968
правок
Изменения
Перейти к навигации
Перейти к поиску
Контекст расчета KPI определяется набором рабочих центров (РЦ), базовых и расчетных показателей (БП и РП)Перед началом настройки необходимо определить терминологию.
БП представляет собой временной ряд, т.е. совокупность последовательных интервалов времени и значений на этих интервалах. При запуске контекста, БП загружаются микросервисом '''KPI из родительской системы''' - (Key Performance Indicator, с момента времениключевой показатель эффективности) числовой показатель, указанного в поле «Дата начала» в настройках контекста. В дальнейшем повторные запросы для получения новых данных производятся для каждого БП в соответствие с настройкой «Период опроса». БП загружаются для каждого РЦ контекста по очереди.который позволяет оценить результативность и эффективность процесса
Для каждого БП необходимо задать имя переменной '''Контекст KPI''' - контекст вычислений, определяется набором рабочих центров, базовых и типрасчетных показателей, это множество значений показателей на временном интервале от момента запуска процесса вычисления отдельного KPI до текущего момента/момента завершения подсчета KPI. Имя переменной необходимо для указания данного БП в формулах расчета РП. Имя переменной должно начинаться с буквыПонятие контекста и его запуска/перезапуска и остановки важно, не содержать спецсимволов и пробелов. так как процесс вычисления KPI может быть очень ресурсоемким
БП могут быть следующих видов'''Базовые показатели''' представлены двумя видами показателей:*унифицированный базовый показатель;*индикатор.
Унифицированный базовый '''Базовый унифицированный показатель имеет общие настройки для ''' - показатели существующие на всех РЦ. Список доступных в системе БП приведен в таблице.системы
{| class="wikitable"! scope="col"| имя api! scope="col"| название! scope="col"| описание! scope="col"| '''Индикаторы'''- значения! scope="col"| источник|-| actualOperation| фактическое время операции| интервалы выполнения задания по данным оператора, исключая простои| 1/0| данные оператора|-| actualOperationDowntime| фактическое время простоя| интервалы простоя, указанные оператором| 1/0| данные оператора|-| plannedOperation| плановое время операции| интервал времени, на котором запланировано задание| 1технологических или иных автоматически регистрируемых параметров уникальное для каждого РЦ/0| задания|-| actualGoodProgress| производительность по качественным | скорость изготовления качественных изделий, рассчитанная по отметкам выпуска оператора, с учетом простоев| изделий группы РЦ в часзависимости от особенностей оборудования | данные оператора|'''Расчетный показатель''' -| actualRejectedProgress| производительность по браку| скорость изготовления бракавременной ряд показателей или результирующий показатель, рассчитанная по отметкам выпуска операторавычисляемый, с учетом простоев| изделий в час| данные оператора|-| actualUndefinedProgress| производительность по условно годным| скорость изготовления условно годных изделий, рассчитанная по отметкам выпуска оператора, соответствии с учетом простоев| изделий в час| данные оператора|-| actualTotalProgress| производительность общая| скорость изготовления изделийфункцией, рассчитанная по отметкам оператора, с учетом простоев| изделий включающей в час| данные оператора|-| plannedQuantity| плановая производительность| плановая скорость изготовлениясебя операторы, равная отношению числа изделий в задании к длительности задания. значение определено на интервалах фактического времени операции (actualOperation=1)| изделий в час| задания имена базовых показателей и данные оператора|-| shiftWorkingTime| рабочее время| время смен по расписанию | 1/0| настройки системы|-| productionTime| время операций на рабочем центре| автоматический режим работы станка| 1/0| машинные данные|}или имена других расчетных показателей
Для БП типа индикатор необходимо указать конкретный индикатор для каждого РЦ'''Срез данных''' - это инструмент разукрупнения агрегирующих расчетных показателей по выбранному признаку (смена, изделие, простой, поскольку РЦ могут иметь различный набор индикаторов и разные наименования тип простоя) для них. При этом в дальнейших расчетах БП указывается общим именем переменной, определенном в его настройкахупрощения сопоставления данных.
