一种纺丝铲板作业的排程方法和系统与流程

本申请涉及工业大数据领域，尤其涉及一种纺丝铲板作业的排程方法和系统。

背景技术：

针对喷丝板的铲板(清板)作业是石化纺丝企业在生产全拉伸丝(fullydrawnyarn，fdy)和预取向丝(pre-orientedyarn，poy)等涤纶长丝产品过程中的重要周期性维护操作之一。该操作的排程设置非常重要，铲板(清板)周期过长会导致喷丝板残余熔体堆积，影响丝线质量，严重的甚至导致丝线断头故障；周期过短会频繁打断正常生产运行过程，降低生产效率，并导致大量废丝。在目前的纺丝生产过程中，工程师通过部分机位的试运行情况估算作业周期、并应用到整个车间的生产排程中，该周期计算办法仅依靠经验积累、短期实验和部分设备运行情况，难以保证结果的合理性和准确性。

鉴于上述问题，需要提供一种高效、合理、准确且能够实时动态更新的排程方法。

技术实现要素：

为解决以上问题，本申请提出了一种纺丝铲板作业的排程方法和系统。

一方面，本申请提出一种纺丝铲板作业的排程方法，包括：

实时获取纺丝设备的日志数据，提取其中生产同型号产品的所有机位的纺丝日志；

标注所述纺丝日志中的第一事件，统计第一事件集合，得到第一日志和连续事件类型；

标注第一日志中各相邻的第一事件集合之间的第二事件，得到第二日志；

使用所述第二日志计算各连续事件类型的断丝概率；

根据各连续事件类型的断丝概率计算可连续满卷次数；

根据可连续满卷次数及纺丝设备的当前运行状态计算铲板作业时间。

优选地，标注所述纺丝日志中的第一事件，统计第一事件集合，得到第一日志和连续事件类型，包括：

标注所述纺丝日志中的所有第一事件，得到第一日志；

将第一日志中连续的第一事件组成集合，得到多个第一事件集合；

分别统计每个第一事件集合中的第一事件发生次数作为第一事件集合对应的连续事件类型。

优选地，使用所述第二日志计算各连续事件类型的断丝概率，包括：

统计所述第二日志中各连续事件类型对应的生产时段结束后发生第二事件次数和各连续事件类型对应的生产时段总数；

使用各连续事件类型对应的生产时段结束后发生的第二事件次数除以相应生产时段总数，得到各连续事件类型对应的断丝概率。

优选地，所述根据各断丝概率计算可连续满卷次数，包括：

计算各相邻连续事件类型对应的断丝概率之间的差值；

根据所述各差值确定概率突变点；

根据概率突变点对应的连续事件类型计算铲板周期内可连续满卷次数。

优选地，所述根据可连续满卷次数及纺丝设备的当前运行状态计算铲板作业时间，包括：

检索与所述可连续满卷次数对应的所有机位纺丝日志；

确定各机位所对应的最近一个第一事件的连续次数和剩余完成时间；

根据可连续满卷次数、各机位第一事件的连续次数和剩余完成时间，计算各机位对应的铲板作业时间。

优选地，所述第一事件包括：满卷卷装切换成功。

优选地，所述第二事件包括：断丝。

第二方面，本申请提出一种纺丝铲板作业的排程系统，包括：

获取模块，用于获取纺丝日志；

标注模块，标注纺丝日志中的第一事件，统计第一事件集合，得到第一日志和连续事件类型，标注第一日志中的第二事件，得到第二日志；

计算模块，使用所述第二日志计算各连续事件类型的断丝概率；

排程模块，根据各连续事件类型的断丝概率计算可连续满卷次数，根据可连续满卷次数及纺丝设备的当前运行状态计算铲板作业时间。

优选地，所述标注模块用于：标注所述纺丝日志中的所有第一事件，得到第一日志；将第一日志中连续的第一事件组成集合，得到多个第一事件集合；分别统计每个第一事件集合中的第一事件发生次数作为第一事件集合对应的连续事件类型。

优选地，所述排程模块还用于发送铲板作业时间至展示设备。

本申请的优点在于：以全车间卷绕设备运行日志为基础，通过统计学方法计算铲板排程，在一定程度上摆脱了对传统生产经验的依赖，确保铲板排程设置的科学性；通过对日志数据动态计算，调整铲板作业周期，而不是设定固定值，保证维护作业(铲板作业时间)根据设备替换，原材料批次变化等生产条件的改变而进行自适应调整，提高了准确性，实现计算的自适应性和及时性；通过计算断丝概率的最大增加点(突变点)，计算铲板作业周期，积极有效的维护了生产连续性，也确保了铲板作业周期设置的高效性和合理性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选事实方案的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用同样的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本申请提供的一种纺丝铲板作业的排程方法的步骤示意图；

