CN116184950A - 一种汽车生产线用多源数据提取分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车加工领域，涉及数据分析技术，用于解决现有汽车生产线用数据提取分析系统在生产线的运行状态不满足要求时无法对生产线的影响因素进行分析的问题，具体是一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，包括数据分析平台，数据分析平台通信连接有检验模块、影响分析模块、综合分析模块以及存储模块，检验模块用于对生产线的产品进行检验分析并对生产日内的检验结果是否合格进行判定；本发明是通过影响分析模块对生产线的影响因素进行监测分析，并对加工车间内的环境参数进行数据分析，根据分析结果对生产线合格率异常是否与加工环境有关，进而采取针对性的措施来提高加工生产线的合格率。
Description
技术领域
本发明属于汽车加工领域，涉及数据分析技术，具体是一种汽车生产线用多源数据提取分析系统。
背景技术
汽车生产线为生产汽车及配件的流水作业线，流水作业线的主要工序有焊接、冲压、涂装、动力总成等，使得汽车的自动化生产水平不断提升，但现有的汽车生产线数据分析系统通常是通过检验数据对生产线的运行状态进行反馈，在生产线的运行状态不满足要求时无法对生产线的影响因素进行分析，进而导致处理效率低、运维成本高的问题；
针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，用于解决现有汽车生产线用数据提取分析系统在生产线的运行状态不满足要求时无法对生产线的影响因素进行分析的问题。
本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以在生产线的运行状态不满足要求时对生产线的影响因素进行分析的汽车生产线用数据提取分析系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，包括数据分析平台，所述数据分析平台通信连接有检验模块、影响分析模块、综合分析模块以及存储模块；
所述检验模块用于对生产线的产品进行检验分析并对生产日内的检验结果是否合格进行判定，生产日内的检验结果为不合格时，检验模块向影响分析模块发送影响分析信号；
影响分析模块用于在接收到影响分析信号后对生产线的影响因素进行监测分析并判定生产线检验不合格是否与环境有关，在判定生产线检验不合格与环境有关时进行环境管控；
所述综合分析模块用于在环境管控后对生产线的生产效果进行综合分析。
作为本发明的一种优选实施方式，检验模块对生产线的产品进行检验分析的过程包括：将一个生产日分割为若干个生产时段，获取生产时段内生产线产出的产品数量并标记为M1，在对产出的产品进行检测后，将检测合格的产品数量标记为M2，将M2与M1的比值标记为生产时段的合格率，对生产日内的所有生产时段的合格率进行求和取平均数得到合格系数，将生产日内所有生产时段的合格率建立合格集合，对合格集合进行方差计算得到稳定系数，通过存储模块获取到合格阈值与稳定阈值，将合格系数、稳定系数分别与合格阈值、稳定阈值进行比较并通过比较结果对生产日的检验结果是否合格进行判定。
作为本发明的一种优选实施方式，合格系数、稳定系数分别与合格阈值、稳定阈值进行比较的过程包括：若合格系数大于等于合格阈值且稳定系数小于等于稳定阈值，则判定生产线在生产日内的检验结果为合格；否则，判定生产线在生产日内的检验结果为不合格，检验模块向影响分析模块发送影响分析信号。
作为本发明的一种优选实施方式，影响分析模块在接收到影响分析信号后对生产线的影响因素进行监测分析的过程包括：获取到生产车间的温偏数据WP、粉尘数据FC以及湿偏数据SP；通过对温偏数据WP、粉尘数据FC以及湿偏数据SP进行方差计算得到生产时段的环异系数HY；将所有生产时段的环异系数进行求和取平均值得到生产日的环表系数，将所有生产时段的环异系数建立环异集合，对环异集合进行方差计算得到环稳系数，通过存储模块获取到环表阈值与环稳阈值，将环表系数、环稳系数分别与环表阈值、环稳阈值进行比较并通过比较结果判定进行环境管控或设备检修；环境管控的方式包括：通过中央空调对车间空气温度值进行调节、通过除尘设备对生产车间内的粉尘进行吸收、通过空气加湿器或空气干燥器对生产车间内的空气进行加湿或干燥。
