智能裝備和智能工廠的遠程運維平臺應用方案

（共享智能鑄造產業創新中心有限公司，寧夏銀川 750021）

《國家智能制造標準體系建設指南（2015 版）》明確了智能制造新模式，包括流程型智能制造，離散型智能制造、網絡協同制造、大規模個性化定制以及遠程運維。同時，對遠程運維進行了明確的要求：遠程運維標準主要包括平臺接口規范、通用要求、安全規范、監控規范和應急管理規范等五個部分。要求建有標準化信息采集與控制系統，自動診斷系統，基于專家系統的故障預警模型和故障檢索模知識庫；可實現裝備遠程無人操作，工作環境預警、運行狀態監測、故障診斷與自修復；建立產品全生命周期分析平臺、用戶使用習慣信息模型；可對智能裝備提供健康狀態監測、虛擬設備維護方案推送、創新應用開發等服務。

遠程運維服務作為一種新的智能服務模式，市場上涌現出了一大批提供設備遠程運維服務解決方案的供應商，這其中包括全球工業領導者的GE的Predix、西門子的MindSphere、亞馬遜AWS 云，國內的百度天工、樹根互聯的根云等。通過對以上解決方案的比對，國外的平臺在國內并沒有很好的落地實施。而國內的平臺，大多數都是摸著石頭過河，沒有真正的經驗。通過對市場上羅爾斯-羅伊斯、三一集團、沈鼓集團等智能服務模式企業的調研，按照權威文件的要求，本文重新定義了遠程運維軟件框架和遠程運維系統在設備管理方面的層級架構，將該系統以Saas 應用的形式部署于云平臺上。

1 遠程運維系統架構

遠程運維系統框架結構主要分為基礎管理、設備運行管理、系統服務以及數據統計分析模塊。

1.1 基礎管理

遠程運維的基礎管理主要包括設備供應商生產全過程服務管理，以3D 砂型打印機為例，作為該設備的供應商、服務商需要為用戶提供的不僅僅是3D 打印機銷售服務，還有打印機帶來的生產服務、打印機的維修保養服務、備件銷售服務、租用服務等。從產品及服務的角度出發，供應商和服務商必須時刻掌握打印機的運行狀態、關鍵備件狀態、保養狀態、工況狀態、健康狀態等信息。綜合以上需求，對遠程運維進行了重新定義。

1.2 遠程運維設備運行管理

遠程運維設備運行管理模塊是遠程運維軟件的核心部分，設備各部件運行的參數（如電機轉速、電壓、電流、溫度等）的采集，在平臺上進行狀態的檢測。實施持續檢測參數變化（溫度的升高），再根據設備的預警模型邏輯，對電機溫度升高等參數變化可能引起電機溫度過高或者燒損等故障進行預判，在故障發生前進行預警提醒。根據采集到的數據，對數據變化趨勢進行分析，對于部分潛在的故障隱患，服務提供者可以主動聯系用戶，提前介入維護，避免設備非計劃停機，提高設備開機率。

根據對設備運行時間的統計，對于設備關鍵部件的生命進行統計。需要更換某些部件時可以提前預警，以便用戶及時采購備件。對于某些設備部件，可能已經臨近生命周期，但是設備狀態依然很好，可以對這部分備件進行分析，是否因為該批次備件的材質，加工精度，加工工藝引起了這些變化。也可以對該部分備件做生命周期延長的試驗，來統一延長設備備件生命周期，從而實現用戶不需要提前采購和存儲備件，備件供應商也不需要提前生產大批備件積壓庫存，占用資金。設備備件生命周期延長，對用戶來說也能夠節省備件耗損的支出，設備也不需要額外的停機時間來更換備件，提高設備的開動率，提高設備產量。當然，通過對備件用量、生命周期的分析，對備件廠家也是一種激勵，以便供應商能夠提供更好材質、更好質量、更長壽命的備件。綜上，通過平臺提供的數據，能同時給設備用戶、設備供應商以及備件供應商帶來更大利益。

1.3 遠程運維系統服務

遠程運維系統服務模塊屬于增值服務。通過平臺注冊的設備保養、維修以及設備檢測的服務提供者，在系統服務模塊能看到需要緊急提供服務的需求和訂單業務。或者服務提供者根據制定的保養計劃，提前與設備用戶進行停機保養預約，并及時派遣合適的服務人員進場服務。通過這種主動為用戶提供服務的方式，確保設備穩定高效運行的基礎上提升用戶體驗，為用戶和自己贏得更多利益。

圖1 遠程運維平臺層級架構搭建實例圖

2 遠程運維平臺層級架構

基于鑄造企業，其本身作為鑄造設備（熔煉電爐、砂處理、射芯機、烘干窯、立體庫等）的用戶，需要平臺化系統進行設備管理時，如圖1 所示，可搭建遠程運維平臺層級架構。對于設備供應商有一套完整的設備全生命周期管理平臺，對于設備使用者也能夠管理其所擁有的設備。

按照該架構設計，將遠程運維平臺分為兩個板塊。一個板塊作為智能設備供應商和服務商管理其提供的設備以及產品服務；另一個則是以運維智能工廠為目的，解決遠程端對工廠生產管理，設備管理，現場視頻查看等問題。

從平臺的架構可以完全看出，人員的架構和層級分為三類：一類是服務的提供商；第二類是設備供應商；第三類就是設備用戶。針對于第一個板塊，采用文章前面提到的系統架構，以設備產品的提供商為主要角色管理產品以及服務。在這個產品即服務的時代，設備產品提供給用戶，必須要能夠保證及時、高效、準確的服務，才能提升用戶體驗，才能不斷拓展市場。通過對大量市場、設備數據的采集、統計、分析之后，才能有數據作為支撐，提升產品和服務的質量，然后依靠可靠的質量和較高的用戶體驗拓展出更廣闊的市場，從而形成良性循環。所以，在系統里面設計了客戶服務系統。從維修、保養、巡檢的服務發起，按照專業技能進行派工，服務人員簽到、服務報工、服務審核、以及后續的回訪環節等，形成一個完整的閉環，達到以專業的技能處理對口的問題。

同樣，針對于企業內部，依然可以利用該服務系統。工廠車間的生產人員，利用APP 對設備故障進行報修，該報修單直接到達公司的維修人員，在維修人員的手機APP 端進行提醒，維修人員接到報修工單后去現場進行維修服務，故障修復后，維修人員將處理方案用APP 提報到云平臺的數據庫。這樣經過長期積累，形成知識庫。在下一次設備操作員遇到同樣的故障現象，就可以通過APP 查詢功能，查詢到經驗知識，按照經驗知識進行故障修復。

3 結論

通過遠程運維平臺在鑄造上的應用，可使鑄造設備停機時間減少，設備操作工技能提升，還有積累了大量的有用的經驗知識。如果每一家企業或者產品用戶都能積累一定量的經驗知識，該部分經驗知識由數據機構或者該設備的生產商匯總、統計、分析，根據大量的數據知識進行設備的設計更新、零部件更新、保養方式更新、備件生命周期更新等等，將給企業帶來巨大的財富。