基于SPC的生产系统可靠性监控方法及系统、电子设备

技术领域

本发明涉及基于SPC的可靠性监控方案设计技术领域，具体涉及一种基于SPC的生产系统可靠性监控方法及系统、电子设备。

背景技术

现有的一个SPC策略下可以设置多个控制或监视chart(图表)：均值－级差图(X－R图)、均值－标准差图(X－S图)、单值－移动极差图(X－MR图)、运行图、指数加权移动均值图(EWMA图)等计量型图表；以及，不合格品率图(P图)，不合格品数图(Pn图)，单位缺陷图(u图)和总体均值，总体标准差、样本均值、样本标准差、Cp、Cpk、Cpl、Cpu、直方图偏斜指数(Skewness)，陡度指数(Kurtosis)等的排列图、直方图。数据查询、总体监控、现场监控、异常报告都可通过控制图表和各统计参数来表达，通过这些可以帮助用户从不同的视角去监控过程状态，及时发现问题，解决问题。每个chart有自己采集数据的规格及收集的点数和数据类型，其中需要的这些数据的一部份来源于MES系统，而通常情况下，MES与SPC实现由不同的专业公司完成，例如，MES采用AIM公司的成品，SPC采用PDF公司产品，系统中MES与SPC间没有提供自动建立的接口，不能数据共享，SPC系统无法整合MES系统的数据进行自动建立或者更新SPC应用准则，无法实现当生产线的当前生产任务的合格率异常时，通过判断SPC系统所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否在未触发报警机制时存在异常趋势，从而修改SPC系统的应用准则，无法使SPC系统对该项运行参数的敏感度提高，无法使有关工作人员进行及时处理，生产线的生产系统的可靠性较低，现有技术中为了避免这种问题，需要人工对SPC系统进行维护及设计。

综上，如何提供一种SPC策略自动更新方案，改变现有技术手动更新的模式，来提高修改效率和准确率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

因此，现有技术还有待进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于SPC的生产系统可靠性监控方法及系统、电子设备，以解决现有技术存在的问题。

为达到上述技术目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种基于SPC的可靠性监控系统，包括：获取模块获取由当前生产线的全部自动化设备的运行监测参数构成的数据集，控制模块分析该生产线的全部自动化设备的运行机定能够理及数据缺失情况，确定能够影响该生产线的生产任务合格率的监测参数，根据这些参数项的名称以及监测数据建立初始SPC监控策略，保存这些参数项的名称以及监测数据，建立监测参数二维数组，实时更新监测参数二维数组中的数据，所述初始SPC监控策略采用SPC应用准则集合，获取模块获取MES生产制造执行系统中，该生产线的生产任务的目标合格率数据，并获取预设周期内，该生产线的生产任务的实际合格率数据，控制模块判断实际合格率数据是否小于目标合格率数据，并根据判断结果控制执行模块输出有关于监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号，控制模块根据调整后的SPC应用准则触发报警机制。

所述方法还包括：

若实际合格率数据小于目标合格率数据，输出有关于监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号。

具体地，所述方法还包括：

若实际合格率数据大于或等于目标合格率数据，输出有关于该生产线的当前生产任务正常进行的提示信号。

具体地，所述监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号包括：

控制模块判断SPC的应用准则中是否存在某监测参数二维数组中的某一监测参数的某一项应用准则的序列点异常连续数据大于或等于第一预设阈值，根据判断结果输出有关于调整该应用准则的控制上限值和控制下限值。

具体地，所述方法还包括：

若SPC的应用准则中存在某监测参数二维数组中的某一监测参数的某一项应用准则的序列点异常连续数据大于或等于第一预设阈值，输出有关于调整该应用准则的控制上限值和控制下限值，所述调整该应用准则的控制上限值和控制下限值包括将应用准则的控制上限值和控制下限值分别调整为原本控制上限值和控制下限值的第一预设比例。

具体地，所述方法还包括：

若SPC的应用准则中不存在某监测参数二维数组中的某一监测参数的某一项应用准则的序列点异常连续数据大于或等于第一预设阈值，利用控制模块的计数器累计一次不明原因的生产异常，则控制模块进入下一预设周期的实际生产合格率判断步骤，判读累计的不明原因的生产异常次数是否大于或等于第二预设阈值，并根据判断结果输出有关于控制当前生产线不明原因生产异常并停止生产的控制信号。

