重值进行调整和计算，持续的随着工具机设备12的运作状况更新。

因此，本发明的工具机设备运作效率评分装置10可根据工具机设备12的运作进行运作效率的评分，并且根据运作分数的状况调整权重值，避免部分运作分数的权重值较小，而无法在运作总分上有效反映实际运作状况的缺点。

须注意的是，上述的运作分数以及权重值的数目、数值以及运算方式仅为一范例。于其他实施例中，亦可采取其他的数目、数值以及运算方式达到相同的评分功效。本发明并不以此为限。

虽然上文实施方式中揭露了本发明的具体实施例，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不悖离本发明的原理与精神的情形下，当可对其进行各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当以附随权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种工具机设备运作效率评分装置，其特征在于，包含：

一记忆体，配置以储存多个计算机可执行指令；以及

一处理器，电性耦接于该记忆体，并配置以撷取所述多个计算机可执行指令，以由该处理器执行所述多个计算机可执行指令来实现一评分系统，进一步透过该评分系统执行一工具机设备运作效率评分方法，对一工具机设备进行评分，该工具机设备运作效率评分方法包含：

由该评分系统的一数据撷取模块自该工具机设备撷取多个运作参数；

由该评分系统的一评分模块对应所述多个运作参数产生多个运作分数，其中所述多个运作分数各对应于一权重值，且所有所述运作分数的该权重值的总和为一固定值；

由该评分系统的一判断模块分别判断所述多个运作分数包含的至少一目标运作分数是否小于一门槛值，其中该目标运作分数的该权重值小于该目标运作分数外的其他所述运作参数的该权重值；

当该目标运作分数小于该门槛值时，由该评分系统的一权重调整模块调增该目标运作分数对应的该权重值，并依一特定比例调降该目标运作分数外的其他所述运作分数对应的该权重值，以使所有所述运作分数的该权重值的总和为该固定值；以及

由该评分系统的一总分运算模块依据调整后的该权重值，对所述多个运作分数进行加权后相加，以计算一运作总分。

2.根据权利要求1所述的工具机设备运作效率评分装置，其特征在于，该工具机设备运作效率评分方法还包含：

当该目标运作分数小于该门槛值时，由该判断模块进一步判断该目标运作分数所位于的一分数范围；以及

由该权重调整模块根据该分数范围决定该目标运作分数对应的该权重值的一调增量，以根据该调增量调增该权重值。

3.根据权利要求2所述的工具机设备运作效率评分装置，其特征在于，当该分数范围的数值愈低，该调增量愈高。

4.根据权利要求1所述的工具机设备运作效率评分装置，其特征在于，该评分模块产生N个所述运作分数，并包含M个该目标运作分数，其中N为整数，且M为取整函数[N/2]产生的整数。

5.根据权利要求1所述的工具机设备运作效率评分装置，其特征在于，该工具机设备运作效率评分方法还包含：

由该判断模块分别判断小于该门槛值的该目标运作分数在一预设时间区间内是否小于该门槛值超过一预设次数，以在该预设时间区间内累计该目标运作分数小于该门槛值的次数超过该预设次数时，由该权重调整模块调增该目标运作分数对应的该权重值。

6.根据权利要求1所述的工具机设备运作效率评分装置，其特征在于，该数据撷取模块包含：

一用电监控单元，配置以撷取所述多个运作参数包含的一电力参数；

一加工时间监控单元，配置以撷取所述多个运作参数包含的一时间参数；以及

一异常警示监控单元，配置以撷取所述多个运作参数包含的一警示参数。

7.根据权利要求1所述的工具机设备运作效率评分装置，其特征在于，所述多个运作分数包含一设备异常分数、一人为操作异常分数、一设备使用率分数、一设备停机率分数、一设备用电分数、一稼动率分数以及一产能分数。

8.一种工具机设备运作效率评分方法，其特征在于，应用于一工具机设备运作效率评分装置，该工具机设备运作效率评分方法包含：

自一工具机设备撷取多个运作参数；

对应所述多个运作参数产生多个运作分数，其中所述多个运作分数各对应于一权重值，且所有所述运作分数的该权重值的总和为一固定值；

分别判断所述多个运作分数包含的至少一目标运作分数是否小于一门槛值，其中该目标运作分数的该权重值小于该目标运作分数外的其他所述运作参数的该权重值；

当该目标运作分数小于该门槛值时，调增该目标运作分数对应的该权重值，并依一特定比例调降该目标运作分数外的其他所述运作分数对应的该权重值，以使所有所述运作分数的该权重值的总和为该固定值；以及

依据调整后的该权重值，对所述多个运作分数进行加权后相加，以计算一运作总分。

9.根据权利要求8所述的工具机设备运作效率评分方法，其特征在于，该工具机设备运作效率评分方法还包含：

当该目标运作分数小于该门槛值时，进一步判断该目标运作分数所位于的一分数范围；以及

根据该分数范围决定该目标运作分数对应的该权重值的一调增量，以根据该调增量调增该权重值。

10.根据权利要求8所述的工具机设备运作效率评分方法，其特征在于，当该分数范围的数值愈低，该调增量愈高。

11.根据权利要求8所述的工具机设备运作效率评分方法，其特征在于，对应所述多个运作参数产生所述多个运作分数的步骤是产生N个所述运作分数，其中N为整数，且M为取整函数[N/2]产生的整数。

12.根据权利要求8所述的工具机设备运作效率评分方法，其特征在于，该工具机设备运作效率评分方法还包含：

分别判断小于该门槛值的该目标运作分数在一预设时间区间内是否小于该门槛值超过一预设次数，以在该预设时间区间内累计该目标运作分数小于该门槛值的次数且超过该预设次数时，调增该目标运作分数对应的该权重值。

13.根据权利要求8所述的工具机设备运作效率评分方法，其特征在于，自该工具机设备撷取所述多个运作参数的步骤还包含：

撷取所述多个运作参数包含的一电力参数；

撷取所述多个运作参数包含的一时间参数；以及

撷取所述多个运作参数包含的一警示参数。

14.根据权利要求8所述的工具机设备运作效率评分方法，其特征在于，所述多个运作分数包含一设备异常分数、一人为操作异常分数、一设备使用率分数、一设备停机率分数、一设备用电分数、一稼动率分数以及一产能分数。

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