吳 英，吳文輝

（江西銅業(yè)集團有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴冶智能工廠項目（以下簡稱“貴冶智能工廠”），是江銅集團2016年積極響應(yīng)工信部（工業(yè)和信息化部）《關(guān)于開展智能制造試點示范2016專項行動的通知》申報并通過的“銅冶煉智能工廠試點示范”項目，該項目旨在通過信息化、智能化、自動化等手段，幫助江銅貴溪冶煉廠（以下簡稱“貴冶”） 逐步實現(xiàn)銅冶煉生產(chǎn)運營全流程、全領(lǐng)域的集成優(yōu)化與協(xié)同運作，強化制造成本與產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)過程安全可控，促進工廠改造升級、降耗節(jié)能、提質(zhì)增效，全面提升工廠管控水平和能力，進一步將貴冶打造成為銅冶煉行業(yè)內(nèi)具有示范引領(lǐng)作用的“智慧冶煉”標(biāo)桿工廠［1］。

貴冶智能工廠一期項目建設(shè)重點完成了基礎(chǔ)數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，數(shù)據(jù)中心建設(shè)，搭建了統(tǒng)一的智能工廠系統(tǒng)框架、構(gòu)建了涵蓋生產(chǎn)、物流、倉儲、質(zhì)檢、化驗、設(shè)備、安環(huán)、能源等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)支撐平臺，同時穩(wěn)步推進了幾個成熟的自動化項目改造?！百F冶設(shè)備管理系統(tǒng)”作為貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中一個重要子系統(tǒng)，涉及到貴溪冶煉廠設(shè)備日常運營管理，如何對設(shè)備進行科學(xué)管理，保證設(shè)備、裝置長周期穩(wěn)定、安全、高效率運行，設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)工作就非常關(guān)鍵。本文將結(jié)合貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的實際過程談?wù)動嘘P(guān)設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。

2 建設(shè)目標(biāo)

貴冶設(shè)備系統(tǒng)根據(jù)貴冶智能工廠總體建設(shè)目標(biāo)制定如下建設(shè)目標(biāo)。

（1）規(guī)范管理和流程，對現(xiàn)行設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)流程進行優(yōu)化完善，通過信息共享關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)設(shè)備管理追蹤可溯。

（2）支持全方位、全生命周期的設(shè)備管理，構(gòu)建多維度維修費用管控體系，實現(xiàn)設(shè)備費用的最優(yōu)化使用和工廠經(jīng)濟效益的最大化。

（3）強化狀態(tài)管理，支持構(gòu)建全員參與、協(xié)作高效的設(shè)備維修保障體系，提升設(shè)備保障能力。

（4）實現(xiàn)工廠設(shè)備資產(chǎn)賬務(wù)實物一致，確保數(shù)據(jù)來源規(guī)范一致，數(shù)據(jù)收集及時高效，數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確有效。

3 設(shè)計原則

設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計主要遵循以下原則。

（1）實用性原則。通過量身打造、界面統(tǒng)一、易學(xué)好用、移動辦公來體現(xiàn)。

（2）先進性原則。通過先進的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、系統(tǒng)框架、成熟的新技術(shù)、新方法、新手段應(yīng)用來體現(xiàn)。

（3）穩(wěn)定性原則。通過異步處理機制支持高并發(fā)、頁面多級緩存和靜態(tài)化機制、應(yīng)用系統(tǒng)良好的容錯性能來體現(xiàn)。

（4）安全性原則。通過網(wǎng)絡(luò)安全（防火墻、網(wǎng)絡(luò)登錄等）、系統(tǒng)安全（木馬、防毒、殺毒、防黑客、防抵賴等措施）、應(yīng)用安全（身份識別和認證，多種認證機制、密碼保護等）、數(shù)據(jù)安全（數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)審計等）等措施來體現(xiàn)。

（5）擴展性原則。通過硬件配置化的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)接口、應(yīng)用服務(wù)、網(wǎng)址訪問、數(shù)據(jù)和緩存采用分布式機制、業(yè)務(wù)功能可配、統(tǒng)計報表可自定義等來體現(xiàn)。

4 系統(tǒng)架構(gòu)

貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)圍繞 “一個平臺，二大標(biāo)準(zhǔn)體系，六大業(yè)務(wù)系統(tǒng)”建設(shè)目標(biāo)進行系統(tǒng)架構(gòu)［2］，“一個平臺”是指統(tǒng)一的貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)框架平臺，“二大標(biāo)準(zhǔn)體系” 是指技術(shù)支持體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，“六大業(yè)務(wù)系統(tǒng)” 是指生產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈管理、安環(huán)管理、能源管理、設(shè)備管理、輔助決策六大系統(tǒng)。整體規(guī)劃通過過程控制、生產(chǎn)運營管理和分析決策三層應(yīng)用，實現(xiàn)全面精細化、精準(zhǔn)化、自動化的管理控制。貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1。

