生产分析系统、方法及计算机可读取介质与流程

1.本发明涉及一种生产分析系统、方法及计算机可读取介质，特别涉及可用于工业生产中的价值流程构筑的生产分析系统、生产分析方法、以及存储有结果为执行该生产分析方法的程序的计算机可读取介质。


背景技术：

2.以往，在工业生产领域，为了帮助企业提高生产效率，在日本丰田准时化生产jit(just in time)的生产方式的基础上，提出有以减少生产中的浪费为目标的精益生产(lean production)的生产系统构架。
3.作为精益生产系统构架下的一种描述物流和信息流的形象化工具，提出有被称为vsm(value stream mapping：价值流程图)的工具。vsm通过形象化地对生产过程中的物流和信息流进行描述，达到了帮助企业理解和精简生产流程，减少生产过程中的不良/修理浪费、过分加工浪费、动作浪费、搬运浪费、库存浪费、制造过多/过早浪费、等待浪费以及管理浪费这八大浪费的目的。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题
5.在使用如vsm这样的现有的精益生产工具的过程中，基本的着眼点在于如何削减对于价值创造无益的业务流程环节和实物流程环节、以及如何缩短从市场需求到生产计划制定、采购计划制定、生产组织、仓储及生产制造和成品出货的整个过程的l/t(lead time：订单备货期)。也就是说，现有的vsm所着重考虑的是流通环节中所产生的浪费、以及生产过程中所产生的生产性浪费。
6.然而，在实际的生产过程中，除了生产性浪费以外，生产中所使用的电力、各种生产材料(包括副资材)、生产相关资源(如水、天然气)等能源浪费也同样应被予以考虑。
7.此外，在对于环境保护越来越予以重视的当下，生产过程中所产生的各种污染物的处理、以及生产过程中所产生的温室气体的处理等也同样应该被予以考虑。
8.本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种生产分析系统、生产分析方法、以及存储有结果为执行该生产分析方法的程序的计算机可读取介质，能以生产、能效、环境负荷的三元集中视点来构筑生产体系，由此，能整体把握生产中的各个环节的生产现状，在提高生产价值的同时，着力实现生产、能源、环境三要素的平衡。
9.解决技术问题的技术方案
10.为了解决上述技术问题，本发明的第一方面所涉及的生产分析系统对生产现场的生产状况、资源使用量及环境污染物排放量进行分析，其特征在于，包括：基准值获取部，该基准值获取部获取生产数据基准值；实际生产数据获取部，该实际生产数据获取部获取来自所述生产现场的实际生产数据；浪费数据计算部，该浪费数据计算部基于所述生产数据基准值和所述实际生产数据，对所述生产现场的包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费在
内的浪费数据进行计算；以及生产分析结果生成部，该生产分析结果生成部基于所述浪费数据来生成生产分析结果，所述生产分析结果包含与所述生产现场相对应的所述生产性浪费、所述能源浪费及所述环境浪费。
11.另外，本发明的第二方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第一方面中，所述浪费数据计算部包括：生产性浪费计算部，该生产性浪费计算部对所述生产数据基准值与所述实际生产数据进行比较，对所述生产现场的各生产线的各生产阶段及各所述生产线之间的换线阶段的浪费时间进行计算，以作为所述生产性浪费；能源浪费计算部，该能源浪费计算部基于所述浪费时间，对所述浪费时间内所使用的能源量进行计算，以作为所述能源浪费；以及环境浪费计算部，该环境浪费计算部基于所述浪费时间，对为产生所述浪费时间内所使用的电力而排放出的温室气体量、和/或所述浪费时间内所使用的环境资源量进行计算，以作为所述环境浪费。
12.另外，本发明的第三方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第二方面中，当针对所述浪费时间无法统计出所述环境资源量时，所述环境浪费计算部仅输出已统计的环境资源统计时间段内的所述环境资源量。
13.另外，本发明的第四方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第二方面中，所述环境浪费计算部基于所述浪费时间内所使用的环境资源量，计算为了对环境资源使用后所产生的废水和/或废弃物进行处理所需的成本。
14.另外，本发明的第五方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第二方面中，所述生产性浪费计算部基于所述浪费时间，计算与所述浪费时间对应的人工浪费、以及所述浪费时间内所消耗的生产资源和/或因不良品的废弃而浪费的生产资源
15.另外，本发明的第六方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第二方面中，所述生产性浪费包括：启动浪费，该启动浪费由所述实际生产数据中的启动时间减去所述生产数据基准值中的基准启动时间而获得；结束浪费，该结束浪费由所述实际生产数据中的结束时间减去所述生产数据基准值中的基准结束时间而获得；以及停线浪费，该停线浪费由所述实际生产数据中的停线时间减去所述生产数据基准值中的基准停线时间而获得。
16.另外，本发明的第七方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第六方面中，所述生产性浪费还包括以下两个浪费中的至少一个，即：换型浪费，该换型浪费由所述实际生产数据中的换型时间减去所述生产数据基准值中的基准换型时间而获得；以及不良品修理浪费，该不良品修理浪费为所述实际生产数据中的不良品修理时间。
17.另外，本发明的第八方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第二至第七方面中，所述生产分析结果生成部按照所述生产线的各生产阶段的时序对所述生产性浪费在生产中的占比进行统计显示。
