CN112446626B - 一种实时监控制造数据异常的应用工具 - Google Patents
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Abstract
一种实时监控制造数据异常的应用工具，包括：数据源配置模块，用于依据不同的生产现场工艺或质量要求，配置出该生产工艺或质量要求所对应的数据源；检验站台配置模块，用于在生产现场中CTQ所属岗位定义站台的基础信息，绑定站台所属人员信息，并绑定预警推送方式，进而完成检验站台的配置；基础控制图规则定义模块，用于选择基础控制图类型，并定义该类型基础控制图的规则类型；实时控制图定义模块，用于结合所述数据源配置模块、检验站台配置模块和基础控制图规则定义模块所配置和定义的信息，定义生产现场中CTQ的实时控制图；实时控制图运行模块，用于依据所述实时控制图定义模块所定义的实时控制图，对生产现场的制造数据进行实时监控。
Description
技术领域
本发明涉及智能智造技术领域，具体涉及一种实时监控制造数据异常的应用工具。
背景技术
在制造企业产品生产加工的过程中，产品的尺寸、性能、安规等CTQ规格会由于某些原因会发生一定的波动，这种波动通常与设备参数变化、生产因子变化，人为操作原因有关，这种波动对产品的质量影响很多，但是完全可以通过采取措施来避免和消除这种波动所造成的影响，这种措施就是过程控制；基于此通过建立波动识别，并应用统计技术对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定的要求的一种质量管理技术被称之为统计过程控制（简称SPC），它是过程控制的一部分,从内容上说主要是有两个方面:一是利用控制图分析过程的稳定性,对过程存在的异常因素进行预警;二是计算过程能力指数分析稳定的过程能力满足技术要求的程度,对过程质量进行评价；目前，大多数企业通常采用的是通过手工方式记录相关数据，然后通过手工或者其他办公辅助工具进行绘制控制图及计算过程能力，此类方法存在数据收集复杂，处理效率低下，数据连贯性较差，精度差异大及数据保存追溯难的问题，随着企业整体工业自动化水平的提升及市场竞争的日益激烈，企业对产品的质量提出了更高的要求，特别是生产国际化的产品，企业将面临着全球化的产品竞争，而产品竞争的法宝就是以质取胜，质量无国界，企业要想加入全球产业链之中，就必须按照国际统一的质量管理标准和方法进行质量管理，纷纷通过了ISO9000、QS9000等质量管理认证。而国际标准化组织（ISO）也将SPC作为ISO9000族质量体系改进的重要内容，QS9000认证也将SPC列为一项重要指标。
鉴于此，世界许多大公司不仅自身采用SPC，而且要求供应商也必须采用SPC控制质量，SPC业已成为企业质量管理必不可少的工具和质量保证手段，也是利用高新技术改造传统企业的重要内容。
不难看出，现有技术中还存在诸多问题。
发明内容
为此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种实时监控制造数据异常的应用工具。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种实时监控制造数据异常的应用工具，包括：
数据源配置模块，用于依据不同的生产现场工艺或质量要求，配置出该生产工艺或质量要求所对应的数据源；
检验站台配置模块，用于在生产现场中CTQ所属岗位定义站台的基础信息，绑定站台所属人员信息，并绑定预警推送方式，进而完成检验站台的配置；
基础控制图规则定义模块，用于选择基础控制图类型，并定义该类型基础控制图的规则类型；
实时控制图定义模块，用于结合所述数据源配置模块、检验站台配置模块和基础控制图规则定义模块所配置和定义的信息，定义生产现场中CTQ的实时控制图；
实时控制图运行模块，用于依据所述实时控制图定义模块所定义的实时控制图，对生产现场的制造数据进行实时监控。
进一步的，所述数据源配置模块包括：
CTQ识别子模块，用于依据生产工艺或质量要求，识别出品质关键点；
数据采集子模块，用于依据所述CTQ识别子模块所识别出的配置关键点，配置其对应的数据源。
进一步的，所述基础控制图规则定义模块包括：
