工业机器人集成应用 智能制造单元效能评估方法 征求意见稿

3GB/TXXXXX—XXXX工业机器人集成应用智能制造单元效能评估方法本文件规定了工业机器人集成应用领域的智能制造单元效能评估原则、评估目的、评估范围、评估指标和评估程序。本文件适用于工业机器人集成应用领域的智能制造单元效能评估。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T12643—2025机器人词汇3术语和定义GB/T12643—2025界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1智能制造单元intelligentmanufacturingunit在工业机器人集成应用领域，以工业机器人为重要动作执行载体，通过标准化接口模块与周边设备集成，构成的工业生产柔性化制造单元。3.2智能制造单元效能effectivenessoftheintelligentmanufacturingunit智能制造单元效能是指在特定生产周期内，生产效率、生产成本、生产质量和生产能耗与预期指标的符合程度。4评估原则智能制造单元效能评估原则应包括不限于：a)客观性原则：评估数据来源于智能制造单元的历史信息记录、实际测量；b)全面性原则：评估指标涵盖评估周期内的生产成本、生产效率、生产质量、生产能耗；c)可量化性原则：评估指标量化，便于比较和分析；d)可比性原则：评估结果具有可比性，便于不同单元效能横向比较、相同单元不同时期纵向比较。5评估目的智能制造单元效能评估目的应包括不限于：a)实现智能制造单元效能分析及控制；b)帮助企业了解智能制造单元的改进点，实现降本增效；GB/TXXXXX—XXXX4c)识别潜在的效能风险和问题，并采取相应措施，减少风险和浪费。6评估范围6.1评估边界工业机器人集成应用领域的智能制造单元，仅限单元内部设备及专属系统，排除外部关联系统。6.2评估周期智能制造单元的全生命周期或生产某个产品的特定时间段，新投产单元的评估周期至少为三个月。7评估指标7.1评估指标组成智能制造单元的效能评估指标分为二级，见表1，其中平均无故障工作时间可根据实际需要进行裁剪。表1评估指标组成表序号一级指标二级指标指标含义数据计算来源1生产成本人机比智能制造单元评估周期内人员数量与设备数量之间的比例。ERP2单位产品生产成本智能制造单元评估周期内生产单个产品的平均生产成本。ERP3生产效率时间开动率智能制造单元评估周期内实际工作时间占计划工作时间的百分比。MES4单位时间产量智能制造单元在单位时间内的产量。MES5平均无故障工作时间智能制造单元评估周期内设备无故障工作时间与故障次数的比值。MES6生产质量一次合格率智能制造单元生产的产品在首次提交检验时即符合质量标准的百分比。MES7质量损失率因产品质量不达标导致的直接经济损失占总成本的百分比。MES8生产能耗单位能耗产出智能制造单元单位能源消耗量所对应的产量。EMS、MES7.2评估指标计算方法7.2.1人机比智能制造单元评估周期内人机比的计算公式如式（1）所示：GB/TXXXXX—XXXX式中：MR——智能制造单元评估周期内人员数量与设备数量之间的比例；Np——智能制造单元评估周期内投入的人员数量，单位为人；Ne——智能制造单元评估周期内投入的设备数量，单位为台。7.2.2单位产品生产成本智能制造单元评估周期内单位产品生产成本的计算公式如式（2）所示：Cu=Ct÷Qt…………….…………(2)式中：Cu——智能制造单元评估周期内单位产品的生产成本，单位为元/件；Ct——智能制造单元评估周期内生产的总成本，单位为元；Qt——智能制造单元评估周期内生产产品的总数量，单位为件。7.2.3时间开动率智能制造单元设备利用率的计算公式如式（3）所示：式中：EAR——智能制造单元评估周期内的设备的时间开动率；Ta——智能制造单元评估周期内的实际工作时间，单位为小时；Tt——智能制造单元评估周期内的计划可用时间，单位为小时。