18.另外，本发明的第九方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第一至第七方面中，所述浪费数据计算部将所述生产性浪费、所述能源浪费及所述环境浪费换算成浪费成本，所述生产分析结果生成部基于所述浪费成本来生成所述生产分析结果。
19.另外，本发明的第十方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第一至第七方面中，所述生产分析结果生成部按照生产日期或指定期间对所述浪费数据进行统计显示。
20.另外，本发明的第十一方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第一至第七方面中，所述生产分析结果生成部按照生产线编号对所述浪费数据进行统计显示。
21.另外，本发明的第十二方面所涉及的生产分析系统优选为在本发明的第一至第七方面中，所述生产分析结果生成部按照生产班次对所述浪费数据进行统计显示。
22.另外，本发明的第十三方面所涉及的生产分析方法对生产现场的生产状况、资源使用量及环境污染物排放量进行分析，其特征在于，包括：基准值获取步骤，在该基准值获取步骤中，获取生产数据基准值；实际生产数据获取步骤，在该实际生产数据获取步骤中，获取来自所述生产现场的实际生产数据；浪费数据计算步骤，在该浪费数据计算步骤中，基于所述生产数据基准值和所述实际生产数据，对所述生产现场的包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费在内的浪费数据进行计算；以及生产分析结果生成步骤，在该生产分析结果生成步骤中，基于所述浪费数据来生成生产分析结果，所述生产分析结果包含与所述生产现场相对应的所述生产性浪费、所述能源浪费及所述环境浪费。
23.另外，本发明的第十四方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十三方面中，所述浪费数据计算步骤包括：生产性浪费计算步骤，在该生产性浪费计算步骤中，对所述生产数据基准值与所述实际生产数据进行比较，对所述生产现场的各生产线的各生产阶段及各所述生产线之间的换线阶段的浪费时间进行计算，以作为所述生产性浪费；能源浪费计算步骤，在该能源浪费计算步骤中，基于所述浪费时间，对所述浪费时间内所使用的能源量进行计算，以作为所述能源浪费；以及环境浪费计算步骤，在该环境浪费计算步骤中，基于所述浪费时间，对为产生所述浪费时间内所使用的电力而排放出的温室气体量、和/或所述浪费时间内所使用的环境资源量进行计算，以作为所述环境浪费。
24.另外，本发明的第十五方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十四方面中，当针对所述浪费时间无法统计出所述环境资源量时，在所述环境浪费计算步骤中，仅输出已统计的环境资源统计时间段内的所述环境资源量。
25.另外，本发明的第十六方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十四方面中，在所述环境浪费计算步骤中，基于所述浪费时间内所使用的环境资源量，计算为了对环境资源使用后所产生的废水和/或废弃物进行处理所需的成本。
26.另外，本发明的第十七方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十四方面中，在所述生产性浪费计算步骤中，基于所述浪费时间，计算与所述浪费时间对应的人工浪费、以及所述浪费时间内所消耗的生产资源和/或因不良品的废弃而浪费的生产资源。
27.另外，本发明的第十八方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十四方面中，所述生产性浪费包括：启动浪费，该启动浪费由所述实际生产数据中的启动时间减去所述生产数据基准值中的基准启动时间而获得；结束浪费，该结束浪费由所述实际生产数据中的结束时间减去所述生产数据基准值中的基准结束时间而获得；以及停线浪费，该停线浪费由所述实际生产数据中的停线时间减去所述生产数据基准值中的基准停线时间而获得。
28.另外，本发明的第十九方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十八方面中，所述生产性浪费还包括以下两个浪费中的至少一个，即：换型浪费，该换型浪费由所述实际生产数据中的换型时间减去所述生产数据基准值中的基准换型时间而获得；以及不良品修理浪费，该不良品修理浪费为所述实际生产数据中的不良品修理时间。
29.另外，本发明的第二十方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十四至第十九方面中，在所述生产分析结果生成步骤中，按照所述生产线的各生产阶段的时序对所
述生产性浪费在生产中的占比进行统计显示。
30.另外，本发明的第二十一方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十三至第十九方面中，在所述浪费数据计算步骤中，将所述生产性浪费、所述能源浪费及所述环境浪费换算成浪费成本，在所述生产分析结果生成步骤中，基于所述浪费成本来生成所述生产分析结果。
31.另外，本发明的第二十二方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十三至第十九方面中，在所述生产分析结果生成步骤中，按照生产日期或指定期间对所述浪费数据进行统计显示。
32.另外，本发明的第二十三方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十三至第十九方面中，在所述生产分析结果生成步骤中，按照生产线编号对所述浪费数据进行统计显示。
33.另外，本发明的第二十四方面所涉及的生产分析方法优选为在本发明的第十三至第十九方面中，在所述生产分析结果生成步骤中，按照生产班次对所述浪费数据进行统计显示。
