卷接包机组综合评价方法研究及应用

杨义 康晓珍 任岚杨

1.黄金叶生产制造中心 河南郑州 450000

2.中科院成都信息技术股份有限公司 四川成都 610000

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

制造中心29台ZJ17-ZB45机组；ZJ17-ZB45机型机台操作工；卷烟纸、接装纸、盒包装纸、条包装纸、内衬纸五种辅料。

1.2 研究方法

通过专家调查法明确人员、设备、辅料指标，利用ETL技术抽取卷包生产监控与管理系统原始数据到数据中心，建立人员评价指标库、设备状态指标库、卷烟辅料指标库，构建人员胜任力模型、设备状态模型、卷烟辅料模型、机组综合状态模型，通过模型输入输出动态计算出机组综合评价指数CAI、人员胜任力指数PCI、设备状态指数ESI、卷烟辅料指数CMI。

2 模型设计

2.1 人员胜任力模型

（1）指标选择

（3）建立指标度量表。通过专家调查法，评估17个指标间重要程度。

指标一 指标二 重要关系卷接机最大连续运行时间 卷接机漏气剔除率 重要卷接机漏气剔除率 烟支重量标准偏差均值 极其重要卷接机最大连续运行时间 烟支重量标准偏差均值 相同

（4）构建指标N阶矩阵。分别根据卷烟机、包装机指标重要程度数值构建11阶矩阵与6阶矩阵。

（8）构建人员胜任力指数

2.2 设备状态模型

（1）指标选择

（4）确定相对重要程度。通过多级尺度判断矩阵分别判断43个卷接机故障相对重要程度，273个包装机故障相对重要程度。

（5）判断矩阵满意性。对新构造故障停机矩阵，进行满意性判定：（1）若不具有满意的一致性，需对判断矩阵B进行修正，修正矩阵为Y：

求使CIC值最小时Y即修正后故障停机矩阵。（2）若具有满意的一致性，计算故障事件权重，分别构建卷接机/包装机故障阶矩阵用经典层次分析计算出权重因子

（7）构建设备状态指数

2.3 卷烟辅料模型

（2）核算辅料消耗。分别核算每个机台同一批次下5种辅料消耗。

（5）构建卷烟辅料指数。利用短板理论算法，取5种辅料一次成品率最小值作为辅料状态指数CMI。

公式中：CMI为卷烟辅料指数，CFPY为卷烟纸一次成品率，BFPY为接装纸一次成品率，BWFPY为盒包装纸一次成品率，SWFPY为条包装纸一次成品率，LFPY为内衬纸一次成品率。

（6）机组综合评价模型。构建机组综合评价指数。利用短板理论算法，取人员胜任力指数PCI、设备状态指数ESI、卷烟辅料指数CMI最小值作为机组综合评价指数CAI。

3 模型验证

3.1 指标趋势性验证

随机调取制造中心任意一组ZJ17-ZB45机组1月内人、机、料指数数据，利用算法模型计算人PCI指数、ESI指数、CMI指数，由CAI指数趋势分布图可知，在2018年8月15日到2018年8月19日区间段，机组综合评价系列指数波动明显，尤其是PCI指数波动最大。

追溯分析PCI指数，发现卷接机产能完成率、卷接机操作工到离岗稳定率两个指标在8月15日到8月19日时间段出现与CAI指数、PCI指数相似的波动幅度。

通过数据分析及实际调查，发现17#机组在8月15日到8月19日出现频繁换牌，反衬出车间对换牌业务管理缺乏严谨性，卷烟机、包装机操作人员到离岗、机台自检、安全自检表现不一。从数据反应业务，表明新构建的机组综合评价指数CAI能够客观的表征机组稳态变化。

3.2 指标灵敏度验证

调取17#卷接机2015年8月到2016年8月故障停机时间、轮保时间、维修时间利用设备状态模型计算综合阀值。通过维修和轮保数据对综合阀值灵敏度进行验证，从图中得出以下结论，综合阈值以上设备进行维修或轮保活动，故障停机时间明显呈下降趋势；综合阀值以下对设备进行维修或轮保，故障停机时间存在上升或下降趋势，说明计算出的综合阀值可用于设备灵敏度校验。

4 结语

本课题研究内容贯穿机组整个生产过程，涉及到具体应用问题的研究及解决，从评价目确认、评价指标体系构建、指标权重因子确认到评价方法研究以及评价模型具体应用，具体的研究成果如下：（1）构建机组综合评价指数，适用于卷烟厂对机组整体性考核提供方法与工具；（2）遵循评价指标构建原则，既充分考虑评价的全面性，又最大程度满足评价指标独立性，通过避免交叉性原则，通过指标归一化技术，将不同指标量级纳入到同一水平；（3）不同评价指标对评价结果影响大小不一样，本课题采用主客观相结合权重赋值法，对人员、设备故障指标采用不同的权重分配方法；（4）对辅料估算理论产量，传统的行业理论单耗误差较大，本课题引入机型规格单耗来估算理论产量，大大缩小误差范围。