基础控制图选择子模块，用于选择基础控制图类型；
取样规则设定子模块，用于设定取样频率、取样单位、子组数、子组容量、抽样方式、取组方式；
判异规则设定子模块，用于设定默认的标准判异规则，在标准判异规则基础上，允许依据业务实际需求进行判异参数的调整；
CPK等级设定子模块，用于设定CPK等级，可依据业务需求调整CPK等级区间参数，并允许设定是否需要在控制图运行时实时显示CPK等级；
自定义变量设定子模块，用于设定是否开启自定义变量；
其他参数子模块，用于实时控制图运行时，数据计算及显示格式的规则，配置内容包含估值标准差方法，直方图的分组数，数据精度，规格上下限，是否在实时控制图显示规格限，超出规格限是否预警；
数据处理子模块，用于剔除典型的错误数据，减少控制图运行时的预警误报，设置参数为超出或低于规格限的百分比，达到设定条件时，控制图运行时，自动剔除此范围内的参数。
进一步的，所述实时控制图定义模块包括:
基础定义子模块，用于定义实时控制图名称，选择基础控制图类型，关联基础控制图规则，关联数据源；
检验站台绑定子模块，用于针对站台的权限人员控制及运行时异常预警推送；
分析维度配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，选择分析维度，用于后续取值计算，区分计量型控制图或计数型控制图；
分组维度配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，设定分组维度，用于取样时，结合基础控制图规则中的子组容量进行数据分组；
层别条件配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，设定层别条件，用于数据抓取的的维度划分，精准取样；
数据排序子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，设定数据排序，该条件选配，排序默认按时间排序，用于在时间排序的基础上有其他排序要求时进行配置；
数据关联配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表与标准表，分别加载对应字段，设定数据关联，用于当数据表与标准表字段名称不一致时建立字段对应关系，读取相应标准表中的规格限。
进一步的，所述实时控制图运行模块中对生产现场的制造数据进行实时监控，其具体步骤为：
S1、实时控制图运行界面，选择检验站台，加载当前站台绑定的实时控制图，选择实时控制图，加载基础控制图定义选择的层别条件，选择需监控的具体CTQ项目，监控范围，开始运行；
S2、根据实时控制图绑定的数据源，结合层别条件，读取对应数据；
S3、根据基础控制图规则中设定的取样规则进行数据取样；
S4、根据实时控制图定义中设定的分组维度，对取样数据进行分组；
S5、根据实时控制图定义中设定的分析维度，进行数据计算，得出控制线，数据点，标准差等对应数据；
S6、根据所述S5中的计算结果，实时绘制实时控制图，结合基础控制图规则中的图形显示参数，进行数据展示；
S7、数据运行过程中，过程能力指数实时更新，可手工即时查看当前界面所显示的数据点的过程能力指数；
S8、实时控制图运行过程中，如出现满足基础控制图规则设定的判异规则的数据时，异常数据点自动标记，同时根据当前实时控制图所绑定的检验站台，向该站台对应的负责人发送异常预警通知。
SPC强调全过程监控、全系统参与，并且强调用科学方法（主要是统计技术）来保证全过程的预防；SPC不仅适用于质量控制，更可应用于一切管理过程（如产品设计、市场分析等）；SPC可以帮助企业在质量控制上真正作到"事前"预防和控制，本专利将SPC统计方法按实施步骤进行模组化，为企业建立SPC监控体系提供有力支撑；主要解决了生产现场数据采集连续性差及精度偏差问题，借助数据集成完成数据自动采集；解决数据滞后无法进行实时监控的问题，采用实时同步数据，及时发现异常，降低批量质量问题的风险；解决海量数据的清洗，分组，计算耗时耗力的问题，帮助客户提高工作效率及计算数据的误差概率，帮助企业节省成本；通过构建SPC监控体系，减少对常规检验的依赖性，为企业提供核心竞争力，赢得更广泛的客户群体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种实时监控制造数据异常的应用工具的结构框图；
