专利名称：用于整体设备效率分析的方法和应用的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种根据独立权利要求的用于OEE分析的方法和web应用。
背景技术：
在本发明的上下文中，参考符合ISA S95标准的制造执行系统，参见参考文献、[3]和[4]。整体设备效率(OEE)是用于评估和指示如何有效应用制造运行的公制架构。以允许在不同行业中的制造单元之间进行比较的通用方式陈述该结果。然而，它不是绝对尺度，但是可以最好地用于识别处理性能改进的范围和如何实现改进。例如，如果循环时间被缩短，则即使对于较少的资源生产较多的产品，OEE也可能降低。另一个例子是，如果一个企业服务批量大、种类少的市场，而另一个企业服务批量小、种类繁多的市场。比较起来，较多的转变(换模)越多将降低0ΕΕ，但是如果产品以奇高的价格销售，则在较低OEE的情况下，可能有更高的利润率。西门子AG公司的产品SIMATIC IT 0EE/DTM提供了用于诸如数据获取和收集到OEE KPI的设备效率分析和根本原因分析的专用功能和⑶I，例如，包括客户KPI的可用效率(availability)、性能效率(performance)、品质效率(quality)和 OEE 等。在EP2339418A1[1]中，利用模型和模拟，公开了一种用于提高生产效率的方法。该方法基于步骤:一将生产装备建模为虚拟生产装备；一由虚拟生产装备的虚拟工作模拟生产装备的至少一个工作；一采集与所述虚拟工作相关的至少一个数据；-由所述数据计算至少一个整体设备效率关键性能指示符。迄今为止，利用SIMATIC整体设备效率产品选择，将对来自现场的数据的分析分派到可以如下分组的不同工具:报告工具:这样的工具允许在大的时间跨度上进行分析。报告突出显示预处理数据的主产品索引，并且它们尤其是用于分析《已经完成》的产品。报告基于背景处理中周期性更新的排定计算。在它们被计算时，可以以图表和表格方式进行查看。运行时间工具:它们提供查询数据库的可能性，并且它们让用户插入查询参数，例如，时间范围和选择的设备。边界线工具:生产线上的操作员有一组用于以图表方式显示来自现场的全部主要数据的独立应用或者网络应用。利用这些工具，操作员可以修改和固定诸如产品订单的标识符的某些输入数据，并且它们详细说明停机的原因。这些工具提供例如，关于实际轮班中产生的件数和生产线上的各台设备的状态的信息。
报告工具与边界线工具之间的主要不同在于，前者是用于长期分析，后者是与《进行》生产相关。为了弥补该间隙，可以采用运行时间工具。尽管输入数据始终相同，但是允许的分析细节不同。在报告的情况下，分析是《自上而下》分析:这意味着用户(根据配置)将计算的时间范围从(例如)一年改进到一个月。这种分析限制是其取决于排定计算的配置的限制。在运行时间工具的情况下，可以提取用于设置查询参数的数据。这种分析不与报告工具和边界线工具集成。在最后一种情况下，边界线工具允许从原始数据到收集数据《自下而上》的分析:主要制约是生产采用的时间范围(例如，当前工作轮班)。没有可以在由现场获得的原始数据与报告中的各值之间建立联系和关系的比较分析的工具。由于比较分析，可以提取可能影响生产的一系列原因和可能有助于管理从而改善生产的一系列规则(我们称为“模式”)。利用该工具，可以回答以下问题:i)当生产低于预期时，什么是生产线上的瓶颈机器，以及什么是失败的主要原因？ii)本周内有多少次生产超过目标？迄今为止，比较分析不能从一个工具转移到另一个工具。因此，本发明的目的是为用于制造执行系统的整体设备效率分析提供一种解决方案，所述整体设备效率分析允许进行使得能够在从现场获得的原始数据与报告中的数值之间建立联系和关联的比较分析。借助于该比较分析，所述方案尤其允许预测在制造执行系统中针对生产设备效率修正生成设备参数的影响。该目的由具有独立权利要求给出的特征的方法和网络应用实现。
发明内容