34.另外，本发明的第二十五方面所涉及的计算机可读取介质存储有如下程序，该程序用于执行本发明的第十三至第二十四方面所涉及的生产分析方法。
35.发明效果
36.根据本发明所涉及的生产分析系统、生产分析方法、以及存储有结果为执行该生产分析方法的程序的计算机可读取介质，能以生产、能效、环境负荷的三元集中视点来构筑生产体系，由此，能整体把握生产中的各个环节的生产现状，在提高生产价值的同时，着力实现生产、能源、环境三要素的平衡。
附图说明
37.图1是表示本发明所涉及的生产分析系统的结构的框图。
38.图2是表示作为生产分析系统所生成的分析结果的一个示例的e-jit vsm主画面的示意图。
39.图3是表示从图2的e-jit vsm主画面中所选出的一条生产线的三要素成本的可视化示意图。
40.图4是对图3中所选择的生产线按照生产日期来显示统计结果的示意图。
41.图5是对图3中所选择的生产线按照指定期间来显示统计结果的示意图。
42.图6是表示图3中所选择的生产线的环境资源使用量的分析结果的示意图。
43.图7是对图3中所选择的生产线按照各生产阶段的时序来统计显示各生产性浪费在生产中的占比的示意图。
44.图8是对图7中的启动浪费进行分析的分析画面的示意图。
45.图9是对图8中的某一天的启动浪费进行具体分析的分析画面的示意图。
46.图10是表示本发明所涉及的生产分析方法的流程图。
47.图11是表示图10中的浪费数据计算步骤的具体计算方法的流程图。
具体实施方式
48.下面，参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。
49.本实施方式所涉及的生产分析系统用于对工厂、车间、生产线等生产现场的生产状况、资源使用量及环境污染物排放量进行分析，并可基于分析结果来生成各种分析画面，或将分析结果用于后续的瓶颈分析和优化。
50.图1是表示本实施方式所涉及的生产分析系统的结构的框图。如图1所示，生产分析系统包括基准值获取部1、实际生产数据获取部2、浪费数据计算部3和生产分析结果生成部4。
51.基准值获取部1例如与未图示的上位系统相连接，从上位系统获取作为理想生产状态下的生产数据的生产数据基准值。所谓理想生产状态，是指生产、能源、环境三方面均不存在浪费、或者浪费的量小到可以忽略不计的生产状态。此外，基准值获取部1除了从上位系统获取生产数据基准值以外，也可以通过未图示的输入装置从用户处获得，或者从未图示的数据库中获得。
52.实际生产数据获取部2例如与未图示的数据收集系统相连接，并经由该数据收集系统，从工厂、车间、生产线等生产现场获取实际生产中所产生的各种生产数据、即实际生产数据。此外，实际生产数据获取部2也可以进一步对从生产现场所获取到的各种原始生产数据进行预处理，由此来获取实际生产数据。
53.浪费数据计算部3分别从基准值获取部1和实际生产数据获取部2获取生产数据基准值和实际生产数据，并基于上述生产数据基准值和实际生产数据，对生产现场的浪费数据进行计算。具体而言，浪费数据计算部3可以对生产数据基准值与实际生产数据进行对比，对实际生产过程中的生产数据与理想生产状态下的生产数据之间的差异进行计算，从而获得浪费数据。所谓浪费，是指与理想生产状态相比，实际生产过程中在生产、能源、环境三方面超出必要使用量的那部分消耗。换言之，浪费数据包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费这三个种类的浪费。
54.生产分析结果生成部4从浪费数据计算部3获取所计算出的浪费数据，并基于该浪费数据来生成生产分析结果。在生产分析结果中，包含与生产现场相对应的生产性浪费、能源浪费及环境浪费。对于生产分析结果的具体示例，将在后文中进行详细说明。
55.下面对浪费数据计算部3的具体结构进行说明。如图1所示，浪费数据计算部3包括生产性浪费计算部31、能源浪费计算部32和环境浪费计算部33。
56.生产性浪费计算部31对生产数据基准值与实际生产数据进行比较，对生产现场的各生产线的各生产阶段及各生产线之间的换线阶段的浪费时间进行计算，以作为上述生产性浪费。换言之，所谓生产性浪费，是指生产过程中因生产工艺、生产线布局、机种变更、批次变更、非必要停线、不良品返修等所导致的超出必要用时的那部分被浪费掉的时间，分别与生产过程中的各生产阶段及生产线之间的换线阶段的浪费时间相对应。关于生产线的各生产阶段的浪费时间的计算、以及各生产线之间的换线阶段的浪费时间的计算，将在后文中结合图2、图4和图7来进行详细说明。另外，生产性浪费计算部31也可结合生产实际，将浪费时间所对应的人工浪费、以及浪费时间内所消耗生产资源和/或因不良品的废弃而浪费的资源等换算成浪费成本，从而从整体上掌握生产现场在生产方面的浪费情况。
57.能源浪费计算部32从生产性浪费计算部31获取上述浪费时间，并基于该浪费时
间，对该浪费时间内所使用的能源量进行计算，以作为能源浪费。作为上述能源的示例，例如有生产过程中所使用的汽油、灯油、轻油和a重油等燃料、或者液化石油气(lpg：liquefied petroleum gas)和石油类碳化氢气体等石油气、或者液化天然气(lng：liquefied natural gas)等可燃性天然气、或者日间用电、夜间用电和再生能源发电等电力资源、工业用蒸汽、工业用以外的蒸汽、温水和冷水等其他类型的燃料、或者工厂内部的太阳能发电和水力发电等各种工厂内发电等。能源浪费计算部32可结合生产实际，将浪费时间内的上述各种资源、能源的使用量换算成浪费成本，从而从整体上掌握生产现场在能源方面的浪费情况。
