CN112329981A

CN112329981A - 一种工位优化点确定方法、系统、装置及存储介质

Info

Publication number: CN112329981A
Application number: CN202011030158.5A
Authority: CN
Inventors: 钟家荣; 贺毅; 陈旻琪; 姚维兵; 左志军
Original assignee: Mino Automotive Equipment Shanghai Co ltd; Guangzhou Mino Equipment Co Ltd
Current assignee: Mino Automotive Equipment Shanghai Co ltd; Guangzhou Mino Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-09-27
Filing date: 2020-09-27
Publication date: 2021-02-05
Anticipated expiration: 2040-09-27
Also published as: CN112329981B

Abstract

本发明公开了一种工位优化点确定方法、系统、装置及存储介质，该方法包括步骤：根据工位工艺及控制程序将工位执行的操作分成若干个相邻动作，并获取各动作、工位缺堵料及故障的开始时刻及结束时刻；根据各开始时刻及结束时刻分别计算相邻动作间的空缺时间段、缺堵料的持续时间段及故障的持续时间段；当相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段均无重叠部分且所述空缺时间段出现的概率达到设定阈值，则将所述空缺时间段确定为优化点。本发明实施例结合生产统计数据自动获取优化点，快速准确，适用范围广，区分度高，可以有效提高产能。本发明实施例可广泛应用于工业制造领域。

Description

一种工位优化点确定方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及工业制造领域，尤其涉及一种工位优化点确定方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

在全球工业信息化、数字化的趋势浪潮中，制造业车间生产设备数据的实时采集、存储分析和诊断应用得到了前所未有的发展。工位节拍的提升是工位诊断分析中十分重要的一环，节拍直接决定产能。目前寻找工位优化点确定点一般需要通过有经验的工程师经过长时间的观察，还没有标准的模式。工位优化点确定点分析只能通过肉眼观察工位生产获得，获取条件单一且迟滞，不利于自动化的实现。例如，有些环节不易发现的优化点可能会被漏掉，有些优化点时间较短肉眼难以发现等等。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种工位优化点确定方法、系统、装置及存储介质。该方法结合生产统计数据自动获取优化点，快速准确，适用范围广，区分度高，可以有效提高产能。

第一方面，本发明实施例提供了一种工位优化点确定方法，包括步骤：

根据工位工艺及控制程序将工位执行的操作分成若干个相邻动作，并获取各动作的开始时刻及结束时刻、工位缺堵料的开始时刻及结束时刻和故障的开始时刻及结束时刻；

根据各动作的开始时刻及结束时刻计算相邻动作间的空缺时间段，根据工位缺堵料的开始时刻及结束时刻计算缺堵料的持续时间段，根据故障的开始时刻及结束时刻计算故障的持续时间段；

判断相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段是否有重叠部分；

当相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段均无重叠部分且所述空缺时间段出现的概率达到设定阈值，则将所述空缺时间段确定为优化点。

可选地，所述根据工位工艺及控制程序将工位执行的操作分成若干个相邻动作，包括步骤：

获取控制程序与设备交互的控制信号；

将控制信号与工位执行的操作进行匹配；

对匹配后的动作按照发生顺序进行排序分成若干个相邻动作。

可选地，当相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段有重叠部分，则无需确定优化点。

可选地，当相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段无重叠部分但出现概率未达到设定阈值，则无需确定优化点。

可选地，所述设定阈值的范围在0％～100％之间。

可选地，还包括步骤：当所述优化点低于设定数值，则剔除所述优化点。

第二方面，本发明实施例提供了一种工位优化点确定系统，包括：

获取模块，用于根据工位工艺及控制程序将工位执行的操作分成若干个相邻动作，并获取各动作的开始时刻及结束时刻、工位缺堵料的开始时刻及结束时刻和故障的开始时刻及结束时刻；

计算模块，用于根据各动作的开始时刻及结束时刻计算相邻动作间的空缺时间段，根据工位缺堵料的开始时刻及结束时刻计算缺堵料的持续时间段，根据故障的开始时刻及结束时刻计算故障的持续时间段；

判断模块，用于判断相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段是否有重叠部分；

确定模块，用于当相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段均无重叠部分且所述空缺时间段出现的概率达到设定阈值，则将所述空缺时间段确定为优化点。

第三方面，本发明实施例提供了一种工位优化点确定装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的工位优化点确定方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行上述的工位优化点确定方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种工位优化点确定系统，包括生产设备、数据采集器、控制器以及计算机设备；其中，

