鐘亮 彭毅

摘 ?要：為減少卷煙物流設(shè)備停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，提高備件管理能力，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于微信小程序的卷煙物流設(shè)備健康管理系統(tǒng)，應(yīng)用結(jié)果表明：該系統(tǒng)能有效利用RNN算法進(jìn)行關(guān)鍵設(shè)備故障預(yù)測(cè)，備件管理更加方便、高效。

關(guān)鍵詞：RNN;微信小程序;設(shè)備健康管理

中圖分類號(hào)：F253.9 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： In order to reduce the risk of cigarette logistics equipment downtime and improve the ability of spare parts management， a cigarette logistics equipment health management system based on Wechat applet is designed and implemented. The application results show that the system can effectively use RNN algorithm to predict the failure of key equipment， and spare parts management is more convenient and efficient.

Key words： RNN; Wechat applet; health management

1 ?概 ?述

備件是保障設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。伴隨著國內(nèi)卷煙物流配送中心倉儲(chǔ)、分揀設(shè)備向自動(dòng)化、智能化升級(jí)改造，取得更高的分揀速度的同時(shí)設(shè)備結(jié)構(gòu)越加復(fù)雜。隨之而來的是相關(guān)備品備件種類、數(shù)量成倍增加;另一方面，自動(dòng)化作業(yè)相比手工作業(yè)柔性能力降低，一旦某環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，將面臨停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。某市卷煙物流配送中心投入運(yùn)行7年有余，目前，設(shè)備已進(jìn)入老化期，故障頻率和備件消耗量劇增，呈現(xiàn)出故障統(tǒng)計(jì)工作量大、應(yīng)急維修頻率高、備件查找難度大等特點(diǎn)。而與之對(duì)應(yīng)的管理模式停留在手工或者Excel表格記錄，難以實(shí)現(xiàn)備件高效管理和設(shè)備健康管理需求。

基于此，本文擬開發(fā)一種能實(shí)現(xiàn)良好備件管理和故障預(yù)判的系統(tǒng)。微信小程序作為輕量級(jí)應(yīng)用，較傳統(tǒng)APP有諸多無可比擬的優(yōu)勢(shì)，比如無需安裝、即用即走，其本質(zhì)是滿足特定功能的網(wǎng)頁。將微信小程序應(yīng)用到故障維保、記錄和備件管理，有利于提高備件管理效率和設(shè)備健康管理。下面從系統(tǒng)的功能需求、設(shè)計(jì)開發(fā)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面具體說明。

2 ?卷煙物流設(shè)備健康管理系統(tǒng)的功能需求

根據(jù)對(duì)故障處理流程的分析，本健康管理系統(tǒng)應(yīng)包括故障預(yù)測(cè)和備件管理兩個(gè)部分。

2.1 ?故障預(yù)測(cè)

傳統(tǒng)的設(shè)備維修主要以事后維修和定期維修為主。近年來，隨著設(shè)備復(fù)雜程度的提升，停機(jī)維修成本不斷攀升，從而促進(jìn)了預(yù)知維修、視情維修的發(fā)展，這種預(yù)判故障發(fā)生的方法一般是通過對(duì)具體設(shè)備進(jìn)行物理模型搭建從而進(jìn)行，其特點(diǎn)是：預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度高、模型搭建復(fù)雜、需要另外布置傳感設(shè)備。與此同時(shí)，一種基于設(shè)備故障數(shù)據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型，以歷史故障數(shù)據(jù)為輸入，對(duì)下一次故障時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)也迅速發(fā)展，其優(yōu)勢(shì)在于數(shù)據(jù)采集簡(jiǎn)單，模型搭建容易，成本較低。因此，系統(tǒng)考慮以歷史數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，利用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）算法預(yù)測(cè)下一次故障時(shí)間。基于此，故障記錄作為歷史數(shù)據(jù)的主要來源是本系統(tǒng)一個(gè)核心功能需求。

知識(shí)共享旨在對(duì)發(fā)生過的故障進(jìn)行原因分析、處理流程記錄、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，通過知識(shí)的累積為后續(xù)排故提供指導(dǎo)，從而降低排故時(shí)間，提升效率。尤其是對(duì)于新手，可以有效起到手把手教學(xué)的作用。