58.环境浪费计算部33从生产性浪费计算部31获取上述浪费时间，并基于该浪费时间，对为产生该浪费时间内所使用的电力而排放出的温室气体量、以及该浪费时间内所使用的环境资源量进行计算，以作为上述环境浪费。具体而言，首先，当采用火力发电等发电方式时，会产生大量的温室气体，从环境保护的角度出发，需要对这些温室气体进行处理后才能排放至大气中，而这些温室气体的处理通常都需要花费一定的成本，因此，在计算环境浪费时，需要将温室气体的排放量作为一个重要因素而考虑在内。其次，在生产过程中不可避免地会使用一定量的生产资源，而作为这些生产资源中的一部分，存在使用后容易产生环境负荷的环境资源(例如水、焊料等)。为了对这些环境资源使用后所产生的废水、废弃物等进行处理，也必然需要花费一定的成本。环境浪费计算部33可结合生产实际，将浪费时间内的上述各温室气体量和环境资源使用量换算成浪费成本，从而从整体上掌握生产现场在环境方面的浪费情况。
59.以上对环境浪费计算部33将为产生浪费时间内所使用的电力而排放出的温室气体量、以及浪费时间内所使用的环境资源量一起计算作为环境浪费的情况进行了说明。然而，在某些实际应用中，也存在因没有相应的传感器来获得相应的实时数据、或者在生产现场未及时输入相应数据的情况。在这种情况下，环境浪费计算部33也可以仅计算上述温室气体量和上述环境资源量之中的任意一个数据，来作为上述环境浪费。
60.另外，以上对环境浪费计算部33针对浪费时间内所浪费的环境资源量进行计算的情况进行了说明。然而，例如在计算焊料等环境资源时，有时会以一天、两天或一周为单位来统计浪费量。这里，将上述统计浪费量的时间段设为环境资源统计时间段。当针对来自生产性浪费计算部31的浪费时间无法统计出环境资源的浪费量时(比如，针对焊料以一周为单位来统计浪费量，但来自生产性浪费计算部31的浪费时间为某一天中的特定时段)，环境浪费计算部33也可以仅输出已统计的环境资源统计时间段内的环境资源量，以便用户可以了解在环境资源统计时间段浪费的环境资源量。
61.下面参照图2～图9，对本实施方式的生产分析系统所生成的生产分析结果进行说明。
62.图2是表示作为生产分析系统所生成的分析结果的一个示例的e-jit vsm主画面的示意图。
63.如图2所示，作为一个示例，在e-jit vsm主画面中示出了作为e-jit vsm的研究对象的工厂中包括车间a、车间b和车间c三个车间，其中车间b由生产线a、生产线b、生产线c、生产线d、生产线e、生产线f和生产线g等多种生产线构成，每种生产线均可由一条或不同编号的多条生产线构成。另外，在e-jit vsm主画面中，还示出有生产用电力相对于整个工厂
的使用率、生产用水相对于整个工厂的使用率、提供给车间b的材料/零件的出材率(以百分比来表示)、车间b所生产的产品的良品率(以百分比来表示)、车间b的总的使用电力和涂料(包括各劳务/材料使用量)、车间b的总的废料、废水和voc(volatile organic compounds：挥发性有机化合物)等有害物质的排出/排气量、由以生产线a为代表的车间b中的各生产线所耗费的加工时间相对于lt(lead time：需要下线时间)的比值、电力和涂料使用量、由生产线a等生产线所产生的废料、co2、voc。此外，在e-jit vsm主画面中，除了各生产线的耗费数据以外，还可示出各生产线之间所消耗的后工序取货时间相对于lt的比值等信息、即换线阶段的耗时，并且，还能通过未图示的分析画面来对该换线阶段的浪费时间进行分析显示。
64.在本实施方式中，由于利用浪费数据计算部3来对包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费在内的浪费数据进行计算，因此，不仅能通过上述e-jit vsm主画面来了解从工厂到各车间的各生产线的一系列的e-jit vsm基本项目(lt、ct等)、各劳务/材料的使用量、以及有害物质的排出/排气量有关的数据，还能进一步通过如下所述的各可视化示意图来掌握各个生产环节的生产性浪费、能源浪费及环境浪费的情况及其形成原因。
65.图3是表示从图2的e-jit vsm主画面中所选出的一条生产线的三要素成本的可视化示意图。
66.如图3所示，当用户对图2的e-jit vsm主画面中的例如生产线a的图标进行点击时，会在e-jit vsm主画面上跳出表示生产线a的生产、能源、环境这三个要素的成本的图线，在图3的图线中，从左到右依次示出了生产日期为11/12～11/16的三要素成本的柱状图，其中，从上到下依次示出了生产线a的、由浪费数据计算部3所计算出的环境浪费、能源浪费和生产性浪费各自所对应的浪费成本。另外，图中以曲线示出了各生产日期的单位浪费成本。换言之，生产分析结果生成部4可基于来自浪费数据计算部3的生产、能源、环境三方面的浪费成本，来生成生产分析结果。通过图3的画面，用户可以对各生产日期下的浪费情况有个总体的把握，并且能够选择感兴趣的日期、例如总浪费成本最高的11/16，来对该日期的各浪费的情况进一步进行研究。
67.另外，用户还可以通过图3右上角的生产线编号选单来选择要研究的是哪条生产线。具体而言，如图3所示，为了对生产线a中的3号生产线的浪费情况进行研究，可在生产线编号选单的未图示的下拉菜单中选择“3号生产线”。
68.此外，用户也可以通过图3右上角所示的日期选单来选择按照指定期间来显示统计结果，关于这一点将在后文中详细说明。
69.通过图3的表示三要素成本的图线，用户可直观地了解每个生产日期的生产、能源、环境三方面的浪费情况，在充分考虑生产、能源、环境三要素的平衡的基础上，从中选出感兴趣的日期或期间来进一步进行研究。
70.在图3的画面中，假设用户对总浪费成本最高的11/16的浪费情况感兴趣，通过对日程11/16进行点击，可将画面转换至图4所示的e-jit vsm详细明细画面。
71.图4是对图3中所选择的生产线按照生产日期来显示统计结果的示意图。
72.如图4所示，在“计划”表格内，列出了计划层面的生产资料投入、操作人员投入、时间投入、电力投入、n2(氮气)投入等数据及其成本。这些数据与如上所述的生产数据基准值的一部分相对应。其中，生产资料投入数据、时间投入数据例如由基准值获取部1经由上位
系统从生产日报数据中获取。操作人员投入数据例如由基准值获取部1从上位系统所包含的人员管理系统获取。用于电力投入数据的成本计算的单位时间电价例如由基准值获取部1经由上位系统从发电站或输配电站等处获取，可以根据电力投入的不同时间段内的高峰电力单价、平常电力单价、低谷电力单价等、以及电力投入时长、电力投入量等信息，来计算电力投入的成本。n2投入数据例如由基准值获取部1通过上位系统根据生产计划来进行计算。