所述计算机设备包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

所述生产设备，用于完成工位执行的操作；

所述数据采集器，用于采集生产设备的生产数据并将所述生产数据发送给所述处理器；

所述控制器，用于根据控制程序控制生产设备执行动作并接收所述生产数据；

实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例通过控制程序将工位工艺分成若干个相邻的尽量细的动作以尽可能多发现优化点，通过相邻动作间的空缺是否与缺堵料及故障的持续时间是否有重叠部分判断优化点以排除缺堵料及故障引起的非疑似优化点，并根据疑似优化点出现的概率进一步确定是否是优化点；整个过程结合生产设备采集的实时数据，剔除异样数据样本或对正常数据进行分析，适用范围广，区分度高；全程自动化获取优化点，快速准确，从而有效提高产能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种工位优化点确定方法的步骤流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种工位优化点确定系统的结构框图；

图3是本发明实施例提供的一种工位优化点确定装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

如图1所示，本发明实施例提供了一种工位优化点确定方法，其包括的步骤如下所示。

S1、根据工位工艺及控制程序将工位执行的操作分成若干个相邻动作，并获取各动作的开始时刻及结束时刻、工位缺堵料的开始时刻及结束时刻和故障的开始时刻及结束时刻。

S2、根据各动作的开始时刻及结束时刻计算相邻动作间的空缺时间段，根据工位缺堵料的开始时刻及结束时刻计算缺堵料的持续时间段，根据故障的开始时刻及结束时刻计算故障的持续时间段。

S3、判断相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段是否有重叠部分。

S4、当相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段均无重叠部分且所述空缺时间段出现的概率达到设定阈值，则将所述空缺时间段确定为优化点。

获取控制程序与设备交互的控制信号；

将控制信号与工位执行的操作进行匹配；

可选地，所述设定阈值的范围在0％～100％之间。

具体地，制造业工位优化点：反映的是无故障连续生产的情况下，排除缺料及堵料的情况下，自动生产线在两个相邻动作之间停顿等待的时间段。

首先，分析工位工艺，并找出控制器程序与生产设备交互的所有信号，因为总存在一对信号代表工艺的某个动作，将工位工艺动作与所有信号进行匹配，按照发生顺序对这些动作进行排序，这样工艺动作就分成了若干个相邻的尽量细的动作。尽量细的动作可以最大限度和最大可能的找到优化点，避免几个动作组合而导致有些优化点不易被发现而漏掉。

需要说明的是，设备动作的开始是控制器发给设备的一个或几个信号允许其动作才开始的，因此动作的开始取名“开始时刻”；设备动作的结束是设备动作结束之后发送给控制器的一个或几个信号，因此动作的结束取名“结束时刻”。当设备在静止等待某个或某几个信号时，这个信号就是该设备下一动作的“开始时刻”，此时可查看程序中缺少来自控制器的哪一个或哪几个信号，该信号或这些信号则为“开始时刻”；当设备动作完成回归静止状态时，设备会发送一个或几个信号告诉控制器，此时可查看程序中发送哪个或哪几个信号，这个或这些信号则为“结束时刻”。

需要说明的是，一个线体可以分成若干个工位，工件总从上工位流入下工位。缺料是指上工位工作未完成，本工位工作已完成，本工位等待上料，因此缺料的开始点为程序中代表本工位请求上料的点，结束点为程序中代表本工位开始上料的点。堵料是指本工位工作已完成，下工位工作未完成，本工位等待下料，因此堵料的开始点为程序中代表本工位请求下料的点，结束点为程序中代表本工位开始下料的点。缺堵料数据的获取与动作数据的获取一样。有效数据指正常无故障信号连续生产得到的数据，设备生产数据实时采集系统通过采集故障信号以确定有效数据。

其次，分析相邻动作间的空缺与缺堵料的持续时间是否有重叠：如果有重叠部分，则为非疑似优化点，不作分析即可；如果没有重叠部分，则为疑似优化点。当疑似优化点出现的概率达到设定阈值，则可判断为优化点。出现的概率其实体现的是优化点的价值：例如生产10个件，疑似优化点出现10次，那这个优化点如果优化成功，则以后生产每个件都能100％提升节拍；例如生产10个件，疑似优化点只出现5次，那这个优化点如果优化成功，则以后生产的件只有50％能体现节拍的提升，但是相同产量下一个班次的生产时间是有减少的。因此理论上只出现一次的疑似优化点都算优化点，但是在大数据下，一次出现的疑似优化点算优化点容易由于偶发性而出现误判，一般会重点关注出现次数多的优化点。按照经验，大部分优化点都有99％的出现率，比如生产100个件，99个件都会出现；少部分优化点会因为人为因素干扰等，出现率较低。但是，阈值需要根据具体实际情况设定，有些情况可能阈值设置的比较低，如有些只要出现了，而且在过去和未来的生产中总是出现，就是优化点；如产线要求精益生产，有些出现不频繁的空缺，当找不出更有价值的优化点时，该空缺也会转化为优化点而被重视。

