卷包機(jī)組故障停機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用程序開發(fā)

曾知明，李麗明，鄧 鐸，王美斌

（江西中煙工業(yè)有限公司贛州卷煙廠卷包車間，江西贛州 341000）

關(guān)鍵字：卷包機(jī)組；故障停機(jī)；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；分析

0 引言

為了科學(xué)合理指導(dǎo)卷包機(jī)組的維護(hù)和修理工作，確保卷包設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)卷包機(jī)組故障停機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的挖掘和分析。當(dāng)前卷煙廠對(duì)卷包機(jī)組的故障停機(jī)數(shù)據(jù)的收集整理工作是通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行的，但該系統(tǒng)對(duì)故障停機(jī)數(shù)據(jù)只是簡(jiǎn)單的收集整理，沒有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和更深層次的挖掘，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足現(xiàn)在的設(shè)備維護(hù)和管理的需求。因此，迫切需要一種方便靈活又能滿足現(xiàn)代設(shè)備管理體系需求的數(shù)據(jù)綜合處理平臺(tái)。通過C#編程語言[1]和開源庫NOPI[2]開發(fā)了一款集數(shù)據(jù)收集、整理、個(gè)性化查詢、圖表顯示以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能的應(yīng)用程序。

1 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)思路

卷包機(jī)組故障停機(jī)數(shù)據(jù)能為車間設(shè)備管理提供依據(jù)主要是兩個(gè)方面：故障停機(jī)數(shù)據(jù)自身的屬性和故障停機(jī)數(shù)據(jù)的時(shí)空特性。故障停機(jī)數(shù)據(jù)自身屬性主要包含：故障停機(jī)名稱、故障停機(jī)次數(shù)和故障停機(jī)時(shí)間等；故障停機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)空特性主要包含：故障停機(jī)數(shù)據(jù)在時(shí)間上和空間上的分布規(guī)律[3-4]。應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)遵循以下原則：

（1）以問題為導(dǎo)向。根據(jù)“先嚴(yán)重，后一般”分析突出問題，需要對(duì)故障停機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和排序，把突出（停機(jī)次數(shù)多、時(shí)間長(zhǎng)）的故障停機(jī)數(shù)據(jù)凸顯出來，以便快速的掌握設(shè)備的運(yùn)行情況。

（2）趨勢(shì)分析。一是基于數(shù)據(jù)的時(shí)間特性，對(duì)故障停機(jī)數(shù)據(jù)在時(shí)間上進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并做分布圖，以便掌握設(shè)備的運(yùn)行特性；二是基于數(shù)據(jù)的空間特性，對(duì)故障停機(jī)數(shù)據(jù)在各機(jī)組之間進(jìn)行對(duì)比，從而了解設(shè)備的差異性，為設(shè)備的差異化管理提供依據(jù)。

2 應(yīng)用程序功能模塊設(shè)計(jì)

通過上述對(duì)卷包機(jī)組故障停機(jī)數(shù)據(jù)需求分析，應(yīng)用程序界面如圖1 所示，包含的功能模塊包括:數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)分析模塊等。

圖1 應(yīng)用程序界面

2.1 數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集模塊是整個(gè)軟件系統(tǒng)的源頭，目前卷煙廠對(duì)設(shè)備故障停機(jī)數(shù)據(jù)的采集是由專門的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來完成的。為了簡(jiǎn)化應(yīng)用程序的開發(fā)難度，應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)采集模塊是基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的設(shè)備故障停機(jī)信息，進(jìn)行歸類整理并把歸類整理好的數(shù)據(jù)自動(dòng)保存在數(shù)據(jù)總表，歸類整理的數(shù)據(jù)總表如圖2 所示。

圖2 歸類整理的數(shù)據(jù)總表

2.2 數(shù)據(jù)查詢模塊

數(shù)據(jù)查詢模塊提供數(shù)據(jù)的多種查詢方式，可以為數(shù)據(jù)分析模塊提供數(shù)據(jù)支撐。該模塊可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析的需求構(gòu)成以工作時(shí)間、數(shù)據(jù)模式、數(shù)據(jù)閾值、班次、機(jī)型、機(jī)組號(hào)和故障信息等多種組合的數(shù)據(jù)查詢模式，并把查詢結(jié)果以圖表的方式顯示出來，數(shù)據(jù)查詢界面如圖3 所示。

圖3 數(shù)據(jù)查詢

2.3 數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊

應(yīng)用程序有兩個(gè)地方有數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能：一個(gè)是數(shù)據(jù)查詢模塊有數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能；另一個(gè)是可以根據(jù)需求一鍵導(dǎo)出車間所有卷接包裝機(jī)組分機(jī)型和機(jī)臺(tái)號(hào)的故障停機(jī)數(shù)據(jù)，以方便拿給各機(jī)組的操作人員和維修人員觀看和分析，以增加他們對(duì)自己機(jī)組的了解。該模塊導(dǎo)出的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是以.xls文件導(dǎo)出的。

2.4 數(shù)據(jù)分析模塊

數(shù)據(jù)分析是基于數(shù)據(jù)時(shí)間特性和空間特性，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和趨勢(shì)分析，從而為設(shè)備管理和人員技術(shù)培訓(xùn)方面提供數(shù)據(jù)支撐和借鑒。

2.4.1 技能水平分析

技能水平的分析，該模塊主要是通過統(tǒng)計(jì)設(shè)備的故障停機(jī)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行橫向和縱向的對(duì)比分析，從而找出車間機(jī)組人員技能水平的差距，進(jìn)行有針對(duì)性的技能培訓(xùn)和維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)的培訓(xùn)，技能水平分析界面如圖4 所示。