Для РП необходимо определить наименование и функцию Список базовых показателей, актуальный для его вычисления. Также РПданной версии системы вы можете увидеть в окне добавления KPI, которые необходимо отображать в аналитикена вкладке “Базовые показатели”, нужно указатьпояснения, как основныераскрывающие суть данного БП вы можете увидеть во всплывающей подсказке. Подробнее процесс создания БП описан ниже.
Формулы РП могут включать имена БП или РП, константы, бинарные операторы, скобки, математические функции, а также функции расчета итогов (агрегирующие функции)[[File:List.png | 700px]][[File:Hint.png | 700px]]
Константы задаются в числовом видеПолный список индикаторов, с точкойактуальных для выбранного набора РЦ, вы можете увидеть в качестве разделителя дробной части. Допустима также экспоненциальная форма записи. Например: 1.3окне добавления KPI, на вкладке “Базовые показатели”, 1.7e3 (эквивалентно 1700)РЦ могут иметь различный набор индикаторов и разные наименования для них, 1E-3 (эквивалентно 0как было указано ранее.001)Подробнее процесс создания БП описан ниже.
Имена переменных БП и РП должны начинаться с буквы (латиницы или кириллицы), могут также содержать цифры и символ _. Буквы верхнего и нижнего регистра считаются различными, поэтому, например, названия «Индикатор» и «индикатор» будут интерпретированы, как разные переменные[[File:Bp. png | 700px]]
РП может быть определен двумя способами: как временной ряд Расчетные функции могут включать имена БП или как итоговый показатель. Формула РП временного ряда должна включать хотя бы один РП временного ряда, либо БП. Такие РП вычисляются по мере поступления данных в микросервисконстанты, скобки, а также математические функции, бинарные операторы и полученные значения сохраняются в базе данных. Для каждого РЦ сохраняется отдельный ряд РПфункции расчета итогов (агрегирующие функции).
Итоговый РП представляет собой одно значение, рассчитываемое Бинарные операторы и математические функции поддерживается для некоторого заданного интервала временипоказателей временного ряда и результирующих показателей. Такой РП вычисляется непосредственно при запросе к микросервису, например, из аналитик. Формула итогового РП Аргументом агрегирующей функции может содержать другие итоговые РП, а также агрегирующие функции, примененные к быть только БП или РП временного ряда. Итоговый РП может быть получен для каждого РЦ контекста в отдельности, и как общий для всех РЦ, заданных в запросе.
Для обоих видов РП доступен одинаковый набор бинарных Далее приведен перечень поддерживаемых функций и операторов. В таблице приведены доступные операторы, в соответствие с их математическим приоритетомпо категориям.
В Для расчета логических выражений в системе поддерживаются отсутствующие (неопределенные) значения. Такие используется соглашение, что значения не учитываются при расчете итогов, и для большинства операций применимо правилобольше нуля соответствуют значению «истина», если какойа меньше -либо аргумент не определен«ложь», результат также является неопределенным. Исключением является оператор ??и наоборот, предназначенный для установки неопределенных значений в левой части логические операции и операции сравнения возвращают 1 в качестве значения по умолчанию в правой«истина» и 0 – «ложь». И наоборот, оператор ? позволяет получить неопределенные значения, в случае невыполнения заданного критерия в левой части, либо вернут значение справа, если критерий истинныйНекоторые примеры вычислений для логических операций и операций сравнения приведены ниже. Например:
В выражениях для итоговых РП можно использовать 3 агрегирующие функции:
* sum – сумма (интеграл) значений на интервале;
* dur – длительность интервала, на котором значение известно и определено;
* avg – среднее значение на интервале, выражение avg(РП) эквивалентно выражению sum(РП)/dur(РП).