考虑到数据传输的延迟以及误差，剔除低于某个数值阈值的优化点，使优化点的判断更准确，更符合实际应用。自动剔除低于一定数值的优化点需要具体情况具体分析，包括但不限于PLC的扫描延时，采集器从PLC获取数据的延时，采集器发送数据到分析平台的延时等等，例如控制器为可编程控制器(PLC)，其扫描周期若为50ms，则低于50ms的优化点需剔除。

最后，根据识别结果确定优化点。识别出优化点后，根据两相邻动作的性质不同，会有一系列不同的优化方案。例如某优化点对应的两个相邻动作，第一个是夹具的夹头夹紧动作，第二个是转台的旋转动作，那么可以认为该动作所对应的夹头与其他同类的同时夹紧的夹头动作不一致，需要检查该气缸的节流阀是否和其他同类的同时夹紧的夹具气缸调节一致，或者可能是气路走线不同，导致气的供应不均，又或者也可能是夹具已损坏，需要更换，需要根据现场具体分析，无法穷举所用的优化方案。

下面以具体实施例说明如何判断连续动作间的空缺与缺堵料的持续时间是否有重叠。

首先，将采集到的工位动作持续时间及缺堵料时间转换成时序图。纵坐标是每个动作的命名，一般按同一个工件动作发生的先后顺序排列，横坐标为时间，然后将每个动作的持续时间以甘特图的形式显示出来，甘特图可以直观地反应优化点。其中竖直贯穿全图的线为显示缺堵料以及故障的开始和结束的时间点，on为开始，off为结束。

然后，通过数据分析寻找连续动作的空缺，寻找空缺是需要分析数据的，比如上一个动作的结束时间是13：03：10，下一个与之连续的动作的开始时间是13：03：19，那么13：03：10-13：03：19之间的9秒，即为空缺。

最后，判断判断连续动作间的空缺与缺堵料的持续时间是否有重叠。甘特图上是可以比较直观地看出是否重叠的，但是具体方法还是对数据进行分析。比如先分析出了13：03：10-13：03：19是空缺，但是堵料的开始时间是13：03：15-13：03：25，那么13：03：10-13：03：15这段时间，空缺没有和堵料重叠；13：03：15-13：03：19这段时间，空缺和堵料重叠。缺料使用相同的判断方法。

实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例通过控制程序将工位工艺分成若干个相邻的尽量细的动作以尽可能多发现优化点，通过连续动作间的空缺是否与缺堵料及故障的持续时间是否有重叠部分判断优化点以排除缺堵料及故障的非疑似优化点，并根据疑似优化点出现的概率确定优化点；整个过程结合生产设备采集的实时数据，剔除异样数据样本后对正常数据进行分析，适用范围广，区分度高；全程自动化获取优化点，快速准确，从而有效提高产能。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种工位优化点确定系统，包括：

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种工位优化点确定装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

其中，存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的远程存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

以上所描述的工位优化点确定装置仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现实施例的目的。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

此外，本发明实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行上述方法实施例所述的工位优化点确定方法步骤。

可以理解的是，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在存储介质上，存储介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

同样地，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

本发明实施例还提供了一种工位优化点确定系统，包括生产设备、数据采集器、控制器以及计算机设备；其中，

所述计算机设备包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

所述生产设备，用于完成工位执行的操作；

具体地，对于所述工位生产设备，其主要用于自动化生产，还包括对设备生产数据的实时采集；而对于所述计算机设备，其可为不同类型的电子设备，包含但不限于有台式电脑、手提电脑等终端。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种工位优化点确定方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的工位优化点确定方法，其特征在于，所述根据工位工艺及控制程序将工位执行的操作分成若干个相邻动作，包括步骤：

获取控制程序与设备交互的控制信号；

将控制信号与工位执行的操作进行匹配；

3.根据权利要求1所述的工位优化点确定方法，其特征在于，当相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段有重叠部分，则无需确定优化点。

4.根据权利要求1所述的工位优化点确定方法，其特征在于，当相邻动作间的空缺时间段与缺堵料的持续时间段或故障的持续时间段无重叠部分但出现概率未达到设定阈值，则无需确定优化点。

5.根据权利要求1-4任一项所述的工位优化点确定方法，其特征在于，所述设定阈值的范围在0％～100％之间。

6.根据权利要求1-4任一项所述的工位优化点确定方法，其特征在于，还包括步骤：当所述优化点低于设定数值，则剔除所述优化点。

7.一种工位优化点确定系统，其特征在于，包括：

8.一种工位优化点确定装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-6任一项所述的工位优化点确定方法。

9.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求1-6任一项所述的工位优化点确定方法。

10.一种工位优化点确定系统，其特征在于，包括生产设备、数据采集器、控制器以及计算机设备；其中，

所述计算机设备包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

所述生产设备，用于完成工位执行的操作；