根据独立权利要求所述的本发明具有下面的优点:1.只需在客户机端集成报告、运行时间和边界线工具的全部主要特征:用户可以完成他们/她们的分析而无需从一个工具切换到另一个工具。2.分布式架构在数据库服务器、OEE服务器以及网络服务器之间共担计算负荷。客户机仅只再现该结果，并且让用户选择他们。3.根据客户机的请求，数据挖掘服务从报告工具的归档数据转移到查询的运行时间执行。该服务基于写入OEE数据库顶部的数据挖掘算法:从报告配置或者运行时间查询开始，它们可以附加用于建立新查询的有用制约的清单。4.比较分析成为可能:迄今为止，报告是静态的，并且用户可以将从一个报告转移到另一个报告的结果进行比较。5.使用预计算结果，这样可以减少所涉及的所有计算机之间的网络上的数据。当系统切换到运行时间查询时数据集被限制。
现在参考附图更详细描述本发明的工作原理，其中:图1是OEE数据浏览器应用的架构；
图2是示出过滤器在最近6个月内的结果的柱状图；图3是利用设备对图2的结果进行分组；图4是对原因在特定周期内导致的结果的过滤；图5是通过示出特定原因对图4的结果分组。
具体实施例为了确切说明，在下面的各段落给出一些定义。《网络应用》是可通过诸如因特网或者内部网络等的网络访问的应用。该术语还意味着以浏览器支持的语言(诸如与浏览器再现的如HTML的标记语言结合的JavaScript)编码的并且依赖公用网络浏览器再现可执行应用的计算机软件应用。因此，有时不对术语OEE数据浏览器应用和OEE数据浏览器做区别，但是因为该原因，根据上下文不存在歧义。图1示出网络应用的软件和硬件架构。按照本发明，该网络应用被称为OEE数据浏览器在服务器端的《0ΕΕ数据浏览器应用》。术语《0ΕΕ数据浏览器》用于客户机端4的浏览器 41、42、43。参考图1，数据库服务器I是专门用于存储数据和用于确保OEE数据库11始终运行的机器。数据库服务器I存储:— OEE 数据库 11;和一数据挖掘支持数据库12。数据挖掘支持数据库12含有用于OEE分析并且仅被OEE数据浏览器使用的数据，其中OEE数据浏览器具有客户机4上运行的浏览器41、42、43的意义。在称为《0ΕΕ服务器》2的工作站上，确保3种操作:一从现场获取数据21，一为报告排定计算22，以及-对运行时间工具执行运行时间查询23排定计算22包括:因为报告显示源自基于大量记录(可能达数百万条记录)的不同计算的复杂结果，处于性能原因，重要的是针对所有报告一在运行一次的意义上一运行一回运算，并且将结果存储在OEE数据库11中。然后，排定策略后，例如，例如每一小时对这些结果更新一次。网络服务器3执行OEE数据浏览器的网络应用并且存储《数据挖掘服务》31。后者通常包括从大量数据集中发现新模式的处理。数据挖掘的目标是从以人类可以理解的结构设置的数据中提取知识。根据本发明，该数据挖掘服务具有任务:一由排定计算获取数据；-由运行时间查询获取数据；一根据排定计算的配置和来自诸如OEE数据库41、42、43的客户机4应用的用户选择，建议一组预置查询；一根据先前分析的排定计算、运行时间查询、用户选择和元数据标记，建议一组新的查询；一利用元数据将该新查询和结果存储为模式，从而可以对其进行重复、修改以及再一次将它们应用于一组新数据。与来自报告和运行时间查询的数据链接的这些元数据被存储于数据挖掘支持数据库；—执行数据挖掘算法，以尽可能快地获得结果。在所有客户机4上，利用允许访问运行于网络服务器3上的数据挖掘服务31的图形用户界面，运行OEE数据浏览器41、42、43。OEE数据浏览器应用的网络服务器3 —侧由含有网络服务和ASP.NET页面的微软公司的ASP.NET解决方案来实现。ASP.NET是微软公司开发和市售的网络应用框架，允许程序员建立动态网站、网络应用和网络服务。ASP.NET建立于Common Language Runtime(CLR)上，允许程序员利用任何支持.NET的语言编写ASP.NET代码。网络服务对来自客户机4上的OEE数据浏览器41、42、43的数据请求提供入口点，OEE数据浏览器41、42、43可以实现为Silverlight4中的Rich Internet Application,或者以支持网络服务的任何其他语言(优选为WPF)来实现。