73.在“排出”表格内，列出了组成生产线a的3号生产线的各个工序的流转过程。如图所示，生产线a依次由工序1、工序2、工序3、工序4、工序5、工序6、工序7和工序8所组成。
74.在“浪费”表格内，列出了由浪费数据计算部3所计算出的各种浪费的汇总数据。其中，生产性浪费以小时为单位，包含有启动浪费、结束浪费、换型浪费、停线浪费和不良品修理浪费等。可以将各生产性浪费换算成金额，也可以对各生产性浪费相对于整个生产性浪费的比例进行计算显示。能源浪费以kwh为单位，包括电力浪费，该能源浪费可通过单位时间能源消耗量乘以浪费时间的方式来进行计算。可以将能源浪费换算成金额，也可以对能源浪费相对于各资源消耗量的比例进行计算显示。环境资源的浪费包含不良品废弃量(以kg为单位)、水资源浪费量(以m3为单位)、co2排出量(以kg为单位)等。其中，不良品废弃量表示因废弃不良品而对环境造成影响的程度，水资源浪费量例如为未进行生产时所使用的水资源的量，co2例如是为了产生在未生产时所使用的电力而排放出的co2的量。
75.在“实际结果”表格内，列出了实际生产结果层面的产品产出量、操作人员的附加价值人工、实际耗时、附加价值电力、n2实际使用量等数据及其成本，这些数据与如上所述的实际生产数据的一部分相对应。其中，附加价值电力例如由实际生产数据获取部2从生产现场获取，其值等于电力投入计划值减去电力浪费值。n2实际使用量例如由实际生产数据获取部2从生产现场获取，其值等于n2计划使用量减去n2浪费值。
76.在“浪费成本换算表”中，示出了“浪费”表格中涉及生产性浪费、能源浪费及环境浪费的浪费成本换算的数据，并计算出了每天和每年的浪费成本的合计值。
77.另外，用户也可以通过图4右上角所示的日期选单来切换成其他生产日期，从而可按照不同的生产日期来对图4所示的生产线a的3号生产线的包含各浪费数据在内的各数据进行统计显示。
78.另外，用户也可以通过图4右上角所示的生产班次选单来切换成例如日班或夜班等生产班次，从而可按照不同的生产班次来对图4所示的生产线a的3号生产线的包含各浪费数据在内的各数据进行统计显示。
79.此外，用户也可以通过图4右上角所示的生产线选单来切换成除“3号生产线”以外的其他生产线编号，从而可按照不同的生产线编号来对图4所示的生产线a的包含各浪费数据在内的各数据进行统计显示。
80.图5是对图3中所选择的生产线按照指定期间来显示统计结果的示意图。如上所述，当用户通过图3右上角所示的日期选单来选择按照指定期间来显示统计结果时，跳转至图5的画面。
81.在图5的上表中，示出了生产日期为5/10～5/30期间内生产线a的3号生产线的浪费总计的统计数据。与上述图4的“浪费”表格相同，分为了包含启动浪费、结束浪费、换型浪费、停线浪费、不良品修理浪费等在内的生产性浪费、能源浪费、以及包含不良品废弃量、水
资源浪费量、co2排出量等在内的环境资源浪费。并且，图5的上表中还显示有在5/10～5/30期间内的品质鉴定不良件数、不良率、修理件数和返修率等统计数据。在图5的下表的“浪费成本换算表”中，示出了上表中涉及生产性浪费、能源浪费及环境浪费的浪费成本换算的数据，并计算出了每天和每年的浪费成本的合计值。
82.此外，与上述相同，用户也可以通过图5右上角所示的日期选单来切换不同的指定期间来显示统计结果，或者通过生产线编号选单来切换不同的生产线。
83.下面对环境浪费、能源浪费及生产性浪费各自的分析结果的示例进行说明。
84.图6是表示图3中所选择的生产线的环境资源使用量的分析结果的示意图。作为调取图6的画面的示例，例如可以通过点击图3的柱状图中的任意一个的“环境”部分来实现画面切换，或者也可以通过点击图4、图5的表格中的“环境资源”及其属下的任意一项的单元格来实现画面切换。
85.在图6中，示出了生产日期为11/15、批次为lot1、lot2、lot3和lot4的、机种为a和b的产品在生产线a的例如工序3中所使用的水资源的使用量分析结果。各柱状图的下半部分表示生产时水资源的使用量，上半部分表示非生产时水资源的使用量，上方的曲线表示生产量，下方的曲线表示单位成本消耗量，最右侧的柱状图表示水资源的基准使用量。如图6所示，通过点击各柱状图中的下半部分，可调出显示相应批次相应机种的生产时水资源使用量、非生产时水资源使用量、非生产时水资源使用成本、非生产时水资源使用量占总使用量的比例、浪费量和浪费率等信息的标注框，通过点击各柱状图中的上半部分，可调出显示环境资源浪费的产生原因、影响时间和浪费值等分析信息的标注框。此外，关于水资源的基准使用量，例如可以由用户通过未图示的主设备来输入水资源单位成本使用量的基准值，再由基准值获取部1基于所获取的单位成本使用量来计算相对应的水资源基准使用量，以作为与水资源这一环境资源相对应的生产数据基准值，并将其用于比较参考。
86.另外，与上述相同，用户也可以通过图6右上角所示的日期选单来切换不同的指定期间来显示水资源使用量分析数据，或者通过生产线编号选单来切换不同的生产线，或者通过机种选单来切换不同的机种。此外，用户还可以通过图6右上角的“环境/能源”选单，在环境(水)分析与能源(电力)分析之间进行切换。关于能源(电力)分析的具体内容，与图6所示的分析数据相类似，此处省略说明。
87.图7是对图3中所选择的生产线按照各生产阶段的时序来统计显示各生产性浪费在生产中的占比的示意图。作为调取图7的画面的示例，例如可以通过点击图3的柱状图中的任意一个的“生产”部分来实现画面切换，或者也可以通过点击图4、图5的表格中的“生产性浪费”的单元格来实现画面切换。此外，图7中以不同的灰度示出了各生产性浪费在生产中的占比情况，但本发明并不局限于此。例如，也可以用不同的颜色、线条、填充图案等来区分不同种类的生产性浪费及其在生产中的占比情况等。
