本发明涉及一种风险评估方法，具体是一种数字化车间的系统风险评估方法，属于柔性制造。
背景技术：
1、数字化车间的系统风险评估也被称为安全评价，主要的目的是保障数字化生产线的正常生产和设备安全。随着智能制造技术的发展，数字化生产线也正朝着高自动化和高集成的方向发展，数字化生产线的复杂度增加使其出现相关故障的可能性也增大。同时，随着在生产线作业中引入越来越多的大型机械化设备、而这些设备间又具有先后的生产次序关系，其稳定性和安全性直接影响着整个生产线的持续性运行。所以生产线运行的预防性风险评估成为了亟需解决的重要课题。
2、对于数字化生产线而言，传统的“定时维护”和“事后维护”均不能满足作业要求，一旦生产过程中发生故障，不仅极大地影响生产效率，还会对人身安全带来威胁。据申请人了解，一个完整的数字化生产线风险评估项目在进行可行性研究时就充满了各式各样的风险，而实际的数字化生产线风险评估项目中，由于缺乏大量的实际案例参考和类似的数字化生产线项目风险管理经验，迄今没有形成一套有效合理的风险评估体系，往往因风险评估结果与项目实施过程以及项目实际结果出入很大，结果导致项目风险无法控制。
技术实现思路
1、发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种数字化车间的系统风险评估方法，从而完成对数字化车间生产线的整体风险评估分析，保障其设备的安全运行和生产线的持续正常作业。
2、技术方案：一种数字化车间的系统风险评估方法，包括车间计划调度、生产过程质量管理、车间设备管理、生产物流管理、工艺执行与管理五个风险评估部分，以及数字化车间整体风险评估决策融合。对提供的车间生产计划、生产过程质量管理数据、车间设备特征信号、生产物流管理信息、工艺执行与管理流程分别进行风险评估，得到相应的风险评估结果。
3、车间计划调度管理风险评估中，对车间的计划调度相关数据进行评估，评估当前车间的计划和调度管理风险，评估方法包括：
4、基于知识分析法找到车间计划调度管理风险评估的相关风险指标，主要指标有作业计划完成度、机器的使用率(空闲率)、加工完成时间。
5、进一步的，车间计划调度的风险评估的实现方法包括：
6、通过获取的车间调度计划信息，对比原车间调度计划方案与采用遗传算法优化的车间调度计划方案，完成风险程度的评估，并对原车间调度计划方案生成对应的优化及改进建议。
7、车间设备管理风险评估中，输入车间调度计划信息、构建遗传算法模型、输出优化后车间调度计划方案并进行风险评估。
8、所述的车间设备管理风险评估中，用于对当前车间设备管理进行评估，识别当前车间设备的故障发生风险，评估方法包括：
9、基于决策树算法对数字化车间系统的车间设备模块进行风险评估。确定分析子系统并判断子系统的故障类型，其中包括驱动系统、上下料系统、传动系统、执行系统、控制系统、检测系统，对以上几个子系统采用决策树预测算法对采集到的设备数据进行故障诊断，从而预测潜在的安全性和危险源并提出相应的安全措施，最大程度的减少或者消除系统可能发生的故障。
10、进一步的，车间设备管理风险评估的工作方法包括：
11、基于采集到的相关设备数据，对相关数据进行预处理，构建基础数据支持库。
12、获取设备正常和故障数据集来训练决策树预测模型，从数据集中提取特征信号数据，训练后的预测模型用于预测特征信号数据的故障情况，判断设备故障结果。
13、进一步的，根据所判断出的设备故障结果再结合基础数据支持库生成可能出现的故障现象和故障的解决措施，得到生成车间设备的风险评估结果。
14、生产过程质量管理风险评估包括实时输入、参数分析、spc(statistical processcontrol，spc)控制图、风险评估。
15、所述的生产过程质量管理的风险评估，对当前车间生产过程质量管理方案进行评估，识别当前生产过程质量管理方案的风险，评估方法包括：
16、基于模糊综合评价法对生产过程质量管理进行风险评估。先确定了以下几个风险指标，原材料质量风险、质量检测与考核风险、产品设计要求风险。
17、进一步的，生产过程质量管理风险评估的工作方法包括：
18、根据在产品生产过程中检测提取到的产品过程质量的各个参数数据，通过参数数据生成spc控制图，其中包括ewma控制图以及x-r控制图(均值-极差控制图)，根据控制图找到风险存在点从而确定风险等级，并提出产品质量整改建议。
19、所述控制图控制限为：
20、μ以工序正常时的估计，控制变量按下式逐步计算：
21、
22、其中，μ为工序正常时样本的平均值，σ为样本算数平均值标准差，为从工序顺次抽取的大小为n的样本算出的平均值，t为时间序列中的时刻，gt为时刻t的控制变量，r为加权系数，通常0<r<1，r为取值为n为样本大小。
23、生产物流管理的风险评估，对当前生产物流管理进行评估，识别生产物流管理的风险，评估方法包括：
24、基于定性和定量相结合的方法对生产物流管理模块进行风险评估。先确定了以下几个风险指标：仓储风险、运输风险、调度风险。
25、进一步的，生产物流管理风险评估的工作方法包括：
26、通过对原材料以及生产的成品调度物流运输实时管理，及时对接原材料仓库出库量以及出库的目标位置，包括成品仓库的仓储量，能够实时对不满足物流仓储实际情况提出预警，并制定最优物流调度计划，确保生产正常进行。