Аргументом агрегирующей Рассмотрим пример, «xload» – базовый показатель, индикатор нагрузки на ось, с периодом дискретизации до 1 измерения в секунду. Требуется определить суммарное время повышенной нагрузки на ось (>95) с точностью до 10 минут. Решение: Контекст без применения оконной функции может быть только БП реализован следующим образом [[File:Win_1.png | 700px]] Зададим расчетный показатель «xloadWindow», вычисляемый по функции «avgWin(xload>95, 10)» и основной расчетный показатель «overload2», вычисляемый по функции «sum(xloadWindow)». Объем хранимых данных и время запросов для overload уменьшаются в 600 раз по сравнению с исходным контекстом. [[File:Win_2.png | 700px]] Подробнее процесс создания РП описан ниже = Создание и редактирование KPI = Для работы с модулем KPI перейдите: Главное меню [[File:Menu.png | 20px]] -> KPI [[File:Kpi 1.png | 30px]] [[File:Kpi 2.png | 1000px]] Нажмите кнопку “Добавить”. В открывшемся диалоговом окне укажите наименование KPI. [[File:Wc 1.png | 700px]] На вкладке “Рабочий центр” добавьте один или несколько рабочих центров. Через стандартное окно выбора РЦ. [[File:Wc 2.png | 700px]] На вкладке “Базовые показатели” добавьте индикаторы и/или базовые показатели. [[File:Bp creation 1.png | 700px]] [[File:Bp creation 2.png | 700px]] Вы можете использовать индекс сортировки и цветовую индикацию для наглядности. [[File:Bp creation 3.png | 700px]] Обратите внимание что часть базовых показателей могут быть конкретизированы за счет дополнительных полей (например, смена или пользовательская причина простоя). Поле становится доступно после того как вы выберите тот или иной показатель. [[File:Bp creation 5.png | 700px]] На вкладке “Расчетные показатели” опишите функции, в соответствии с желаемой логикой. Важно корректно выбрать тип данных (десятичная дробь, время в часах или процент) и учитывать тип данных переменных при составлении функций. [[File:Cp 1.png | 700px]] Если вы пропустили какое-то обязательное поле или ошиблись в имени переменной при сохранении валидатор сообщит об этом. [[File:Cp 2.png | 700px]] Для снижения вероятности возникновения ошибки рекомендуем вводить формулы не вручную, а с использованием подсказок. [[File:Cp 2 1.png | 700px]] Если РП должен быть доступен на аналитиках необходимо активировать флаг “Основной”. Цвета РП временного рядаиспользуются для отображения на диаграммах аналитик. Вычисляемые выражения [[File:Cp 3.png | 700px]] Если вы хотите добавить “Срез данных”, на соответствующей вкладке нажмите кнопку “Добавить” и выберите один из стандартных срезов, затем нажмите “Сохранить”. Важно чтобы добавляемый срез был логически связан с расчетным показателем, в качестве аргумента противном случае вы не поддерживаютсяполучите желаемого эффекта, добавление среза - опциональный шаг. [[File:Cp 2 2.png | 700px]] После завершения редактирования контекста активируйте флаг “Контекст включен” и нажмите “Сохранить”. Например [[File:Cp 4.png | 700px]] Если функции расчетного показателя для разных рабочих центров должны отличаться, выражение avg(БПдобавьте поле для ввода функции с помощью кнопки "+РП) является некорректным" и укажите для каких рабочих центров она актуальна. Удалить формулу можно с помощью кнопки "-". Для рабочих центров не учтенных в дополнительных формулах вычисления будут произведены по основной формуле.