图2是本申请提供的一种纺丝铲板作业的排程系统的示意图；

图3是本申请提供的另一种纺丝铲板作业的排程系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本申请的实施方式，提出一种纺丝铲板作业的排程方法，如图1所示，包括：

s101，实时获取纺丝设备的日志数据，提取其中生产同型号产品的所有机位的纺丝日志；

s102，标注所述纺丝日志中的第一事件，统计第一事件集合，得到第一日志和连续事件类型；

s103，标注第一日志中各相邻的第一事件集合之间的第二事件，得到第二日志；

s104，使用所述第二日志计算各连续事件类型的断丝概率；

s105，根据各连续事件类型的断丝概率计算可连续满卷次数；

s106，根据可连续满卷次数及纺丝设备的当前运行状态计算铲板作业时间。

所述标注所述纺丝日志中的第一事件，统计第一事件集合，得到第一日志和连续事件类型，包括：

标注所述纺丝日志中的所有第一事件，得到第一日志；

将第一日志中连续的第一事件组成集合，得到多个第一事件集合；

分别统计每个第一事件集合中的第一事件发生次数作为第一事件集合对应的连续事件类型。

输入(获取)的纺丝设备的日志中记录了纺丝过程中的“满卷卷装切换成功”事件(以下简称“满卷事件”)，该事件表示丝锭已经达到满卷卷装重量，需要将丝锭卸下卷绕机并换上新纸筒继续生产。正常生产过程中，满卷事件应是连续发生的(除了中间有铲板维护、卷绕机保养或断头故障等事件会打断)，此步骤用于标注连续发生的满卷事件(第一事件)，并通过各第一事件集合标注第一事件发生次数，得到不同的连续满卷次数的类型(连续事件类型)。

除了上述标注第一事件，统计第一事件集合中的第一事件发生次数以外，还可以通过如下方式标注第一事件，包括：

对所述纺丝日志中的第一个第一事件进行标注，记为连续第一事件一次；

若后一个事件内容也为第一事件，则连续第一事件增加一次，直至后一个事件内容不是第一事件；

若后一个事件内容不是第一事件，则连续第一事件停止计次，完成此次第一事件集合标注；

继续检索日志中的第一事件并统计第一事件集合，直至纺丝日志内容结束，得到标注了第一事件的第一日志和连续事件类型。

以生产g型号产品的所有机位为例，具体通过以下过程对纺丝日志进行标注，得到带第一事件标记的数据d′line：

s201，读取生产g型号产品的所有机位所对应的日志数据

s202，当检索到第一个“满卷卷装切换成功”(第一事件)时，对此时间序列进行标注，第一事件集合等于“1”；

s203，继续向下检索(搜索下一个事件记录)，如果后一个事件内容相同，则对此时间序列进行标注，且第一事件集合中的元素个数“+1”；

s204，当事件内容不再是第一事件时，第一事件集合停止计次，完成当前生产时段标注；

s205，继续向下检索日志内容，找到下一个生产时段再标注；

s206，循环上述步骤，标注第一事件，直到日志内容结束(超出日志长度)，得到带第一事件标记的数据d′line。

其中，dline＝{xi,s}是纺丝设备的事件日志(日志数据)，xi,s是事件内容，i是机位编号，s是时间序列编号。

通过对各第一事件集合进行统计，还得到连续事件类型(集合c)，集合c中的元素c2表示对应的连续满卷卷装切换成功(连续第一事件)次数为2次。

每个第一事件集合的生产时段会被其他生产事件打断，部分属于正常生产行为，如铲板维护、卷绕设备保养等，部分是异常中断，其中因为纺丝“断丝(断头)”而引起的生产中断，是当前影响纺丝效率的主要故障。此步骤用于判断连续满卷是否因为“断丝”事件(第二事件)而停止，该判断主要是通过检索第一日志并识别断丝(断头)的标志性事件(“中卷卷装”、“小卷卷装”或“废丝卷装”)实现。

