作者：国工智能项目部—白兴娅

MES系统，是为了帮助企业实现生产数据采集与分析、生产计划管理、生产过程控制、产品质量管理、车间库存管理等功能的生产过程执行系统。传统MES系统更倾向于作为一个信息化工具，且这种基础信息系统内信息处理的逻辑相对简单，并不能主动发现问题。而国工智能MES系统融合了国工智能数据大脑平台，平台内提供上百种统计学相关算法及机器学习算法；通过这些算法对企业数据进行分类分析、聚类分析、关联分析、预测分析，挖掘数据潜在价值，探索人力无法探知的的规律，提高企业产品附加值及行业竞争力，助力企业快速发展。本次案例就验证试验案与生产MES系统相融合进行探讨及应用举例。
使用验证试验方案可以确定在一定的置信水平下，验证可靠性超过给定标准所需的样本数量或检验时间。验证试验方案与以下两种类型的验证检验结合使用：   

1>实证检验，它提供重新设计的系统已抑制或显著减少了已知失效原因的统计证明。  

2>可靠性检验，它提供可靠性规格已经达到的统计证据。
案例与数据

在某企业的生产车间，因为在高温下绕组可能会分解的过快，因此会造成设备的停机，进而对生产进度造成负面影响。为了减少设备停机率，某可靠性工程师想研究涡轮装置中发动机绕组的失效率以确定绕组失效的时间。

图1 发动机绕组可靠性数据（局部）

使用此数据展示分布 ID 图（右删失）、分布概要图（右删失）、参数分布分析（右删失）和非参数分布分析（右删失）。

图2 数据展示说明

涡轮发动机燃烧室的可靠性目标是1个百分位数至少2000次循环。失效循环数趋向于服从形状为3的Weibull分布。对于每个燃烧室，最多可以累积到8000次检验循环。因此必须确定使用1失效检验计划验证该可靠性目标所需的燃烧室数。

分析过程

单击该组件，右侧会出现【组件配置】操作面板，进行一系列参数配置：将尺度参数设置为8000，允许最大失效数设置为1，样本数量设置为2000，形状参数设置为3，显著性水平选择0.05，单击运行，从调试面板中查看分析结果。

图3 验证试验方案组件及参数配置

分析结果

图4 分析结果 

从图4可以看出，必须对燃烧室检验8000次循环，才能验证置信度为95%时第一个百分位数至少是2000次循环。图形显示了实际通过指定的检验的可能性。其中：
1>随着改善比率从0增加到2，1失效检验的通过概率稳步上升。    

2>如果改善比率大于6，几乎可以确定检验肯定通过。
与MES系统相融合

国工数据大脑平台可直接获取MES系统中的设备失效数据，直接将失效数据对接到创建好的验证试验方案模型中，自动计算出改善比率，并将结果自动反写到MES系统进行预警提示，从而降低设备停机率。

参数说明

①　威布尔：威布尔分布有一个”形状参数”，可以拟合失效率随时间下降、失效率为常数、失效率随时间上升等不同的失效分布情况，在可靠性研究领域应用广泛。

②　尺度参数：样本的试验数。

③　显著性水平：估计总体参数落在某一区间内，可能犯错误的概率为显著性水平。

适用范围