基于产量数据的批次起止时间修正方法、设备及存储介质与流程

本发明涉及工业数据处理修正，具体为基于产量数据的批次起止时间修正方法、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着离散制造现场自动化水平的提升，工业数据处理技术逐步应用于生产节拍监测、批次追溯管理及运行过程控制，涉及高速装配设备、连续加工产线与智能包装单元。在工业数据处理过程中，批次数据与过程数据通常依据批次开始时间和批次结束时间建立时间关联，但在设备实际生产状态变化与批次时间记录不同步的情况下，二者的时间对应关系可能产生偏差。制造执行系统（manufacturing execution system，mes）通常根据操作员执行批次开始操作的时刻记录批次开始时间，并根据批次结束操作的时刻记录批次结束时间，再依据对应时间范围归集设备运行期间形成的工艺参数数据。在实际生产过程中，设备在批次开始前可能经历预热、上料及升速过程，在批次结束前后可能经历停止产出、降速及清机过程，mes记录的批次起止时间与设备实际产生产品的起止时间并不必然一致，由此可能使按照批次时间范围归集的过程数据包含非实际生产阶段的数据，或者遗漏实际生产阶段的数据。在现有mes生产执行过程中，批次工单下发及状态更新通常需要结合操作员的操作记录完成。操作员执行批次开始操作后，设备可能仍处于预热、上料或运行准备状态；设备进入实际生产状态后，批次开始信息也可能因操作时间差异而晚于实际生产开始时间。批次结束阶段同样可能存在mes记录时间与设备实际停止产出时间不一致的情况。因此，工业数据处理系统中保存的批次开始时间和批次结束时间可能与设备实际生产周期存在时间偏移。此外，在设备持续运行过程中，物料批次信息、工艺参数信息及质检信息的录入时间也可能与对应生产事件的发生时间不同步，使不同来源工业数据在按照批次时间进行关联时出现时间对应关系偏差，进而影响基于批次时间范围开展的生产周期分析和生产过程追溯。

2、例如公告号为cn110046777b的发明专利提供一种柔性作业车间持续重构调度方法及装置，其中，该方法包括：确定柔性作业车间内所有订单的多个工序级批次，从确定的多个工序级批次中筛选出当前可加工的多个工序级批次，利用基于设备瓶颈程度的启发式规则，依次为当前可加工的多个工序级批次安排设备，得到初步排产方案，根据初步排产方案，划分多个时间区间，并利用聚类算法依次获取每个时间区间的虚拟单元备选方案，利用适用性遗传算法，优化得到每个时间区间的虚拟单元构建方案，根据虚拟单元构建方案，修正初步排产方案，得到最终排产方案。该方案能够为多品种、小批量下柔性作业车间的调度人员进行持续重构调度提供辅助，保证柔性作业车间同时兼顾生产效率和生产柔性。

3、例如公告号为cn116128221b的发明专利公开了一种基于数字孪生的航发叶片再制造生产线调度方法，包括：基于物理再制造车间信息构建再制造车间数字孪生模型和历史孪生数据，获取若干组损伤叶片信息；基于若干组损伤叶片信息，构建基于损伤叶片再制造利润率的跨批次车间调度的优化模型，并进行优化求解，获取基于损伤叶片再制造利润率的跨批次调度方案；基于实时传感器，构建基于实时工序完成时间的车间动态调度模型，重新生成基于利润率模型和实时工序完成时间的车间动态调度方案；基于实时工序完成时间的车间动态调度模型修正若干工序的加工轨迹数字孪生仿真工时，进行下一批次损伤叶片再制造车间调度规划，完成损伤叶片再制造生产线调度。

4、因此，亟待需要基于产量数据的批次起止时间修正方法、设备及存储介质，能够自动、精准地修正批次开始和结束时间，实现批次与设备工艺参数关联。该方法应能有效消除人为操作引入的时序误差，确保生产数据与物理生产过程的高度一致，从而为构建透明、可靠、高效的数字化车间奠定坚实的数据基础。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了基于产量数据的批次起止时间修正方法、设备及存储介质，解决了在企业生产制造过程中，批次开始时间和结束时间超前或滞后，导致批次数据分析出现失真的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于产量数据的批次起止时间修正方法，包括s1，基于预设采样周期采集目标生产设备的产量数据，并将产量数据存入产量数据存储表；s2，基于产量数据存储表构建产量变化对比表，进行生产批次划分，并根据同一批次的产量数据记录确定批次开始时间和批次结束时间，排除无效候选批次；s3，基于批次生产最低时长剔除测试批次，通过时间偏离度确定最佳开始候选和最佳结束候选，得到修正后批次开始时间和修正后批次结束时间。