作为本发明的一种优选实施方式，温偏数据WP的获取过程包括：在生产时段内获取生产车间内的空气温度值以及适宜温度范围，将适宜温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温标值，将空气温度值与温标值的差值的绝对值标记为生产时段的温偏数据WP；粉尘数据FC为生产车间在生产时段内的空气粉尘浓度值；湿偏数据SP的获取过程包括：在生产时段内获取生产车间内的空气湿度值以及适宜湿度范围，将适宜湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿标值，将空气湿度值与湿标值的差值的绝对值标记为生产时段的湿偏数据SP。
作为本发明的一种优选实施方式，环表系数、环稳系数分别与环表阈值、环稳阈值进行比较的过程包括：若环表系数小于环表阈值且环稳系数小于环稳阈值，则判定生产线检验不合格与环境无关，影响分析模块向数据分析平台发送设备检修信号；否则，判定生产线检验不合格与环境有关，影响分析模块向数据分析平台发送环境管控信号，数据分析平台接收到环境管控信号后将环境管控信号发送至管理人员的手机终端，管理人员接收到环境管控信号后对生产车间的环境进行管控。
作为本发明的一种优选实施方式，综合分析模块在环境管控后对生产线的生产效果进行综合分析的具体过程包括：获取进行环境管控后的下一生产日各个生产时段的环异系数与合格率，以环异系数为X轴、合格率为Y轴建立直角坐标系，在直角坐标系的第一象限中标出与生产时段数量相同的分析点，将横坐标数值最大与最小的两个分析点分别标记为第一端点与第二端点，将第一端点与第二端点进行连线分析线段，获取剩余分析点与分析线段的垂直距离并标记为关联值，对关联值进行求和取平均值得到关联系数，通过存储模块获取到关联阈值，将关联系数与关联阈值进行比较：若关联系数小于等于关联阈值，则判定环异系数与合格率呈正相关，获取分析线段的斜率值并标记为相关系数，通过存储模块获取到相关阈值，将相关系数与相关阈值进行比较：若相关系数小于相关阈值，则对分析线段进行深度分析得到优先范围；若相关系数大于等于相关阈值，则进行成本比对；若关联系数大于关联阈值，则判定环异系数与合格率不呈正相关，综合分析模块向数据分析平台发送设备检修信，数据分析平台接收到设备检修信号后将设备检修信号发送至管理人员的手机终端。
作为本发明的一种优选实施方式，对分析线段进行深度分析得到优先范围的过程包括：对所有的分析点自左向右依次进行连接得到折线段，在第一象限中作出一条与X轴相垂直的射线并标记为截断射线，截断射线端点的坐标值为(环异阈值，0)；将位于截断射线右侧的折线段删除，将删除后折线段的拐点标记为趋势点，将第一端点、所有的趋势点以及折线段与截断射线的交点自左向右依次进行连线得到若干个趋势线段，将斜率值最小的趋势线段标记为优先线段，将优先线段的两个端点的横坐标构成的环异系数的范围标记为优先范围。
作为本发明的一种优选实施方式，成本比对的过程包括：获取环境管控的成本并标记为环控成本，获取设备检修的成本并标记为检修成本，将环控成本与检修成本进行比较：若环控成本小于检修成本，则生成环境管控信号并发送至数据分析平台；若环控成本大于等于检修成本，则生成设备检修信号并发送至数据分析平台。
本发明具备下述有益效果：
1、通过检验模块可以对生产线的产品加工质量进行监测分析，通过分时段分析的方式对合格率以及加工稳定性进行监控，进而在生产线出现加工合格率不满足要求时及时进行预警；
2、通过影响分析模块可以对生产线的影响因素进行监测分析，通过对加工车间内的环境参数进行数据分析，通过分析结果对生产线合格率异常是否与加工环境有关，进而采取针对性的措施来提高加工生产线的合格率；
3、通过综合分析模块可以对环境管控的效果进行监测分析，判断在进行环境管控之后生产线合格率与环境改善程度之间的关系，在环境管控力度与生产线合格率呈正相关的关系时，在环异阈值以下获取优先范围，环异系数位于优先范围之内时，其生产线合格率优化的适用性越高，即在有限的环境管控成本之内实现合格率的最大化提高；
4、通过成本比对分析过程可以在环境管控力度与生产线合格率不呈正相关的关系时，分别对环境管控成本与设备检修成本进行分析并比对，从而采取最为经济性的方式来提高生产线合格率，另外，无论环境管控与生产线合格率呈现何种关联性，管理人员均可直接采取对应的措施进行合格率改善，提高异常处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，包括数据分析平台，数据分析平台通信连接有检验模块、影响分析模块、综合分析模块以及存储模块。
