2024 年（第 12 届）“泰迪杯”数据挖掘挑战赛——
A 题：生产线的故障自动识别与人员配置
一、问题背景
随着新兴信息技术的大规模应用，工业生产线的智能化控制技术日益成熟。自动生产线
可以自动完成物品传送、物 料填装、产品包装和质量检测等过程，极大地提高了生产效率和
产品质量，减少了生产成本。自动生产线融入故障智能报警技术，能避免因故障带来的生产
中断和经济损失；同时合理的人员配置，能够减少资源浪费、提高生产效率。
二、解决问题
问题
1
根据附件
1
中的数据，分析生产线中各装置故障的数据特征，构建故障报警模
型，实现故障的自动即时报警。
问题
2
应用问题
1
所建立的模型，对附件
2
中的数据进行分析判断，实现生产线中各
装置故障的自动即时报警，给出故障报警的日期、开始时间与持续时长，将结果存放到
result2.xlsx
中（格式见表
1
，模板文件在附件
2
中），并在论文中给出每条生产线中各装置
每月的故障总次数及最长与最短的持续时长。
表
1 result2.xlsx
的格式
故障
编号
1001
2001
…
6002
序号
日
期
开始
时间
持续
时长
/
秒
日
期
开始
时间
持续
时长
/
秒
…
日
期
开始
时间
持续
时长
/
秒
1
3
579
67
1
4792
98
…
1
2047
51
2
4
1648
101
1
18379
72
…
2
9482
48
3
7
20947
96
3
1971
122
…
3
1903
58
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
问题
3
根据附件
3
中的数据，分析产品的产量、合格率与生产线、操作人员等因素的
关系。
问题
4
根据实际情况，现需要扩大生产规模，将生产线每天的运行时间从
8
小时增加
到
24
小时不间断生产。针对问题
3
的
10
条生产线，结合问题
3
的分析结果，考虑生产线与
操作人员的搭配，制定最佳的操作人员排班方案，将结果存放到
result4-1.xlsx
和
result4-2.xlsx
中（格式见表
2
和表
3
，模板文件在附件
4
中），并在论文中给出最佳的排班方案及相关结
果。
要求排班满足如下条件：
(1)
各操作人员做五休二，尽量连休
2
天；
(2)
各操作人员每班连续工作
8
小时；
(3)
班次时间：早班（
8:00-16:00
）、中班（
16:00-24:00
）、晚班（
0:00-8:00
）；
(4)
各工龄操作人员的人数比例与问题
3
中的比例相同；
(5)
各操作人员的班次安排尽量均衡。
