周毅力，王菁，王玉軍

（1.重慶川儀軟件有限公司；2.重慶川儀自動化股份有限公司，重慶 401121）

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，大批高精度、高效率、大型化的生產設備在各行各業(yè)的生產部門大量裝備，設備的綜合性和自動化水平越來越高。這些設備的一次性投資大、使用和維護要求高，因設備故障引發(fā)的停機會造成大量的直接、間接經(jīng)濟損失。所以企業(yè)設備管理的重要內容之一就是提高設備的使用可靠性，避免設備的非計劃停運和故障。目前大部分制造業(yè)企業(yè)都是采取設備周期點巡檢來監(jiān)測設備是否存在隱患。目前重慶某制造企業(yè)下有多個職能不同的分廠，各個分廠存在多條產線和設備且地域分布較廣設備種類多。該企業(yè)目前對設備主要采用定時點巡檢方式對設備進行維護。但是在目前的點巡檢過程中，存在著點巡檢效率較低、點巡檢數(shù)據(jù)的信息化程度低、點巡檢的有效數(shù)據(jù)難以利用等問題。本文以某大型制造企業(yè)開展設備點巡檢管理信息化提升為契機，分析了其目前點巡檢過程中存在問題，明確了其功能需求，設計開發(fā)了該設備點巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)的使用明顯提升企業(yè)的設備管理水平，降低了企業(yè)的設備維修成本和設備突發(fā)故障的概率。

1 企業(yè)點巡檢現(xiàn)狀分析

重慶某制造企業(yè)主要產品為執(zhí)行器、流量計、調節(jié)閥、溫度變送器等自動化儀表設備以及控制系統(tǒng)。該企業(yè)所生產的設備廣泛應用于石油化工、冶金等領域。目前該企業(yè)設備管理仍然采用傳統(tǒng)的“人機”線下裝備管理。目前主要采用線下三級點檢制度：崗位操作人員日常點檢、設備維修人員定期巡檢、專業(yè)技術人員精密點檢。在每臺設備旁邊留存點檢記錄表，點巡檢人員在對設備進行點檢后把點巡檢的數(shù)據(jù)手工錄入到巡檢記錄表中。按照一定的周期，管理員在統(tǒng)一收集點檢記錄表進行整理分析。該企業(yè)點巡檢過程中存在不能有效的監(jiān)督是否按照規(guī)定時間規(guī)定路線進行點巡檢工作，沒有對點巡檢數(shù)據(jù)結果進行綜合趨勢分析，不能直觀從點巡檢數(shù)據(jù)中判定設備劣化程度，巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題信息傳遞混亂、容易丟失，沒有形成對單臺設備發(fā)現(xiàn)問題進行統(tǒng)一分析等功能。

對于以上存在的問題，點巡檢系統(tǒng)通過規(guī)定點檢標準、設置點巡檢路線、記錄點巡檢人員點巡檢打卡時間來實現(xiàn)對點巡人員的工作指導監(jiān)督。通過對點巡檢過程中采集到的數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)庫存儲，構建設備劣化度評分模型并依據(jù)點巡檢數(shù)據(jù)對設備劣化程度進行評分，更加直觀的展示設備的劣化趨勢，通過機器學習中的回歸模型對設備劣化度進行趨勢預測，來優(yōu)化設備點巡檢周期。最終實現(xiàn)點巡檢管理信息化、智能化的提升。

2 點巡檢系統(tǒng)設計

2.1 點巡檢系統(tǒng)的組成

設備點巡檢系統(tǒng)主要由服務器、系統(tǒng)管理Web 平臺、點巡檢APP 組成。服務器主要由Web 服務器和數(shù)據(jù)庫服務器組成。Web 服務器開發(fā)語言為C#，以面向對象設計為基礎，通過采用Http 通信來對外實現(xiàn)Restful 接口，劣化度模型及趨勢預測采用機器學習框架ML.NET 實現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫服務器采用Mysql 實現(xiàn)對系統(tǒng)中產生的數(shù)據(jù)進行保存。系統(tǒng)管理平臺及APP 通過發(fā)送Http 請求來實現(xiàn)與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。

點巡檢系統(tǒng)的軟件架構示意圖如圖1 所示。在軟件結構上采用傳統(tǒng)的3 層架構：用戶界面層、數(shù)據(jù)存儲層以及業(yè)務邏輯層。用戶界面層，主要為系統(tǒng)平臺頁面及APP 端頁面展示，根據(jù)用戶的操作向服務器發(fā)送數(shù)據(jù)請求，并對接收到的回復數(shù)據(jù)進行動態(tài)化展示；數(shù)據(jù)存儲層，保存系統(tǒng)在運行過程中產生的所有數(shù)據(jù)，同時負責與數(shù)據(jù)庫進行交互，主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除、查詢等操作；業(yè)務邏輯層，對收到的數(shù)據(jù)按照預定的業(yè)務流程進行邏輯處理。它是用戶界面層和數(shù)據(jù)訪問層之間溝通的橋梁，在收到用戶發(fā)送的請求后按照預定的邏輯提取數(shù)據(jù)然后對數(shù)據(jù)進行處理并返回處理結果。