具体地，所述方法还包括：

若累计的不明原因的生产异常次数大于或等于第二预设阈值，控制模块输出有关于控制当前生产线不明原因生产异常并停止生产的控制信号。

具体地，所述方法还包括：

若累计的不明原因的生产异常次数小于第二预设阈值，控制模块输出有关于该生产线的当前生产任务正常进行的提示信号。

根据本发明的第二方面，提供一种基于SPC的可靠性监控系统，包括：

获取模块，用于获取由当前生产线的全部自动化设备的运行监测参数构成的数据集；或用于获取MES生产制造执行系统中，该生产线的生产任务的目标合格率数据，并获取预设周期内，该生产线的生产任务的实际合格率数据；

控制模块，用于分析该生产线的全部自动化设备的运行机定能够理及数据缺失情况，确定能够影响该生产线的生产任务合格率的监测参数，根据这些参数项的名称以及监测数据建立初始SPC监控策略，保存这些参数项的名称以及监测数据，建立监测参数二维数组，实时更新监测参数二维数组中的数据，所述初始SPC监控策略采用SPC应用准则集合；或用于判断实际合格率数据是否小于目标合格率数据，并根据判断结果控制执行模块输出有关于监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号，或用于根据调整后的SPC应用准则触发报警机制；

执行模块，用于输出有关于监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号。

根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，包括：存储器；以及处理器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现上述的基于SPC的生产系统可靠性监控方法。

有益效果：

本发明实现当生产线的当前生产任务的合格率异常时，通过判断SPC系统所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否在未触发报警机制时存在异常趋势，从而修改SPC系统的应用准则，使SPC系统对该项运行参数的敏感度提高，使有关工作人员进行及时处理，很大程度上提高了生产线的生产系统的可靠性，降低了人工对SPC系统进行维护及设计的工作量，很大程度上拓展了本发明的应用场景。

附图说明

图1是本发明具体实施例中提供的基于SPC的生产系统可靠性监控方法的流程图；

图2是本发明具体实施例中提供的基于SPC的可靠性监控系统的结构图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1，本发明提供一种基于SPC的生产系统可靠性监控方法，包括：

S100、获取模块获取由当前生产线的全部自动化设备的运行监测参数构成的数据集，控制模块分析该生产线的全部自动化设备的运行机定能够理及数据缺失情况，确定能够影响该生产线的生产任务合格率的监测参数，根据这些参数项的名称以及监测数据建立初始SPC监控策略，保存这些参数项的名称以及监测数据，建立监测参数二维数组，实时更新监测参数二维数组中的数据，所述初始SPC监控策略采用SPC应用准则集合。

这里需要说明的是，所述S100之前包括：

预设第一预设阈值、第二预设阈值和预设周期。

这里需要说明的是，所述SPC应用准则集合包括：

规则1：某项运行参数的实时采集数据序列中单点值在低于中心线3个标准差以下时触发；

规则2：某项运行参数的实时采集数据序列中连续9个点的值在低于中心线时触发；

规则3：某项运行参数的实时采集数据序列中连续6点稳定下降时触发；

规则4：某项运行参数的实时采集数据序列中连续3点中的2点的值在低于中心线2个标准差以下时触发；

规则5：某项运行参数的实时采集数据序列中连续5点中的4点的值在低于中心线1个标准差以下时触发；

规则6：某项运行参数的实时采集数据序列中连续14点的值大小交替出现时触发；

规则7：某项运行参数的实时采集数据序列中连续8点的值在中心线的两边，且在距中心线1个标准差以外时触发。

应用上述定义的初始SPC准则，实时监控当前运行参数是否异常，从而触发报警机制。

S200、获取模块获取MES生产制造执行系统中，该生产线的生产任务的目标合格率数据，并获取预设周期内，该生产线的生产任务的实际合格率数据，控制模块判断实际合格率数据是否小于目标合格率数据。

具体地，所述方法还包括：

若实际合格率数据小于目标合格率数据，输出有关于监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号。

这里需要说明的，利用MES生产制造执行系统记录各生产线的产品合格率及数量，管理人员通过对关键工序的物流控制把控整个车间的在制品数量；MES生产制造执行系统非常重要的一个功能-质量追溯，通过条码等工具，从原料到成品实现串行控制，每个产品均可追踪到生产线、机台、人员及批次原料。