检验模块用于对生产线的产品进行检验分析：将一个生产日分割为若干个生产时段，获取生产时段内生产线产出的产品数量并标记为M1，在对产出的产品进行检测后，将检测合格的产品数量标记为M2，将M2与M1的比值标记为生产时段的合格率，对生产日内的所有生产时段的合格率进行求和取平均数得到合格系数，将生产日内所有生产时段的合格率建立合格集合，对合格集合进行方差计算得到稳定系数，通过存储模块获取到合格阈值与稳定阈值，将合格系数、稳定系数分别与合格阈值、稳定阈值进行比较：若合格系数大于等于合格阈值且稳定系数小于等于稳定阈值，则判定生产线在生产日内的检验结果为合格；否则，判定生产线在生产日内的检验结果为不合格，检验模块向影响分析模块发送影响分析信号；对生产线的产品加工质量进行监测分析，通过分时段分析的方式对合格率以及加工稳定性进行监控，进而在生产线出现加工合格率不满足要求时及时进行预警。
影响分析模块用于在接收到影响分析信号后对生产线的影响因素进行监测分析：获取到生产车间的温偏数据WP、粉尘数据FC以及湿偏数据SP，温偏数据WP的获取过程包括：在生产时段内获取生产车间内的空气温度值以及适宜温度范围，将适宜温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温标值，将空气温度值与温标值的差值的绝对值标记为生产时段的温偏数据WP；粉尘数据FC为生产车间在生产时段内的空气粉尘浓度值；湿偏数据SP的获取过程包括：在生产时段内获取生产车间内的空气湿度值以及适宜湿度范围，将适宜湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿标值，将空气湿度值与湿标值的差值的绝对值标记为生产时段的湿偏数据SP；通过公式HY＝α1*WP+α2*FC+α3*SP得到生产时段的环异系数HY，环异系数是一个反映生产车间内环境异常程度的数值，环异系数的数值越大，则表示生产车间内环境异常程度越高；其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；将所有生产时段的环异系数进行求和取平均值得到生产日的环表系数，将所有生产时段的环异系数建立环异集合，对环异集合进行方差计算得到环稳系数，通过存储模块获取到环表阈值与环稳阈值，将环表系数、环稳系数分别与环表阈值、环稳阈值进行比较：若环表系数小于环表阈值且环稳系数小于环稳阈值，则判定生产线检验不合格与环境无关，影响分析模块向数据分析平台发送设备检修信号；否则，判定生产线检验不合格与环境有关，影响分析模块向数据分析平台发送环境管控信号，数据分析平台接收到环境管控信号后将环境管控信号发送至管理人员的手机终端，管理人员接收到环境管控信号后对生产车间的环境进行管控；环境管控的方式包括：通过中央空调对车间空气温度值进行调节、通过除尘设备对生产车间内的粉尘进行吸收、通过空气加湿器或空气干燥器对生产车间内的空气进行加湿或干燥；对生产线的影响因素进行监测分析，通过对加工车间内的环境参数进行数据分析，通过分析结果对生产线合格率异常是否与加工环境有关，进而采取针对性的措施来提高加工生产线的合格率。
综合分析模块用于在环境管控后对生产线的生产效果进行综合分析：获取进行环境管控后的下一生产日各个生产时段的环异系数与合格率，以环异系数为X轴、合格率为Y轴建立直角坐标系，在直角坐标系的第一象限中标出与生产时段数量相同的分析点，将横坐标数值最大与最小的两个分析点分别标记为第一端点与第二端点，将第一端点与第二端点进行连线分析线段，获取剩余分析点与分析线段的垂直距离并标记为关联值，对关联值进行求和取平均值得到关联系数，通过存储模块获取到关联阈值，将关联系数与关联阈值进行比较：若关联系数小于等于关联阈值，则判定环异系数与合格率呈正相关，获取分析线段的斜率值并标记为相关系数，相关系数的数值越小，则表示环境管控对合格率的影响越大，通过存储模块获取到相关阈值，将相关系数与相关阈值进行比较：若相关系数小于相关阈值，则对分析线段进行深度分析得到优先范围；若相关系数大于等于相关阈值，则表示环境管控对合格率的影响程度较低，进行成本比对选取最为经济的处理方式；若关联系数大于关联阈值，则判定环异系数与合格率不呈正相关，综合分析模块向数据分析平台发送设备检修信，数据分析平台接收到设备检修信号后将设备检修信号发送至管理人员的手机终端；对环境管控的效果进行监测分析，判断在进行环境管控之后生产线合格率与环境改善程度之间的关系，在环境管控力度与生产线合格率呈正相关的关系时，在环异阈值以下获取优先范围。