2.2 ?備件管理

設(shè)備維修離不開備件供應(yīng)，因此，備件管理作為本系統(tǒng)另一個(gè)重要支撐將執(zhí)行備件的全生命周期管理，從申請(qǐng)、入庫、存儲(chǔ)、出庫、使用到報(bào)廢全過程如圖1所示。

（1）角色分配

基于不同角色設(shè)定不同權(quán)限，一方面基于保密或安全考慮，另一方面可以提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。本系統(tǒng)主要包括三類角色，設(shè)備部主任、設(shè)備管理員、系統(tǒng)管理員。其中，系統(tǒng)管理員具有全部權(quán)限，設(shè)備部主任主要是查看和審核權(quán)限，設(shè)備管理員具有記錄、查看等權(quán)限。

（2）入庫管理

入庫管理從提出備件采購需求開始，但是系統(tǒng)不進(jìn)入具體采購環(huán)節(jié)，僅提出采購需求清單，備件到貨后組織驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后分配具體儲(chǔ)放貨格，如果驗(yàn)收不通過，則將具體清單提交到設(shè)備部主任，外協(xié)處理。對(duì)于本系統(tǒng)來說，最重要的功能是實(shí)現(xiàn)貨位分配問題。

（3）出庫管理

出庫管理類似于入庫管理，其驅(qū)動(dòng)因素轉(zhuǎn)為具體的故障點(diǎn)或者計(jì)劃維修。設(shè)備管理員提出備件出庫申請(qǐng)，設(shè)備部主任審核，審核通過后，取出備件，系統(tǒng)做出備件出庫成功提示并扣減庫存。

（4）備件查詢與統(tǒng)計(jì)

備件查詢與統(tǒng)計(jì)是備件管理的核心功能。基于備件種類、數(shù)量的增加，很難快速查找所需備件，故而本系統(tǒng)的備件查詢類似于書目查詢，主要查詢其具體所在位置;統(tǒng)計(jì)功能是另一個(gè)重要功能，它的核心作用是用于庫存預(yù)警，具體方法是通過系統(tǒng)設(shè)定閾值，當(dāng)?shù)陀诖碎撝迪到y(tǒng)就發(fā)出通知，提醒采購。

3 ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)功能需求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)框架圖，如圖2所示。健康管理系統(tǒng)小程序主要包括故障預(yù)測(cè)和備件管理兩個(gè)主模塊，故障預(yù)測(cè)下設(shè)計(jì)故障記錄、故障預(yù)測(cè)和知識(shí)共享3個(gè)模塊，其中故障記錄為故障預(yù)測(cè)算法提供數(shù)據(jù)支撐，知識(shí)共享記錄了常見故障的處理辦法;備件管理下設(shè)備件出入庫管理模塊和庫存管理，主要實(shí)現(xiàn)備件的全生命周期管理。

本系統(tǒng)采用云開發(fā)的方式進(jìn)行，小程序基于MINA架構(gòu)開發(fā)，前后端相互分離，如圖3所示。前端視圖層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與展示，通過本地組件庫可以快速實(shí)現(xiàn)頁面布局，其中，WXML負(fù)責(zé)內(nèi)容編輯，WXSS負(fù)責(zé)格式排版;后端邏輯層負(fù)責(zé)系統(tǒng)邏輯實(shí)現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)處理、API調(diào)用等，常將視圖層中的事件處理代碼放到該層的**.js文件中;視圖層和邏輯層分別由兩個(gè)線程管理，視圖層使用WebView線程渲染，邏輯層使用JSCore線程運(yùn)行js腳本。這兩個(gè)線程的通信會(huì)經(jīng)由系統(tǒng)層（微信客戶端，小程序的宿主環(huán)境）中轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的數(shù)據(jù)綁定。