<b>Примечание</b>: Дополнительные формулы не могут быть использованы в расчетах итоговых значений, т. к. расчет общего значения для всех РЦ в контексте для разных формул в большинстве случаев невозможен или некорректен. Возможное решение – задать дополнительные формулы для временных рядов до расчета итогов. В таком случае нужно сначала определить РП2 как БП+РП Пример: для РЦ разного типа необходимо задать разные критические значения нагрузки на шпиндель - задаём дополнительные формулы для каждого типа РЦ с соответствующим уровнем порога (axisLoad>95 для четырех РЦ, axisLoad>85 для двух и использовать выражение вида avgaxisLoad>80 для РЦ Siemens). Для РЦ не указанных в дополнительных формулах будет произведен расчет функцией по умолчанию (РП2axisLoad>90). Тогда РП2 [[File:AddCP.png | 700px]] По истечению времени KPI будет рассчитан предварительноотображаться на аналитиках 30 или 30.1 в зависимости от типа. В нашем примере мы работаем с временным рядом [[File:Visualization.png | 700px]] При необходимости могут быть внесены изменения в контекст, но все правки приведут к необходимости перезапуска контекста. Подробнее ограничения описаны в “Правила редактирования и перезапуска контекстов”, для контекстов KPI доступны стандартные функции: “Редактировать”, по мере поступления “Клонировать” и “Удалить”, а также кнопка “Перезапустить контекст”. Окно редактирования полностью идентично окну создания. После внесения правок система сама предложит “Перезапустить контекст”. = Использование InflaxDB 2.X = Реляционные базы данных (особенно Express-версии) не являются оптимальным выбором для хранения баз данных БП KPI, они быстро разрастаются и расчета РПмедленнее предоставляют данные для визуализации, выполняют пересчеты. Мы рекомендуем рассмотреть возможность использовать [https://docs.influxdata.com/influxdb/v2.1/install/?t=Windows InflaxDB 2.X] Обратите внимание, что при первичной установке InflaxDB 2.X запросит данные регистрации, а итог будет рассчитан их необходимо запомнить (вы всегда сможете посмотреть их в момент обработки запросаинтерфейсе Inflax): *Организация*Сегмент данных (Bucket)*Имя пользователя*Пароль [[File:Inflax3.png.PNG | 700px]] ИЛИ вы можете взять данные DPA по умолчанию, тогда при добавлении хранилища вам не придется указывать их вручную.
РП в контексте могут быть определены в любом порядке, но их формулы не должны содержать неизвестных переменных, а также циклических зависимостей[[File:Inflax11. Например, следующие контексты являются некорректными:* РП2 – не определенpng | 1000px]]
РП1: РП2 + БП1* РП1 зависит от РП2После установки перейдите на вкладку "Хранилища данных" модуля KPI, который зависит от РП3выберите добавить, определенный через РП1 – циклическая зависимостьв выпадающем списке выберите Inflax, заполните поле "Наименование" нажмите "Сохранить".
РП1: РП2 После того как хранилище добавлено необходимо перенести в него контексты (их копии). Для этого скопируйте (откройте на редактировании контекст), затем перейдите на вкладку "Хранилище" и выберите из выпадающего списка ранее созданное хранилище, сохраните и запустите контекст.
РП2[[File: РП3Inflax2.png | 1000px]] = Правила редактирования и перезапуска контекста = Реализация системы накладывает некоторые технические ограничения на возможности редактирования контекстов, которые уже запускались ранее. Если в базе уже есть какие-либо данные, относящиеся к данному контексту, при изменении контекста эти данные не будут автоматически пересчитаны. Поэтому:* изменение даты начала контекста игнорируется – для ранее запущенного контекста данные запрашиваются и рассчитываются от последней временной отметки данных, зафиксированных в базе* изменение формул РП временных рядов влияет только на новые данные – данные уже записанные в базу останутся прежними, поэтому математически значимое изменение формул может приводить к некорректным результатам. Допустимо:* добавлять новые РП в контекст;* добавлять новые БП в контекст;* удалять РП и БП, не используемые в расчетах;* изменять названия и формулы итоговых РП;* удалять и добавлять РЦ.