圖1 貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

5 系統(tǒng)功能設(shè)計

設(shè)備管理系統(tǒng)從規(guī)劃好的設(shè)備基礎(chǔ)管理、設(shè)備運行管理、設(shè)備維護管理、設(shè)備三維應(yīng)用四個方面進行功能細化，一期建設(shè)中只包含設(shè)備基礎(chǔ)管理、設(shè)備運行管理、設(shè)備維護管理三大模塊。

5.1 設(shè)備基礎(chǔ)管理

（1） 基礎(chǔ)信息。設(shè)置系統(tǒng)運行需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如：設(shè)備類別、設(shè)備狀態(tài)、檢修類別、故障分類等。

（2）臺賬管理。建立設(shè)備卡片信息、根據(jù)靜態(tài)或動態(tài)條件生成各種臺賬。

（3） 檔案管理。集成設(shè)備相關(guān)所有管理數(shù)據(jù)記錄，包括靜態(tài)信息（設(shè)備卡片、附屬設(shè)備表、隨機附件與工具表、隨機資料表、設(shè)備備件與易耗件表、設(shè)備參數(shù)表等）和動態(tài)信息（設(shè)備變動記錄、事故記錄、故障記錄、點檢記錄、潤滑記錄、日常維修記錄、月修記錄、定修記錄、年修記錄），形成完備的設(shè)備管理檔案，實現(xiàn)設(shè)備管理相關(guān)統(tǒng)計分析；

（4）標(biāo)準(zhǔn)管理。制定設(shè)備各種標(biāo)準(zhǔn)體系（點檢標(biāo)準(zhǔn)、潤滑標(biāo)準(zhǔn)、維修保準(zhǔn)、定額標(biāo)準(zhǔn)等）。

（5）量器檢定。對計量器具、儀器儀表登記、保存、報廢、并按周期進行檢定、校準(zhǔn)等業(yè)務(wù)處理。

（6）資料庫管理。對廠級有關(guān)設(shè)備管理的規(guī)章制度、故障報告、設(shè)備簡報、通知等一些公文信息進行統(tǒng)一規(guī)范的發(fā)文處理。

5.2 設(shè)備運行管理

運行數(shù)據(jù)采集。通過DCS、PLC、傳感器采集實時數(shù)據(jù)，PI數(shù)據(jù)庫需要從3萬點擴充到10萬點。

5.3 設(shè)備維護管理

（1） 點巡檢管理。對已有的PMS點巡檢管理系統(tǒng)進行功能擴充，覆蓋司控、廠控、車間重點設(shè)備，增加測點，配置電子標(biāo)簽、測振儀、抄表儀（支持拍照、無線傳輸功能）。

（2）潤滑管理。結(jié)合貴冶檢潤滑管理流程，對現(xiàn)場動設(shè)備潤滑記錄、潤滑管理進行采集整理，實現(xiàn)潤滑管理電子化管理。

（3）檢修管理。結(jié)合貴冶檢修定額管理流程、結(jié)算要求、考核辦法，對檢修委托書填報、審核、流轉(zhuǎn)、結(jié)算等實現(xiàn)全流程電子化。

（4）質(zhì)量投訴管理。對檢修工作質(zhì)量、備品備件質(zhì)量進行分析、反饋、投訴、仲裁。

（5）檢修成本分析。系統(tǒng)對設(shè)備維修期間的人工、機械臺班、材料成本進行統(tǒng)計和管理。

6 系統(tǒng)實現(xiàn)

貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)采用PC App (電腦端應(yīng)用)+ Mobile App(移動應(yīng)用)相結(jié)合，采用 B（瀏覽器）/S（服務(wù)器）架構(gòu)，就是客戶端統(tǒng)一為Web瀏覽器，通過Web瀏覽器發(fā)送請求，由Web服務(wù)器進行處理，并把處理結(jié)果返回給客戶端，在這種架構(gòu)下，用戶工作界面是通過Web瀏覽器來實現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端(Server)實現(xiàn)， B/S架構(gòu)是Web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，Web瀏覽器是客戶端最主要的應(yīng)用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用［3］。這樣應(yīng)用開發(fā)工作就分為瀏覽器頁面開發(fā)和服務(wù)器端程序開發(fā)。貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)各業(yè)務(wù)領(lǐng)域PC App（電腦端應(yīng)用）和 Mobile App（移動應(yīng)用）都是基于統(tǒng)一的貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)框架平臺，分別采用前端框架、后端框架或Mobile移動端框架來進行開發(fā)實現(xiàn)。

