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设备运行统计

功能概述​

应用场景​

本模块是一个工业生产现场的设备运行状态监测与效率分析工具。它通过采集设备控制系统（如PLC）提供的实时变量，结合用户配置的统计规则与标准的计算模型，实现对设备运行时长、综合效率OEE、状态原因分析等多维度数据的自动化统计、分析与输出。可以帮助用户精确实时掌握设备运行情况，为生产管理和设备维护提供数据支持。

核心价值​

  • 提升透明度： 实时展示设备状态、运行时长及OEE指标，使生产过程透明化。
  • 优化决策： 通过状态原因分析，快速定位瓶颈，为改进措施提供数据依据。
  • 提高效率： 精确计算OEE，识别效率损失点，指导生产和维护团队优化设备性能。
  • 简化管理： 自动化数据采集与计算，减少人工统计工作量，提升管理效率。
  • 持续改进： 通过历史数据追溯与聚合分析，支持长期趋势分析和持续改进活动。

适用场景​

  1. 需要对单台或多台生产设备进行精细化运行状态监控的场景。
  2. 希望引入或提升OEE管理体系，量化设备综合效率的生产现场。
  3. 面临设备频繁停机、原因不明，需要系统化分析停机原因的生产线。
  4. 期望生产数据自动化采集与分析，替代人工报表，提升数据准确性和及时性。
  5. 需要按班次、按日期对设备运行数据进行统计分析，用于生产管理的优化。

整体界面说明​

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功能位置： 开发版-基础管理-设备运行统计

统计设置说明

  • 状态累计时长（默认选中）： 实时监测设备运行状态信号，定时累计各状态时长；

    • 提前配置设备状态，清晰定义统一的设备状态，如：运行、停机、故障等；
    • 注：避免状态值的逻辑冲突或遗漏，确保任何时刻设备都能被明确归为一个状态；

  • 综合效率OEE（可选）： 实时监测设备产量、不良数及计划信息，定时计算OEE各指标值；

    • 注：OEE参数（理论节拍、计划时长）需根据实际情况准确设置；

  • 状态原因分析（可选）： 设备状态切换时，自动记录当前该状态的所属类别及原因；

    • 提前配置状态类别，清晰定义统一的状态类别，如：运行状态下可分为正常运行、低速运行、试生产等；停机状态下可分为计划停机、换型调整、来料中断、故障停机等；

    注：可选内容必须通过勾选生效，生效后在统计变量与输出变量会开放对应的配置；

全局信号设置说明

  • 实时范围： 指定输出变量的数据累计范围，包括当前班次或当天生产，可在运行时切换；

    • 使用方式：设置固定值或配置变量在运行时读取切换；

  • 数据清零： 当PLC内部的累计变量（如累计产量、累计不良品数）接近其数据类型的量程上限时，为防止数据溢出导致统计错误，提供与PLC配合的数据清零机制。

    • 使用方式：配置触发信号，信号变真时，所有设备自动记录最新值并形成记录，需要手动复位该信号；

统计变量与输出变量设置说明（支持配置的导入导出）

  • 统计变量： PLC提供的变量或组态界面输入的变量，不同设备分开配置；
  • 输出变量： 系统自动计算指标值后，实时更新下发到指定变量，不同设备分开配置；

分类字段说明

允许用户为每台设备添加自定义的分类标签，如“所属工序”、“所属位置”、“设备型号”等。这些字段在数据记录归档时会一同保存，便于后续在报表和数据分析中进行筛选、分组和聚合。

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分类字段定义后，可在设备行进行手动标记，并可通过按钮切换展示或隐藏；

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1.状态累计时长​

功能描述​

此功能用于精确记录设备在不同运行状态下的持续时长。当设备进入某一预设状态时，系统开始累计该状态的持续时间，并定时每分钟更新。

当设备状态发生切换时，系统会记录下前一状态的最终累计时长，并开始统计新状态的持续时间。这些记录将形成设备状态变化的时间轴。

配置说明​

  1. 定义设备状态

    为设备定义清晰的运行状态，如“停机”、“运行”、“故障”等。

    注：“停机”、“运行”、“故障”为系统默认状态，不可删除，但可修改名称及修改状态值；

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  2. 配置状态判断变量

    二进制类型：每个状态各提供一个状态信号，信号为True时代表状态置位；

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    整型类型：提供一个状态信号，状态值更新时不同状态值代表对应的状态置位；

