作者：國工智能項(xiàng)目部—白興婭

MES系統(tǒng)，是為了幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與分析、生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量管理、車間庫存管理等功能的生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)。傳統(tǒng)MES系統(tǒng)更傾向于作為一個(gè)信息化工具，且這種基礎(chǔ)信息系統(tǒng)內(nèi)信息處理的邏輯相對簡單，并不能主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題。而國工智能MES系統(tǒng)融合了國工智能數(shù)據(jù)大腦平臺(tái)，平臺(tái)內(nèi)提供上百種統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)算法及機(jī)器學(xué)習(xí)算法；通過這些算法對企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析、聚類分析、關(guān)聯(lián)分析、預(yù)測分析，挖掘數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，探索人力無法探知的的規(guī)律，提高企業(yè)產(chǎn)品附加值及行業(yè)競爭力，助力企業(yè)快速發(fā)展。本次案例就驗(yàn)證試驗(yàn)案與生產(chǎn)MES系統(tǒng)相融合進(jìn)行探討及應(yīng)用舉例。
使用驗(yàn)證試驗(yàn)方案可以確定在一定的置信水平下，驗(yàn)證可靠性超過給定標(biāo)準(zhǔn)所需的樣本數(shù)量或檢驗(yàn)時(shí)間。驗(yàn)證試驗(yàn)方案與以下兩種類型的驗(yàn)證檢驗(yàn)結(jié)合使用：   

1>實(shí)證檢驗(yàn)，它提供重新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已抑制或顯著減少了已知失效原因的統(tǒng)計(jì)證明。  

2>可靠性檢驗(yàn)，它提供可靠性規(guī)格已經(jīng)達(dá)到的統(tǒng)計(jì)證據(jù)。
案例與數(shù)據(jù)

在某企業(yè)的生產(chǎn)車間，因?yàn)樵诟邷叵吕@組可能會(huì)分解的過快，因此會(huì)造成設(shè)備的停機(jī)，進(jìn)而對生產(chǎn)進(jìn)度造成負(fù)面影響。為了減少設(shè)備停機(jī)率，某可靠性工程師想研究渦輪裝置中發(fā)動(dòng)機(jī)繞組的失效率以確定繞組失效的時(shí)間。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)繞組可靠性數(shù)據(jù)（局部）

使用此數(shù)據(jù)展示分布 ID 圖（右刪失）、分布概要圖（右刪失）、參數(shù)分布分析（右刪失）和非參數(shù)分布分析（右刪失）。

圖2 數(shù)據(jù)展示說明

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的可靠性目標(biāo)是1個(gè)百分位數(shù)至少2000次循環(huán)。失效循環(huán)數(shù)趨向于服從形狀為3的Weibull分布。對于每個(gè)燃燒室，最多可以累積到8000次檢驗(yàn)循環(huán)。因此必須確定使用1失效檢驗(yàn)計(jì)劃驗(yàn)證該可靠性目標(biāo)所需的燃燒室數(shù)。

分析過程

單擊該組件，右側(cè)會(huì)出現(xiàn)【組件配置】操作面板，進(jìn)行一系列參數(shù)配置：將尺度參數(shù)設(shè)置為8000，允許最大失效數(shù)設(shè)置為1，樣本數(shù)量設(shè)置為2000，形狀參數(shù)設(shè)置為3，顯著性水平選擇0.05，單擊運(yùn)行，從調(diào)試面板中查看分析結(jié)果。

圖3 驗(yàn)證試驗(yàn)方案組件及參數(shù)配置

分析結(jié)果

圖4 分析結(jié)果 

從圖4可以看出，必須對燃燒室檢驗(yàn)8000次循環(huán)，才能驗(yàn)證置信度為95%時(shí)第一個(gè)百分位數(shù)至少是2000次循環(huán)。圖形顯示了實(shí)際通過指定的檢驗(yàn)的可能性。其中：
1>隨著改善比率從0增加到2，1失效檢驗(yàn)的通過概率穩(wěn)步上升。    

2>如果改善比率大于6，幾乎可以確定檢驗(yàn)肯定通過。
與MES系統(tǒng)相融合

國工數(shù)據(jù)大腦平臺(tái)可直接獲取MES系統(tǒng)中的設(shè)備失效數(shù)據(jù)，直接將失效數(shù)據(jù)對接到創(chuàng)建好的驗(yàn)證試驗(yàn)方案模型中，自動(dòng)計(jì)算出改善比率，并將結(jié)果自動(dòng)反寫到MES系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警提示，從而降低設(shè)備停機(jī)率。

參數(shù)說明

①　威布爾：威布爾分布有一個(gè)”形狀參數(shù)”，可以擬合失效率隨時(shí)間下降、失效率為常數(shù)、失效率隨時(shí)間上升等不同的失效分布情況，在可靠性研究領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

②　尺度參數(shù)：樣本的試驗(yàn)數(shù)。

③　顯著性水平：估計(jì)總體參數(shù)落在某一區(qū)間內(nèi)，可能犯錯(cuò)誤的概率為顯著性水平。

適用范圍