88.在图7的画面最上方，按照生产线/产品显示有生产实绩、生产数量/生产日期投入人工、工时等基本生产信息，具体而言，显示有产品的日生产台数、计划遵守率、设备工作状况、成品率、各单位成本等信息。在基本生产信息下方，显示有按照生产线的各生产阶段的时序来对生产(工作)实绩进行汇总而得的生产性浪费占比条形图，利用不同灰度示出了各种不同种类的生产性浪费在各个生产阶段的占比情况。在该生产性浪费占比条形图的下方，依次显示有：按照生产线/工序开始/结束时刻而由浪费数据计算部3所计算出的启动浪
费、换型浪费和结束浪费的浪费时间；按照作业人员开始/结束工作的时刻输入至实际生产数据获取部2或由实际生产数据获取部2获取的停线恢复、零件提供外的换型、不良应对等的耗时；按照生产品种/批次、生产开始/结束时刻而输入至实际生产数据获取部2或由实际生产数据获取部2获取的各产品/批次的实际生产耗时；由按照停止内容和停止时间而由浪费数据计算部3所计算出的停线浪费的浪费时间；以及按照不良内容和不良品数量而由浪费数据计算部3所计算出的不良品修理浪费的浪费时间。
89.可以看出，上述生产性浪费占比条形图实际上是由其下的实际生产耗时与各种生产性浪费的浪费时间汇总而成的，通过该生产性浪费占比条形图及其下的各种图形，能一目了然地掌握不同类型的生产性浪费在各个生产阶段的占比情况，从而能对整个生产过程中的生产性浪费的情况有一个全局性地把握。
90.作为进一步对生产性浪费进行分析的一个示例，可以对图7的“启动浪费”部分进行点击，此时，跳转为图8的画面。图8是对图7中的启动浪费进行分析的分析画面的示意图。图8示出了不同生产日期的启动浪费的柱状图。例如，在虚线框中示出的是2021/5/20的启动浪费的柱状图，如图所示，当日发生启动浪费过程中的耗电量浪费为37.85kwh，浪费发生时间持续了13分钟。此外，虽未图示，但作为计算启动浪费的基准值、即由基准值获取部1所获取到的生产数据基准值中的启动基准值例如可以通过主设备来进行输入，也可以通过对规定期间内启动时间的最小值进行统计来获得。
91.此外，还可以进一步对某一天的启动浪费进行分析。例如在对图8中的“2021/5/20”的启动浪费的柱状图进行点击后，跳转为图9的画面。
92.图9是对图8中的某一天(例如2021/5/20)的启动浪费进行具体分析的分析画面的示意图。在图9上部波形图中，波动幅度较小的波形示出了包括启动过程在内的生产过程中的电力负荷，波动幅度较大的波形示出了包括启动过程在内的生产过程中的生产量。在图9的下部表格中，分别示出了上部波形图中的两个虚线框、即5/20当日的1点40分及7点55分设备启动后的预热及开始生产时刻、以及电力损耗、浪费时间等信息。通过上述分析画面，可以进一步对产生启动浪费的原因进行分析，并据此制定减少启动浪费的改进措施。
93.作为启动浪费的具体计算方法的一个示例，例如，可将生产线在一段时间内的电力负荷高于生产启动判断用阈值电力的时刻定义为生产线启动时刻，将从生产线启动时刻起到生产量大于零为止所经过的时间、即图9中的左侧虚线框内的时间段定义为生产启动时间，将生产启动时间(即实际生产数据)减去预热时间(即生产数据基准值，在本示例中为30分钟的设备预热时间)而得的浪费时间定义为启动浪费。另外，在图中右侧虚线框内，示出了5/20日的另一个生产启动时间的示例，根据图中数据可知，该时间段内的启动浪费的浪费数据较少。
94.另外，虽未图示，作为结束浪费的具体计算方法的一个示例，例如，可将生产线在一段时间内的电力负荷低于生产结束判断用阈值电力为止的时刻定义为生产线停止时刻，将从生产量降至零的时刻起到生产线停止时刻为止所经过的时间定义为生产结束时间，将实际的生产结束时间(即实际生产数据)减去生产结束时间基准值(即生产数据基准值)而得的浪费时间定义为结束浪费。
95.通过上述分析画面，用户可对生产性浪费中的启动浪费、结束浪费等进行分析，并通过进一步从生产性上对造成启动浪费、结束浪费的原因进行分析，来探索减少启动浪费、
结束浪费的方法。
96.以上示出了启动浪费、结束浪费的具体计算方法的示例、以及环境浪费中的水资源的使用量分析的示例，但本发明并不局限于此。对于换型浪费、停线浪费和不良品修理浪费等其他生产性浪费、以及能源浪费、其他环境浪费等，利用本实施方式所涉及的生产分析系统所生成的包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费在内的浪费数据，均能形成分析画面并加以利用，从而能实现各种浪费的分析和改善。
97.此外，以上示出了生产性浪费包括启动浪费、结束浪费、换型浪费、停线浪费以及不良品修理浪费的示例，但本发明并不局限于此。在实际生产中，其中的换型浪费和不良品修理浪费并非是每个工厂都存在的。例如，有的工厂可能仅生产一种型号的产品，此时，就不存在换型浪费。另外，也有可能因维修成本高于重新生产的成本而放弃维修选择直接报废等，此时，就无需考虑不良品修理浪费。
98.根据本实施方式所涉及的生产分析系统，除了生产性浪费以外，同时还能对能源浪费和环境浪费进行计算，并能基于浪费时间生成如上述图3～图9那样的包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费在内的生产分析结果，因此，能够有助于生产决策者在充分考虑生产、能源、环境三要素的平衡的基础上，制定高效的生产计划，发现生产过程中影响生产效率、能源消耗和环境保护的瓶颈问题，并从全局的高度对整个生产过程进行改进和提高。
99.另外，由于在计算生产性浪费时分别对启动浪费、结束浪费、换型浪费、停线浪费及不良品修理浪费等进行了计算，并按照生产线的各生产阶段的时序对这些浪费在生产中的占比进行了统计，因此，能够充分掌握生产各阶段的生产性浪费情况，并采取相应的措施来减少浪费。
100.另外，由于可按照生产日期、指定期间、生产线编号或生产班次等来对各浪费数据进行统计显示，因此，能够从各个层面灵活掌握生产过程中的浪费情况，从而有助于浪费的分析和改进措施的制定。
101.下面对本实施方式所涉及的生产分析方法进行说明。
102.图10是表示本实施方式所涉及的生产分析方法的流程图，图11是表示图10中的浪费数据计算步骤的具体计算方法的流程图。