具体地，所述方法还包括：

若实际合格率数据大于或等于目标合格率数据，输出有关于该生产线的当前生产任务正常进行的提示信号。

这里需要说明的是，若实际合格率数据大于或等于目标合格率数据，证明该生产线的当前生产任务正常进行，产品实际合格率达标，无需进行生产诊断，提高了生产监控过程中的智能化程度。

S300、根据判断结果控制执行模块输出有关于监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号，控制模块根据调整后的SPC应用准则触发报警机制。

这里需要说明的是，此时，本发明通过监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号，当监测到当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项运行参数的某一条SPC应用准则异常时，控制模块调整该运行参数的SPC运行准则的控制上限值和控制下限值，使SPC系统对该项运行参数的敏感度提高，控制模块根据调整后的SPC应用准则触发报警机制，使有关工作人员能够对后续该运行参数存在异常趋势时进行及时处理，很大程度上提高了生产线的生产系统的可靠性，降低了人工对SPC系统进行维护及设计的工作量，很大程度上拓展了本发明的应用场景。

具体地，所述监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号包括：

控制模块判断SPC的应用准则中是否存在某监测参数二维数组中的某一监测参数的某一项应用准则的序列点异常连续数据大于或等于第一预设阈值，根据判断结果输出有关于调整该应用准则的控制上限值和控制下限值。

这里需要说明的是，当SPC的应用准则中存在某监测参数二维数组中的某一监测参数的某一项应用准则的序列点异常连续数据大于或等于第一预设阈值，证明此时，虽然该项运行参数没有触发SPC系统的报警机制，但是该项运行参数存在较大的异常趋势，此时，该项运行参数的异常趋势可能是导致该生产线生产合格率异常的原因，此时，输出有关于调整该应用准则的控制上限值和控制下限值，使使SPC系统对该项运行参数的敏感度提高，控制模块根据调整后的SPC应用准则触发报警机制，使有关工作人员能够对后续该运行参数存在异常趋势时进行及时处理，很大程度上提高了生产线的生产系统的可靠性，降低了人工对SPC系统进行维护及设计的工作量，很大程度上拓展了本发明的应用场景。

具体地，所述方法还包括：

若SPC的应用准则中存在某监测参数二维数组中的某一监测参数的某一项应用准则的序列点异常连续数据大于或等于第一预设阈值，输出有关于调整该应用准则的控制上限值和控制下限值，所述调整该应用准则的控制上限值和控制下限值包括将应用准则的控制上限值和控制下限值分别调整为原本控制上限值和控制下限值的第一预设比例。

这里需要说明的是，所述第一预设阈值为上述的SPC应用准则集合中7条SPC应用准则中的连续异常点判定数量通过第一预设比例计算得出，优选的，所述第一预设比例为80％，例如，假定某项运行参数为自动化设备的电流值，则此时第一预设阈值在适用规则2时，第一预设阈值为9*80％＝7.2，即当该项运行参数的实时采集数据序列中连续8个点的值在低于中心线时触发，当使用规则3时，第一预设阈值为6*80％＝4.8，即当该项运行参数的实时采集数据序列中连续6点稳定下降时触发，适用于其他规则时采用同样方法计算第一预设阈值。

具体地，所述方法还包括：

若SPC的应用准则中不存在某监测参数二维数组中的某一监测参数的某一项应用准则的序列点异常连续数据大于或等于第一预设阈值，利用控制模块的计数器累计一次不明原因的生产异常，则控制模块进入下一预设周期的实际生产合格率判断步骤，判读累计的不明原因的生产异常次数是否大于或等于第二预设阈值，并根据判断结果输出有关于控制当前生产线不明原因生产异常并停止生产的控制信号。