7.2.4单位时间产量智能制造单元评估周期内单位时间产量的计算公式如式（4）所示：式中：Qu——智能制造单元评估周期内单位时间的产量，单位为件/小时。7.2.5平均无故障工作时间智能制造单元评估周期内平均无故障工作时间的计算公式如式（5）所示：式中：MTBF——智能制造单元评估周期内的平均无故障工作时间，单位为小时；FCP——智能制造单元评估周期内发生故障的次数，单位为次。7.2.6一次合格率智能制造单元评估周期内产品一次合格率的计算公式如式（6）所示：式中：FYRR——智能制造单元评估周期内产品的一次合格率；Qr——智能制造单元产品评估周期内首次检验合格的数量，单位为件；Qt——智能制造单元评估周期内生产产品的总数量，单位为件。GB/TXXXXX—XXXX67.2.7质量损失率智能制造单元评估周期内产品质量损失率的计算公式如式（7）所示：式中：QLR——智能制造单元评估周期内产品的质量损失率；Ql——智能制造单元评估周期内因产品质量不达标造成的质量损失，单位为元;ct——智能制造单元评估周期内生产的总成本，单位为元。7.2.8单位能耗产出智能制造单元评估周期内单位能耗产出的计算公式如式（8）所示：Ee=Qt÷Et……….…………(8)式中：Ee——智能制造单元评估周期内单位能源消耗量所对应的产量，单位为件/千瓦时；Et——智能制造单元评估周期内实际工作时间内的总的能源消耗量，单位为千瓦时。8评估程序8.1评估流程智能制造单元效能评估流程应包括下列5部分，具体的评估流程见图1：a)评估对象确定；b)评估工作组成立；c)评估对象相关信息收集；d)效能评估计算；e)效能评估报告编制。GB/TXXXXX—XXXX7图1智能制造单元效能评估流程8.2评估对象确定8.2.1评估对象应按照第6章评估范围要求确定。8.2.2企业可根据智能制造单元特点对评估范围进行裁剪，其中智能制造单元系统组成不可拆解。8.3评估工作组成立8.3.1在对智能制造单元进行效能评估时，应由一个评估组完成并且达成共识。8.3.2应明确评估组组长，按照本文件开展效能评估工作并在执行过程中全面负责，将评估结果和（或）建议报告给相关人员。8.3.3宜根据效能评估需要的技能和专业知识选择评估组成员，评估组中应包括下列人员：a)熟悉智能制造单元软件设计、硬件设计及集成的技术人员；b)具备智能制造单元操作、调试、保养、维修等实际经验的人员；c)熟悉智能制造单元人员配置、人员薪资的人员；d)智能制造单元实际使用和生产运行的人员。8.3.4不同团队针对相似情况的分析所形成的详细结果存在略微差异，应尽量完善评估组的知识和专业技能，提高效能评估结果的可信度。8.4评估对象相关信息收集8.4.1评估对象基本说明对被评估的智能制造单元进行基本说明，包括但不限于智能制造单元的机器人硬件组成部分及控制软件组成部分、日常使用情况。8.4.2评估对象使用说明GB/TXXXXX—XXXX8使用说明应包含以下内容：a)智能制造单元生产的详细内容、生产节拍和计划；b)智能制造单元的人员配置；c)智能制造单元的维护需求；d)智能制造单元的意外处理；e)智能制造单元的报废处理。8.5评估对象数据收集8.5.1根据评估范围，收集评估对象在评估周期内的效能数据和单元本身的效能设计指标，效能数据应包括单元的人员数量、设备数量、能源消耗等数据，数据来源包括但不限于MES、ERP的历史记录等；单元本身的效能设计指标包括人机比、单位产品生产成本、设备利用率等，数据来源包括智能制造单元的设计报告或验收报告。8.5.2根据收集的数据按照第7章的方法计算效能评估的指标。8.6效能评估计算8.6.1指标赋分及权重8.6.1.1智能制造单元效能指标采用实现度或减分法进行百分制赋分，其中：a)设备利用率、单位时间产量、无故障工作时间、一次合格率和单位能耗产量采用实现度进行赋分，得分≥100时评估得分取100分，效能评估指标得分计算方法如式（9）所示：式中：E——效能指标得分；Ac——效能指标的计算值；Ad——效能指标的设计值。