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  3. 配置输出变量（可选）

    为每个状态指定一个变量，用于实时输出当前状态的累计时长；

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  4. 保存配置

数据使用​

  • 实时监控： 配置的输出变量可以直接在监控画面上展示，实时了解对应设备当前状态的持续时间。

  • 历史记录： 系统会自动生成 “状态时长记录” 数据表，包含设备名称、设备状态、开始时间、结束时间、累计时长(min)、班次等字段。此表可用于：

    • 生成设备状态甘特图或饼图，可视化展示各状态时长占比；
    • 筛选特定时间范围、特定状态的记录，进行详细分析；
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  • 聚合数据： 系统会自动生成“状态时长班次日统计”数据表，包含设备名称、设备状态、累计时长、统计时间、统计班次等字段。可用于多时间范围的数据聚合统计分析：

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2.综合效率OEE​

功能描述​

此功能在“状态累计时长”的基础上，提供OEE相关的数据分析能力。

OEE是衡量设备综合表现的关键指标，由时间利用率、性能利用率和合格率三者相乘得到。通过配置相关输入变量，定时每分钟更新数据并计算各项子指标及最终OEE值。

OEE指标说明

  • 时间利用率： 实际运行时间 / 计划运行时间；

  • 性能利用率： （理论节拍时间 * 实际产量）/ 实际运行时间；

  • 合格率： （实际产量 - 实际不良数）/ 实际产量；

  • OEE： 时间利用率 * 性能利用率 * 合格率；

其他指标说明

  • 达成率： 实际产量 / 计划产量；

配置说明​

  1. 配置实时累计变量

    产量：当前设备的实时累计产量，产量应是包括不良数在内的整体产量；

    不良数：当前设备的实时累计不良数；

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  2. 配置OEE参数

    理论节拍时间：生产一个产品所需的理想最短时间，单位为秒（s）；

    计划运行时间：当天当前设备计划运行的总时长，应按实际配置，不能超过1天；

    • 可用于组态界面输入，每天开始生产前更新；

    计划产量：当天当前设备的计划生产数量；

    • 可用于组态界面输入，每天开始生产前更新；

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  3. 配置输出变量（可选）

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  4. 保存配置

数据使用​

  • 实时OEE监控： 输出变量可在HMI上展示，实时跟踪OEE表现。

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  • OEE趋势分析： 系统会生成 “OEE记录”、“OEE班次日统计”、“OEE日统计” 数据表，包含设备名称、统计时间、产量、良品数、不良数、实际运行时间、计划运行时间、理论产量、时间利用率、性能利用率、合格率、OEE和达成率。此表可用于：

    • 绘制OEE及各子项指标的趋势图，分析波动原因。
    • 对比不同班次、不同日期的OEE表现。

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快速理解指南​

想象一下，你有一台计划要连续工作8小时的机器，希望能生产出尽可能多的优质产品。OEE就是用来衡量这台机器在这8小时内，究竟“表现得有多好”的一个指标。它是一个百分比，越高越好，世界级水平通常在85%以上。

OEE的核心思路是：理想情况下，设备应该100%的时间都在以100%的速度生产100%的合格品。 但现实中总会有各种损失，OEE就是把这些损失量化出来。

OEE由三个关键因素相乘得到：

OEE = 时间稼动率 × 性能稼动率 × 合格率

  1. 时间稼动率 (Availability) - “机器到底开了多久？”

    • 关注点： 计划生产的时间里，机器实际运行了多长时间？

    • 怎么算： 实际运行时间 / 计划工作时间

    • 损失原因： 设备故障停机、换型换线、等待物料、计划保养等，这些都会减少实际运行时间。

    • 例子： 计划开机8小时（480分钟）。但因为故障修了30分钟，换模用了30分钟，实际只运行了480 - 30 - 30 = 420分钟。那么，时间稼动率 = 420 / 480 = 87.5%。

  2. 性能稼动率 (Performance) - “开机的时候，跑得有多快？”

    • 关注点： 机器在实际运行时，其生产速度与设计的最快速度相比如何？有没有因为小故障、空转、速度降低等原因导致“慢了”？

    • 怎么算： (理论节拍时间 × 实际产量) / 实际运行时间 或者简单理解为：实际速度 / 理想速度

    • 损失原因： 设备老化导致速度下降、操作不熟练、材料问题导致的小型停顿、设备空转等。

    • 例子： 机器实际运行了420分钟。它的理论节拍是1分钟生产1件。理想情况下应该生产420件。但实际上只生产了380件。那么，性能稼动率 = (1分钟/件 × 380件) / 420分钟 ≈ 90.5%。（这里隐含的意思是，虽然机器开了420分钟，但它的“有效产出时间”只有380分钟，另外40分钟的运行时间被浪费在速度损失或小停顿上了。）

  3. 合格率 (Quality) - “生产出来的东西，有多少是好的？”