圖1 軟件架構模塊示意圖

點巡檢系統(tǒng)的主要工作流程如圖2 所示。

圖2 主要工作流程圖

首先，管理員在系統(tǒng)管理平臺中錄入設備基本信息，并根據(jù)設備的不同類型針對設備制定各自的點巡檢標準。然后就可以根據(jù)設備制定不同周期的點巡檢計劃，并根據(jù)設備相關責任人把點巡檢任務下發(fā)到指定點檢員?，F(xiàn)場點檢員收到點巡檢任務后依照點檢任務規(guī)劃的路線對設備依次進行現(xiàn)場巡檢，到達巡檢點時，通過APP 掃描設備標簽并依據(jù)標準填報點巡檢數(shù)據(jù)，APP 再主動上傳巡檢記錄。系統(tǒng)在接收到巡檢數(shù)據(jù)后依據(jù)劣化度評分模型對設備劣化程度進行打分。管理員可以通過系統(tǒng)管理平臺對點巡檢數(shù)據(jù)進行查詢、分析、統(tǒng)計，還可以對設備劣化度進行趨勢預測，來判斷是否需要更改設備點巡檢計劃。

3 點巡檢系統(tǒng)主要功能模塊設計

3.1 設備臺賬管理

主要功能為保存設備的基本信息、設備檔案資料、設備圖紙等信息。對設備臺賬進行全部規(guī)范化、電子化保存。通過設備日志完整記錄該設備在全生命周期間進行的一切變更，能快速的實現(xiàn)對變更進行追溯和分析。并能根據(jù)保存信息生成設備唯一標簽，系統(tǒng)通過掃描標簽就能查詢出設備的所有歷史信息。

3.2 點巡檢管理

主要實現(xiàn)功能為點巡檢標準的管理、點巡檢任務管理和現(xiàn)場點巡檢。

（1）點巡檢標準管理。針對不同的設備錄入不同的點巡檢標準，比如設備日常點檢標準、專業(yè)點檢標準、設備定期維護管理標準、設備檢修管理標準等。系統(tǒng)會根據(jù)標準自動提示設備哪些地方必須進行現(xiàn)場點檢，哪些參數(shù)必須進行現(xiàn)場采集。在錄入標準的時候，可以按照設備類型進行錄入，也可以針對單臺設備進行單獨錄入。

（2）點巡檢任務管理。根據(jù)設備定期維護管理標準，對設備制定周期點巡檢計劃。在結合車間設備所在位置制定設備巡檢路線規(guī)劃，使得該路線點檢時間最短，同時也不會有漏檢的設備。最后把點巡檢任務下發(fā)給專職點巡檢人員。在點巡檢任務下發(fā)時，會通過后臺算法，根據(jù)計劃開始時間并結合點檢周期進行計算，對當天需要進行的點巡檢任務進行消息推送提醒，確保任務能夠按時完成。系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)某些設備劣化程度持續(xù)升高時，會自動調整點巡檢周期，加強對這些設備的點巡檢任務分配。

（3）現(xiàn)場點巡檢。該模塊主要實現(xiàn)在APP 端中。專職點檢人員根據(jù)收到的點巡檢任務，根據(jù)設置的點巡檢路線依次對設備進行點巡檢。點檢人員到達設備現(xiàn)場，通過APP 掃描設備上的標簽對該設備進行打卡，然后根據(jù)APP 上的顯示的對設備的具體檢查項目、檢查方法和檢查結果標準對設備進行點巡檢。在點檢人員提交點巡檢結果時把點巡檢數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)服務器。同時APP 中自帶了一個小型數(shù)據(jù)庫SQLite，實現(xiàn)對點檢過程中收集的點巡檢數(shù)據(jù)進行本地保存，在點檢結束后執(zhí)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳，實現(xiàn)離線點巡檢功能。點巡檢人員的打卡記錄能有效實現(xiàn)對點巡檢工作進行監(jiān)督。

3.3 設備報修維修管理

在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)異常，打開APP 掃一掃設備標簽，然后填寫報修單，通過表單功能錄入文字、圖片、視頻。系統(tǒng)會自動把收到的報修單發(fā)送到系統(tǒng)。管理人員對報修單進行確認，然后根據(jù)最新的檢修計劃向設備維修人員下發(fā)維修計劃。維修人員通過系統(tǒng)了解設備狀況，并按照規(guī)定對設備進行修理。維修結束后對維修進行驗收，驗收通過后則流程結束，驗收不通過則返回重新進行處理。整個過程流程化記錄，并形成設備維修檔案。

3.4 智能趨勢分析

依據(jù)設備在運行期間產生的運行數(shù)據(jù)，訓練設備劣化度評分模型，并根據(jù)點巡檢檢測數(shù)據(jù)為設備進行劣化度綜合評分，并依據(jù)設備劣化度設立紅黃報警閾值線，當設備劣化度超過閾值報警線向設備管理人員推送設備預警信息。在對設備一段時間的劣化度數(shù)據(jù)進行趨勢分析，運用機器學習中的回歸算法來建立設備劣化度預測模型，并對設備的未來劣化度進行預測。在發(fā)現(xiàn)設備劣化趨勢會超過閾值報警線時動態(tài)調整點巡檢周期或提前準備檢修備件。

4 結語

本文立足于重慶某制造業(yè)企業(yè)，通過分析其目前設備點巡檢過程現(xiàn)狀，設計了該設備點巡檢管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對點巡檢標準、點巡檢任務及現(xiàn)場點巡檢的統(tǒng)一管理，提高了點巡檢過程中的點巡檢信息傳遞效率和準確性，點巡檢人員可以更加準確、高效的完成點巡檢任務。通過引入劣化度評分模型，實現(xiàn)對設備劣化程度打分，能更加通俗、直觀展示設備的劣化過程。使用回歸模型對設備劣化趨勢進行預測，實現(xiàn)動態(tài)的調整設備點巡檢周期。最終實現(xiàn)設備點巡檢管理的信息化、智能化提升，提升企業(yè)的核心競爭力。