TWI665564B - 工具機設備運作效率評分裝置及方法 - Google Patents

Abstract

一種工具機設備運作效率評分方法，應用於工具機設備運作效率評分裝置，且包含：自工具機設備擷取運作參數；對應運作參數產生各對應於權重值的運作分數，且所有運作分數的權重值的總和為固定值；分別判斷運作分數包含的目標運作分數是否小於門檻值，其中目標運作分數的權重值小於其他運作參數的權重值；當目標運作分數小於門檻值時，調增目標運作分數對應的權重值，並依特定比例調降目標運作分數外的其他運作分數對應的權重值，以使所有運作分數的權重值的總和為固定值；以及依據調整後的權重值，對運作分數進行加權後相加，以計算運作總分。

Description

工具機設備運作效率評分裝置及方法

本發明係有關於一種工具機設備，且特別是有關於一種工具機設備運作效率評分裝置及方法。

加工機具設備例如沖壓式工具機是用來製造例如汽車零組件的重要機具。然而，加工機具設備在運轉的時候，可能會因為設備本身的運轉問題或是人為的操作疏失，出現加工品質不良或是過於耗費電能的情形。然而，目前並沒有適當的機制針對加工機具設備進行管控，因此將無法維持設備的最佳狀態。

因此，如何設計一個新的工具機設備運作效率評分裝置及方法，以解決上述的缺失，乃為此一業界亟待解決的問題。

發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示 內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。

本發明內容之一目的是在提供一種工具機設備運作效率評分裝置及方法，藉以改善先前技術的問題。

為達上述目的，本發明內容之一技術態樣係關於一種工具機設備運作效率評分裝置，包含：記憶體以及處理器。記憶體配置以儲存複數電腦可執行指令。處理器電性耦接於記憶體，並配置以擷取電腦可執行指令，以由處理器執行電腦可執行指令來實現評分系統，進一步透過評分系統執行工具機設備運作效率評分方法，對工具機設備運作效率評分，工具機設備運作效率評分方法包含：由評分系統之資料擷取模組自工具機設備擷取複數運作參數；由評分系統之評分模組對應運作參數產生複數個運作分數，其中運作分數各對應於權重值，且所有運作分數的權重值的總和為固定值；由評分系統之判斷模組分別判斷運作分數包含的至少一目標運作分數是否小於一門檻值，其中目標運作分數的權重值小於目標運作分數外的其他運作參數的權重值；當目標運作分數小於門檻值時，由評分系統之權重調整模組調增目標運作分數對應的權重值，並依特定比例調降目標運作分數外的其他運作分數對應的權重值，以使所有運作分數的權重值的總和為固定值；以及由評分系統之總分運算模組依據調整後的權重值，對運作分數進行加權後相加，以計算運作總分。

為達上述目的，本發明內容之另一技術態樣係關於一種工具機設備運作效率評分方法，應用於工具機設備運作 效率評分裝置，工具機設備運作效率評分方法包含：自工具機設備擷取複數運作參數；對應運作參數產生複數個運作分數，其中運作分數各對應於權重值，且所有運作分數的權重值的總和為固定值；分別判斷運作分數包含的至少一目標運作分數是否小於一門檻值，其中目標運作分數的權重值小於目標運作分數外的其他運作參數的權重值；當目標運作分數小於門檻值時，調增目標運作分數對應的權重值，並依特定比例調降目標運作分數外的其他運作分數對應的權重值，以使所有運作分數的權重值的總和為固定值；以及依據調整後的權重值，對運作分數進行加權後相加，以計算運作總分。

本發明的工具機設備運作效率評分裝置可根據工具機設備的運作效率進行評分，並且根據運作分數的狀況調整權重值，避免部分運作分數的權重值較小，而無法在運作總分上有效反映實際運作狀況的缺點。

10‧‧‧工具機設備運作效率評分裝置

100‧‧‧記憶體

102‧‧‧處理器

101‧‧‧電腦可執行指令

105‧‧‧運作總分

103‧‧‧運作參數

200‧‧‧工具機設備運作效率評分方法

12‧‧‧工具機設備

300‧‧‧資料擷取模組

201-206‧‧‧步驟

304‧‧‧判斷模組

3‧‧‧評分系統

308‧‧‧總分運算模組

302‧‧‧評分模組

312‧‧‧加工時間監控單元

306‧‧‧權重調整模組

320‧‧‧資料庫

310‧‧‧用電監控單元

W1-W7‧‧‧權重值

314‧‧‧異常警示監控單元

S1-S7‧‧‧運作分數

W1’-W7’‧‧‧調整後的權重值

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為本發明一實施例中，一種工具機設備運作效率評分裝置的方塊圖；第2圖為本發明一實施例中，工具機設備運作效率評分方法的流程圖；以及第3圖為本發明一實施例中，由工具機設備運作效率評分裝置實現的評分系統的方塊圖。

