CN101969388A - 网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统。本发明利用计算机技术、网络技术与控制技术实现设备故障监测、实时报警、故障实时统计，实时报表的功能；通过工业控制技术建立软件平台与可编程控制器PLC连接，实现模拟信号与软件的正常通信，结合信息技术，通过软件平台对采集信息的处理结果进行及时反馈和发送；本发明引入了设备预防维护的机制和工作流程，通过本系统完成设备维护计划下达——维护计划执行——维护计划检查——反馈的闭环流程，实现设备预防维护管理实时处理流程；本发明将硬件与软件有机集成，建立起网络环境下具有决策支持功能的设备故障动态管理系统，从而最大限度地发挥设备的综合效能。

Description

网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统

技术领域

本发明涉及信息化管理系统，尤其涉及一种网络环境下软硬件相结合的设备故障动态监测及预防维护管理系统。

背景技术

随着企业设备不断朝着大型化、复杂化和自动化方向发展，设备在企业生产中的重要性日益增大，传统的设备维修管理模式已经落伍，使用计算机辅助设备管理，是设备管理现代化的必然趋势。国内目前的设备管理信息系统仍局限于对设备台账和档案等静态信息的记录与查阅，缺乏对设备的动态管理，没有充分发挥计算机的分析决策能力。

虽然前人对企业设备故障管理的含义、设备故障管理的内容以及设备发生故障后的预防、维修方法进行了广泛的研究，获得了一定的研究成果。但目前仍然存在着一些缺陷，主要表现为：

国外的设备故障管理技术虽然技术较为发达，但对软件和硬件的投入成本过高，不符合我国企业的实际情况；

国内相关的先进设备故障管理理念仍停留在理论阶段，目前国内仍有较多企业处于事后维修阶段，对于诸如预防维护等管理方法的理论和实际应用比较模糊；

现有的设备故障管理中关键性的故障预防、实时报警及与软件的信息传递和处理上研究尚未涉及，没能建立起有效的设备实时报警模型系统，更谈不上建立可操作的设备故障动态管理系统；

由于现有系统在网络方面的不健全，导致故障反馈机制效率低下，机器故障不能及时得到排查，导致误工、甚至停工等现象，从而给企业带来不必要的损失；同时由于没有先进的设备故障管理理论做支撑，系统缺乏前瞻性和预测性，导致人员的工作负荷沉重。

传统的手工记录以及设备、故障、维修等静态信息的记录和查询统计，远远滞后，不能实时掌握实际情况，导致预测和决策的盲目性，无法运用计算机实时动态的分析决策。

因而，如何将新兴的设备故障管理理论和方法、计算机网络通讯技术、设备诊断监测技术、数据库技术等有机的结合在一起，研究基于网络环境的软件和硬件相结合的设备故障动态管理系统，为企业提供适应市场发展的设备综合管理解决方案，进而最大限度的发挥设备的综合效能是设备故障管理的发展趋势。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种在网络环境下软硬件相结合的设备故障动态监测及预防维护管理系统。

本发明所要解决的问题是建立基于网络环境的设备故障动态管理的事务处理逻辑和工作流模型；利用组态软件技术搭建一个设备故障管理软环境；通过工业控制技术建立软件平台与可编程控制器PLC的连接，实现模拟信号与软件的正常通信；结合无线网络及信息技术，实现软件平台对所采集信号处理结果的及时反馈和发送；提供一套结合硬件和软件、能实时监控设备的动态表现、具有决策支持功能的网络化、通用化的设备故障管理系统，辅助相关人员和各级管理部门快速响应、做出科学决策，确保企业对设备的有效控制、提高效率。

本发明所采用的技术路线是提供一个系统平台，包括与企业设备相关所有管理模块：资料管理(包括设备、备件、相关人员)、业务流程管理(报警-接警-任务下达-接收查看任务-维修并记录-维护建议)、预防维护管理(计划-执行-检查-反馈)、查询统计管理、报表管理、用户管理等；

所述系统还包括：预警提示功能，即当设备故障发生，或者当一周内有预防维护计划需要执行时，系统会自动弹出预警提示，提醒相关人员；

所述系统还包括：权责分配，对所有维修人员分配了所管辖和负责的设备，任何设备发生故障后，中央控制室的人员可快速查询到相应负责人和供应商，以便快速下达任务避免非计划时间的产生，同时，可根据系统记录的报警和任务下达记录合理安排维修人员和任务；

