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《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)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(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個(gè)性化定制以及遠(yuǎn)程運(yùn)維。同時(shí),對(duì)遠(yuǎn)程運(yùn)維進(jìn)行了明確的要求:遠(yuǎn)程運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)主要包括平臺(tái)接口規(guī)范、通用要求、安全規(guī)范、監(jiān)控規(guī)范和應(yīng)急管理規(guī)范等五個(gè)部分。要求建有標(biāo)準(zhǔn)化信息采集與控制系統(tǒng),自動(dòng)診斷系統(tǒng),基于專家系統(tǒng)的故障預(yù)警模型和故障檢索模知識(shí)庫(kù);可實(shí)現(xiàn)裝備遠(yuǎn)程無人操作,工作環(huán)境預(yù)警、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷與自修復(fù);建立產(chǎn)品全生命周期分析平臺(tái)、用戶使用習(xí)慣信息模型;可對(duì)智能裝備提供健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)、虛擬設(shè)備維護(hù)方案推送、創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)等服務(wù)。
遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)作為一種新的智能服務(wù)模式,市場(chǎng)上涌現(xiàn)出了一大批提供設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)解決方案的供應(yīng)商,這其中包括全球工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的GE的Predix、西門子的MindSphere、亞馬遜AWS 云,國(guó)內(nèi)的百度天工、樹根互聯(lián)的根云等。通過對(duì)以上解決方案的比對(duì),國(guó)外的平臺(tái)在國(guó)內(nèi)并沒有很好的落地實(shí)施。而國(guó)內(nèi)的平臺(tái),大多數(shù)都是摸著石頭過河,沒有真正的經(jīng)驗(yàn)。通過對(duì)市場(chǎng)上羅爾斯-羅伊斯、三一集團(tuán)、沈鼓集團(tuán)等智能服務(wù)模式企業(yè)的調(diào)研,按照權(quán)威文件的要求,本文重新定義了遠(yuǎn)程運(yùn)維軟件框架和遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)在設(shè)備管理方面的層級(jí)架構(gòu),將該系統(tǒng)以Saas 應(yīng)用的形式部署于云平臺(tái)上。
遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)主要分為基礎(chǔ)管理、設(shè)備運(yùn)行管理、系統(tǒng)服務(wù)以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊。
遠(yuǎn)程運(yùn)維的基礎(chǔ)管理主要包括設(shè)備供應(yīng)商生產(chǎn)全過程服務(wù)管理,以3D 砂型打印機(jī)為例,作為該設(shè)備的供應(yīng)商、服務(wù)商需要為用戶提供的不僅僅是3D 打印機(jī)銷售服務(wù),還有打印機(jī)帶來的生產(chǎn)服務(wù)、打印機(jī)的維修保養(yǎng)服務(wù)、備件銷售服務(wù)、租用服務(wù)等。從產(chǎn)品及服務(wù)的角度出發(fā),供應(yīng)商和服務(wù)商必須時(shí)刻掌握打印機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、關(guān)鍵備件狀態(tài)、保養(yǎng)狀態(tài)、工況狀態(tài)、健康狀態(tài)等信息。綜合以上需求,對(duì)遠(yuǎn)程運(yùn)維進(jìn)行了重新定義。
遠(yuǎn)程運(yùn)維設(shè)備運(yùn)行管理模塊是遠(yuǎn)程運(yùn)維軟件的核心部分,設(shè)備各部件運(yùn)行的參數(shù)(如電機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓、電流、溫度等)的采集,在平臺(tái)上進(jìn)行狀態(tài)的檢測(cè)。實(shí)施持續(xù)檢測(cè)參數(shù)變化(溫度的升高),再根據(jù)設(shè)備的預(yù)警模型邏輯,對(duì)電機(jī)溫度升高等參數(shù)變化可能引起電機(jī)溫度過高或者燒損等故障進(jìn)行預(yù)判,在故障發(fā)生前進(jìn)行預(yù)警提醒。根據(jù)采集到的數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)進(jìn)行分析,對(duì)于部分潛在的故障隱患,服務(wù)提供者可以主動(dòng)聯(lián)系用戶,提前介入維護(hù),避免設(shè)備非計(jì)劃停機(jī),提高設(shè)備開機(jī)率。
根據(jù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的統(tǒng)計(jì),對(duì)于設(shè)備關(guān)鍵部件的生命進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。需要更換某些部件時(shí)可以提前預(yù)警,以便用戶及時(shí)采購(gòu)備件。對(duì)于某些設(shè)備部件,可能已經(jīng)臨近生命周期,但是設(shè)備狀態(tài)依然很好,可以對(duì)這部分備件進(jìn)行分析,是否因?yàn)樵撆蝹浼牟馁|(zhì),加工精度,加工工藝引起了這些變化。也可以對(duì)該部分備件做生命周期延長(zhǎng)的試驗(yàn),來統(tǒng)一延長(zhǎng)設(shè)備備件生命周期,從而實(shí)現(xiàn)用戶不需要提前采購(gòu)和存儲(chǔ)備件,備件供應(yīng)商也不需要提前生產(chǎn)大批備件積壓庫(kù)存,占用資金。設(shè)備備件生命周期延長(zhǎng),對(duì)用戶來說也能夠節(jié)省備件耗損的支出,設(shè)備也不需要額外的停機(jī)時(shí)間來更換備件,提高設(shè)備的開動(dòng)率,提高設(shè)備產(chǎn)量。當(dāng)然,通過對(duì)備件用量、生命周期的分析,對(duì)備件廠家也是一種激勵(lì),以便供應(yīng)商能夠提供更好材質(zhì)、更好質(zhì)量、更長(zhǎng)壽命的備件。綜上,通過平臺(tái)提供的數(shù)據(jù),能同時(shí)給設(shè)備用戶、設(shè)備供應(yīng)商以及備件供應(yīng)商帶來更大利益。
遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)服務(wù)模塊屬于增值服務(wù)。通過平臺(tái)注冊(cè)的設(shè)備保養(yǎng)、維修以及設(shè)備檢測(cè)的服務(wù)提供者,在系統(tǒng)服務(wù)模塊能看到需要緊急提供服務(wù)的需求和訂單業(yè)務(wù)。或者服務(wù)提供者根據(jù)制定的保養(yǎng)計(jì)劃,提前與設(shè)備用戶進(jìn)行停機(jī)保養(yǎng)預(yù)約,并及時(shí)派遣合適的服務(wù)人員進(jìn)場(chǎng)服務(wù)。通過這種主動(dòng)為用戶提供服務(wù)的方式,確保設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行的基礎(chǔ)上提升用戶體驗(yàn),為用戶和自己贏得更多利益。
圖1 遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)層級(jí)架構(gòu)搭建實(shí)例圖
基于鑄造企業(yè),其本身作為鑄造設(shè)備(熔煉電爐、砂處理、射芯機(jī)、烘干窯、立體庫(kù)等)的用戶,需要平臺(tái)化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備管理時(shí),如圖1 所示,可搭建遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)層級(jí)架構(gòu)。對(duì)于設(shè)備供應(yīng)商有一套完整的設(shè)備全生命周期管理平臺(tái),對(duì)于設(shè)備使用者也能夠管理其所擁有的設(shè)備。
按照該架構(gòu)設(shè)計(jì),將遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)分為兩個(gè)板塊。一個(gè)板塊作為智能設(shè)備供應(yīng)商和服務(wù)商管理其提供的設(shè)備以及產(chǎn)品服務(wù);另一個(gè)則是以運(yùn)維智能工廠為目的,解決遠(yuǎn)程端對(duì)工廠生產(chǎn)管理,設(shè)備管理,現(xiàn)場(chǎng)視頻查看等問題。
從平臺(tái)的架構(gòu)可以完全看出,人員的架構(gòu)和層級(jí)分為三類:一類是服務(wù)的提供商;第二類是設(shè)備供應(yīng)商;第三類就是設(shè)備用戶。針對(duì)于第一個(gè)板塊,采用文章前面提到的系統(tǒng)架構(gòu),以設(shè)備產(chǎn)品的提供商為主要角色管理產(chǎn)品以及服務(wù)。在這個(gè)產(chǎn)品即服務(wù)的時(shí)代,設(shè)備產(chǎn)品提供給用戶,必須要能夠保證及時(shí)、高效、準(zhǔn)確的服務(wù),才能提升用戶體驗(yàn),才能不斷拓展市場(chǎng)。通過對(duì)大量市場(chǎng)、設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)、分析之后,才能有數(shù)據(jù)作為支撐,提升產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量,然后依靠可靠的質(zhì)量和較高的用戶體驗(yàn)拓展出更廣闊的市場(chǎng),從而形成良性循環(huán)。所以,在系統(tǒng)里面設(shè)計(jì)了客戶服務(wù)系統(tǒng)。從維修、保養(yǎng)、巡檢的服務(wù)發(fā)起,按照專業(yè)技能進(jìn)行派工,服務(wù)人員簽到、服務(wù)報(bào)工、服務(wù)審核、以及后續(xù)的回訪環(huán)節(jié)等,形成一個(gè)完整的閉環(huán),達(dá)到以專業(yè)的技能處理對(duì)口的問題。
同樣,針對(duì)于企業(yè)內(nèi)部,依然可以利用該服務(wù)系統(tǒng)。工廠車間的生產(chǎn)人員,利用APP 對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行報(bào)修,該報(bào)修單直接到達(dá)公司的維修人員,在維修人員的手機(jī)APP 端進(jìn)行提醒,維修人員接到報(bào)修工單后去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修服務(wù),故障修復(fù)后,維修人員將處理方案用APP 提報(bào)到云平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣經(jīng)過長(zhǎng)期積累,形成知識(shí)庫(kù)。在下一次設(shè)備操作員遇到同樣的故障現(xiàn)象,就可以通過APP 查詢功能,查詢到經(jīng)驗(yàn)知識(shí),按照經(jīng)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行故障修復(fù)。
通過遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)在鑄造上的應(yīng)用,可使鑄造設(shè)備停機(jī)時(shí)間減少,設(shè)備操作工技能提升,還有積累了大量的有用的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。如果每一家企業(yè)或者產(chǎn)品用戶都能積累一定量的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),該部分經(jīng)驗(yàn)知識(shí)由數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)或者該設(shè)備的生產(chǎn)商匯總、統(tǒng)計(jì)、分析,根據(jù)大量的數(shù)據(jù)知識(shí)進(jìn)行設(shè)備的設(shè)計(jì)更新、零部件更新、保養(yǎng)方式更新、備件生命周期更新等等,將給企業(yè)帶來巨大的財(cái)富。