103.如图10所示，在开始进行生产分析后，首先，由基准值获取部1获取生产数据基准值(步骤s1)。接着，由实际生产数据获取部2获取来自生产现场的实际生产数据(步骤s2)。然后，由浪费数据计算部3基于在步骤s1中所获取的生产数据基准值和在步骤s2中所获取的实际生产数据，对生产现场的包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费在内的浪费数据进行计算(步骤s3)。最后，由生产分析结果生成部4基于在步骤s3中所计算出的浪费数据来生成生产分析结果，该生产分析结果包含与生产现场相对应的生产性浪费、能源浪费及环境浪费。
104.关于步骤s3中的浪费数据的具体计算方法，如图11所示。在开始浪费数据计算步骤后，首先，对上述生产数据基准值与上述实际生产数据进行比较，对生产现场的各生产线的各生产阶段及各生产线之间的换线阶段的浪费时间进行计算，以作为生产性浪费(步骤s31)。接着，基于上述浪费时间，对浪费时间内所使用的能源量进行计算，以作为能源浪费(步骤s32)。然后，基于上述浪费时间，对为产生浪费时间内所使用的电力而排放出的温室气体量、和/或浪费时间内所使用的环境资源量进行计算，以作为环境浪费(步骤s33)。
105.另外，虽未图示，但在步骤s3中，也可以将生产性浪费、能源浪费及环境浪费进一步换算成浪费成本，并且，在步骤s4中，进一步基于上述浪费成本来生成生产分析结果。具体而言，在步骤s31中将生产性浪费换算成浪费成本，在步骤s32中将能源浪费换算成浪费成本，在步骤s33中将环境浪费换算成浪费成本。由此，能从成本的角度对生产、能源、环境三方面的浪费情况进行归纳总结，有利于用户以一个统一的尺度整体把握上述三方面的浪费，从而力图实现生产、能源、环境三要素的平衡。
106.此外，在步骤s33中，当针对浪费时间无法统计出环境资源量时，可仅输出已统计的环境资源统计时间段内的所述环境资源量。
107.此外，在步骤s33中，可基于浪费时间内所使用的环境资源量，计算为了对环境资源使用后所产生的废水和/或废弃物进行处理所需的成本。
108.此外，在步骤s31中，可基于浪费时间，计算与浪费时间对应的人工浪费、以及浪费时间内所消耗的生产资源和/或因不良品的废弃而浪费的生产资源。
109.关于通过硬件来实现上述生产分析方法的具体实现方式，可参见上文中对生产分析系统的说明。
110.另外，本发明并不局限于通过硬件来实现生产分析方法，也可以通过软件来实现，或者通过软件与硬件的结合来实现本发明。此外，也可以将用于执行本发明的生产分析方法的程序存储于各种计算机可读取介质，并在需要时将其加载至例如cpu等中来执行。作为计算机可读取介质并无特别限定，例如可使用hdd、cd-rom、cd-r、mo、md、dvd等光盘、ic卡、软盘、以及掩模rom、eprom、eeprom、闪存rom等半导体存储器等。
111.此外，应当认为本次披露的实施方式的所有方面仅是举例表示，并非是限制性的。本发明的范围由权利要求书来表示，而并非由上述实施方式来表示，本发明的范围还包括与权利要求书等同的含义及范围内的所有的修正和变形。
112.工业上的实用性
113.如上所述，根据本发明的生产分析系统、生产分析方法、以及存储有结果为执行该生产分析方法的程序的计算机可读取介质，对于工业生产过程中的价值流程构筑、浪费分析以及生产计划的制定和改进等是有用的。
114.标号说明
115.1基准值获取部
116.2实际生产数据获取部
117.3浪费数据计算部
118.4生产分析结果生成部
119.31生产性浪费计算部
120.32能源浪费计算部
121.33环境浪费计算部

技术特征：
1.一种生产分析系统，该生产分析系统对生产现场的生产状况、资源使用量及环境污染物排放量进行分析，其特征在于，包括：基准值获取部，该基准值获取部获取生产数据基准值；实际生产数据获取部，该实际生产数据获取部获取来自所述生产现场的实际生产数据；浪费数据计算部，该浪费数据计算部基于所述生产数据基准值和所述实际生产数据，对所述生产现场的包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费在内的浪费数据进行计算；以及生产分析结果生成部，该生产分析结果生成部基于所述浪费数据来生成生产分析结果，所述生产分析结果包含与所述生产现场相对应的所述生产性浪费、所述能源浪费及所述环境浪费。2.如权利要求1所述的生产分析系统，其特征在于，所述浪费数据计算部包括：生产性浪费计算部，该生产性浪费计算部对所述生产数据基准值与所述实际生产数据进行比较，对所述生产现场的各生产线的各生产阶段及各所述生产线之间的换线阶段的浪费时间进行计算，以作为所述生产性浪费；能源浪费计算部，该能源浪费计算部基于所述浪费时间，对所述浪费时间内所使用的能源量进行计算，以作为所述能源浪费；以及环境浪费计算部，该环境浪费计算部基于所述浪费时间，对为产生所述浪费时间内所使用的电力而排放出的温室气体量、和/或所述浪费时间内所使用的环境资源量进行计算，以作为所述环境浪费。3.如权利要求2所述的生产分析系统，其特征在于，当针对所述浪费时间无法统计出所述环境资源量时，所述环境浪费计算部仅输出已统计的环境资源统计时间段内的所述环境资源量。4.如权利要求2所述的生产分析系统，其特征在于，所述环境浪费计算部基于所述浪费时间内所使用的环境资源量，计算为了对环境资源使用后所产生的废水和/或废弃物进行处理所需的成本。5.如权利要求2所述的生产分析系统，其特征在于，所述生产性浪费计算部基于所述浪费时间，计算与所述浪费时间对应的人工浪费、以及所述浪费时间内所消耗的生产资源和/或因不良品的废弃而浪费的生产资源。6.如权利要求2所述的生产分析系统，其特征在于，所述生产性浪费包括：启动浪费，该启动浪费由所述实际生产数据中的启动时间减去所述生产数据基准值中的基准启动时间而获得；结束浪费，该结束浪费由所述实际生产数据中的结束时间减去所述生产数据基准值中的基准结束时间而获得；以及停线浪费，该停线浪费由所述实际生产数据中的停线时间减去所述生产数据基准值中的基准停线时间而获得。7.如权利要求6所述的生产分析系统，其特征在于，所述生产性浪费还包括以下两个浪费中的至少一个，即：