5、进一步地，所述基于预设采样周期采集目标生产设备的产量数据，并将产量数据存入产量数据存储表具体步骤为：通过预设的采样周期采集目标生产设备的产量数据，目标生产设备包括生产线中的加工机床、装配设备和包装机械；产量数据通过与目标生产设备的生产管理平台对接读取实时产量记录，或者通过设置在生产线上的计数传感器自动采集，计数传感器包括光电传感器和编码器；产量数据为目标生产设备在采样时刻对应的累计产量值，累计产量值表示当前生产批次内已经完成的产品数量；将采样周期作为产量数据写入产量数据存储表的时间间隔，每一个采样时刻对应一条产量数据记录；产量数据存储表包括时间戳列、产量值列、描述列和质量列，时间戳列设置为主键，质量列用于标记正常采集、补采、缺失或者异常采集状态。

6、进一步地，所述基于产量数据存储表构建产量变化对比表具体步骤为：以采样周期为单位，按时间戳升序遍历产量数据，将当前采样周期的产量值、上一采样周期的产量值和下一采样周期的产量值进行关联，形成以当前采样时刻对应的产量数据记录为基准的相邻产量变化关系，并基于相邻产量变化关系构建产量变化对比表；产量变化对比表包括采样周期、当前采样周期产量、上一采样周期产量和下一采样周期产量，用于识别产量清零、产量启动和产量达到批次生产产量的时间位置；对于首条产量数据记录，上一采样周期产量记为空值，首条产量数据记录不参与产量清零判定；对于末条产量数据记录，下一采样周期产量记为空值，末条产量数据记录不参与产量启动判定；存在空值的相邻产量变化关系不作为对应时间位置的判定依据。

7、进一步地，所述进行生产批次划分具体步骤为：在产量变化对比表的基础上增加清零标记列和批次编号列，形成产量批次划分表；当前采样时刻产量为零，且前一采样时刻产量不为零时，将当前采样时刻标记为清零点，将清零标记列置为一，否则将清零标记列置为零；清零点对应的采样时刻记为产量清零时间；将当前批次编号初始化为一，从第一条产量数据记录开始，按照采样时刻先后顺序为每条产量数据记录分配批次编号，首个清零点之前的产量数据记录均归入初始批次编号；识别到清零点记录时先将当前批次编号递增，再将该清零点记录及该清零点记录之后的、下一个清零点记录之前的产量数据记录归入递增后的批次编号；当连续两个及两个以上采样时刻的产量值均为零时，将连续零值片段中的首个清零点作为后一生产批次的边界记录，连续零值片段中的其余零值记录归入与所述首个清零点相同的后一生产批次编号。

8、进一步地，所述根据同一批次的产量数据记录确定批次开始时间和批次结束时间，排除无效候选批次具体步骤为：在同一批次编号对应的产量数据记录中，当前采样时刻产量值为零，且相邻的后一采样时刻产量值不为零时，将后一采样时刻标记为批次开始时间；获取同一批次编号对应的产量数据记录中的产量值最大值，将产量值最大值作为当前批次生产产量；在同一批次编号对应的产量数据记录中，对产量值执行缺失值补齐、异常跳变剔除和相邻采样平滑处理，得到修正后产量值；当首次出现前一采样时刻的修正后产量值小于批次生产产量，且当前采样时刻的修正后产量值与批次生产产量之间的差值绝对值小于或等于产量容差，并在后续连续n个采样窗口内保持在产量容差范围内时，将当前采样时刻标记为批次结束时间；将批次结束时间减去批次开始时间，得到批次生产持续时长；当同一批次编号对应的产量数据记录中未识别到批次开始时间，或者未识别到批次结束时间，或者批次结束时间早于批次开始时间时，将对应批次编号标记为无效候选批次，无效候选批次不进入后续起止时间偏离比较。