对分析线段进行深度分析得到优先范围的过程包括：对所有的分析点自左向右依次进行连接得到折线段，在第一象限中作出一条与X轴相垂直的射线并标记为截断射线，截断射线端点的坐标值为(环异阈值，0)；将位于截断射线右侧的折线段删除，将删除后折线段的拐点标记为趋势点，将第一端点、所有的趋势点以及折线段与截断射线的交点自左向右依次进行连线得到若干个趋势线段，将斜率值最小的趋势线段标记为优先线段，将优先线段的两个端点的横坐标构成的环异系数的范围标记为优先范围；环异系数位于优先范围之内时，其生产线合格率优化的适用性越高，即在有限的环境管控成本之内实现合格率的最大化提高。
成本比对的过程包括：获取环境管控的成本并标记为环控成本，获取设备检修的成本并标记为检修成本，将环控成本与检修成本进行比较：若环控成本小于检修成本，则生成环境管控信号并发送至数据分析平台；若环控成本大于等于检修成本，则生成设备检修信号并发送至数据分析平台；在环境管控力度与生产线合格率不呈正相关的关系时，分别对环境管控成本与设备检修成本进行分析并比对，从而采取最为经济性的方式来提高生产线合格率，另外，无论环境管控与生产线合格率呈现何种关联性，管理人员均可直接采取对应的措施进行合格率改善，提高异常处理效率。
一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，工作时，对生产线的产品进行检验分析并对生产日内的检验结果是否合格进行判定，生产日内的检验结果为不合格时，检验模块向影响分析模块发送影响分析信号；影响分析模块在接收到影响分析信号后对生产线的影响因素进行监测分析并判定生产线检验不合格是否与环境有关，在判定生产线检验不合格与环境有关时进行环境管控；综合分析模块在环境管控后对生产线的生产效果进行综合分析并得到优先范围。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式HY＝α1*WP+α2*FC+α3*SP；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的环异系数；将设定的环异系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3的取值分别为3.74、2.97和2.65；
系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的环异系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如环异系数与温偏数据的数值成正比。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，包括数据分析平台，其特征在于，所述数据分析平台通信连接有检验模块、影响分析模块、综合分析模块以及存储模块；
所述检验模块用于对生产线的产品进行检验分析并对生产日内的检验结果是否合格进行判定，生产日内的检验结果为不合格时，检验模块向影响分析模块发送影响分析信号；
影响分析模块用于在接收到影响分析信号后对生产线的影响因素进行监测分析并判定生产线检验不合格是否与环境有关，在判定生产线检验不合格与环境有关时进行环境管控；
所述综合分析模块用于在环境管控后对生产线的生产效果进行综合分析。
2.根据权利要求1所述的一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，其特征在于，检验模块对生产线的产品进行检验分析的过程包括：将一个生产日分割为若干个生产时段，获取生产时段内生产线产出的产品数量并标记为M1，在对产出的产品进行检测后，将检测合格的产品数量标记为M2，将M2与M1的比值标记为生产时段的合格率，对生产日内的所有生产时段的合格率进行求和取平均数得到合格系数，将生产日内所有生产时段的合格率建立合格集合，对合格集合进行方差计算得到稳定系数，通过存储模块获取到合格阈值与稳定阈值，将合格系数、稳定系数分别与合格阈值、稳定阈值进行比较并通过比较结果对生产日的检验结果是否合格进行判定。
3.根据权利要求2所述的一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，其特征在于，合格系数、稳定系数分别与合格阈值、稳定阈值进行比较的过程包括：若合格系数大于等于合格阈值且稳定系数小于等于稳定阈值，则判定生产线在生产日内的检验结果为合格；否则，判定生产线在生产日内的检验结果为不合格，检验模块向影响分析模块发送影响分析信号。