27、工艺执行与管理的风险评估，对当前工艺执行与管理进行评估，识别生产执行与管理的风险，评估方法包括：
28、基于fmea(failure mode and effect analysis,fmea)方法对工艺执行与管理进行风险评估。fmea方法有以下几个重要评价指标(1)严重度(2)频度(3)探测度。用于计算最终的工艺rpn(风险系数)风险值。
29、进一步的，工艺执行与管理风险评估的工作方法包括：
30、通过fmea表格中对每一种工艺采用fmea七大步骤进行分析。其中fmea七大步骤为：
31、步骤一：规划与准备；
32、步骤二：结构分析；
33、步骤三：功能分析；
34、步骤四：失效分析；
35、步骤五：风险分析；
36、步骤六：优化；
37、步骤七：结果文件化；
38、采用fmea七大步骤分析内容包括系统、子系统、零件要素或过程名称以及过程功能、过程步骤功能和产品特性、过程工作要素功能和过程特性、失效影响、失效模式、失效起因、对失效原因的当前预防控制、对失效原因或失效模式的当前探测控制。通过对工艺的严重度、频度、探测度采用专家团队打分后计算rpn(risk priority number，rpn)风险值。从而针对风险提出工艺优化建议。
39、所述fmea中的风险系数(rpn)＝严重度(s)×频度(o)×探测度(d)
40、s—严重度1-10，数字越大，严重度级别越高；
41、o—频度1-10数字越大，越容易发生；
42、d-探测度1-10数字越大，越容易探测；
43、通常取s值8以上，rpn值100以上时，需要采取强制措施。
44、数字化车间整体风险评估决策融合用于对当前的车间整体进行风险评估，评估方法包括：
45、通过上面得到的车间计划调度管理、车间设备管理、生产过程质量管理、生产物流管理、工艺执行与管理五个风险评估程度，采用层次分析法和灰色关联度的方法计算每个风险评估部分的权重从而得到数字化生产线的整体风险情况，并结合灰色关联度完成生产线综合风险评估。通过对五个风险评估过程和结果的梳理采用层次分析法和灰色关联度的方法对数字化车间进行整体进行风险评估。首先将(1)车间计划调度管理、(2)车间设备管理、(3)生产过程质量管理、(4)生产物流管理(5)工艺执行与管理5个风险评估部分构建数字化车间风险评估的层次结构模型。
46、进一步的，根据构建好的层次结构模型来建立风险评估系统的判断矩阵，计算各风险评估部分的权重，权重为五个风险评估部分在整个数字化车间系统风险评估中的相对重要程度。
47、进一步的，采用灰色关联分析的方法就是根据两个因素之间发展趋势的某种相似性或相异性来确定一种衡量各因素之间的相关性或者变化程度的一种分析方法。
48、根据评价指标计算方法计算出评估指标，完成对数字化车间的综合评估。
1.一种数字化车间的系统风险评估方法，其特征在于，包括车间计划调度、生产过程质量管理、车间设备管理、生产物流管理、工艺执行与管理五个风险评估部分，以及数字化车间整体风险评估决策融合；
2.根据权利要求1所述的数字化车间的系统风险评估方法，其特征在于，车间计划调度管理风险评估中，对车间的计划调度相关数据进行评估，评估当前车间的计划和调度管理风险，评估方法包括：
3.根据权利要求1所述的数字化车间的系统风险评估方法，其特征在于，车间设备管理风险评估中，基于采集到的相关设备数据，对相关数据进行预处理，构建基础数据支持库；获取设备正常和故障数据集来训练决策树预测模型，训练后的预测模型用于预测特征信号数据的故障情况，判断设备故障结果；根据所判断出的设备故障结果再结合基础数据支持库生成可能出现的故障现象和故障的解决措施。
4.根据权利要求1所述的数字化车间的系统风险评估方法，其特征在于，生产过程质量管理风险评估中，根据在产品生产过程中检测提取到的产品过程质量的各个参数数据，通过参数数据生成spc控制图，根据控制图找到风险存在点从而确定风险等级，并提出产品质量整改建议；
5.根据权利要求1所述的数字化车间的系统风险评估方法，其特征在于，生产物流管理的风险评估中，通过对原材料以及生产的成品调度物流运输实时管理，及时对接原材料仓库出库量以及出库的目标位置，包括成品仓库的仓储量，能够实时对不满足物流仓储实际情况提出预警，并制定最优物流调度计划，确保生产正常进行。
6.根据权利要求1所述的数字化车间的系统风险评估方法，其特征在于，工艺执行与管理的风险评估中，基于fmea方法对工艺执行与管理进行风险评估，通过对工艺的严重度、频度、探测度采用专家团队打分后计算rpn风险值，从而针对风险提出工艺优化建议；
7.根据权利要求1所述的数字化车间的系统风险评估方法，其特征在于，数字化车间整体风险评估决策融合用于对当前的车间整体进行风险评估，评估方法包括：
8.根据权利要求1所述的数字化车间的系统风险评估方法，其特征在于，车间设备管理风险评估中，基于决策树算法对数字化车间系统的车间设备模块进行风险评估；确定车间设备管理的分析子系统并判断子系统的故障类型，其中分析子系统包括驱动系统、上下料系统、传动系统、执行系统、控制系统和检测系统，对以上几个子系统采用决策树预测算法对采集到的设备数据进行故障诊断，从而预测潜在的安全性和危险源并提出相应的安全措施。