所述系统还包括：引入了设备预防维护的机制和工作流程，在系统里制定维护计划——执行——检查——反馈的闭环流程。

所述系统还包括：促进了备件的动态监测和科学管理，根据系统的记录可随时查询统计出各备件在各车间、各生产线、各设备的使用和库存情况，据此合理安排备件的采购和安全库存等。

进一步地，所述系统平台还包括：

企业内部设备信息管理中心，实时提供企业内部各部门之间的业务往来和信息共享；

企业外部设备信息管理中心，通过internet网络与内部信息管理中心互通，提供企业间设备故障信息的交流和解决方案，有效促进了供应链管理。

进一步地，所述系统平台还包括：

企业应用服务器，用于提供各种业务、流程处理的应用以及用户权限配置；

企业数据库，用于储存该系统中所需的所有信息和数据。

进一步地，所述管理系统采用模块化设计。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：

图1为网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统实际网络结构图

图2为系统平台相关数据流程图

具体实施方式

本发明提出了一种在网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统，它主要由系统硬件平台、系统软件平台、企业各个应用服务器和数据库组成。

系统硬件平台：此平台架构于一台企业网关硬件设备之上，集成了各种通讯模块，以及支持其他数据业务接口的接入，主要完成系统软件平台的各种指令，在不同用户接入系统会有不同的指令。同时，以组态软件技术为平台、通过PLC工业控制技术和信息技术，实现企业设备故障动态管理，实时监控的新方法。

系统软件平台：主要提供企业内部和外部信息的管理和维护，支持企业内部所有与设备管理业务和流程的应用，同时也支持与供应厂家的信息交流和业务处理。

其中，企业内部设备信息管理中心作为企业内部所有设备业务综合平台，它整合了企业内部所需的各种应用服务器和数据库，提供车间一线、信息控制中心、维修部门、库存部门、统计部门、生产计划部门等企业不同节点之间的业务沟通。此信息管理中心采用模块化设计，具有很强的扩展性，可以集成在企业网关设备上运行，也可以作为一台单独的服务器上运行。此外，将企业设备故障动态管理纳入企业信息化的范畴，充分考虑了系统与其他MIS系统的相容性。

企业外部设备信息管理中心作为外部业务综合平台，它整合了企业外部业务所需的各种服务器和外部数据库，提供了企业与设备供应商之间关于设备信息和数据的业务互通。

企业应用服务器：企业应用服务器在整个系统中主要提供各种具体业务的应用和用户策略权限配置，它主要包括企业内部应用服务器和企业外部应用服务器。

其中，企业内部应用服务器主要构建于企业内部设备信息管理中心之上，由企业自身维护和管理，向企业各相关员工提供各种业务，比如：基础资料管理、备件动态管理、设备预防维护、设备故障动态管理、查询与统计、报表处理、用户管理等等。其中，外部应用服务器主要处理设备故障、预防维护等信息。

企业数据库：主要是存储网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统所需的各种基本信息和配置，它主要包括企业本地数据库和外部数据库。

图1为网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统实际网络结构图，它可由一个企业外部设备信息管理中心、企业外部应用服务器、外部数据库和各个企业网络节点组成。每个企业网络节点由企业网关、企业内部设备信息管理中心、内部应用服务器、本地数据库以及各个用户终端组成。

企业内部不同节点之间的通讯通过各自的内部设备信息管理中心与internet网络实现，不同企业节点之间的通讯通过各自的内部设备信息管理中心和外部设备信息管理中心与internet网络实现。

企业网关作为整个系统的硬件平台，对外连接internet网络，对内连接各个类型的终端(如车间设备、PLC、报警器等)，同时，还可以集成企业内部设备信息管理中心和内部各个应用服务器。

图2为系统平台相关数据流程图

与管理系统平台相关的流程及其数据如下所述：

备件信息：在备件资料管理模块里设置所有备件基础资料，存储于数据库(备件明细表)，通过在备件明细表里选择，对每一设备设置常用的备件信息，这样，将备件和设备信息关联起来，得到设备常用备件信息表。

员工信息：在维修人员资料管理模块里设置所有维修人员的基础资料，根据维修人员信息和设备自身特点，设置维修人员责任制，即每个员工对应负责某一台或几台设备的维修任务，这样，将设备和维修人员信息关联起来，得到维修人员责任表。

