王曉顏，許潔

（1中色科技股份有限公司，河南 洛陽(yáng)471039；2萬(wàn)基控股集團(tuán)有限公司，河南 洛陽(yáng) 471832）

1 前言

我國(guó)的有色金屬加工行業(yè)經(jīng)過(guò)技術(shù)引進(jìn)、消化、再創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、自主創(chuàng)新等發(fā)展階段，其生產(chǎn)工藝、裝備和自動(dòng)化水平得到大幅提升，部分生產(chǎn)設(shè)備已處于國(guó)際領(lǐng)先水平。有色金屬加工行業(yè)的小批量、多規(guī)格、多工序的特點(diǎn)，造成有色金屬加工工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備種類眾多，技術(shù)集成程度高等特點(diǎn)，因此設(shè)備運(yùn)維成了有色金屬加工企業(yè)保障生產(chǎn)穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)工作。設(shè)備運(yùn)維人員的技術(shù)能力、工作經(jīng)驗(yàn)和人力資源數(shù)量直接影響了有色金屬加工企業(yè)設(shè)備運(yùn)維的質(zhì)量，也影響了企業(yè)的生產(chǎn)穩(wěn)定和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)與工業(yè)制造技術(shù)深度融合發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維、故障預(yù)報(bào)警、預(yù)測(cè)性維護(hù)等功能，可有效滿足行業(yè)企業(yè)的需要，降低企業(yè)的成本。

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維通過(guò)實(shí)時(shí)信息交互的方法將車間的機(jī)器、設(shè)備、團(tuán)隊(duì)和網(wǎng)絡(luò)通過(guò)先進(jìn)的傳感器、控制器和軟件應(yīng)用程序連接起來(lái)，以支持更為智能的決策、操作、維護(hù)以及高質(zhì)量的技術(shù)服務(wù)與運(yùn)維保障。有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維可以幫助企業(yè)形成跨設(shè)備、跨車間、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的設(shè)備信息和運(yùn)維人員的互聯(lián)互通，從而提高效率，推動(dòng)整個(gè)設(shè)備運(yùn)維體系智能化。

2 遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)要求

有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維是利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及集中存儲(chǔ)管理，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)分析人員、公司總部遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備核心指標(biāo)管理、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)管理、能效分析以及售后服務(wù)，充分發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)備運(yùn)維方面的價(jià)值。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足以下要求：

①可靠性和穩(wěn)定性：選用技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定的產(chǎn)品，在設(shè)備選型、軟件設(shè)計(jì)等各個(gè)方面充分考慮軟件、硬件的可靠性和穩(wěn)定性，并可在工業(yè)環(huán)境下有效工作。

②安全性：平臺(tái)設(shè)有安全權(quán)限管理。不同范圍的人員對(duì)不同功能模塊有不同的使用權(quán)。系統(tǒng)有嚴(yán)格完善的密碼、日志管理，提供系統(tǒng)級(jí)和應(yīng)用級(jí)完備的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制。

③先進(jìn)性：保證采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，使系統(tǒng)具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?，在盡可能長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)滿足業(yè)務(wù)需求增長(zhǎng)，適應(yīng)社會(huì)和企業(yè)的發(fā)展。

④開放性：本平臺(tái)是開放系統(tǒng)，滿足相關(guān)通行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保能與眾多品牌設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

⑤標(biāo)準(zhǔn)性：系統(tǒng)盡量采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信協(xié)議和功能規(guī)范，面向不同制造商接入各類數(shù)據(jù)采集終端，并提供開放的軟件標(biāo)準(zhǔn)接口，便于用戶的應(yīng)用軟件開發(fā)和集成。

⑥可擴(kuò)展性：平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)施可靈活增減或更新各個(gè)子系統(tǒng)，在產(chǎn)品系列、容量與處理能力等方面輕松實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充與換代，滿足不同時(shí)期的需要。

⑦經(jīng)濟(jì)性：平臺(tái)結(jié)合國(guó)內(nèi)目前實(shí)際應(yīng)用水平，建成后能立即得到充分利用。在滿足功能性和可靠性的前提下初期投資少，系統(tǒng)投運(yùn)后管理維護(hù)費(fèi)用少。

⑧易用性：滿足軟件用戶界面直觀、友好、簡(jiǎn)單、便捷、避免繁瑣操作，可適應(yīng)不同專業(yè)水平的人員使用。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和整理，并存儲(chǔ)在服務(wù)器端的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的二次加工，實(shí)現(xiàn)過(guò)程信息的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集監(jiān)視、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)及工藝流程優(yōu)化等功能，并提供隨時(shí)隨地的移動(dòng)客戶端訪問(wèn)功能。系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)流向劃分總體分為傳感層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯及訪問(wèn)服務(wù)層、數(shù)據(jù)展示層四個(gè)層次。

（1）傳感層

傳感層位于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，系統(tǒng)可利用智能網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)場(chǎng)PLC或智能儀表等連接。PLC或智能儀表將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如塔、閥門、水泵等信息采集上來(lái)并完成邏輯處理，智能網(wǎng)關(guān)從PLC或智能儀表取出實(shí)時(shí)設(shè)備數(shù)據(jù)，然后通過(guò)3G/4G/WIFI等多種網(wǎng)絡(luò)傳輸方式向數(shù)據(jù)層傳輸。