4.根据权利要求3所述的一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，其特征在于，影响分析模块在接收到影响分析信号后对生产线的影响因素进行监测分析的过程包括：获取到生产车间的温偏数据WP、粉尘数据FC以及湿偏数据SP；通过对温偏数据WP、粉尘数据FC以及湿偏数据SP进行方差计算得到生产时段的环异系数HY；将所有生产时段的环异系数进行求和取平均值得到生产日的环表系数，将所有生产时段的环异系数建立环异集合，对环异集合进行方差计算得到环稳系数，通过存储模块获取到环表阈值与环稳阈值，将环表系数、环稳系数分别与环表阈值、环稳阈值进行比较并通过比较结果判定进行环境管控或设备检修；环境管控的方式包括：通过中央空调对车间空气温度值进行调节、通过除尘设备对生产车间内的粉尘进行吸收、通过空气加湿器或空气干燥器对生产车间内的空气进行加湿或干燥。
5.根据权利要求4所述的一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，其特征在于，温偏数据WP的获取过程包括：在生产时段内获取生产车间内的空气温度值以及适宜温度范围，将适宜温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温标值，将空气温度值与温标值的差值的绝对值标记为生产时段的温偏数据WP；粉尘数据FC为生产车间在生产时段内的空气粉尘浓度值；湿偏数据SP的获取过程包括：在生产时段内获取生产车间内的空气湿度值以及适宜湿度范围，将适宜湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿标值，将空气湿度值与湿标值的差值的绝对值标记为生产时段的湿偏数据SP。
6.根据权利要求4所述的一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，其特征在于，环表系数、环稳系数分别与环表阈值、环稳阈值进行比较的过程包括：若环表系数小于环表阈值且环稳系数小于环稳阈值，则判定生产线检验不合格与环境无关，影响分析模块向数据分析平台发送设备检修信号；否则，判定生产线检验不合格与环境有关，影响分析模块向数据分析平台发送环境管控信号，数据分析平台接收到环境管控信号后将环境管控信号发送至管理人员的手机终端，管理人员接收到环境管控信号后对生产车间的环境进行管控。
7.根据权利要求4所述的一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，其特征在于，综合分析模块在环境管控后对生产线的生产效果进行综合分析的具体过程包括：获取进行环境管控后的下一生产日各个生产时段的环异系数与合格率，以环异系数为X轴、合格率为Y轴建立直角坐标系，在直角坐标系的第一象限中标出与生产时段数量相同的分析点，将横坐标数值最大与最小的两个分析点分别标记为第一端点与第二端点，将第一端点与第二端点进行连线分析线段，获取剩余分析点与分析线段的垂直距离并标记为关联值，对关联值进行求和取平均值得到关联系数，通过存储模块获取到关联阈值，将关联系数与关联阈值进行比较：若关联系数小于等于关联阈值，则判定环异系数与合格率呈正相关，获取分析线段的斜率值并标记为相关系数，通过存储模块获取到相关阈值，将相关系数与相关阈值进行比较：若相关系数小于相关阈值，则对分析线段进行深度分析得到优先范围；若相关系数大于等于相关阈值，则进行成本比对；若关联系数大于关联阈值，则判定环异系数与合格率不呈正相关，综合分析模块向数据分析平台发送设备检修信，数据分析平台接收到设备检修信号后将设备检修信号发送至管理人员的手机终端。
8.根据权利要求7所述的一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，其特征在于，对分析线段进行深度分析得到优先范围的过程包括：对所有的分析点自左向右依次进行连接得到折线段，在第一象限中作出一条与X轴相垂直的射线并标记为截断射线，截断射线端点的坐标值为(环异阈值，0)；将位于截断射线右侧的折线段删除，将删除后折线段的拐点标记为趋势点，将第一端点、所有的趋势点以及折线段与截断射线的交点自左向右依次进行连线得到若干个趋势线段，将斜率值最小的趋势线段标记为优先线段，将优先线段的两个端点的横坐标构成的环异系数的范围标记为优先范围。
9.根据权利要求8所述的一种汽车生产线用多源数据提取分析系统，其特征在于，成本比对的过程包括：获取环境管控的成本并标记为环控成本，获取设备检修的成本并标记为检修成本，将环控成本与检修成本进行比较：若环控成本小于检修成本，则生成环境管控信号并发送至数据分析平台；若环控成本大于等于检修成本，则生成设备检修信号并发送至数据分析平台。
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