卷包设备停复产统计信息系统的研发

发布人：晋毅王平李晓科卷包设备停复产统计信息系统的研发（创新型）昆明卷烟厂精益信息QC小组一、前言卷包设备停复产是指设备停机保养后恢复生产的过程，包括日、周、月复产，是生产管理的重要一环。生产计划安排复产过程设备状态原辅料供应能源供给一、前言卷包设备停复产统计目的就是找出机组复产短板，及时组织相关人员进行跟进，提升复产水平，进而提升设备的运行效率。因此卷包设备停复产统计要求及时准确并能进行多维度分析，为管理人员及时化快速响应提供依据。而针对目前昆烟48台套卷包设备，一直以来均采用人工统计的方式，存在工作量大、统计结果失真、信息滞后、大量数据难以归类分析的问题，无法形成客观统一的评价标准，严重制约了卷包复产水平及设备效率的提升。为此，小组成员决定使用信息化手段对卷包设备停复产系统进行研发，不断提高设备停复产效能，有效验证“两化”融合新途径。课题名称卷包设备停复产统计信息系统的研发课题类型创新型小组名称精益信息QC小组成立时间2014年5月活动时间2018年6月-2018年11月课题注册号HH1QC-18-109-01序号姓名学历专业组内分工1李

丹硕士检测技术与自动化装置总体组织协调（组长）2李晓科硕士计算机技术方案设计与组织实施3张利修硕士计算机软件与理论实验设计与配合实施4崔

晨硕士电气工程及自动化进度跟进与实施5王

平硕士模式识别与智能系统数据采集与配合实施6晋

毅硕士机械工程数据整理、制图二、小组简介各机型专人统计机长自行统计方式1卷包设备停复产现有统计方式方式2复产准备人工统计汇总制表录入上报评价分析考核卷包设备停复产现有统计步骤三、选择课题需求3：统计内容的多样性需求1：提高统计效率需求4：统计数据多维度分析需求2：保证统计数据的准确性需求的提出三、选择课题需求分析1：提高统计效率

各机型分派一名专人统计流程耗时（分钟）步骤

复产方式人工统计（10人次）汇总（3人次）制表录入（1人次）上报（1人次）评价分析（1人次）

合计（16人次）日复产20142183093周复产3618281030122月复产5222261130141平均3618259.730118.7

各机组机长自行统计流程耗时（分钟）步骤

复产方式人工统计（48人次）汇总（3人次）制表录入（1人次）上报（1人次）评价分析（1人次）合计（54人次）日复产8312183098周复产1644281030128月复产2152261130140平均1542.3259.730122现有两种人工统计方法耗时耗力，工作效率低，与车间精益化管理需求差距较大三、选择课题需求分析2：保证统计数据的准确性各机型分派一名专人统计存在时差（分钟）各机组机长自行统计存在时差（分钟）

设备复产方式卷烟机卷烟机日复产54周复产116月复产107平均8.75.7

以上两种人工统计方式均存在记录时间的差异，导致统计结果失实，无法客观体现机组复产情况三、选择课题需求分析3：统计内容的多样性卷烟设备复产启动时间包装设备复产启动时间启动后机组最长连续运行时间结果并没有条件对复产阶段设备恢复正常运行所需耗时及卷接设备复产达标情况进行统计分析

现有人工统计方式并不能客观地反映各机组卷、包设备的复产有效作业率，统计结果单一，对生产复产管理缺乏有效数据支撑三、选择课题需求分析4：统计数据多维度分析48台套卷包设备日周月每日三个班次需统计数据48×3×3=432条每周5个工作日需统计数据432×5=2160条每月20个工作日需统计数据432×20=8640条

现有卷包设备停复产统计数据量大，人工难以按管理需求对班次、班组、机型、不同时间段等的设备停复产情况进行数据整合及分类分析三、选择课题万方数据库中国烟草科教网文献检索检索网站：中国烟草QC成果库、万方数据库、中国知网、中国烟草科教网等；检索关键词：卷包数采停复产统计系统；查新点：利用信息化数据采集，创新复产统计方式，提高统计效率，实现对复产管理的深层次分析三、选择课题行业内查新结果序号题目机构借鉴思路1多维度卷烟产耗数据分析平台搭建山东中烟信息化数据采集应用及多维度信息展示方式2杭州卷烟厂生产和设备管理系统的设计与实现杭州卷烟厂MES数据采集应用模式及信息化平台功能架构设计3模块化卷包现场管理平台设计与应用厦门烟草工业有限责任公司卷包数采管理应用平台设计开发模式行业外查新结果序号题目机构借鉴思路1大型LNG工厂开工复产方案优化及问题处理中国石油复产统计数据建模方式三、选择课题工厂要求：选取卷包设备停复产统计作为试点，探索加大信息化对生产的服务支撑确定课题：卷包设备停复产统计信息系统的研发三、选择课题1.工厂指定QC小组利用信息化数据采集方式，将卷包设备停复产统计总体耗时量控制在30分钟内。2.小组成员决定对数据进行归集调用，以实现不同查看条件下的分析结果展示功能。四、确定目标及目标可行性分析理论分析：目标1目标设定依据若使用信息化手段，省去人工统计、汇总、制表、上报、评价分析流程耗时，可节约90分钟时间甚至更多四、确定目标及目标可行性分析理论分析：目标2