Windows Presentation Foundation (WPF)是用于在基于视窗的应用中再现用户界面的计算机软件图形子系统(微软公司开发的)。OEE数据浏览器41、42、43利用交互图表/报告镜像服务器侧的功能并且具有下面的特征:1.它允许利用下面的数据过滤报告的一组预配置查询:一多台设备中的已选设备；一时间范围；一该报告中执行的计算的名称；一利用向导建立的条件语句(例如，生产特定产品时的最低0ΕΕ) ；2.它允许从报告切换到运行时间计算，反之亦然，而无需用户通知；3.它允许将报告的结果与运行时间计算集成在一起；4.它允许以图表和表格方式显示限定的过滤器的结果；5.它允许存储该结果和数据挖掘支持数据库12中限定的过滤器，以便为了后面的新分析而重新打开它们。OEE数据浏览器应用要求OEE的专用分析，以编写数据挖掘算法。它们是基于OEE数学模型的一组规则，并且它们在分析时突出显示指导用户的判定树。客户机侧4上的OEE数据浏览器41、42、43是数据挖掘操作31和数据挖掘支持数据库12的主图形用户界面⑶I。数据挖掘服务31的主要功能是允许经过周期处理对运行时间数据执行数据挖掘算法。上面对OEE数据浏览器应用确定的步骤可以被重复，以更新和/或者增大数据挖掘支持数据库。迄今为止，在SIMATIC IT中，报告、边界线和运行时间工具之间的集成留给最终用户，终端用户可以根据他们自己的分析在工具之间进行切换。本发明建议的集成解决方案公开了提高产品的功能:首先，它允许从宏分析转移到指出最终用户要求的细节的微分析。此外，将该分析存储在数据挖掘支持数据库12中，可以重复该分析，并且可以将该分析再应用于一组新数据。这样，可以利用由对从现场获取的数据进行数据挖掘算法获得的新结果增大数据挖掘的数据库。作为例子，让我们调查生产线最近6个月内停机的主要原因。当停机长于20分钟时，主要原因是什么？可能是因为原材料缺失或者特定设备发生故障吗？客户机4上的OEE数据浏览器41、42、43示出预配置的计算清单和多台设备的清单。用户可以选择分析的生产线和时间范围。然后，因为其被定义为示出设备处于某一状态多长时间的状态持续时长运算的报告，所以用户可以选择它并且根据状态名称《停机》进行过滤。柱状图示出最近6个月的过滤结果(图2)，但是在该生产线的一台设备与其它设备之间没有差别。为了显现差别，用户必须按设备对结果分组，并且结果示于图3。状态持续时长意味着设备处于运行状态或者停机状态多长时间。让我们假定用户仅要停机时长超过5分钟的设备的结果，则必须对该结果应用条件语句:在这种情况下，OEE数据浏览器显示帮助用户过滤该结果的向导。过滤结果示于图4。由于位于边界线上的用户必须证明设备设置的停机是正确的，为了显示停机原因，用户可以对该图表输入原因的详细要求。图5示出停机主要原因的详细视图。参考符号、词汇的清单1:数据库服务器11:0EE 数据库12:数据挖掘支持数据库2 =OEE 服务器21:数据的获取22:报告的排定23:运行时间查询执行3:网络服务器31:数据挖掘操作32:以IIS运行的网络应用4:客户机，各客户机41、42、43:浏览器，OEE数据浏览器5:具有MES的生产厂DTM:停机时间监视IIS:因特网信息服务KP1:关键性能指示符MES:制造执彳丁系统OEE:整体设备效率SIMATIC IT:制造执行系统MES，符合ISA S95标准的综合大规模MES引文清单[1]EP2339418A1((Method and device for enhancing production facility performances))Siemens Aktiengesellschaft, 80333 - Miinchen[2]ANSI/ISA-95.00.01-2000Enterprise-Control System IntegrationPartl:ModeIs and Terminology[3]IEC62264-lEnterprise_control system integration -Partl:ModeIs and terminology[4]IEC62264-2Enterprise-control system integration -Part2: Object model attributes