图2是本发明提供的一种实时监控制造数据异常的应用工具选择基础控制图类型的参照图；
图3是本发明提供的一种实时监控制造数据异常的应用工具中实施控制图运行时的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例子仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，一种实时监控制造数据异常的应用工具，包括：
数据源配置模块，用于依据不同的生产现场工艺或质量要求，配置出该生产工艺或质量要求所对应的数据源；
检验站台配置模块，用于在生产现场中CTQ所属岗位定义站台的基础信息，绑定站台所属人员信息，并绑定预警推送方式，进而完成检验站台的配置；
基础控制图规则定义模块，用于选择基础控制图类型，并定义该类型基础控制图的规则类型；
实时控制图定义模块，用于结合所述数据源配置模块、检验站台配置模块和基础控制图规则定义模块所配置和定义的信息，定义生产现场中CTQ的实时控制图；
实时控制图运行模块，用于依据所述实时控制图定义模块所定义的实时控制图，对生产现场的制造数据进行实时监控。
作为优选，所述数据源配置模块包括：
CTQ识别子模块，用于依据生产工艺或质量要求，识别出品质关键点；客户根据生产现场工艺要求或质量要求，区分定义出CTQ项目（品质关键点），根据识别出的CTQ项目，进入下面的数据采集子模块。
数据采集子模块，用于依据所述CTQ识别子模块所识别出的配置关键点，配置其对应的数据源。作为优选，本发明优选采用：首先需确认CTQ项目数据所在数据库，建立数据库连接，其次确认CTQ项目所在的数据表，建立数据视图与相应的规格标准视图，然后建立数据视图与规格标准视图的对应关系，完成数据源配置。
作为优选，所述基础控制图规则定义模块包括：
基础控制图选择子模块，用于选择基础控制图类型；本发明优选提供以下类型基础控制图：均值极差控制图（简称Xbar-R图）、均值标准差控制图（简称Xbar-S图）、单值移动极差控制图（简称I-MR图）、中值极差控制图（简称Me-R图）、不合格品率控制图（简称P图）、不合格品数控制图（简称nP图）、缺陷数控制图（简称C图）和单位缺陷数控制图（简称U图）。需要说的是，具体选用哪个类型基础控制图，如图2所示，可以很直观获得，在此不再赘述。
取样规则设定子模块，用于设定取样频率、取样单位、子组数、子组容量、抽样方式、取组方式；
判异规则设定子模块，用于设定默认的标准判异规则，在标准判异规则基础上，允许依据业务实际需求进行判异参数的调整；在本发明中：判异规则默认值为SPC的8种标准判异规则，在标准判异规则的基础上，允许跟进业务实际需要进行判异参数的人为调整。
CPK等级设定子模块，用于设定CPK等级，可依据业务需求调整CPK等级区间参数，并允许设定是否需要在控制图运行时实时显示CPK等级；在本发明中，优选分为4个CPK等级。
自定义变量设定子模块，用于设定是否开启自定义变量；需要说明的是，在本发明中开启自定义变量后，后续计算均依托自定义参数进行计算，如未开启自定义变量，则根据实际取样数据进行计算，设置参数包含两种，配置时仅允许二选一进行设定：
a、自定义均值、标准差，后续控制图的控制线依托自定义的均值和标准差进行计算；
b、自定义控制线，后续控制图的控制线直接采用自定义的控制线，设定时根据对应控制图类型分别设置。
其他参数子模块，用于实时控制图运行时，数据计算及显示格式的规则，配置内容包含估值标准差方法，直方图的分组数，数据精度，规格上下限，是否在实时控制图显示规格限，超出规格限是否预警；
数据处理子模块，用于剔除典型的错误数据，减少控制图运行时的预警误报，设置参数为超出或低于规格限的百分比，达到设定条件时，控制图运行时，自动剔除此范围内的参数。
作为优选，所述实时控制图定义模块包括:
基础定义子模块，用于定义实时控制图名称，选择基础控制图类型，关联基础控制图规则，关联数据源；
检验站台绑定子模块，用于针对站台的权限人员控制及运行时异常预警推送；
