CN114240197A - 基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法及系统 - Google Patents

基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法及系统 Download PDF

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任鹏
罗海南
曹雏清
赵立军
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Abstract

本发明公开的一种基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法，包括如下步骤：S1、定时采集移动机器人的各评价指标值，包括：时间开动率、性能达标率及准确率；S2、在当前评价周期结束时，计算移动机器人的各评价指标在当前评价周期内的权重值；S3、基于移动机器人在当前评价周期内的评价指标权重值及评价指标均值来计算对应移动机器人在当前评价周期内的综合运行效率。本发明建立了一套全面、完善、实用的移动机器人运行评价指标，通过对这些指标数据的研究分析，为后续移动机器人管理和运维的优化提供数据支撑，同时可以根据时间开动率、性能达标率、准确率的横向比较为提高移动机器人运行效率提供明确的优化方向。

Description

基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法及系统
技术领域
本发明属于运行效率评价技术领域，更具体地，本发明涉及一种基基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法。
背景技术
移动机器人作为物流行业的主力军在自动化、灵活性和安全性等方面具有得天独厚的优势。同时其通过与企业MES系统的融合，能最大程度地减少设备空闲时间、工人数量及产品质量的人为因素，提高生产效率和产品质量、降低企业成本。随着企业的发展、细分市场的逐步拓展，移动机器人已经被广泛应用于3c电子、仓储物流、医疗、日化品和机加工等行业，前景非常广阔。
然而，现有对移动机器人的评价往往通过人工统计的方式，缺少科学、规范的评价方法。既耗时费力，得到的数据也缺乏准确性和客观性，不利于对移动机器人的统一管理与统一运维。
发明内容
本发明提供一种基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法，旨在改善上述问题。
本发明是这样实现的，一种基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、定时采集移动机器人的各评价指标值，包括：时间开动率、性能达标率及准确率；
S2、在当前评价周期结束时，计算移动机器人的各评价指标在当前评价周期内的权重值；
S3、基于移动机器人在当前评价周期内的评价指标权重值及评价指标均值来计算对应移动机器人在当前评价周期内的综合运行效率。
进一步的，各评价指标在当前评价周期内的权重值计算方法具体如下：
S21、基于移动机器人定时采集的各评价指标值形成评价指标值矩阵；
S22、对评价指标值矩阵中的各评价指标值进行正向化处理；
S23、计算各评价指标在当前评价周期内的标准差，即为对应评价指标在当前评价周期内的权重值。
进一步的，移动机器人的综合运行效率的计算公式具体如下：
综合运行效率＝S1×时间开动率均值×S2×性能达标率均值×S3×准确率均值；
其中，S1、S2、S3分别表示时间开动率、性能达标率及准确率在当前评价周期内的权重值，时间开动率均值、性能达标率均值、准确率均值是指当前评价周期内时间开动率、性能达标率及准确率的平均值。
本发明还提供一种基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价系统，所述系统包括：
若干移动机器人，与上位机调度系统通讯连接，若干上位机调度系统，通过工业互联网与云服务器通讯连接，云服务器与移动终端通讯连接；
上位机调度系统用于系统内的移动机器人调度，定时将各移动机器人的各评价指标值加上时间戳上传至云服务器，云服务器基于上述基于业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法来获取各移动机器人在当前评价周期内的综合运行效率，进行存储的同时下发至移动终端进行显示。
本发明建立了一套全面、完善、实用的移动机器人运行评价指标，通过对这些指标数据的研究分析，为后续移动机器人管理和运维的优化提供数据支撑，同时可以根据时间开动率、性能达标率、准确率的横向比较为提高移动机器人运行效率提供明确的优化方向；此外，基于工业互联网云计算的系统架构在减轻上位机资源负担的同时还可以避免用户可能因为电脑的丢失或损坏而造成数据丢失。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1为本发明实施例提供的基工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、定时采集移动机器人的各评价指标值，包括：时间开动率、性能达标率及准确率；
以小时为单位时长，定时采集移动机器人在当前时间段内的时间开动率、性能达标率和准确率；
(1)时间开动率；
时间开动率＝工作时长/(工作时长+非工作时长)
工作时长为单位时长内的任务执行时长，即单位时长内所执行任务的任务结束时间与任务起始时间的时间差值之和；非工作时间为单位时长与工作时长的差值，一般由空闲时长及充电时长组成，其中，空闲时长为单位时长内所执行任务中相邻两任务间的空暇时段之和，充电时长是指充电结束时间与充电起始时间间的时间差。
