设备维修 KPI 计算规范（TA / MTTR / MTBF / OEE）

为生产制造行业设备维修部门提供 TA、MTTR、MTBF、OEE 等设备维护 KPI 的标准化计算方法，支持根据故障明细数据自动生成 KPI 汇总结果。

核心原则

区分产线结构：串联产线（单台故障全线停机）、并联产线（独立运行互不影响）、串并联混联产线（并联冗余工位 + 串联主线），三种场景计算方法不同，先用公式判断结构再计算。
时间口径先行：先算清楚「负荷时间」「等效故障时间」「等效故障次数」，再代入 KPI 公式。负荷时间 = 日历时间 − 计划停机。
串联共停系统禁用独立 TA 相乘/加权平均：串联产线各工序停机时间重叠共用，TA_Line 必须用 MTBF_Line 与 MTTR_Line 代入标准公式计算，不能用 TA1×TA2×… 或各工序 TA 加权平均。

核心公式速查

| 指标 | 公式 | 单位 | |------|------|------| | TA（时间开动率） | (负荷时间 − 等效故障时间) / 负荷时间 × 100% | % | | TA（单机口径） | MTBF / (MTBF + MTTR) | % | | MTTR（平均修复时间） | 总故障时间 / 总故障次数 | min 或 h | | MTBF（平均故障间隔） | (负荷时间 − 等效故障时间) / 等效故障次数 | h（除以60换算） | | OEE | 时间开动率 × 性能开动率 × 质量合格率 | % | | TEEP | OEE × UR（设备利用率） | % |

详细公式、时间层级定义、各场景完整推导见 references/kpi-definitions.md。

等效故障时间 / 次数（串并联混合产线核心）

这是混联产线 KPI 计算的关键，规则如下：

等效故障时间 = 串联产线时间并集 + 并联产线冗余时间交集 − 串联段/并联冗余交集部分的时间交集
- 串联段（如中段/后段）：多工序故障区间取并集（区间合并），任一故障即停机
- 并联冗余段（如前段南侧/前段北侧）：两工序同时故障的时间段才计入（交集）
- 最后把串联并集 ∪ 并联冗余交集再合并，减去两者重叠部分
等效故障次数 = 串联故障条数 + 并联冗余重叠条数

完整规则与区间运算方法见 references/fault-time-aggregation.md。

自动生成 KPI 数据

用户提供故障明细数据（Excel/CSV）时，按以下流程自动生成 KPI：

运行脚本：执行 scripts/calc_kpi.py，传入故障明细文件路径
```
python scripts/calc_kpi.py --input 故障明细.xlsx --load-time 负荷时间.xlsx
```
脚本支持自动识别列名（周次/日期/线体/区域/工序/工位/故障开始时间/故障结束时间/故障时间等），按日期+区域+线体分组，计算 total_fault_time / equivalent_fault_time / total_fault_count / equivalent_fault_count，再结合负荷时间计算 TA、MTTR、MTBF。
无故障明细时：根据用户描述（故障次数、故障时长、负荷时间、产线结构）直接套用 references/kpi-definitions.md 中的场景公式手算，并给出计算过程。
生成看板：需要可视化时，使用 assets/kpi-dashboard.html 作为模板（模组二产线设备 KPI 看板，含总览/周维度/日维度/故障记录/负荷时间设置五个 Tab），将计算后的指标填充或按模板结构重新生成。

常见错误（务必避免）

串联产线用 TA1×TA2×…×TAi 计算整线 TA —— 错误，乘积公式仅适用于独立无关联系统。
串联产线用各工序 TA 加权平均 —— 错误，会严重高估整线开动率。
把单台设备故障当作整线停机 —— 分流冗余工位单台故障只降节拍，只有同时故障才计入整线停机。
忽略等效故障时间而直接用总故障时间算 TA/MTBF —— 混联产线必须用等效口径。
MTBF 单位混淆 —— 分钟数除以 60 得到小时，注意看板口径 MTBF 单位为 h。
负荷时间口径错误 —— 是日历时间减计划停机，不是日历时间本身。

使用流程

识别场景：确定产线结构（串联/并联/混联）与用户想要的口径（车间维修综合 or 整线 TALine）。
收集数据：故障记录（每台设备故障时间区间、次数）与负荷时间。
计算中间量：总故障时间/次数、等效故障时间/次数（混联时需要）。
计算 KPI：TA、MTTR、MTBF，必要时扩展 OEE/TEEP/UR。
输出结果：给出公式、代入过程与最终数值；如需看板则基于模板生成。

参考文档

references/kpi-definitions.md — KPI 定义、时间层级、MTTR/MTBF/TA/OEE/TEEP/UR 全部公式与实战案例
references/fault-time-aggregation.md — 故障时间汇总规则、串/并联/混联区间运算方法
assets/kpi-dashboard.html — 设备 KPI 看板模板