分析维度配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，选择分析维度，用于后续取值计算，区分实时控制图类型；
层别条件配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，设定层别条件，用于数据抓取的的维度划分，精准取样；
分组维度配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，设定分组维度，用于取样时，结合基础控制图规则中的子组容量进行数据分组；
选配数据排序子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，设定数据排序，该条件选配，排序默认按时间排序，用于在时间排序的基础上有其他排序要求时进行配置；
数据关联配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表与标准表，分别加载对应字段，设定数据关联，用于当数据表与标准表字段名称不一致时建立字段对应关系，读取相应标准表中的规格限。
作为优选，如图3所示，所述实时控制图运行模块中对生产现场的制造数据进行实时监控，其具体步骤为：
S1、实时控制图运行界面，选择检验站台，加载当前站台绑定的实时控制图，选择实时控制图，加载实时控制图定义选择的层别条件，选择需监控的具体CTQ项目，监控范围，开始运行；
S2、根据实时控制图绑定的数据源，结合层别条件，读取对应数据；
S3、根据基础控制图规则中设定的取样规则进行数据取样；
S4、根据实时控制图定义中设定的分组维度，对取样数据进行分组；
S5、根据实时控制图定义中设定的分析维度，进行数据计算，得出控制线，数据点，标准差等对应数据；
S6、根据所述S5中的计算结果，实时绘制实时控制图，结合基础控制图规则中的图形显示参数，进行数据展示；
S7、数据运行过程中，过程能力指数实时更新，可手工即时查看当前界面所显示的数据点的过程能力指数；
S8、实时控制图运行过程中，如出现满足基础控制图规则设定的判异规则的数据时，异常数据点自动标记，同时根据当前实时控制图所绑定的检验站台，向该站台对应的负责人发送异常预警通知。
SPC强调全过程监控、全系统参与，并且强调用科学方法（主要是统计技术）来保证全过程的预防；SPC不仅适用于质量控制，更可应用于一切管理过程（如产品设计、市场分析等）；SPC可以帮助企业在质量控制上真正作到"事前"预防和控制，本专利将SPC统计方法按实施步骤进行模组化，为企业建立SPC监控体系提供有力支撑；主要解决了生产现场数据采集连续性差及精度偏差问题，借助数据集成完成数据自动采集；解决数据滞后无法进行实时监控的问题，采用实时同步数据，及时发现异常，降低批量质量问题的风险；解决海量数据的清洗，分组，计算耗时耗力的问题，帮助客户提高工作效率及计算数据的误差概率，帮助企业节省成本；通过构建SPC监控体系，减少对常规检验的依赖性，为企业提供核心竞争力，赢得更广泛的客户群体。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实例描述的具体特征、结构或者特点包含在本申请概括描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明内。尽管这里参照本发明的多个解释性实例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式降落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题结合布局的组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显。
Claims (4)
1.一种实时监控制造数据异常的应用工具，其特征在于，包括：
数据源配置模块，用于依据不同的生产现场工艺或质量要求，配置出该生产工艺或质量要求所对应的数据源；
检验站台配置模块，用于在生产现场中CTQ所属岗位定义站台的基础信息，绑定站台所属人员信息，并绑定预警推送方式，进而完成检验站台的配置；
基础控制图规则定义模块，用于选择基础控制图类型，并定义该类型基础控制图的规则类型；