請參照第1圖。第1圖為本發明一實施例中，一種工具機設備運作效率評分裝置10的方塊圖。工具機設備運作效率評分裝置10電性耦接於工具機設備12，藉由擷取與工具機設備12運作相關的參數，以對工具機設備12的運作效率進行評分，並可根據評分結果調整工具機設備12的運作。於一實施例中，工具機設備12可為例如，但不限於製造汽車零組件的沖壓式工具機。

工具機設備運作效率評分裝置10包含記憶體100以及處理器102。

於一實施例中，記憶體100可為例如，但不限於光碟、隨機存取記憶體(random access memory；RAM)、唯讀記憶體(read only memory；ROM)、軟碟、硬碟或光學磁碟片。記憶體100配置以儲存複數電腦可執行指令101。

處理器102電性耦接於記憶體100。於一實施例中，處理器102配置以擷取並執行電腦可執行指令101，並據以執行工具機設備運作效率評分裝置10的功能。

更詳細地說，處理器102接收工具機設備12的運作參數103，以對運作參數103進行處理後予以評分，進一步根據評分的結果調整工具機設備12的運作。於一實施例中，處理器102可利用與工具機設備12間的通訊介面(未繪示)接收運作參數103。

請同時參照第2圖及第3圖。工具機設備運作效率評分裝置10的詳細功能將在後續段落搭配第2圖及第3圖進行說明。

第2圖為本發明一實施例中，工具機設備運作效率評分方法200的流程圖。工具機設備運作效率評分方法200可應用於第1圖的工具機設備運作效率評分裝置10中。

第3圖為本發明一實施例中，由工具機設備運作效率評分裝置10實現的評分系統3的方塊圖。其中當電腦可執行指令101由處理器102執行時，將運作為評分系統3以執行工具機設備運作效率評分方法200。

於一實施例中，評分系統3包含資料擷取模組300、評分模組302、判斷模組304、權重調整模組306以及總分運算模組308。

工具機設備運作效率評分方法200包含下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。

於步驟201，由資料擷取模組300自工具機設備12擷取運作參數103。

於一實施例中，資料擷取模組300更包含用電監控單元310、加工時間監控單元312以及異常警示監控單元314。用電監控單元310可由例如智慧電表實現，配置以擷取運作參數103包含之電力參數(未繪示)，例如但不限於馬達能耗。加工時間監控單元312配置以擷取運作參數包含之時間 參數(未繪示)，例如但不限於沖壓開始的時、分及秒。異常警示監控單元314配置以擷取運作參數包含之警示參數(未繪示)，例如但不限於代表伺服器馬達未啟動的參數、壓模夾模器未夾緊的參數等。

於一實施例中，評分系統3更包含資料庫320，資料擷取模組300可選擇性地將此些運作參數103儲存於評分系統3的資料庫320中，以由後續的模組擷取。其中，資料庫320可儲存於例如，但不限於第1圖所示的記憶體100中。

於步驟202，由評分模組302對應運作參數103產生運作分數S1、運作分數S2、運作分數S3、…、運作分數S7，其中運作分數S1-S7各對應於權重值W1、權重值W2、權重值W3、…、權重值W7其中之一，且所有運作分數S1-S7所對應的權重值W1-W7的總和為固定值。

於一實施例中，評分模組302自資料庫320擷取運作參數103來產生運作分數S1-S7，但不以此為限，評分模組302亦可直接從資料擷取模組300取得運作參數103。其中，運作分數S1-S7可包含但不限於設備異常分數、人為操作異常分數、設備使用率分數、設備停機率分數、設備用電分數、稼動率分數以及產能分數。