6.1 平臺建立

貴冶智能工廠選用用友企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺（iUAP）作為應(yīng)用系統(tǒng)框架平臺。iUAP平臺包括了開發(fā)平臺、應(yīng)用平臺、企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運營平臺、互聯(lián)網(wǎng)平臺服務(wù)、輕量級平臺、集成平臺、運行平臺、移動平臺、社交平臺、商業(yè)分析平臺、數(shù)據(jù)處理平臺、云管理平臺等多個系列平臺產(chǎn)品，能夠全方位幫助貴冶實現(xiàn)智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)框架平臺的搭建，并按照一體化思想，構(gòu)建好涵蓋生產(chǎn)、物流、倉儲、質(zhì)檢、化驗、設(shè)備、安環(huán)、能源等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域統(tǒng)一的應(yīng)用系統(tǒng)集成支撐平臺。在實際建設(shè)中主要選取了開發(fā)平臺、應(yīng)用平臺、移動平臺、集成平臺和數(shù)據(jù)處理平臺，各平臺實際應(yīng)用如下。

開發(fā)平臺：開發(fā)實現(xiàn)PC App （電腦端應(yīng)用）；

應(yīng)用平臺：快速構(gòu)建通用業(yè)務(wù)功能，如：認證、權(quán)限、調(diào)度任務(wù)、業(yè)務(wù)日志、公式、安全日志、國際化、打印、報表、公式、流程、菜單等；

移動平臺：開發(fā)實現(xiàn)Mobile App（移動應(yīng)用），并Mobile App(移動應(yīng)用)部署和管理；

集成平臺：對不同應(yīng)用系統(tǒng)進行集成 ；

數(shù)據(jù)處理平臺：對不同數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)集成。

6.2 PC App （電腦端應(yīng)用）實現(xiàn)

貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)中PC App （電腦端應(yīng)用）所有功能模塊都是通過統(tǒng)一的應(yīng)用平臺前端框架實現(xiàn)其瀏覽器頁面、后端框架實現(xiàn)頁面對應(yīng)的邏輯處理工作來完成的。

前端頁面實現(xiàn)

采用基于React的tinper-react開發(fā)框架［4］，利用框架中可視化設(shè)計器，前端組件庫tinper-bee 快速構(gòu)建出應(yīng)用系統(tǒng)瀏覽器頁面，主要進行是 html 、javascript、css編碼開發(fā) 。

后臺服務(wù)器端開發(fā)

采用spring MVC框架［5］，基于Java實現(xiàn)Web MVC設(shè)計模式，采用可視化設(shè)計器對前端頁面的業(yè)務(wù)邏輯進行實現(xiàn),主要進行的是Java 編程。

6.3 Mobile App（移動應(yīng)用）實現(xiàn)

貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)中有關(guān)移動應(yīng)用都是通過Mobile移動應(yīng)用框架來構(gòu)建實現(xiàn)。Mobile邏輯框架如圖2所示。

Mobile移動應(yīng)用框架主要包括移動應(yīng)用商店、移動開發(fā)平臺、移動設(shè)備框架、安全、管理工具以及移動應(yīng)用服務(wù)器。移動開發(fā)平臺包含了移動UI開發(fā)工具、編程模型、渲染引擎等便于開發(fā)的組件。移動應(yīng)用框架提供了數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用適配器、流程引擎適配、消息服務(wù)適配以及企業(yè)安全管理、設(shè)備管理、傳輸管理等功能。平臺支持豐富的移動設(shè)備和不同的訪問方式，移動設(shè)備的訪問經(jīng)過前端處理后，轉(zhuǎn)換成無線網(wǎng)絡(luò)通信，以安全加密的方式與移動服務(wù)器交互，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換還原業(yè)務(wù)請求，配合移動服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫或者與應(yīng)用平臺上的企業(yè)產(chǎn)品協(xié)同完成業(yè)務(wù)請求，同時發(fā)送回執(zhí)給發(fā)送訪問請求的移動設(shè)備［6］。

移動端模塊實際開發(fā)過程是首先利用 mobile移動開發(fā)平臺進行移動端應(yīng)用UI界面和使用控件頁面實現(xiàn)，第二步編寫頁面對應(yīng)的后臺業(yè)務(wù)邏輯（javascript/ava編程），第三步編寫前后臺交互（javascript 編程），第四步利用MA SERVER 進行部署，第五步利用移動管理工具進行管理。

7 結(jié)語

貴冶智能工廠設(shè)備管理系統(tǒng)（一期）已經(jīng)完成，并已上線使用，能夠更加方便全面、實時、準(zhǔn)確掌握關(guān)鍵設(shè)備動態(tài)信息，在點巡檢、設(shè)備維修、故障排除、事故處理、數(shù)據(jù)共享等各方面也得到了加強，但有些模塊在利用新手段方面并沒有達到理想預(yù)期，下一步將總結(jié)新技術(shù)、新方法、新手段引入系統(tǒng)效率、效益分析，并持續(xù)優(yōu)化設(shè)備管理模塊，并進一步探討研究設(shè)備的3D應(yīng)用。