b)人机比、单位产品生产成本、质量损失率采用减分法进行赋分，得分≥100时评估得分取100分，效能评估指标得分计算方法如式（10）所示：8.6.1.2指标权重代表该指标在整体评估中的相对重要程度，各层级指标权重设置根据指标重要程度综合确定，无故障工作时间指标可根据实际情况进行裁剪，并适当增加其他指标的权重。指标权重的设置见表2。表2指标权重序号一级指标二级指标权重1生产成本人机比14.67%2单位产品生产成本12.83%3生产效率时间开动率11.67%4单位时间产量18.33%GB/TXXXXX—XXXX5无故障工作时间6.67%6生产质量一次合格率18.33%7质量损失率8.33%8生产能耗单位能耗产量8.6.2效能计算智能制造单元效能计算公式如式（11）所示：ET=式中：ET——综合评估得分；Ei——指标中第i个指标的百分制评估得分，i的取值范围为1～n；Wi——指标中第i个指标对应的权重，其中所有指标的权重之和应为100%。8.6.3评估结果评定规则评估结果按得分评级为优秀、良好、合格、不合格四种，根据评估得分，评级划分标准见表3。表3评分标准表序号得分等级190分以上（含）优秀285（含）～90分380（含）～85分合格480分以下不合格8.7效能评估报告编制评估组在完成智能制造单元效能评估工作后，应编制效能评估报告。评估报告应包括但不限于以下——评估对象基本信息；——评估组成员名单；——评估时间和地点；——评估依据的方法；——评估结果。GB/TXXXXX—XXXX（资料性）评估对象信息收集表效能数据收集表见表A.1。表A.1评估对象信息收集表编制人编制日期基本信息单位名称单位地址单元名称单元规格评估时间范围收集数据序号数据名称数值1计划可用时间2实际工作时间3实际工作时间内的产量4产品首次检验合格的数量…评估指标计算结果序号指标名称计算值设计值得分1人机比2单位产品生产成本……GB/TXXXXX—XXXX（资料性）效能评估报告表效能评估报告表见表B.1。表B.1效能评估报告表编制人编制日期基本信息单位名称单位地址单元名称单元规格评估周期评估组成员名单序号姓名人员类别专业领域及职业签字评估时间及地点评估时间评估地点评估结果评估得分结果编制人：审批人：注：不同智能制造单元可根据实际情况进行调整。GB/TXXXXX—XXXX（资料性）智能打磨单元示例C.1确定评估的对象确定效能评估的对象为结构件智能打磨单元。C.2成立评估工作组成立评估工作组，详细人员如表C.1所示。表C.1评估组成员信息表序号姓名人员类别专业领域1张三组长数据分析2李四组员生产运营3王五组员质量管理4刘七组员生产管理5赵二组员智能单元设计C.3收集评估对象评估对象信息收集表如表C.2所示。表C.2评估对象信息收集表制表人李四制表日期基本信息单位名称*****公司单位地址******单元名称智能打磨单元单元规格评估周期数据收集序号数据名称单位数值1投入人员的数量人42投入设备的数量台GB/TXXXXX—XXXX3生产总成本元12000004生产产品的数量件30005实际工作时间小时3006计划可用时间小时3807发生故障的次数次38首次检验合格的数量件29509质量损失元20000能源消耗总量千瓦时8000评估指标计算结果序号指标名称单位设计值计算值得分1人机比人/台0.40.42单位产品生产成本元/件39040097.463时间开动率%7998.754单位时间产量件/小时83.335无故障工作时间小时86.206一次合格率%9998.399.297质量损失率%88.678单位能耗产量件/千瓦时0.40.37593.75C.4效能评估计算智能打磨单元的效能计算如下：ET=C.5出具评估报告效能评估报告如C.3所示。GB/TXXXXX—XXXX表C.3效能评估报告表编制人张三编制日期基本信息单位名称****公司单位地址******单元名称智能打磨单元单元规格评估周期注：收集对象信息表见表B.1评估组成员名单序号姓名人员类别专业领域及职业签字1张三组长数据分析张三2李四组员生产运营李四3王五组员质量管理王五4刘七组员生产管理刘七5赵二组员智能化设计赵二评估时间及地点评估时