(2)性能达标率；
性能达标率＝任务完成数量/任务总数量
任务完成数量为单位时长内执行完成的任务数量总和；任务总数量为当前单位时长内所接收到的任务数量总和。
(3)准确率
准确率＝移动机器人拣选准确率估算值，移动机器人出厂时的一种性能指标，根据移动机器人品牌以及型号来确定其取值。
S2、在当前评价周期结束时，计算移动机器人的各评价指标在当前评价周期内的权重值；
在本发明实施例中，各评价指标在当前评价周期内的权重值计算方法具体如下：
S21、基于移动机器人定时采集的各评价指标值形成评价指标值矩阵；
S22、对评价指标值矩阵中的各评价指标值进行正向化处理；
S23、计算各评价指标在当前评价周期内的标准差，即为对应评价指标在当前评价周期内的权重值。
假定以1天作为评价周期，假定移动机器人每天工作n个小时，由于移动机器人仅存在3个评价指标，则评价指标值矩阵X具体如下：
Figure BDA0003424221080000041
其中，xij表示第i个单位时长内第j个评价指标的评价指标值，1≤i≤n，1≤j≤3，对评价指标值矩阵X中第j列评价指标Xj进行正向化处理，Xj为1*n的列向量，
Figure BDA0003424221080000051
其计算公式具体如下：
Figure BDA0003424221080000052
xj-min、xj-max分别为第j列评价指标Xj中的最小值及最大值；
Figure BDA0003424221080000053
Figure BDA0003424221080000054
Figure BDA0003424221080000055
表示评价指标值矩阵X中第j个评价指标的平均值，Sj表示第j个评价指标的标准差，标准差来表示各指标的内取值的差异波动情况，标准差越大表示该指标的数值差异越大，越能放映出更多的信息，该指标本身的评价强度也就越强，应该给该指标分配更多的权重。
S3、基于移动机器人在当前评价周期内的评价指标权重值及评价指标均值来计算对应移动机器人在当前评价周期内的综合运行效率。
在本发明实施例中，移动机器人的综合运行效率的计算公式具体如下：
综合运行效率＝S1×时间开动率均值×S2×性能达标率均值×S3×准确率均值；
其中，S1、S2、S3分别表示时间开动率、性能达标率及准确率在当前评价周期内的权重值，时间开动率均值、性能达标率均值、准确率均值是指当前评价周期内时间开动率、性能达标率及准确率的平均值。
本发明该提供一种基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价系统，该系统包括：
若干移动机器人，与上位机调度系统通讯连接，若干上位机调度系统，通过工业互联网与云服务器通讯连接，云服务器与移动终端通讯连接；
上位机调度系统用于系统内的移动机器人调度，定时将各移动机器人的各评价指标值加上时间戳上传至云服务器；云服务器基于上述基于业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法来获取各移动机器人在当前评价周期内的综合运行效率，进行存储的同时下发至移动终端进行显示，用户可以通过移动查看每台移动机器人每天的综合运行效率，方便用户更好地掌握每台移动机器人的作业情况，及时做出调整策略，降低设备运维成本的同时提高了设备管理效率和设备运行效率。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、定时采集移动机器人的各评价指标值，包括：时间开动率、性能达标率及准确率；
S2、在当前评价周期结束时，计算移动机器人的各评价指标在当前评价周期内的权重值；
S3、基于移动机器人在当前评价周期内的评价指标权重值及评价指标均值来计算对应移动机器人在当前评价周期内的综合运行效率。
2.如权利要求1所述基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法，其特征在于，各评价指标在当前评价周期内的权重值计算方法具体如下：
S21、基于移动机器人定时采集的各评价指标值形成评价指标值矩阵；
S22、对评价指标值矩阵中的各评价指标值进行正向化处理；
S23、计算各评价指标在当前评价周期内的标准差，即为对应评价指标在当前评价周期内的权重值。
3.如权利要求1所述基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法，其特征在于，移动机器人的综合运行效率的计算公式具体如下：
综合运行效率＝S1×时间开动率均值×S2×性能达标率均值×S3×准确率均值；
其中，S1、S2、S3分别表示时间开动率、性能达标率及准确率在当前评价周期内的权重值，时间开动率均值、性能达标率均值、准确率均值是指当前评价周期内时间开动率、性能达标率及准确率的平均值。
4.一种基于工业互联网的移动机器人综合运行效率评价系统，其特征在于，所述系统包括：
若干移动机器人，与上位机调度系统通讯连接，若干上位机调度系统，通过工业互联网与云服务器通讯连接，云服务器与移动终端通讯连接；
上位机调度系统用于系统内的移动机器人调度，定时将各移动机器人的各评价指标值加上时间戳上传至云服务器，云服务器基于权利要求1至3任一权利要求所述基于业互联网的移动机器人综合运行效率评价方法来获取各移动机器人在当前评价周期内的综合运行效率，进行存储的同时下发至移动终端进行显示。
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