談制藥機(jī)械遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)云平臺(tái)設(shè)計(jì)

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針對(duì)制藥機(jī)械行業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)的需求，研究設(shè)計(jì)了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障維護(hù)功能的云平臺(tái)。介紹了平臺(tái)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，并闡述了平臺(tái)各部分的功能。通過在企業(yè)進(jìn)行實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，驗(yàn)證了制藥機(jī)械遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)云平臺(tái)的性能和可行性，有效地解決了制藥機(jī)械設(shè)備企業(yè)需要頻繁派遣工程師到現(xiàn)場(chǎng)處理藥機(jī)設(shè)備故障的問題。為制藥機(jī)械企業(yè)節(jié)約了維護(hù)成本，提高了設(shè)備監(jiān)管質(zhì)量。由于信息化產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，使得全世界運(yùn)維服務(wù)行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。近年來，我國(guó)信息化建設(shè)力度不斷增強(qiáng)，各行各業(yè)針對(duì)信息化發(fā)展的覆蓋范圍不斷拓寬、需求更加詳盡，運(yùn)維管理服務(wù)作為長(zhǎng)效發(fā)展的關(guān)鍵，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本都具有重要的影響，以此它的重要性也被逐漸突顯出來。有文獻(xiàn)提出了一種基于AR技術(shù)的運(yùn)維系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員通過AR眼鏡實(shí)現(xiàn)與運(yùn)維管理系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，獲取設(shè)備信息，并指導(dǎo)維護(hù)操作。還有文獻(xiàn)提出了在工業(yè)設(shè)備的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中引入信息物理系統(tǒng)體系。為工業(yè)設(shè)備提供有線或無線網(wǎng)絡(luò)接入功能。通過借助網(wǎng)絡(luò)連接，來實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、狀態(tài)評(píng)估和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)的設(shè)計(jì)

某制藥機(jī)械制造商是國(guó)內(nèi)中藥丸劑設(shè)備的領(lǐng)軍企業(yè)，其現(xiàn)有幾百臺(tái)設(shè)備在國(guó)內(nèi)外運(yùn)行，這些設(shè)備每年創(chuàng)造上億元的產(chǎn)值，關(guān)系到幾千萬人的身體健康和安全用藥的問題。目前，企業(yè)設(shè)備的運(yùn)維服務(wù)，目前主要是先通過用戶反饋，然后，依靠企業(yè)在各地設(shè)立的運(yùn)維服務(wù)部門中的技術(shù)人員或者是依靠廠家的派駐工程師到設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維護(hù)服務(wù)，在故障發(fā)生后再采取維修處理，這樣的傳統(tǒng)運(yùn)維方式不僅對(duì)生產(chǎn)作業(yè)的時(shí)間延誤較大，而且運(yùn)作成本較高。在此背景下，研究設(shè)計(jì)基于云計(jì)算的制藥機(jī)械智能化遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)云平臺(tái)，可以在一定程度上解決以上出現(xiàn)的問題。制藥機(jī)械遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)云平臺(tái)，是由云端服務(wù)器和設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)組成的。服務(wù)器和設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)連接；而分布在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控終端，可以通過GPRS移動(dòng)蜂窩數(shù)據(jù)或無線WIFI連接，來構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)各監(jiān)控點(diǎn)和云端服務(wù)器之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互。該平臺(tái)主要通過云計(jì)算的技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、整合、存儲(chǔ)、管理和挖掘。依靠平臺(tái)中提供計(jì)算服務(wù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的預(yù)測(cè)、決策，而且可以反向控制監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。以此來達(dá)到應(yīng)用遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)云平臺(tái)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行高效預(yù)測(cè)、診斷、并解決的目的。結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的云平臺(tái)數(shù)據(jù)中心，能夠更可靠、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)現(xiàn)虛擬化平臺(tái)的支撐服務(wù)。不僅其在規(guī)劃、建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等方面具備突出的優(yōu)勢(shì)；而且在節(jié)能環(huán)保、高可用性、高可靠性、安全性、高性能及可管理性等方面，都可以滿足制藥機(jī)械遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)平臺(tái)的發(fā)展需要。

系統(tǒng)整體架構(gòu)

依據(jù)該企業(yè)的需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，針對(duì)制藥機(jī)械入云轉(zhuǎn)型的客觀環(huán)境，本文設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程運(yùn)維云平臺(tái)，系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。該平臺(tái)屬于售后服務(wù)的范疇，它的使用可以貫穿制藥機(jī)械設(shè)備的整個(gè)生命周期。在傳統(tǒng)運(yùn)維模式下：制藥機(jī)械設(shè)備廠家只能通過用戶反饋信息，依靠在各地設(shè)立的服務(wù)部門中的技術(shù)人員或從廠家安排技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)服務(wù)。該模式是在故障發(fā)生后再采取維修處理，對(duì)生產(chǎn)作業(yè)的時(shí)間延誤較大。維護(hù)人員自身專業(yè)技術(shù)水平參差不齊，常常無法做到專業(yè)對(duì)口的高效維護(hù)。使得設(shè)備維護(hù)方式受到了空間、時(shí)間上的限制，對(duì)用戶的服務(wù)無法達(dá)到令用戶滿意的效果，且企業(yè)投入也比較高。制藥機(jī)械遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)云平臺(tái)，能夠?qū)ζ髽I(yè)自己制造的制藥機(jī)械設(shè)備，進(jìn)行整個(gè)生命周期的遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)，做到對(duì)處于全球各區(qū)域的設(shè)備系統(tǒng)的狀態(tài)和故障及時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄，做到預(yù)先故障提示，做到對(duì)整個(gè)設(shè)備管理、售后服務(wù)、維護(hù)數(shù)據(jù)的記錄、查詢和分析，以及做到對(duì)配件的管理等要求。