故障信息：当设备故障时，设备马上报警，负责操作的员工迅速将简要的报警信息(如故障设备、生产线、简要故障现象、故障时间等)填入所在生产线电脑的管理系统，这时，系统弹出报警提示，并自动记录报警信息(故障记录表)于数据库，中央控制室收到报警提示和故障信息以后，根据故障信息在系统内立刻可查得该故障设备的维修人员(查询前述维修人员责任表)和供应厂家，下达任务并自动生成任务信息表，此时，相关维修人员收到任务指令，即可立即查看故障信息和任务信息，并根据实际情况和参考维修经验库制定维修方案，完成维修后记录维修故障原因、解决方案，以及在本次维修中更换的备件，维修记录自动存入维修经验库，更换的备件记录也同时存入数据库，以供查询统计，为备件的库存和动态管理提供数据。同时，当维修人员在工作中有何建议或好的方法时，可录入维修经验库。

预防维护信息：根据设备自身特点、历史维护信息的反馈和分析，以及对设备报警信息、维修记录、备件更换信息等的查询和统计制定设备预防维护计划(生成维护计划表)，当一周内有维护任务时，系统会自动弹出预警提示，相关维护人员按计划去执行，并填写执行记录，如在执行中有更换、延迟等要在执行记录中说明原因。执行完毕后，相关人员根据执行的情况进行检查，并在检查汇总表中对本次执行情况进行评价和写明不足之处，以此反馈信息，使预防维护实现整个流程的闭合回路。

外部信息：当设备出现重大故障需要供应厂家协助解决时，可通过企业外部设备信息管理中心将故障信息发送于相关厂家，同时，企业可将设备的故障信息统计和分析与供应厂家交流，以共同努力提高设备效率。

用户信息：提供不同系统用户的权限设置信息。

这样，对于所有与设备相关信息，该系统平台将其关联起来，完善了流程，提高了决策能力。

本发明通过将先进的设备故障管理理论和方法、计算机网络通讯技术、设备诊断监测技术、人工智能技术、数据库技术等有机的结合在一起，开发出了基于网络环境的软件和硬件相结合的设备故障动态监测及预防维护管理系统。该系统实现了软件平台对所采集信号处理结果的及时反馈和发送，并能实时监控设备的动态表现，具有决策支持功能，辅助相关人员和各级管理部门快速响应、做出科学决策，确保企业对设备的有效控制、提高效率，为企业提供适应市场发展的设备综合管理解决方案，进而最大限度的发挥设备的综合效能。

Claims (5)

1.网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统，其特征在于，包括

硬件和软件的结合，通过软件平台与PLC的连接，实现实时监控和报警的功能；

管理系统平台，包括与企业设备相关所有管理模块：资料管理(包括设备、备件、相关人员)、业务流程管理(报警-接警-任务下达-接收查看任务-维修并记录-维护建议)、预防维护管理(计划-执行-检查-反馈)、查询统计管理、报表管理、用户管理、预警提示管理等；

管理系统平台，负责企业所有与设备相关信息的管理和维护，支持企业内部及其供应厂家所有相关业务以及维护和监控企业的各个设备。

2.根据权利要求1所述的网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统，其特征在于，还包括：

突破传统的事后维修及手工记录故障信息这一落后的设备管理方式，可随时通过系统查询和统计出个性化需求的设备资料、故障报警记录、维修及更换记录，以及过往维护计划执行的情况等，并据此科学合理的制定设备预防维护计划，完成计划、执行、检查、反馈的闭合回路。

3.根据权利要求1所述的网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统，其特征在于，还包括：

备件的动态监测和科学管理，每一设备的资料管理中设定常用备件，当设备维护和维修后，根据系统的记录可随时查询统计出各备件在各车间、各生产线、各设备的使用和库存情况，据此合理安排备件的采购和安全库存等。

4.根据权利要求1所述的网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统，其特征在于，还包括：

将设备预防维护的指导思想和流程引入到管理系统，使设备预防维护的理论在实践中得以实现，通过本系统完成设备维护计划下达——维护计划执行——维护计划检查——反馈的闭环流程，有效地实施设备预防维护管理。

5.根据权利要求1所述的网络环境下设备故障动态监测及预防维护管理系统，其特征在于，所述软件平台包括：

企业内部设备信息管理中心，实时提供企业内各车间各部门之间的业务往来和信息共享；

企业外部设备信息管理中心，通过internet网络与内部信息管理中心互通，提供企业间设备故障信息的交流和解决方案。

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