РП3Допустимо, но не рекомендуется: РП1* согласованно изменять названия БП и РП временных рядов (то есть одновременно в определении и во всех формулах)* изменять формулы на математически эквивалентные (например, a+b на b+a).
= Примеры контекстов =Во всех случаях редактирования РП временных рядов необходим перезапуск контекста. Итоговые РП можно редактировать без каких-либо ограничений, т.к. их расчет производится по запросу.
== Контекст для расчета OEE по данным оператора, исключая интервалы времени без запланированных заданий ==2
= Редактирование контекстов =
Реализация системы накладывает некоторые технические ограничения на возможности редактирования контекстов, которые уже запускались ранее. Если в базе уже есть какие-либо данные, относящиеся к данному контексту, при изменении контекста эти данные не будут автоматически пересчитаны. Поэтому:
* изменение даты начала контекста игнорируется – для ранее запущенного контекста данные запрашиваются и рассчитываются от последней временной отметки данных, зафиксированных в базе
* изменение формул РП временных рядов влияет только на новые данные – данные уже записанные в базу останутся прежними, поэтому математически значимое изменение формул может приводить к некорректным результатам.
Допустимо:
* добавлять новые РП в контекст;
* добавлять новые БП в контекст;
* удалять РП и БП, не используемые в расчетах;
* изменять названия и формулы итоговых РП;
* удалять и добавлять РЦ.
Допустимо, но не рекомендуется:
* согласованно изменять названия БП и РП временных рядов (то есть одновременно в определении и во всех формулах)
* изменять формулы на математически эквивалентные (например, a+b на b+a).
Во всех случаях редактирования РП временных рядов необходим перезапуск контекста. Итоговые РП можно редактировать без каких-либо ограничений, т.к. их расчет производится по запросу.
KPI
,При успешном подключении в колонке состояние видим, что микросервис успешно подключен.
= KPI Базовые понятия и расчетные показатели принципы вычисления =
{| class="wikitable"
| операции с отсутствующими значениями
|}
Для БП типа индикатор необходимо указать конкретный индикатор для каждого РЦ, поскольку РЦ могут иметь различный набор индикаторов и разные наименования для них. При этом в дальнейших расчетах БП указывается общим именем переменной, определенном в его настройках.
Для РП необходимо определить наименование и функцию для его вычисления. Также РП, которые необходимо отображать в аналитике, нужно указать, как основные.
Формулы РП могут включать имена БП или РП, константы, бинарные операторы, скобки, математические функции, а также функции расчета итогов (агрегирующие функции).
Константы задаются в числовом виде, с точкой, в качестве разделителя дробной части. Допустима также экспоненциальная форма записи. Например: 1.3, 1.7e3 (эквивалентно 1700), 1E-3 (эквивалентно 0.001).
Имена переменных БП и РП должны начинаться с буквы (латиницы или кириллицы), могут также содержать цифры и символ _. Буквы верхнего и нижнего регистра считаются различными, поэтому, например, названия «Индикатор» и «индикатор» будут интерпретированы, как разные переменные.
РП может быть определен двумя способами: как временной ряд или как итоговый показатель. Формула РП временного ряда должна включать хотя бы один РП временного ряда, либо БП. Такие РП вычисляются по мере поступления данных в микросервис, и полученные значения сохраняются в базе данных. Для каждого РЦ сохраняется отдельный ряд РП.
Итоговый РП представляет собой одно значение, рассчитываемое для некоторого заданного интервала времени. Такой РП вычисляется непосредственно при запросе к микросервису, например, из аналитик. Формула итогового РП может содержать другие итоговые РП, а также агрегирующие функции, примененные к БП или РП временного ряда. Итоговый РП может быть получен для каждого РЦ контекста в отдельности, и как общий для всех РЦ, заданных в запросе.
Для обоих видов РП доступен одинаковый набор бинарных операторов. В таблице приведены доступные операторы, в соответствие с их математическим приоритетом.