目标设定依据对于数采服务器内存储的数据已添加机型、机组、班组、班次、日期等标签，小组成员只需对数据进行归集调用即可实现不同需求下的分类展示。四、确定目标及目标可行性分析实验分析：目标1

机组复产方式5#13#19#平均月复产5555周复产4.5534.2日复产3333平均4.24.33.74.1实验分析结果使用数采方式对各机组复产耗时统计的平均时间为4.1分钟，后期可通过人工程序编写将各机组所需数据自动抓取并汇总整理，即可通过信息化手段取代人工统计方式中人工抄录、制表录入、汇总三个步骤，极大的缩短了复产统计时间。小组成员利用数采服务系统对5#、13#、19#机组2018年6月4日、11日、15日的月、周、日复产设备实时启动时间进行采集并统计，为减小数采服务器运行负荷，我们在服务器容忍度内将数据调用频率设置为3分钟，结果如下表：四、确定目标及目标可行性分析实验分析：目标2小组成员通过Python编写程序对2018年6月4日-8日M5-FX机型停复产情况及一班PT2-FK700机型停复产数据归集调用并进行查看，其结果如下所示：实验分析结果通过对数采数据进行归集调用，可实现不同组合下的多维度结果展示四、确定目标及目标可行性分析数据准确性验证

小组成员以集团MES时间为标准统一所有卷包设备的机器时间，消除采集生产数据时因设备机器时差造成的生产数据采集不准因素。我们对2018年6月4日—6月22日所采集的相关数据进行统计，合计采集日、周、月停复产时间段内启停时间数据及产量数据共计6637个，通过人工与机台所显示的实际数据进行核查对比后，其中无效失真数据292个，数据采集准确性为95.6%，可完全满足停复产统计应用需求。结论：根据以上分析结果，小组成员认为，本次活动的目标是可行的！四、确定目标及目标可行性分析基于MES下位机人工触发卷包设备停复产统计信息系统的研发方案一方案三方案二基于移动工作平台触发卷包设备停复产统计信息系统的研发基于数采数据自动判定卷包设备停复产统计信息系统的研发序号功能参数1统计耗时（分钟）＜302人工投入（人次）＜53数据准确性≥95.6%4数据分析模式多维度分类展示5系统开发时间（天）＜60五、提出方案并确定最佳方案方案一：基于MES下位机人工触发卷包设备停复产统计信息系统的研发方案特征基于机台操作人员人工判定设备复产成功后在各机组MES下位机点击触发，通过系统后台收集该触发信号进行汇总统计分析。方案示意图试验分析优点人工判定复产比较准确，系统开发时间短。缺点依赖于人工操作，存在漏报或错报；统计及时性不高；增加机台人员工作量。五、提出方案并确定最佳方案方案二：基于移动工作平台触发卷包设备停复产统计信息系统的研发方案特征基于工厂KPS移动应用平台，由机台操作人员人工判定复产成功后在移动端进行触发，系统后台通过收集该记录进行汇总统计分析。方案示意图试验分析优点人工判定复产比较准确。缺点机台人员需安装移动端工作平台并要保持网络连通；依赖于人工操作，存在漏报或错报；统计及时性不高；增加操作工工作量。五、提出方案并确定最佳方案方案三：基于数采数据自动判定卷包设备停复产统计信息系统的研发方案特征基于MES数采系统已采集到的卷包设备的启停状态及产量信息通过程序建模进行自动判定复产是否成功并对复产耗时进行统计分析。方案示意图试验分析优点无需人工干预，节省人力；统计及时性高；可提供过程数据进行多维度分析；数据客观准确。缺点需通过编程建立数据模型对卷包设备的启停状态及产量信息进行分析才能得出准确的复产记录。五、提出方案并确定最佳方案