换型浪费，该换型浪费由所述实际生产数据中的换型时间减去所述生产数据基准值中的基准换型时间而获得；以及不良品修理浪费，该不良品修理浪费为所述实际生产数据中的不良品修理时间。8.如权利要求2至7的任一项所述的生产分析系统，其特征在于，所述生产分析结果生成部按照所述生产线的各生产阶段的时序对所述生产性浪费在生产中的占比进行统计显示。9.如权利要求1至7的任一项所述的生产分析系统，其特征在于，所述浪费数据计算部将所述生产性浪费、所述能源浪费及所述环境浪费换算成浪费成本，所述生产分析结果生成部基于所述浪费成本来生成所述生产分析结果。10.如权利要求1至7的任一项所述的生产分析系统，其特征在于，所述生产分析结果生成部按照生产日期或指定期间对所述浪费数据进行统计显示。11.如权利要求1至7的任一项所述的生产分析系统，其特征在于，所述生产分析结果生成部按照生产线编号对所述浪费数据进行统计显示。12.如权利要求1至7的任一项所述的生产分析系统，其特征在于，所述生产分析结果生成部按照生产班次对所述浪费数据进行统计显示。13.一种生产分析方法，该生产分析方法对生产现场的生产状况、资源使用量及环境污染物排放量进行分析，其特征在于，包括：基准值获取步骤，在该基准值获取步骤中，获取生产数据基准值；实际生产数据获取步骤，在该实际生产数据获取步骤中，获取来自所述生产现场的实际生产数据；浪费数据计算步骤，在该浪费数据计算步骤中，基于所述生产数据基准值和所述实际生产数据，对所述生产现场的包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费在内的浪费数据进行计算；以及生产分析结果生成步骤，在该生产分析结果生成步骤中，基于所述浪费数据来生成生产分析结果，所述生产分析结果包含与所述生产现场相对应的所述生产性浪费、所述能源浪费及所述环境浪费。14.如权利要求13所述的生产分析方法，其特征在于，所述浪费数据计算步骤包括：生产性浪费计算步骤，在该生产性浪费计算步骤中，对所述生产数据基准值与所述实际生产数据进行比较，对所述生产现场的各生产线的各生产阶段及各所述生产线之间的换线阶段的浪费时间进行计算，以作为所述生产性浪费；能源浪费计算步骤，在该能源浪费计算步骤中，基于所述浪费时间，对所述浪费时间内所使用的能源量进行计算，以作为所述能源浪费；以及环境浪费计算步骤，在该环境浪费计算步骤中，基于所述浪费时间，对为产生所述浪费时间内所使用的电力而排放出的温室气体量、和/或所述浪费时间内所使用的环境资源量进行计算，以作为所述环境浪费。15.如权利要求14所述的生产分析方法，其特征在于，当针对所述浪费时间无法统计出所述环境资源量时，在所述环境浪费计算步骤中，仅
输出已统计的环境资源统计时间段内的所述环境资源量。16.如权利要求14所述的生产分析方法，其特征在于，在所述环境浪费计算步骤中，基于所述浪费时间内所使用的环境资源量，计算为了对环境资源使用后所产生的废水和/或废弃物进行处理所需的成本。17.如权利要求14所述的生产分析方法，其特征在于，在所述生产性浪费计算步骤中，基于所述浪费时间，计算与所述浪费时间对应的人工浪费、以及所述浪费时间内所消耗的生产资源和/或因不良品的废弃而浪费的生产资源。18.如权利要求14所述的生产分析方法，其特征在于，所述生产性浪费包括：启动浪费，该启动浪费由所述实际生产数据中的启动时间减去所述生产数据基准值中的基准启动时间而获得；结束浪费，该结束浪费由所述实际生产数据中的结束时间减去所述生产数据基准值中的基准结束时间而获得；以及停线浪费，该停线浪费由所述实际生产数据中的停线时间减去所述生产数据基准值中的基准停线时间而获得。19.如权利要求18所述的生产分析方法，其特征在于，所述生产性浪费还包括以下两个浪费中的至少一个，即：换型浪费，该换型浪费由所述实际生产数据中的换型时间减去所述生产数据基准值中的基准换型时间而获得；以及不良品修理浪费，该不良品修理浪费为所述实际生产数据中的不良品修理时间。20.如权利要求14至19的任一项所述的生产分析方法，其特征在于，在所述生产分析结果生成步骤中，按照所述生产线的各生产阶段的时序对所述生产性浪费在生产中的占比进行统计显示。21.如权利要求13至19的任一项所述的生产分析方法，其特征在于，在所述浪费数据计算步骤中，将所述生产性浪费、所述能源浪费及所述环境浪费换算成浪费成本，在所述生产分析结果生成步骤中，基于所述浪费成本来生成所述生产分析结果。22.如权利要求13至19的任一项所述的生产分析方法，其特征在于，在所述生产分析结果生成步骤中，按照生产日期或指定期间对所述浪费数据进行统计显示。23.如权利要求13至19的任一项所述的生产分析方法，其特征在于，在所述生产分析结果生成步骤中，按照生产线编号对所述浪费数据进行统计显示。24.如权利要求13至19的任一项所述的生产分析方法，其特征在于，在所述生产分析结果生成步骤中，按照生产班次对所述浪费数据进行统计显示。25.一种计算机可读取介质，该计算机可读取介质存储有如下程序，该程序用于执行如权利要求13至24的任一项所述的生产分析方法。

技术总结
本发明涉及能以生产、能效、环境负荷的三元集中视点来构筑生产体系从而能整体把握生产中的各个环节的生产现状、提高生产价值、实现生产、能源、环境三要素的平衡的生产分析系统、方法及计算机可读取介质。生产分析系统对生产现场的生产状况、资源使用量及环境污染物排放量进行分析，包括：获取生产数据基准值的基准值获取部；获取来自生产现场的实际生产数据的实际生产数据获取部；基于生产数据基准值和实际生产数据对生产现场的包含生产性浪费、能源浪费及环境浪费在内的浪费数据进行计算的浪费数据计算部；以及基于浪费数据来生成包含与生产现场相对应的生产性浪费、能源浪费及环境浪费的生产分析结果的生产分析结果生成部。部。部。


技术研发人员：任银姬 田村俊树
受保护的技术使用者：三菱电机（中国）有限公司
技术研发日：2023.02.06
技术公布日：2023/8/14