每个第一事件集合的生产时段，即连续满卷(连续第一事件)对应的时间段。

所述标注第一日志中各相邻的第一事件集合之间的第二事件，得到第二日志，具体通过以下过程对带连续满卷次数标记的数据d′line(第一日志)进行标注，得到带有断丝故障(第二事件)标记的数据d″line(第二日志)：

s301，读取生产g型号产品的所有机位所对应的第一日志

s302，设置变量z＝0；

s303，当检索到的事件类型为“满卷卷装切换成功”或“手动切丝”时，变量z＝1，标注“未断丝”，继续检索下一生产时段内容；

s304，当检索到的事件类型为“中卷卷装”、“小卷卷装”或“废丝卷装”时，变量z＝2,标注“断丝”，继续检索下一生产时段内容；

s305，循环上述步骤，标注第二事件，直到日志内容结束(超出日志长度)，得到带有断丝故障(第二事件)标记的数据d″line(第二日志)。

其中，是带连续满卷次数标记的设备事件日志，即第一日志，xi,s是事件内容，yi,s是连续满卷卷装切换成功次数，即第一事件集合，i是机位编号，s是时间序列编号。

所述使用所述第二日志计算各连续事件类型的断丝概率，包括：

统计所述第二日志中各连续事件类型对应的生产时段结束后发生第二事件次数和各连续事件类型对应的生产时段总数；

使用各连续事件类型对应的生产时段结束后发生的第二事件次数除以相应(对应的)生产时段总数，得到各连续事件类型对应的断丝概率。

每个连续满卷生产时段均完成了断丝故障(第二事件)标注并生成d″line(第二日志)后，可根据连续满卷j次后的断丝次数bj及连续满卷时段总数fj，计算断丝(断头)概率。

以生产g型号产品的所有机位为例，具体通过以下过程对数据d″line(第二日志)进行计算，得到连续事件类型为j次的连续满卷时段总数fj：

s401，读取生产g型号产品的所有机位所对应的第二日志

s402，当时，即检索到的当前集合中第一事件发生次数为“0”时，继续向下检索；

s403，当时，即检索到的当前集合中第一事件发生次数等于现在正在统计的连续事件类型cj所表示的次数时，连续满卷时段总数fj加“1”,跳过当前检索到的第一事件集合，到下一个第一事件集合；

s404，当时，即检索到的当前集合中第一事件发生次数小于现在正在统计的连续事件类型cj所表示的次数时，连续满卷时段总数fj不变,跳过当前检索到的第一事件集合，到下一个第一事件集合；

s405，当时，即检索到的当前集合中第一事件发生次数大于现在正在统计的连续事件类型cj所表示的次数时，连续满卷时段总数fj加“1”,跳过当前检索到的第一事件集合，到下一个第一事件集合；

s406，循环上述步骤，直到日志内容结束(超出日志长度)，得到连续满卷j次后的连续满卷时段总数fj。

再根据满卷后断丝标记计算连续满卷j次后的断丝次数bj，计算pj＝bj/fj，得到连续满卷j次后断丝的概率pj。

其中，d″line＝{xi,s,yi,s,zi,s}是带有断丝故障(第二事件)标注的事件日志，即第二日志，xi,s是事件内容，yi,s是第一事件集合中的第一事件发生次数，zi,s是满卷后断丝标记。i是机位编号，s是时间序列编号，cj是集合c中的各连续事件类型对应的连续满卷次数。

以cj＝2为例，即当前正在统计连续满卷事件(连续事件类型)为2次。若检索到的第一事件集合中的第一事件发生次数为“0”，继续向下检索；若检索到的第一事件集合中的第一事件发生次数为“2”，则连续满卷2次对应的生产时段总数fj加“1”，跳过当前检索到的第一事件集合，到下一个第一事件集合；若检索到的第一事件集合中的第一事件发生次数为“1”，则连续满卷2次对应的生产时段总数fj不变，跳过当前检索到的第一事件集合，到下一个第一事件集合；若检索到的第一事件集合中的第一事件发生次数为“4”，则连续满卷2次对应的生产时段总数fj加“1”，跳过当前检索到的第一事件集合，到下一个第一事件集合；循环此步骤，直到超出第二日志长度。

再根据满卷后的第二事件标记，计算各连续事件结束后的断丝次数。

根据各连续事件类型所对应的连续满卷时段总数(生产时段总数)和断丝次数，计算断丝概率。

所述根据各断丝概率计算可连续满卷次数，包括：

计算各相邻连续事件类型对应的断丝概率之间的差值；

根据所述各差值确定概率突变点；

根据概率突变点对应的连续事件类型计算铲板周期内可连续满卷次数。

根据各连续事件类型对应的断丝概率集合{pj}中记录断丝概率分布，计算各相邻的连续事件类型间的断丝概率差值，找到概率突变点(最大增加点)δpmax，及其对应的满卷次数nmax，计算铲板周期内可连续满卷次数。

以连续事件类型只有3种为例，即满卷1次，满卷2次和满卷3次。

假设满卷1次后的断头概率为10％，满卷2次后的断头概率为30％，满卷3次后的断头概率为70％，则δpmax应为满卷3次的断头概率减去满卷2次的断头概率，即40％。但是为了不断头，可连续满卷次数nmax要比3次少1次，所以可连续满卷次数为2次，即应在2次连续满卷后进行铲板维护作业(铲板作业时间在2次连续满卷后)。