方案

功能方案一：基于MES下位机人工触发卷包设备停复产统计信息系统的研发方案二:基于移动工作平台触发卷包设备停复产统计信息系统的研发方案三:基于数采数据自动判定卷包设备停复产统计信息系统的研发卷包设备停复产统计耗时5分钟5.25分钟2分钟统计结果准确性不准确不准确准确人工投入需要人工投入需要人工投入不需要分析结果多样性满足满足满足系统开发时间1个月2个月1.5个月最佳方案五、提出方案并确定最佳方案确定最佳方案小组成员对最佳方案进一步分析，从硬件保障、软件准备、功能开发三方面细化确定最佳方案服务器选择服务器类型性能可靠性使用状况闲置资源是否选择PC服务器较低较低用于工厂内网资源配置，1号工程接口，物流系统、CIMIS系统等工厂在用的主要系统服务器使用均达饱和状态，无闲置资源否IBM服务器高较高1台用于交班系统、能源计量管理系统等自主开发的信息系统；另两台用于与集团ERP接口服务器使用均达饱和状态，无闲置资源否虚拟化服务器较高高用于厂内主要大型系统如MES系统、KPS移动管理信息平台服务器还有部分闲置资源是五、提出方案并确定最佳方案数据库选择五、提出方案并确定最佳方案数据库特点比较开发经验比较是否选择MicrosoftSQLServer1.只能运行在windows操作系统下；2.没有ISO的标准安全认证，安全性低于oracle；3.可靠性低于oracle，操作简单，价格低于oracle。在以往系统开发中运用较少，开发经验比oracle少否Oracle1.可在所有操作系统下运行；2.Oracle获得最高认证级别的ISO标准认证，安全性高于SQLServer；3.可靠性高于SQLServer，操作比SQLServer要复杂，价格比SQLServer要高得多。开发过党建MIS系统，设备管理信息系统等软件，开发人员具备一定的oracle开发经验否MariaDB1.可在所有操作系统下运行；2.MySQL的一个分支，主要由开源社区维护，采用GPL授权许可；3.更低的负载均衡和高可用集群成本，可免费商业使用；开发过KPS移动管理信息平台系统，开发人员具备较为熟练的开发经验是选择标准硬件环境要求低，使用者无需复杂的安装、升级等操作，任何电脑上都能使用。开发环境B/SC/S方案特点

B/S（Browser/Server）结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。C/S（Client/Server）结构，即客户机和服务器结构。它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。对比分析硬件环境只要有操作系统和浏览器就行，与操作系统平台无关。用户固定，且处于相同区域，要求拥有相同的操作系统。电脑配置要求较低要求较高软件安装无需安装客户端每个用户必须安装客户端升级和维护客户端不用更新和维护软件升级每个客户端必须重新安装方案选定采用不采用开发模式选择五、提出方案并确定最佳方案PHP.NetPython

开发经验丰富适应性强

据此，我们提出三种具体方案。小组成员通过从代码可维护性、可移植性、开发经验方面进行对比，最终选定Python语言开发环境开发平台选择五、提出方案并确定最佳方案系统功能设计最佳方案综合树图五、提出方案并确定最佳方案方案对策目标措施地点负责人时间基于数采数据自动判定卷包设备停复产统计信息系统研发1.硬件布局、架构设计完成硬件布局及架构、功能、数据库和界面设计1.硬件架构布局2.软件架构设计3.功能模块设计4.数据库设计102室106室张利修李晓科2018年8月15日-2018年8月22日2.搭建软件开发环境前端和服务端开发环境搭建，测试成功率≥95%1.搭建Python开发环境2.搭建Web端开发环境102室106室李晓科王平2018年8月24日-2018年8月31日3.复产多维度统计功能开发完成复产归集统计功能开发1.复产统计数据归集功能设计和开发2.Web服务报表功能设计和开发3.代码实现102室106室李晓科2018年9月2日-2018年9月16日4.系统测试复产归集统计处理速度均值<10min；1个月时间内运行的故障率<1%。1．导入相关基础数据、ERP数据和排产数据并进行测试；2.到现场对部分机台的复产情况人工统计并核对准确性102室106室李晓科崔晨2018年9月18日-2018年9月28日5.培训和上线试运行系统正常运行1.组织操作使用培训2.在生产管理部展开小范围试用，并针对发现的问题进行改进3.小组对试用效果进行分析，持续对系统运维。4号会议室王平崔晨2018年10月7日-2018年10月11日六、制定对策实施一硬件布局、架构设计