小程序云開發(fā)技術(shù)是利用騰訊云與微信聯(lián)合開發(fā)的一種Serverless云服務(wù)，它弱化了后端及運(yùn)維的概念，開發(fā)者無需購買、搭建服務(wù)器，使用微信平臺(tái)提供的API即可完成核心的業(yè)務(wù)開發(fā)。小程序云開發(fā)提供了3大基礎(chǔ)能力，云存儲(chǔ)、云函數(shù)、云數(shù)據(jù)庫。圖4為云開發(fā)中云端與小程序之間的調(diào)用模式。

基于此，開發(fā)人員分工明確，約定好對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，就可以實(shí)現(xiàn)視圖層、邏輯層的同時(shí)開發(fā)，提高開發(fā)效率。同時(shí)，云開發(fā)具有很好的擴(kuò)展性，在負(fù)載較大時(shí)，通過采購騰訊云服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)端的快速擴(kuò)展。系統(tǒng)記錄故障數(shù)據(jù)的云函數(shù)核心代碼片段如下：

/***********/

/*****表單云函數(shù)調(diào)用******/

/***********/

formSubmit：（e）=>{

wx.cloud.callFunction（{

name：’record’， ? //云函數(shù)名

data：{ ? ? ? ? ? ? //參數(shù)集

recorder：e.detail.value.recorder

position：this.data.multiArray[e.detail.value.position]

faultName：this.data.faultName[e.detail.value.fault]

dis：e.detail.value.discribe

}

}）.then（res=>{ ? ? ? ? ?//反饋調(diào)用結(jié)果

Console.log（res）

}）

}

/***********/

/*****云函數(shù)添加到數(shù)據(jù)庫******/

/***********/

Const db=cloud.database（）; ? ? ? ? ? ? ? ?//初始化

Exports.main=async （event， context）=>{ ? //云函數(shù)入口

Var recoder=event.recorder

Var position=event.position

Var faultName=event.faultName

Var dis=event.dis

Return await db.collection（‘faultrecord’）.add（{ ?//添加到云數(shù)據(jù)庫

Data：{

recoder ： recorder

position ： position

faultName ： faultName

dis ： dis

}}）}

4 ?系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

圖5給出了本系統(tǒng)移動(dòng)端的部分截圖。下面從故障預(yù)測(cè)和備件管理兩個(gè)方面進(jìn)行說明。圖5（a）為系統(tǒng)移動(dòng)端首頁，授權(quán)登錄后進(jìn)入此頁，主要功能是展示近3月故障統(tǒng)計(jì)圖和備件位置快速查找;圖5（b）故障記錄頁，為故障預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支撐，通過RNN算法預(yù)測(cè)下次故障位置和時(shí)間;圖5（c）知識(shí)共享頁，提供常見故障的快速處理辦法，圖（b）（c）同屬故障記錄一級(jí)目錄;圖5（d）備件入庫功能，為即將入庫備件添加必要信息;圖5（e）庫存管理頁，目前提供庫存預(yù)警設(shè)置和庫存詳情查看功能;圖5（f）庫存詳情查看功能，羅列所有在庫備件，圖（d）-（f）同屬于備件管理一級(jí)目錄。

5 ?結(jié)束語

隨著煙草行業(yè)十四五規(guī)劃的發(fā)布，智慧物流、綠色物流、精益物流成為煙草行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展新的重要抓手。本文立足于此三方面，針對(duì)物流設(shè)備健康管理需求，開發(fā)了基于微信小程序的故障預(yù)測(cè)及備件管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵設(shè)備的自動(dòng)故障預(yù)測(cè)、備件管理流程的無紙化、信息化、智能化。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，下一步工作將結(jié)合ESP8266和自然語音識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)與備件庫的智能化互動(dòng)和定位可視化，充分將現(xiàn)有成熟物流技術(shù)應(yīng)用于煙草物流行業(yè)，推動(dòng)其技術(shù)進(jìn)步。

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收稿日期：2021-06-24

作者簡(jiǎn)介：鐘 ?亮（1988-），男，四川富順人，湖南省煙草公司衡陽市公司物流配送中心，高級(jí)工程師，碩士，研究方向：智能控制系統(tǒng)集成;彭 ?毅（1972-），男，湖北武漢人，湖南省煙草公司衡陽市公司物流配送中心，高級(jí)物流師，研究方向：大數(shù)據(jù)開發(fā)與應(yīng)用。