Для расчета логических выражений в системе используется соглашение, что значения больше нуля соответствуют значению «истина», а меньше - «ложь», и наоборот, логические операции и операции сравнения возвращают 1 в качестве значения «истина» и 0 – «ложь». Некоторые примеры вычислений для логических операций и операций сравнения приведены в таблице
|}
{| class="wikitable"
|}
В выражениях доступны таблице ниже приведены математические функции минимума и максимума с произвольным количеством аргументов – min, max, а также функция модуля abs.:
{| class="wikitable"
| <b>Название</b>| <b>Описание</b>| <b>Примеры</b>|-| min| минимум из нескольких значений| min(1,2,3)= 1|-|max| максимум из нескольких значений|max(1,2) =2|-| abs| значение по модулю| abs(-2) = 2 abs(1,2) – неверная формула|-| round | математическое округление| round(2.5) = 3 round(2.2) = 2 round(-2.5) = -3
|-
| maxfloor| округление к меньшему целому| floor (2.5) = 2floor (1,2.7)= 2 | floor (-2.5) = -3
|-
| absceil| округление к большему целому| ceil (2.3) = 3 ceil (2.7) = 3 ceil (-2.5) = -2|} В выражениях для итоговых РП можно использовать 3агрегирующие функции: *sum – сумма (интеграл) значений на интервале; *dur – длительность интервала, на котором значение известно и определено; *avg – среднее значение на интервале, выражение avg(РП) эквивалентно выражению sum(РП)/dur(РП). Для уменьшения избыточности хранимых данных и ускорения запросов, для агрегирующих функций, могут быть использованы оконные функции. Окно – набор строк, в рамках которого происходит вычисление. У оконной функции необходимо указать 2 параметра – выражение для временного ряда и период вычисления в минутах. Можно понижать размерность исходных данных, сохраняя точность запросов в пределах размера окна, поскольку значения агрегирующих функций одинаковы как для исходного ряда, так и для прореженного. Вычисление среднего в окне avgWin. За каждый полный период с начала текущих суток в хранилище будет записан один интервал значений, равный среднему значению временного ряда, для которого функция рассчитывается. На примере видно, что применение оконной функции не виляет на точность результата. {| class="wikitable"| 3| время, мин|||||| avg| sum
|-
| abs(|0)| 01|2|3|4|5||
|-
| absorigin (исходный ряд)|3)|1|2|6|5|4| 3.5|21
|-
| absavgWin(origin,3) (прореженный ряд)| 2 =(3+1,+2)/3|||5 =(6+5+4)/3||| 3.5=(2*3+5*3)/6| неверная формула21=(2*3+5*3)
|}
== Контекст для расчета ОЕЕ по машинным данным =Примеры KPI =
Базовые показатели:
| production
| базовый показатель
| productionTimeРабочее время по состоянию РЦ
| интервалы производства по машинным данным
|}
|}
Базовые показатели:
| operation
| базовый показатель
| actualOperationФактическое время операции
| интервалы операций
|-
| downtime
| базовый показатель
| actualOperationDowntimeФактическое время простоя
| интервалы простоев
|-
| planned
| базовый показатель
| plannedQuantityПлановое количество
| плановая производительность
|-
| good
| базовый показатель
| actualGoodProgressПроизведено качественных
| фактическая производительность по качественным изделиям
|-
| total
| базовый показатель
| actualTotalProgressПроизведено всего
| фактическая производительность по всем изделиям
|}
Данный пример отличается от предыдущего тем, что в нем доступность рассчитывается без учета интервалов времени, на которые задания не были назначены. То есть первый вариант определяет ОЕЕ с учетом эффективности планирования, а второй показывает именно эффективность выполнения заданий оператором. Таким образом, гибкая настройка системы позволяет получать расчет OEE в разных разрезах для получения информативных значений в каждом практическом случае.