这里需要说明的是，若SPC的应用准则中不存在某监测参数二维数组中的某一监测参数的某一项应用准则的序列点异常连续数据大于或等于第一预设阈值，证明当前生产线的全部自动化设备的运行参数并无明显异常，无法推断生产合格率异常的原因，此时，利用控制模块的计数器累计一次不明原因的生产异常，当判读累计的不明原因的生产异常次数大于或等于第二预设阈值，证明，该生产线的当前生产任务的产品合格率的异常时间过长，可能存在人工操作失误等因素的影响，导致生产合格率降低，此时，根据判断结果输出有关于控制当前生产线不明原因生产异常并停止生产的控制信号，进一步提高了生产过程监控的可靠性和智能化程度。

具体地，所述方法还包括：

若累计的不明原因的生产异常次数大于或等于第二预设阈值，控制模块输出有关于控制当前生产线不明原因生产异常并停止生产的控制信号。

具体地，所述方法还包括：

若累计的不明原因的生产异常次数小于第二预设阈值，控制模块输出有关于该生产线的当前生产任务正常进行的提示信号。

这里需要说明的是，本发明通过通过判断实际产品合格率数据和目标合格率数据，判断该生产线的当前生产任务的合格率是否满足目标合格率，根据判断结果判断是否进行生产诊断，若实际合格率数据小于目标合格率数据，证明当前预设周期内，该生产线的当前生产任务的合格率不满与目标合格率，此时，需进行进一步诊断分析，本发明输出有关于输出有关于监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号，对初始SPC监控策略所监控的运行参数进行趋势诊断，判断运行参数在未触发报警机制时，是否存在较大的异常趋势，从而判断是否需要对SPC策略进行调整，有利于有关工作人员进行及时处理，降低生产不合格品的数量，提高生产合格率，很大程度上提高了生产线的生产系统的可靠性，降低了人工对SPC系统进行维护及设计的工作量，很大程度上拓展了本发明的应用场景。

请参阅图2，本发明提供了另一实施例，本实施例提供了一种基于SPC的可靠性监控系统，所述系统包括：

获取模块100，用于获取由当前生产线的全部自动化设备的运行监测参数构成的数据集；或用于获取MES生产制造执行系统中，该生产线的生产任务的目标合格率数据，并获取预设周期内，该生产线的生产任务的实际合格率数据；

控制模块200，用于分析该生产线的全部自动化设备的运行机定能够理及数据缺失情况，确定能够影响该生产线的生产任务合格率的监测参数，根据这些参数项的名称以及监测数据建立初始SPC监控策略，保存这些参数项的名称以及监测数据，建立监测参数二维数组，实时更新监测参数二维数组中的数据，所述初始SPC监控策略采用SPC应用准则集合；或用于判断实际合格率数据是否小于目标合格率数据，并根据判断结果控制执行模块300输出有关于监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号，或用于根据调整后的SPC应用准则触发报警机制；

执行模块300，用于输出有关于监测当前初始SPC监控策略所监控的运行参数中的某一项SPC应用准则是否异常并调整该SPC应用准则的控制信号。

在优选实施例中，本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

存储器；以及处理器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现所述的基于SPC的生产系统可靠性监控方法。该计算机设备可以广义地为服务器、终端，或任何其他具有必要的计算和/或处理能力的电子设备。在一个实施例中，该计算机设备可包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、通信接口等。该计算机设备的处理器可用于提供必要的计算、处理和/或控制能力。该计算机设备的存储器可包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质中或上可存储有操作系统、计算机程序等。该内存储器可为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口和通信接口可用于与外部的设备通过网络连接和通信。该计算机程序被处理器执行时执行本发明的方法的步骤。

本发明可以实现为一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时导致本发明实施例的方法的步骤被执行。在一个实施例中，所述计算机程序被分布在网络耦合的多个计算机设备或处理器上，以使得所述计算机程序由一个或多个计算机设备或处理器以分布式方式存储、访问和执行。单个方法步骤/操作，或者两个或更多个方法步骤/操作，可以由单个计算机设备或处理器或由两个或更多个计算机设备或处理器执行。一个或多个方法步骤/操作可以由一个或多个计算机设备或处理器执行，并且一个或多个其他方法步骤/操作可以由一个或多个其他计算机设备或处理器执行。一个或多个计算机设备或处理器可以执行单个方法步骤/操作，或执行两个或更多个方法步骤/操作。

本领域普通技术人员可以理解，本发明的方法步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如计算机设备或处理器完成，所述的计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本发明的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、外部高速缓冲存储器等。

以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。