圖4 技能水平分析

（1）班組之間總體的技能水平分析。利用濾波去噪知識(shí)[5]，對(duì)異常停機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，再統(tǒng)計(jì)在某段時(shí)間內(nèi)，各班組所有機(jī)組的停機(jī)時(shí)間、停機(jī)次數(shù)以及單次停機(jī)平均時(shí)間來分析班組之間的總體技能水平。停機(jī)時(shí)間越長(zhǎng)，說明該班組的總體設(shè)備的運(yùn)行效率越低；停機(jī)次數(shù)越多，說明該班組人員對(duì)設(shè)備操作越不熟練，設(shè)備保養(yǎng)做的越不到位；單次停機(jī)平均時(shí)間越長(zhǎng)，說明該班組人員總體技能水平越差，因?yàn)榧寄芩皆胶茫幚淼墓收暇驮娇欤瑔未瓮C(jī)時(shí)間就越短。

（2）車間各機(jī)組的技能水平分析。該模塊以機(jī)組為研究對(duì)象，對(duì)車間各機(jī)組在某段時(shí)間內(nèi)的停機(jī)時(shí)間、停機(jī)次數(shù)和單次停機(jī)平均時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和對(duì)比，進(jìn)而分析出各機(jī)組人員的總體技能水平。停機(jī)時(shí)間越長(zhǎng)，說明該機(jī)組的總體運(yùn)行效率差；停機(jī)次數(shù)越多，說明該機(jī)組人員的設(shè)備保養(yǎng)意識(shí)需要提高；單次停機(jī)時(shí)間越長(zhǎng)，說明該機(jī)組人員的操作技能水平需要提升。

（3）同機(jī)組各班人員技能水平分析。在操作同一臺(tái)設(shè)備下，設(shè)備的停機(jī)數(shù)據(jù)可以很好對(duì)比員工之間的技能水平差異，技能水平越好的員工設(shè)備的停機(jī)時(shí)間越短、停機(jī)次數(shù)越少、單次停機(jī)時(shí)間越短。因此，該模塊是以同機(jī)組各班人員為研究對(duì)象，分析某機(jī)組在某段時(shí)間內(nèi)各班的故障停機(jī)時(shí)間、停機(jī)次數(shù)和單次停機(jī)平均時(shí)間等數(shù)據(jù)來判斷同機(jī)組內(nèi)各班人員的技能水平狀況。

2.4.2 機(jī)器性能分析

設(shè)備的停機(jī)次數(shù)是能很好反應(yīng)機(jī)器的性能的，機(jī)器性能越好，機(jī)器的停機(jī)率就越低。因此該模塊通過濾波去噪的方式剔除異常數(shù)據(jù)[5]，統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間車間各機(jī)組的停機(jī)次數(shù)，從而讓設(shè)備管理人員了解這段時(shí)間車間的設(shè)備的性能狀況，為車間設(shè)備的制定維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃（周保、月保以及深度保養(yǎng)）提供數(shù)據(jù)的支撐和借鑒，機(jī)器性能分析界面如圖5 所示。

圖5 機(jī)器性能分析

2.4.3 故障差異性分析

故障差異性分析是以各故障在車間設(shè)備的分布情況為研究對(duì)象，統(tǒng)計(jì)出某段時(shí)間內(nèi)各故障引起的停機(jī)次數(shù)在車間和車間的各機(jī)組的分析情況，進(jìn)而通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析出哪些故障是車間設(shè)備的主要隱患，哪些故障會(huì)在一些機(jī)組高頻出現(xiàn)，故障差異化分析界面如圖6所示。車間可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果組織技術(shù)力量進(jìn)行故障攻堅(jiān)，做到提前預(yù)防和維修，并充實(shí)車間設(shè)備的一機(jī)一檔。

圖6 故障差異化分析

2.4.4 機(jī)器性能趨勢(shì)分析

機(jī)器性能趨勢(shì)分析是以設(shè)備停機(jī)次數(shù)趨勢(shì)變化為研究對(duì)象。首先利用濾波去噪的方式剔除異常數(shù)據(jù)[5]，再通過統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)設(shè)備的停機(jī)次數(shù)，最后對(duì)統(tǒng)計(jì)出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，進(jìn)而分析出設(shè)備機(jī)器性能的變化趨勢(shì)，為車間設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、大修、項(xiàng)修以及更新?lián)Q代提供數(shù)據(jù)支撐，機(jī)器性能趨勢(shì)分析界面如圖7 所示。

圖7 機(jī)器性能趨勢(shì)分析

3 應(yīng)用效果

基于卷包機(jī)組故障停機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用程序自2020 年1 月開始服務(wù)卷包車間的設(shè)備管理，從應(yīng)用的實(shí)際效果來看，取得了以下效果：①利用技能水平分析成果，為2020 年車間員工的技能培訓(xùn)計(jì)劃的制定提供了數(shù)據(jù)支持；②機(jī)器性能的分析成果應(yīng)用于車間輪保計(jì)劃的制定；③機(jī)器性能趨勢(shì)分析成果和機(jī)器性能分析成果為車間機(jī)組的深度輪保提供數(shù)據(jù)支撐；④縮短了車間小停機(jī)課題開展的時(shí)間，提高了課題開展效率。

4 結(jié)束語

對(duì)卷包車間卷包機(jī)組的停機(jī)數(shù)據(jù)分析的思路、方法進(jìn)行研究，并通過C#編程語言和開源庫NOPI 實(shí)現(xiàn)停機(jī)數(shù)據(jù)收集、整理、個(gè)性化查詢、圖表顯示以及統(tǒng)計(jì)分析，分析結(jié)果應(yīng)用于車間設(shè)備的管理和技能隊(duì)伍的培訓(xùn)，取得明顯的效果。