平臺(tái)功能架構(gòu)

本平臺(tái)的系統(tǒng)功能模塊圖2所示。除需要實(shí)現(xiàn)用戶的注冊(cè)、登陸以及密碼的修改等用戶管理功能之外，還要具備數(shù)據(jù)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、報(bào)警管理、設(shè)備運(yùn)維管理、大數(shù)據(jù)分析、權(quán)限管理、視頻監(jiān)控以及實(shí)現(xiàn)對(duì)制藥機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程運(yùn)維調(diào)試。制藥機(jī)械遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)云平臺(tái)：由智能硬件接口設(shè)備、智能應(yīng)用系統(tǒng)云平臺(tái)套件以及大數(shù)據(jù)智能分析服務(wù)組成。通過智能采控終端采集設(shè)備，將各種數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，存儲(chǔ)、整理、分析，通過智能應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)在線監(jiān)控、記錄、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、修改、報(bào)警等操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化管理，提高企業(yè)智能化管理水平。現(xiàn)將平臺(tái)的主要功能進(jìn)行概述：（1）設(shè)備的數(shù)據(jù)采集功能對(duì)該平臺(tái)的被監(jiān)控對(duì)象（即某制藥機(jī)械制造商生產(chǎn)的制藥機(jī)械）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容包括：制藥機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行信號(hào)和數(shù)據(jù)、產(chǎn)量信息、系統(tǒng)參數(shù)、故障信號(hào)、趨勢(shì)信號(hào)、工控機(jī)控制軟件處理過的視頻關(guān)鍵信號(hào)等信息。同時(shí)，還可以在用戶允許的情況之下，在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其實(shí)現(xiàn)參數(shù)的遠(yuǎn)程修改。（2）設(shè)備的故障管理功能平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警；能夠?qū)χ扑帣C(jī)械設(shè)備發(fā)生的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)訪問查看和歷史情況查詢；還可以通過設(shè)定部分模擬量的上限值、下限值以及變化率等閾值參數(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)警功能，而且還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)、分類統(tǒng)計(jì)，以便用戶導(dǎo)出所需報(bào)警報(bào)表。報(bào)警信息應(yīng)該包括：產(chǎn)品的客戶和屬性、報(bào)警發(fā)生的時(shí)間、報(bào)警解除的時(shí)間、確認(rèn)報(bào)警的時(shí)間等內(nèi)容。（3）設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷功能設(shè)備維護(hù)技術(shù)人員可以依據(jù)預(yù)警消息、故障信息以及相關(guān)圖片信息，追溯到故障發(fā)生的情況下，制藥機(jī)械設(shè)備的相關(guān)變量的狀態(tài)、運(yùn)行的數(shù)據(jù)值，同時(shí)結(jié)合該時(shí)段設(shè)備的運(yùn)行曲線，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備監(jiān)控人員對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程故障的分析、診斷。（4）設(shè)備的參數(shù)修改、軟件更新功能通過用戶在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出請(qǐng)求指令（例如：用戶在現(xiàn)場(chǎng)操作界面，按下請(qǐng)求協(xié)助的按鈕）或者超級(jí)用戶登陸命令，使得技術(shù)人員可以對(duì)設(shè)備的參數(shù)遠(yuǎn)程修改，對(duì)PLC、觸摸屏的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程更新。

結(jié)語

制藥機(jī)械遠(yuǎn)程運(yùn)維云平臺(tái)設(shè)計(jì)完成后，在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)際運(yùn)行測(cè)試，云平臺(tái)功能運(yùn)行狀態(tài)良好，制藥機(jī)械遠(yuǎn)程運(yùn)維取得了良好的測(cè)試效果。遠(yuǎn)程維護(hù)云平臺(tái)，能夠?qū)χ扑帣C(jī)械的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的低成本管理，較高的設(shè)備故障處理率。大大節(jié)約資源投入的同時(shí)，提高了設(shè)備的監(jiān)管質(zhì)量。有效利用遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)的系統(tǒng)功能，提前啟動(dòng)預(yù)警提醒功能、及時(shí)獲取故障信息、智能分析故障的產(chǎn)生原因、快速地發(fā)現(xiàn)且處理故障問題，確保制藥機(jī)械運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，降低了藥機(jī)維護(hù)成本，滿足企業(yè)的應(yīng)用需求。

作者：杜翊銘 單位：佳木斯大學(xué)