以對應運作分數S1的設備異常分數為例，評分模組302可從設備擷取一診斷結果，該診斷結果是藉由該設備自行診斷是否有異常狀態發生，例如：設備自行診斷工作台高度最大限制的診斷狀態是否為異常值、工作臺夾緊壓力開關的診斷狀態是否為異常值、壓縮機(compressor)之空氣壓力值 是否異常(例如：過低或過高)、前光電遮光的診斷狀態是否為異常值、左安全鎖退鎖的診斷狀態是否為異常值、冷卻泵濾網的診斷狀態是否為異常值(如：阻塞等異常狀態)。每當該設備診斷到異常值時，該設備會統計異常值的發生次數為該診斷結果，評分模組302即可依照單位時間內異常值的發生次數進行評分。於一實施例中，評分模組302可根據各異常狀態的異常值發生次數，擷取例如，但不限於儲存於記憶體100中的查找表(未繪示)來比對產生設備異常分數。

以對應運作分數S2的人為異常分數為例，評分模組302可擷取判斷為人為操作異常的狀態，例如油箱出入口閥門未開、伺服馬達未啟動、冷卻馬達未啟動、工作台夾緊馬達未啟動、模墊馬達未啟動、壓盤夾模器未夾緊等等，並進行異常次數的統計，依照發生次數進行評分。類似地，評分模組302可根據各異常狀態的異常發生次數，擷取例如，但不限於儲存於記憶體100中的查找表(未繪示)來比對產生設備異常分數。

以對應運作分數S3的設備利用率分數為例，若機台中途出現異常或停機，會影響實際開機時數。因此，評分模組302可藉由每天(或班次)實際開機時數與每天(或班次)應開機時數相除並計算百分比來產生設備利用率分數。

以對應運作分數S4的設備停機率分數為例，評分模組302可藉由故障停機台時數與設備實際開動台時數加上故障停機台時數相除並計算百分比來產生設備停機率分數。於一實施例中，設備停機率越大，代表停機時間越長，相對分數越低。

以對應運作分數S5的設備用電分數為例，評分模組302可藉由電力參數監控馬達用電。其中，電流的大小來自負載，負載越大表耗能。因此，於一實施例中，設備用電分數是以負載率進行計算，其中負載率為平均負載與最高負載相除並計算百分比來產生。

以對應運作分數S6的稼動率分數為例，評分模組302可藉由例如機器實際加工時間與開機啟動總時間相除並計算百分比來產生。前述的加工時間監控單元312需建立異常時間以及換線時間，而機器實際加工時間必須將總時間扣除異常發生時間及換線時間來得知，依每日以實際計算出稼動率作為稼動率分數。

以對應運作分數S7的產能分數為例，評分模組302可藉由理論節拍乘以生產數量的乘積與稼動時間相除並計算百分比來產生產能分數。

於一實施例中，運作分數S1-S7所對應的權重值W1-W7在評分系統3起始運作時，可具有預設值，並可儲存於資料庫320中。於一數值範例中，對應設備異常分數、人為操作異常分數、設備使用率分數、設備停機率分數、設備用電分數、稼動率分數以及產能分數的權重值W1-W7，可分別為0.22、0.25、0.12、0.08、0.04、0.09以及0.2。所有權重值W1-W7的總和將為固定值，例如：1。

於步驟203，判斷模組304分別判斷運作分數S1-S7包含的目標運作分數是否小於門檻值。其中，目標運作分數的權重值小於目標運作分數外的其他運作參數的權重值。

於一實施例中，當評分模組302產生N個運作分數時，將包含M個目標運作分數，且M可由下取整函數[N/2]計算得到。以上述7個運作分數S1-S7為例，M將為[7/2]=3。

在上述的數值範例中，設備停機率分數、設備用電分數以及稼動率分數這三個運作分數所對應的權重值分別為0.08、0.04、0.09，小於其他的設備異常分數、人為操作異常分數、設備使用率分數以及產能分數這四個運作分數所對應的權重值。因此，設備停機率分數、設備用電分數以及稼動率分數將為目標運作分數。判斷模組304將判斷運作分數S4-S6是否小於門檻值。於一實施例中，門檻值可為例如，但不限於70。

當判斷模組304判斷運作分數S4-S6均未小於門檻值時，流程將結束並回至步驟201，進行下一輪的資料擷取、評分與判斷。

於步驟204，於一實施例中，判斷模組304將在目標運作分數小於門檻值時，判斷小於門檻值的目標運作分數在一預設時間區間內是否小於門檻值超過預設次數，例如，但不限於在連續三天發生三次。當預設時間區間內目標運作分數小於門檻值的累計次數並未超過此預設次數時，流程將結束並回至步驟201，進行下一輪的資料擷取、評分與判斷。