（2）數(shù)據(jù)層

首先由數(shù)據(jù)采集軟件與傳感層對(duì)接，將數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)部的接口協(xié)議匯總到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理并對(duì)上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)接口。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)層的核心，系統(tǒng)的一切顯示、分析、調(diào)度都是建立在數(shù)據(jù)庫(kù)中的大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上的。

（3）業(yè)務(wù)邏輯及訪問(wèn)服務(wù)層

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中雖然已經(jīng)保存了全部的實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)，但用戶真正需要的是直觀的分析展示結(jié)果，因此業(yè)務(wù)邏輯及訪問(wèn)服務(wù)層主要是根據(jù)用戶的實(shí)際需求，為用戶實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)工藝流程顯示，報(bào)表、報(bào)警、趨勢(shì)等功能，以及包括并能夠提供跨平臺(tái)發(fā)布，支持各類移動(dòng)終端。

（4）數(shù)據(jù)展示層

數(shù)據(jù)展示層即PC、移動(dòng)客戶端，通過(guò)IE瀏覽器或手機(jī)APP客戶端方式查看。

4 系統(tǒng)功能

有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維的基本功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和整理，并存儲(chǔ)在服務(wù)器端的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的二次加工，實(shí)現(xiàn)過(guò)程信息的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集監(jiān)視、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)及工藝流程優(yōu)化等，并提供隨時(shí)隨地的移動(dòng)客戶端訪問(wèn)功能。

（1）遠(yuǎn)程可視化展示功能

有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)具有遠(yuǎn)程可視化功能，通過(guò)豐富的數(shù)據(jù)接口形式和真實(shí)質(zhì)感的畫面元素，實(shí)時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工況監(jiān)控。平臺(tái)集成報(bào)表分析、故障管理、趨勢(shì)曲線、設(shè)備管控等功能，全方位多角度對(duì)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、顯示。

（2）設(shè)備管控

有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)可根據(jù)不同客戶的具體需求，按照地域、功能、工藝流程等，多層次多角度對(duì)設(shè)備工藝進(jìn)行呈現(xiàn)。方便客戶對(duì)工藝工況進(jìn)行及時(shí)全面的了解和掌控。

（3）數(shù)字化工業(yè)流程

有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)具有豐富的畫面控件。相較于傳統(tǒng)工程組態(tài)軟件，平臺(tái)的組態(tài)畫面具有高分辨率、高清晰度、高質(zhì)感等優(yōu)勢(shì)，輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工藝的真實(shí)呈現(xiàn)。

（4）報(bào)表分析

有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表功能，界面美觀、可交互；展現(xiàn)控件豐富，布局靈活，有多種主題和樣式供選擇。實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)日?qǐng)?bào)月報(bào)年報(bào)，同時(shí)可在圖表上進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選、全局聯(lián)動(dòng)等多種交互操作的價(jià)值共享于整個(gè)企業(yè)。

有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)具備完善的報(bào)警和預(yù)警功能。通過(guò)豐富的閾值設(shè)置，對(duì)工況報(bào)警信息進(jìn)行及時(shí)傳遞，包括聲光報(bào)警、短信告知、郵件等多種形式。報(bào)警信息與趨勢(shì)曲線持續(xù)長(zhǎng)期歸檔，幫助客戶排查工藝工況問(wèn)題所在。

有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)對(duì)運(yùn)維人員進(jìn)行不同的權(quán)限分配，同時(shí)，對(duì)每個(gè)登陸系統(tǒng)的人員以及對(duì)應(yīng)的操作都進(jìn)行詳盡的記錄并生成系統(tǒng)日志，保證在系統(tǒng)出現(xiàn)操作問(wèn)題時(shí)第一時(shí)間確認(rèn)問(wèn)題源，進(jìn)而從根本排除。

圖1 遠(yuǎn)程可視化展示功能

圖2 設(shè)備管控界面

圖3 工藝流程展示界面

圖4 故障管理和趨勢(shì)曲線展示界面

5 結(jié)語(yǔ)

建設(shè)有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用分系統(tǒng)。有色金屬加工設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控與報(bào)警可通過(guò)固定或移動(dòng)終端，將設(shè)備運(yùn)行情況展示給相關(guān)人員，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的故障報(bào)警及日志功能。通過(guò)有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表功能，可為行業(yè)動(dòng)態(tài)管理、政策決策提供數(shù)據(jù)支持。通過(guò)有色金屬加工設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)行業(yè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控與報(bào)警、設(shè)備故障智能分析、生產(chǎn)及系統(tǒng)優(yōu)化、機(jī)組效能提升，實(shí)現(xiàn)設(shè)備主動(dòng)、智能維保及生產(chǎn)運(yùn)行智能、精準(zhǔn)管理。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的全面互聯(lián)，是大幅提升實(shí)際解決制造企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)優(yōu)化能力、推動(dòng)工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有效途徑。