所述根据可连续满卷次数及纺丝设备的当前运行状态计算铲板作业时间，包括：

检索与所述可连续满卷次数对应的所有机位纺丝日志；

确定各机位所对应的最近一个第一事件的连续次数和剩余完成时间；

根据可连续满卷次数、各机位第一事件的连续次数和剩余完成时间，计算各机位对应的铲板作业时间。

所述铲板作业时间即铲板作业的排程。

根据所述可连续满卷次数和一次满卷所需的标准时间，可以计算出铲板周期。

铲板排程根据每个设备的当前运行情况以及可连续满卷次数确定。

根据可连续满卷次数nmax可对铲板维护作业进行排程。首先根据设备运行数据计算当前机位mi的已满卷次数和满卷剩余时间，而后带入nmax值，计算铲板维护作业应该在时长ti后进行。

读取当前各机位的最近一次的最近一个第一事件的连续次数。

以可连续满卷次数为4次为例，即铲板周期为4次连续满卷所需的时间，若某一机位当前已经连续卷满2次，则其正在卷第3次，此机位的铲板维护作业应在第3次的剩余时间加上第4次的一整次的时间之后进行。ti＝(4-2-1)*ts+ti(ts是从设备启动开始生成第一个满卷所需标准时间，ti是当前正进行的卷绕操作完成满卷所需剩余时间)。

若某设备当前的第一事件的连续次数大于可连续满卷次数，则在次此卷绕操作完成后，进行铲板作业。

所述第一事件包括：满卷卷装切换成功。

所述第二事件包括：断丝。断丝也可称为断头。

所述断丝的判断标准包括：中卷卷装、小卷卷装和废丝卷装等。

在所述根据可连续满卷次数及纺丝设备的当前运行状态计算铲板作业时间之后，还包括：发送铲板作业时间(铲板排程)至展示设备。

所述展示设备包括显示设备和/或声音提示设备等能够以各种方式进行信息提示的设备，如：车间看板、语音提示设备、蜂鸣器等。

操作人员根据铲板排程，对各机位进行铲板操作(维护操作)。

在所述根据可连续满卷次数及纺丝设备的当前运行状态计算铲板作业时间之后，还包括：根据实时获取的纺丝设备的日志数据计算并更新铲板作业时间的周期。

根据本申请的实施方式，还提出一种纺丝铲板作业的排程系统，如图2所示，包括：

获取模块101，用于获取纺丝日志；

标注模块102，标注纺丝日志中的第一事件，统计第一事件集合，得到第一日志和连续事件类型，标注第一日志中的第二事件，得到第二日志；

计算模块103，使用所述第二日志计算各连续事件类型的断丝概率；

排程模块104，根据各连续事件类型的断丝概率计算可连续满卷次数，根据可连续满卷次数及纺丝设备的当前运行状态计算铲板作业时间。

所述标注模块用于：标注所述纺丝日志中的所有第一事件，得到第一日志；将第一日志中连续的第一事件组成集合，得到多个第一事件集合；分别统计每个第一事件集合中的第一事件发生次数作为第一事件集合对应的连续事件类型。

所述排程模块还用于发送铲板作业时间至展示设备。

所述展示设备包括显示设备和/或声音提示设备等能够以各种方式进行信息提示的设备，如：车间看板、语音提示设备、蜂鸣器等。

操作人员根据铲板排程，对各机位进行铲板操作(维护操作)。

所述系统还根据实时获取的纺丝设备的日志数据计算并更新铲板周期。

为了便于理解本申请实施例提供的工作流程，下面结合图3进行具体说明，如图3所示，排程系统获取实时设备事件日志(纺丝日志)；对所述纺丝日志进行连续满卷次数的标注；计算连续满卷后的断丝概率；根据断丝概率的分布，动态计算铲板周期内可连续卷满次数；根据可连续卷满次数对各纺丝设备进行铲板作业的排程，并将铲板作业排程发送至车间看板；操作人员根据车间看板上的操作提醒列表对纺丝设备进行维护。

所述铲板周期即可连续卷满次数对应的生产时段。

本申请的方法中，以全车间卷绕设备运行日志为基础，通过统计学方法计算铲板排程，在一定程度上摆脱了对传统生产经验的依赖，确保铲板排程设置的科学性；通过对日志数据动态计算，调整铲板作业周期，而不是设定固定值，保证维护作业(铲板作业时间)根据设备替换，原材料批次变化等生产条件的改变而进行自适应调整，提高了准确性，实现计算的自适应性和及时性；通过计算断丝概率的最大增加点(突变点)，计算铲板作业周期，积极有效的维护了生产连续性，也确保了铲板作业周期设置的高效性和合理性。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。