於步驟205，權重調整模組306將根據判斷模組304的判斷結果，在當預設時間區間內目標運作分數小於門檻值的累計次數超過預設次數時，調增目標運作分數對應的權重值，並依特定比例調降目標運作分數外的其他運作分數對應的 權重值，以使所有運作分數的權重值的總和為固定值。

舉例而言，當門檻值是70分，而三個目標運作分數中僅有設備用電分數(S5)三次的評分結果都是45分，其他兩者都大於門檻值時，判斷模組304將判斷設備用電分數小於門檻值超過預設次數。因此，權重調整模組306將把設備用電分數對應的權重值W5從0.04調增例如，但不限於0.3，調整後的權重值W5’將成為0.34。

進一步地，於一實施例中，權重調整模組306將把其他的權重值共調降0.3，例如將其他六個權重值各平均調降0.05。因此，原本的權重值W1-W4以及W6-W7將分別從0.22、0.25、0.12、0.08、0.09以及0.2調降為調整後的權重值W1’-W4’以及W6’-W7’，分別為0.17、0.2、0.07、0.03、0.04以及0.15。所有調整後的權重值W1’-W7’的總和將仍為固定值1。

於一實施例中，判斷模組304實際上可進一步判斷目標運作分數所位於的分數範圍，以使權重調整模組306根據分數範圍決定目標運作分數對應的權重值之調增量，以根據調增量調增權重值。並且，於一實施例中，分數範圍的數值愈低，調增量愈高。

舉例而言，當分數範圍落在60-70分之間時，調增量可為0.1。分數範圍落在50-60分之間時，調增量可為0.2。分數範圍落在40-50分之間時，調增量可為0.3。分數範圍落在30-40分之間時，調增量可為0.4。分數範圍落在20-30分之間時，調增量可為0.5。分數範圍落在10-20分之間時，調增 量可為0.6。分數範圍落在0-10分之間時，調增量可為0.7。

於步驟206，總分運算模組308依據調整後的權重值W1’-W7’，對運作分數S1-S7進行加權後相加，以計算運作總分105。更詳細地說，運作總分105可表示為：S1×W1’+S2×W2’+S3×W3’+S4×W4’+S5×W5’+S6×W6’+S7×W7’

於一實施例中，在評分系統3完成運作總分105的計算後，處理器102可進一步將運作總分105以有線或是無線的方式，傳送給遠端的伺服器(未繪示)進行進一步的分析，或是根據運作總分105調整工具機設備12的運作。

並且，在進行權重值的調整後，權重調整模組306可將調整後的權重值W1’-W7’儲存在資料庫320中，並在下一輪的資料擷取、評分與判斷中，根據新的權重值進行調整和計算，持續的隨著工具機設備12的運作狀況更新。

因此，本發明的工具機設備運作效率評分裝置10可根據工具機設備12的運作進行運作效率的評分，並且根據運作分數的狀況調整權重值，避免部分運作分數的權重值較小，而無法在運作總分上有效反映實際運作狀況的缺點。

須注意的是，上述的運作分數以及權重值的數目、數值以及運算方式僅為一範例。於其他實施例中，亦可採取其他的數目、數值以及運算方式達到相同的評分功效。本發明並不以此為限。

雖然上文實施方式中揭露了本發明的具體實施例，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通 常知識者，在不悖離本發明之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。

Claims (14)