    • 关注点： 在所有生产出来的产品中，合格品占多少比例？

    • 怎么算： 合格品数量 / 总产量

    • 损失原因： 设备精度问题、原材料不良、工艺参数设置不当、操作失误等导致的次品、废品。

    • 例子： 总共生产了380件产品，其中有19件是不合格品。合格品是380 - 19 = 361件。那么，合格率 = 361 / 380 = 95%。

现在，我们把这三个因素乘起来，得到OEE：

OEE = 时间稼动率 × 性能稼动率 × 合格率

OEE = 87.5% × 90.5% × 95%

OEE ≈ 0.875 × 0.905 × 0.95 ≈ 0.753

OEE ≈ 75.3%

OEE的使用方式（为什么它有用）：

  1. 找出问题点： OEE不仅仅是一个总分，它的三个子项能帮你快速定位问题。

    • 如果OEE低，是时间稼动率低（停机太多）？还是性能稼动率低（速度太慢）？还是合格率低（次品太多）？

    • 例如，如果时间稼动率只有60%，而其他两项都很高，那么首要任务就是减少停机时间。

  2. 衡量改进效果： 当你采取了一些改进措施（比如改进维护流程减少故障、优化参数提高速度、加强质量控制），OEE及其子项的变化可以直观地告诉你这些措施是否有效。

  3. 设定目标和基准： 可以为设备设定OEE目标，并持续追踪。也可以在相似设备间进行对比（需谨慎，确保可比性）。

  4. 全员参与的基础： OEE的概念相对容易理解，可以作为生产、设备、工艺等多个部门共同关注和改进的指标。

3.状态原因分析​

功能描述​

此功能在“状态累计时长”的基础上，提供更深层次的原因分析能力。它允许用户将设备状态归类，并为每个类别下的具体停机或等待原因进行定义和记录。

支持三级结构：** 设备状态 -> 状态类别 -> 状态原因**。用户可以查看各层级时长占比、逐层下钻分析，并管理状态原因库，包括手动录入未识别原因。

配置说明​

  1. 定义状态类别

    a. 基于已有的设备状态（运行、停机、故障）创建更细化的类别，如：计划停机、换型调整、来料中断、生产休息、故障等，并定义对应的判断值；

    b. **默认存在“未标识”**的状态类别，当任意状态类别都不满足时，自动标记为该状态；

    c. 当状态类别有并存的情况，可通过调整列表顺序调整实际优先级，排列在前的状态优先触发；

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  2. 配置状态类别判断及状态原因变量

    a. 当设备状态发生切换时，系统自动判断当前状态类别判断值匹配情况，自动记录为对应状态类别，同时记录当前状态原因值；

    b. 状态原因值需要通过组态界面输入或自动化事件赋值，未提供或未赋值情况下，将记录为空；

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  3. 保存配置

数据使用​

类别时长及原因分析： 系统会生成 “状态时长记录” 数据表，包含设备名称、开始时间、结束时间、累计时长(min)、设备状态、状态类别、状态原因、班次、班次日期等字段，此表可用于

  • 时长占比与下钻分析： 在报表或分析界面，可以查看设备在选定时间范围内，各“状态类别”的时长或次数占比（如饼图、柏拉图）。

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  • 点击某个“状态类别”，可以下钻查看该类别下各个具体“状态原因”的时长和占比。

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配套组件​

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功能位置： 开发版-页面管理-运行组件

  1. 原因手动录入

    对于系统未能自动识别状态类别及原因的状态时段（记录为“未标识”），操作员或管理员可以通过此界面，从预定义的原因库中快速选择或输入实际原因，并关联到对应的状态类别。

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    注： 对于需要手动干预的未标识状态，应建立管理规范，要求相关人员及时准确录入，保证数据的完整性和有效性。

  2. 状态原因管理（支持配置的导入导出）

  • 新建原因：为每个状态类别预定义常见的原因。例如，“故障停机”类别下可新建“传感器故障”、“电机过载”等原因。

  • 修改原因名称：调整现有原因的描述。

  • 调整（合并）原因：将多个相似或重复的原因合并为一个标准原因。

  • 查看原因对应的记录：原因调整前，可查看当前原因所关联记录。

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注： 状态原因库的定义应尽可能标准化、简洁化，方便操作员选择和后续统计分析。

  1. 状态记录管理（支持查询数据的导出）

    查看历史状态原因记录（包含设备、状态、类别、原因、开始时间、结束时间、时长）。

  • 提供原因调整的修正功能：如果早期记录的原因不准确或需要归类到新的原因，可在此处修改。

  • 过滤查看未识别或原因为空：快速查看未识别或原因为空内容，进行记录的数据补充完善。

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