9、进一步地，所述基于批次生产最低时长剔除测试批次具体步骤为：读取需要修正批次的原始批次开始时间和原始批次结束时间并获取原始批次持续时长，原始批次开始时间和原始批次结束时间来源于生产管理平台、工单记录或者批次记录表，原始批次持续时长为原始批次结束时间减去原始批次开始时间得到的时长；将每个非无效候选批次的产量清零时间、批次开始时间、批次结束时间、批次生产持续时长和批次生产产量汇总为批次候选记录；设置批次生产最低时长，将批次生产持续时长低于批次生产最低时长的批次候选记录判定为生产过程中的测试批次，并从批次候选记录中剔除，得到正常生产批次候选记录；其中批次生产最低时长根据目标生产设备的产品工艺节拍确定，批次生产最低时长的单位与时间戳单位一致。

10、进一步地，所述通过时间偏离度确定最佳开始候选和最佳结束候选具体步骤为：正常生产批次候选记录包括候选批次编号、候选开始时间、候选结束时间、候选批次生产产量和候选批次生产持续时长；基于原始批次开始时间和原始批次结束时间，分别计算每一个正常生产批次候选记录与需要修正批次之间的开始时间偏离度和结束时间偏离度；开始时间偏离度为候选开始时间与原始批次开始时间之差的绝对值，结束时间偏离度为候选结束时间与原始批次结束时间之差的绝对值；将开始时间偏离度最小的正常生产批次候选记录确定为最佳开始候选，将结束时间偏离度最小的正常生产批次候选记录确定为最佳结束候选；当存在两个及两个以上的正常生产批次候选记录具有相同的最小开始时间偏离度时，优先选择批次生产持续时长与需要修正批次的原始批次持续时长绝对差值最小的正常生产批次候选记录作为最佳开始候选；当存在两个及两个以上的正常生产批次候选记录具有相同的最小结束时间偏离度时，优先选择批次生产持续时长与需要修正批次的原始批次持续时长绝对差值最小的正常生产批次候选记录作为最佳结束候选；仍无法区分时，选择候选开始时间最早的正常生产批次候选记录。

11、进一步地，所述得到修正后批次开始时间和修正后批次结束时间具体步骤为：当最佳开始候选与最佳结束候选指向同一个候选批次编号时，将候选批次编号对应的正常生产批次候选记录确定为目标修正批次，并采用目标修正批次的候选开始时间和候选结束时间分别作为需要修正批次的修正后批次开始时间和修正后批次结束时间；当最佳开始候选与最佳结束候选指向不同候选批次编号时，判定发生批次匹配异常，生成批次匹配异常记录，并输出报警提示；批次匹配异常记录包括需要修正批次编号、最佳开始候选对应的候选批次编号、最佳结束候选对应的候选批次编号、开始时间偏离度、结束时间偏离度和报警生成时间。

12、本发明第二方面提供了基于产量数据的批次起止时间修正设备，包括：至少一个处理器以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行任一项所述的基于产量数据的批次起止时间修正方法。

13、本发明第三方面提供了基于产量数据的批次起止时间修正存储介质，包括：存储有计算机可执行指令的存储介质，其中计算机可执行指令设置为实现任一项所述的基于产量数据的批次起止时间修正方法。

14、有益效果

15、本发明具有以下有益效果：

16、（1）该基于产量数据的批次起止时间修正方法、设备及存储介质，通过利用设备产量数据作为批次时间修正依据，对原始批次开始时间和原始批次结束时间进行校正，减小人工操作时间与设备实际生产时间不一致对批次时间记录造成的影响，提高批次起止时间与实际生产过程的对应准确性。

17、（2）该基于产量数据的批次起止时间修正方法、设备及存储介质，通过基于修正后的、精确反映实际生产周期的时间窗口去关联工艺参数，确保了所追溯的数据即是该批次真实经历的过程数据，为质量追溯提供了可信赖的依据。

18、（3）该基于产量数据的批次起止时间修正方法、设备及存储介质，从时间修正到数据关联，全程无需人工干预，提升了效率，保证了数据的一致性，为实现“黑灯工厂”和无人化决策提供了数据基础。

19、（4）该基于产量数据的批次起止时间修正方法、设备及存储介质，无需改造现有硬件设备，充分利用了车间已有的产量和工艺参数数据，通过软件逻辑和算法创新实现价值，易于推广和应用。

20、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。