1. 一種工具機設備運作效率評分裝置，包含：一記憶體，配置以儲存複數電腦可執行指令；以及一處理器，電性耦接於該記憶體，並配置以擷取該等電腦可執行指令，以由該處理器執行該等電腦可執行指令來實現一評分系統，進一步透過該評分系統執行一工具機設備運作效率評分方法，對一工具機設備進行評分，該工具機設備運作效率評分方法包含：由該評分系統之一資料擷取模組自該工具機設備擷取複數運作參數；由該評分系統之一評分模組對應該等運作參數產生複數個運作分數，其中該等運作分數各對應於一權重值，且所有該等運作分數的該權重值的總和為一固定值；由該評分系統之一判斷模組分別判斷該等運作分數包含的至少一目標運作分數是否小於一門檻值，其中該目標運作分數的該權重值小於該目標運作分數外的其他該等運作參數的該權重值；當該目標運作分數小於該門檻值時，由該評分系統之一權重調整模組調增該目標運作分數對應的該權重值，並依一特定比例調降該目標運作分數外的其他該等運作分數對應的該權重值，以使所有該等運作分數的該權重值的總和為該固定值；以及由該評分系統之一總分運算模組依據調整後的該權重值，對該等運作分數進行加權後相加，以計算一運作總分。
2. 如請求項1所述之工具機設備運作效率評分裝置，該工具機設備運作效率評分方法更包含：當該目標運作分數小於該門檻值時，由該判斷模組進一步判斷該目標運作分數所位於的一分數範圍；以及由該權重調整模組根據該分數範圍決定該目標運作分數對應的該權重值之一調增量，以根據該調增量調增該權重值。
3. 如請求項2所述之工具機設備運作效率評分裝置，其中當該分數範圍的數值愈低，該調增量愈高。
4. 如請求項1所述之工具機設備運作效率評分裝置，其中該評分模組產生N個該等運作分數，並包含M個該目標運作分數，且M為[N/2]。
5. 如請求項1所述之工具機設備運作效率評分裝置，該工具機設備運作效率評分方法更包含：由該判斷模組分別判斷小於該門檻值的該目標運作分數在一預設時間區間內是否小於該門檻值超過一預設次數，以在該預設時間區間內累計該目標運作分數小於該門檻值的次數超過該預設次數時，由該權重調整模組調增該目標運作分數對應的該權重值。
6. 如請求項1所述之工具機設備運作效率評分裝置，其中該資料擷取模組包含：一用電監控單元，配置以擷取該等運作參數包含之一電力參數；一加工時間監控單元，配置以擷取該等運作參數包含之一時間參數；以及一異常警示監控單元，配置以擷取該等運作參數包含之一警示參數。
7. 如請求項1所述之工具機設備運作效率評分裝置，其中該等運作分數包含一設備異常分數、一人為操作異常分數、一設備使用率分數、一設備停機率分數、一設備用電分數、一稼動率分數以及一產能分數。
8. 一種工具機設備運作效率評分方法，應用於一工具機設備運作效率評分裝置，該工具機設備運作效率評分方法包含：自一工具機設備擷取複數運作參數；對應該等運作參數產生複數個運作分數，其中該等運作分數各對應於一權重值，且所有該等運作分數的該權重值的總和為一固定值；分別判斷該等運作分數包含的至少一目標運作分數是否小於一門檻值，其中該目標運作分數的該權重值小於該目標運作分數外的其他該等運作參數的該權重值；當該目標運作分數小於該門檻值時，調增該目標運作分數對應的該權重值，並依一特定比例調降該目標運作分數外的其他該等運作分數對應的該權重值，以使所有該等運作分數的該權重值的總和為該固定值；以及依據調整後的該權重值，對該等運作分數進行加權後相加，以計算一運作總分。
9. 如請求項8所述之工具機設備運作效率評分方法，更包含：當該目標運作分數小於該門檻值時，進一步判斷該目標運作分數所位於的一分數範圍；以及根據該分數範圍決定該目標運作分數對應的該權重值之一調增量，以根據該調增量調增該權重值。
10. 如請求項8所述之工具機設備運作效率評分方法，其中當該分數範圍的數值愈低，該調增量愈高。
11. 如請求項8所述之工具機設備運作效率評分方法，其中對應該等運作參數產生該等運作分數之步驟是產生N個該等運作分數，並包含M個該目標運作分數，且M為[N/2]。
12. 如請求項8所述之工具機設備運作效率評分方法，更包含：分別判斷小於該門檻值的該目標運作分數在一預設時間區間內是否小於該門檻值超過一預設次數，以在該預設時間區間內累計該目標運作分數小於該門檻值的次數且超過該預設次數時，調增該目標運作分數對應的該權重值。
13. 如請求項8所述之工具機設備運作效率評分方法，其中自該工具機設備擷取該等運作參數之步驟更包含：擷取該等運作參數包含之一電力參數；擷取該等運作參數包含之一時間參數；以及擷取該等運作參數包含之一警示參數。
14. 如請求項8所述之工具機設備運作效率評分方法，其中該等運作分數包含一設備異常分數、一人為操作異常分數、一設備使用率分數、一設備停機率分數、一設備用電分數、一稼動率分數以及一產能分數。