实时控制图定义模块，用于结合所述数据源配置模块、检验站台配置模块和基础控制图规则定义模块所配置和定义的信息，定义生产现场中CTQ的实时控制图，其中所述实时控制图定义模块包括：
基础定义子模块，用于定义实时控制图名称，选择基础控制图类型，关联基础控制图规则，关联数据源；
检验站台绑定子模块，用于针对检验站台的权限人员控制及运行时进行异常预警推送；
分析维度配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，选择分析维度，用于后续取值计算，区分计量型控制图或计数型控制图；
层别条件配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，设定层别条件，用于数据抓取的的维度划分，精准取样；
分组维度配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，设定分组维度，用于取样时，结合基础控制图规则中的子组容量进行数据分组；
数据排序子模块，根据所关联的数据源中的数据表，加载对应字段，设定数据排序，该条件选配，排序默认按时间排序，用于在时间排序的基础上有其他排序要求时进行配置；
数据关联配置子模块，根据所关联的数据源中的数据表与标准表，分别加载对应字段，设定数据关联，用于当数据表与标准表字段名称不一致时建立字段对应关系，读取相应标准表中的规格限；
实时控制图运行模块，用于依据所述实时控制图定义模块所定义的实时控制图，对生产现场的制造数据进行实时监控。
2.根据权利要求1所述的实时监控制造数据异常的应用工具，其特征在于，所述数据源配置模块包括：
CTQ识别子模块，用于依据生产工艺或质量要求，识别出品质关键点；
数据采集子模块，用于依据所述CTQ识别子模块所识别出的配置关键点，配置其对应的数据源。
3.根据权利要求2所述的实时监控制造数据异常的应用工具，其特征在于，所述基础控制图规则定义模块包括：
基础控制图选择子模块，用于选择基础控制图类型；
取样规则设定子模块，用于设定取样频率、取样单位、子组数、子组容量、抽样方式、取组方式；
判异规则设定子模块，用于设定默认的标准判异规则，在标准判异规则基础上，允许依据业务实际需求进行判异参数的调整；
CPK等级设定子模块，用于设定CPK等级，可依据业务需求调整CPK等级区间参数，并允许设定是否需要在实时控制图运行时实时显示CPK等级；
自定义变量设定子模块，用于设定是否开启自定义变量；
其他参数子模块，用于实时控制图运行时，数据计算及显示格式的规则，配置内容包含估值标准差方法，直方图的分组数，数据精度，规格上下限，是否在实时控制图显示规格限，超出规格限是否预警；
数据处理子模块，用于剔除典型的错误数据，减少实时控制图运行时的预警误报，设置参数为超出或低于规格限的百分比，达到设定条件时，实时控制图运行时，自动剔除此范围内的参数。
4.根据权利要求3所述的实时监控制造数据异常的应用工具，其特征在于，所述实时控制图运行模块中对生产现场的制造数据进行实时监控，其具体步骤为：
S1、实时控制图运行界面，选择检验站台，加载当前站台绑定的实时控制图，选择实时控制图，加载实时控制图定义选择的层别条件，选择需监控的具体CTQ项目，监控范围，开始运行；
S2、根据实时控制图绑定的数据源，结合层别条件，读取对应数据；
S3、根据基础控制图规则中设定的取样规则进行数据取样；
S4、根据实时控制图定义中设定的分组维度，对取样数据进行分组；
S5、根据实时控制图定义中设定的分析维度，进行数据计算，得出控制线，数据点，标准差等对应数据；
S6、根据所述S5中的计算结果，实时绘制实时控制图，结合基础控制图规则中的图形显示参数，进行数据展示；
S7、数据运行过程中，过程能力指数实时更新，可手工即时查看当前界面所显示的数据点的过程能力指数；
S8、实时控制图运行过程中，如出现满足基础控制图规则设定的判异规则的数据时，异常数据点自动标记，同时根据当前实时控制图所绑定的检验站台，向该站台对应的负责人发送异常预警通知。
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