权利要求
1.一种用于制造执行系统的整体设备效率分析的方法，该分析在下面被称为OEE分析，所述方法运行于分布式架构上，所述架构包括: 一网络服务器(3 )，所述网络服务器(3 )上运行有数据挖掘服务(31)和网络应用(32 );一浏览器(41，42，43)，其运行于客户机(4)上，所述客户机(4)与所述网络服务器(3)连接； -OEE服务器(2)，其与所述网络服务器(3)连接，其特征在于: 所述OEE服务器(2)包括如下的服务: 一对来自现场(5)的数据的获取(21)； 一对用于要被显示在所述浏览器(41，42，43)中的至少一个上的报告的计算进行排定(22)； 一执行(23)输入到所述浏览器(41，42，43)的至少一个中的运行时间查询； 并且其特征在于 一数据库服务器(I)驻留有OEE数据库(11)和数据挖掘支持数据库(12)，其中所述数据挖掘支持数据库(12)包含用于所述OEE分析的数据，并且其中所述数据挖掘支持数据库(12)仅被运行在客户机(4)上的所述浏览器(41，42，43)使用。
2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于: 针对所有报告运行对用于所述报告的计算(22)进行排定的所述服务，并针对所有报告对所述服务更新一次，并且所述报告被存储在所述OEE数据库(11)中。
3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于: I小时的更新周期。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法， 其特征在于: 所述数据挖掘服务(31)包括如下任务: 一从排定的计算获得数据； 一从运行时间查询获得数据； 一根据排定的计算(22)的配置和来自客户机(41)的用户选择，建议一组预置查询； 一根据排定的计算(22)的结果、运行时间查询和用户选择，建议新查询。
5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于: 执行数据挖掘算法，以尽可能快地获得所述结果。
6.根据权利要求5所述的方法， 其中: 所述数据挖掘算法是在所述分析期间基于用于使引导用户的判定树被突出显示的OEE数学模型的一组规则。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法， 其中: 通过用户交互，要显示在客户机(4)的浏览器(41，42，43)上的结果被过滤示出或者被更详细地示出。
8.一种运行在网络服务器(3)上的网络应用(32)，其中采用所述网络应用(32)以执行根据权利要求1至7之一 所述的方法的所有服务。
全文摘要
公开了一种用于制造执行系统(MES)、可以执行在由现场获得的原始数据与报告中的各值之间建立联系和关联的比较分析的整体设备效率(OEE)分析的解决方案。该解决方案是运行于网络服务器(3)上的网络应用和运行于客户机(4)上的OEE数据浏览器(41，42，43)上的网络应用。为了进行比较分析，OEE服务器(2)设置了如下功能从生产工厂(5)的MES获取数据(21)；排定报告(22)；运行时间查询执行(23)。此外，网络服务器(3)从数据挖掘支持数据库(12)获取数据。
文档编号G06F19/00GK103186713SQ20121058688
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2011年12月29日
发明者米歇尔·皮卡祖 申请人:西门子公司