实施过程开始硬件选型硬件布局硬件评审结束措施一硬件架构布局措施二软件架构设计开始软件选型软件布局软件评审结束措施三功能模块设计开始利用价值工程法进行功能选择画出功能结构图结束措施四数据库设计开始需求分析画出E-R图设计基本表、视图、存储结构、存取方法等。结束效果验证硬件架构、软件架构、功能模块、数据库设计全部完成结论实施一效果有效七、对策实施实施二搭建软件开发环境

实施过程措施一搭建Python开发环境开始下载Anaconda进行安装并配置电脑环境变量下载PIP包并进行安装结束措施二搭建web端开发环境开始下载WEB环境下载开源框架并导入Eclipse下载依赖包并配置好服务器下载MariaDB数据库并创建库表结束效果验证经过搭建Python开发环境、WEB端开发环境全部完成，完成率100%。结论实施二效果有效七、对策实施实施三复产多维度统计功能开发

实施过程措施一复产统计数据归集功能设计和开发开始确定层次结构软件功能开发结束措施二Web服务报表功能设计和开发开始引用组件功能开发结束效果验证复产统计数据归集、Web服务报表功能设计和开发全部完成，前端和服务端开发环

境搭建测试成功率100%结论

实施三效果有效七、对策实施实施四系统测试

实施过程措施一导入相关基础数据、ERP数据和排产数据并进行测试进入系统并导入相关基础数据、ERP数据和排产数据：措施二进入系统并查看复产报表，与现场对部分机台的复产情况人工统计并核对准确性效果验证经导入相关基础数据、ERP数据和排产数据并进行测试，复产归集统计处理速度均值<10min；1

个月时间内运行的故障率<1%结论

实施四效果有效七、对策实施实施五培训和上线试运行

实施过程措施一组织操作和使用培训措施二在生产管理部展开小范围试用，并针对发现的问题进行改进开始生产管理人员试用该系统收集试用情况、反馈意见结合反馈意见进行改进结束共收集试用情况意见回馈表2份，共反馈意见5条，小组成员分析反馈意见，并结合现有条件，采纳了部分改进建议措施三小组对试用效果进行分析，持续对系统运维进入系统对试用期间的复产统计数据进行分析，系统正常运行日期机组复产正常机组复产正常机组复产正常耗时耗时达标情况运行时长（分钟）2018-9-2534.8达标19.42018-9-2636.3达标17.72018-9-2735.5达标18.92018-9-2841.7达标14.12018-9-2947.5达标9.1效果验证根据用户试用期间数据记录，试用期间的复产统计数据可以正常统计导出，系统正常使用，目标实现结论实施五效果有效七、对策实施2018年9月—10月卷包设备停复产各环节平均耗时统计八、效果检查大幅缩短统计时间(15.7分钟)大量减少人工投入（1人次）实时数采提高了数据准确性，形成统一复产评价标准小组活动目标1实现！八、效果检查

小组成员通过对数采数据归集整理，运用多维度调用方式，可对机型、机组、日期、班次、班组、复产类型进行任意组合结果查看，以此通过信息化手段的运用解决了之前由人工统计无法完成的大量数据归类治理工作，使得统计结果展示内容更为丰富，满足了不同的管理需求。按日期查询，显示为部门每日平均停复产耗时及达标情况按日期+班组查询，显示为班组每日平均停复产耗时及达标情况按日期+班次查询，显示为班次每日平均停复产耗时及达标情况按日期+机型查询，显示为机型每日平均停复产耗时及达标情况按日期+机台查询，显示为机台每日平均停复产耗时及达标情况按日期+复产类型查询，显示为日、周、月停复产平均耗时及达标情况多维度组合查询，显示为所选多维度组合下的每日停复产平均耗时及达标情况小组活动目标2实现！八、效果检查八、效果检查本次QC项目，通过对数采数据的归集调用，优化了复产统计流程，实现了数据信息的实时传递，为相关管理人员的后续生产组织协调提供依据，做出快速响应。通过设定达标标准，由程序逻辑判断各机组卷烟、包装设备启动耗时达标情况及机组复产正常耗时达标情况，为生产管理人员提供统一、直观的评价标准，对不达标机组重点关注，查找弱势指标，通过对比不断提升设备复产水平，使各机组停复产指标稳步提升，生产效率及产量不断提高。应用效果分析八、效果检查通过运用多维度查询的方法，使得查询结果更加丰富，解决了之前大量数据人工无法分类统计及统计结果单一的问题，满足管理人员不同条件下的查询需求。目前卷包部门复产效果为日复产＞月复产＞周复产，这就打破了我们因前期停机时间长短而认定的日复产＞周复产＞月复产的传统概念。而针对此问题，卷包部门管理人员通过对周复产及月复产前期人员组织、复产准备工作、设备保障等多方面因素进行分析，找出针对月