作者：國工智能項目部—白興婭

MES系統(tǒng)，是為了幫助企業(yè)實現(xiàn)生產數(shù)據(jù)采集與分析、生產計劃管理、生產過程控制、產品質量管理、車間庫存管理等功能的生產過程執(zhí)行系統(tǒng)。傳統(tǒng)MES系統(tǒng)更傾向于作為一個信息化工具，且這種基礎信息系統(tǒng)內信息處理的邏輯相對簡單，并不能主動發(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，平臺內提供上百種統(tǒng)計學相關算法及機器學習算法；通過這些算法對企業(yè)數(shù)據(jù)進行分類分析、聚類分析、關聯(lián)分析、預測分析，挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，探索人力無法探知的的規(guī)律，提高企業(yè)產品附加值及行業(yè)競爭力，助力企業(yè)快速發(fā)展。本次案例就驗證試驗案與生產MES系統(tǒng)相融合進行探討及應用舉例。
使用驗證試驗方案可以確定在一定的置信水平下，驗證可靠性超過給定標準所需的樣本數(shù)量或檢驗時間。驗證試驗方案與以下兩種類型的驗證檢驗結合使用：   

1>實證檢驗，它提供重新設計的系統(tǒng)已抑制或顯著減少了已知失效原因的統(tǒng)計證明。  

2>可靠性檢驗，它提供可靠性規(guī)格已經達到的統(tǒng)計證據(jù)。
案例與數(shù)據(jù)

在某企業(yè)的生產車間，因為在高溫下繞組可能會分解的過快，因此會造成設備的停機，進而對生產進度造成負面影響。為了減少設備停機率，某可靠性工程師想研究渦輪裝置中發(fā)動機繞組的失效率以確定繞組失效的時間。

圖1 發(fā)動機繞組可靠性數(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)動機燃燒室的可靠性目標是1個百分位數(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。對于每個燃燒室，最多可以累積到8000次檢驗循環(huán)。因此必須確定使用1失效檢驗計劃驗證該可靠性目標所需的燃燒室數(shù)。

分析過程

單擊該組件，右側會出現(xiàn)【組件配置】操作面板，進行一系列參數(shù)配置：將尺度參數(shù)設置為8000，允許最大失效數(shù)設置為1，樣本數(shù)量設置為2000，形狀參數(shù)設置為3，顯著性水平選擇0.05，單擊運行，從調試面板中查看分析結果。

圖3 驗證試驗方案組件及參數(shù)配置

分析結果

圖4 分析結果 

從圖4可以看出，必須對燃燒室檢驗8000次循環(huán)，才能驗證置信度為95%時第一個百分位數(shù)至少是2000次循環(huán)。圖形顯示了實際通過指定的檢驗的可能性。其中：
1>隨著改善比率從0增加到2，1失效檢驗的通過概率穩(wěn)步上升。    

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

國工數(shù)據(jù)大腦平臺可直接獲取MES系統(tǒng)中的設備失效數(shù)據(jù)，直接將失效數(shù)據(jù)對接到創(chuàng)建好的驗證試驗方案模型中，自動計算出改善比率，并將結果自動反寫到MES系統(tǒng)進行預警提示，從而降低設備停機率。

參數(shù)說明

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

②　尺度參數(shù)：樣本的試驗數(shù)。

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

適用范圍