CN109814424A - 一种解决固定资产预测性维护问题的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解决固定资产预测性维护问题的方法及装置，利用该方法及装置可以降低使用交流电供电的固定资产的维护成本以及减少设备的停机率。所述方法包括以下步骤：给待管理的固定资产设备接入装置；后台配置设备对应的特征模型；装置控制设备的供电；设备工作时该装置采集相关数据；数据上传后台并存储；累计一定时间后台用特征模型对已收集的数据进行评估以决策是否需要进行维护。其优点表现在：待管理设备接入装置后，管理人员只需按照后台推送的维护提醒进行维护，无需定期维护；对设备使用者进行身份鉴别，降低因操作失误而引起设备出现故障的风险；提高设备使用率；降低设备使用过程中突然发生故障的概率；实现使用交流电供电的固定资产的预测性维护，促进固定资产管理的模式的转换与升级。

Description

一种解决固定资产预测性维护问题的方法及装置

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体地说，是一种解决固定资产预测性维护问题的方法及装置，并且针对的固定资产主要是使用交流电供电的固定资产。

背景技术

预测性维护作为一个新兴市场，使得维护策略从所谓的事后控制方式转移到通过分析和启用预测性维护来解决问题。物联网的发展和先进的分析推动了整个市场采取预测性维护策略，从而带来25%-30%的效率提升。同样，物联网也将推进预测性维护策略在固定资产管理这一领域的发展。现有的固定资产管理模式还不够先进，预测性维护的观念也不强，利用RFID技术结合多元的传感技术必将改变固定资产管理的模式，传感技术的灵活应用会更加凸显预测性维护在固定资产管理领域的重要性。然而，对企事业单位而言固定资产种类繁多，对所有固定资产进行预测性维护也没有必要，应该将重点放在有较高价值的固定资产上面，再结合预测性维护手段的可行性，可以针对使用交流电供电的固定资产进行预测性维护，如何解决这类的固定资产的预测性维护问题是需要面对的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种解决固定预测性维护问题的方法，能够降低使用交流电供电的固定资产的维护成本以及减少设备的停机率。

本发明的另一个目的是，提供一种解决固定预测性维护问题的装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种解决固定预测性维护问题的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：在依靠交流电供电的固定资产的电源接口处接入所述装置，装置与该固定资产实现绑定；

步骤S2：后台配置已被绑定的固定资产所对应的特征模型；

步骤S3：使用者使用已被绑定的固定资产前需要完成身份识别，识别通过后装置给已被绑定的固定资产提供供电链路；

步骤S4：已被绑定的固定资产工作时装置采集工作时间、电流、电磁泄露、触点温度；

步骤S5：已被绑定的固定资产关机后装置将采集数据上传后台并存储；

步骤S6：后台检测到已被绑定的固定资产实际工作达一定时间，后台用特征模型对已收集的数据进行评估以决策是否需要进行维护。

作为一种优选的技术方案，为实现装置与使用交流电供电的固定资产的绑定，拔出固定资产或设备的电源线，将装置插入固定资产的交流电源接口，并且装置也使用交流电供电，将电源线接入装置的交流电源接口，已被绑定的固定资产的供电必须由装置提供，也可以理解为装置和固定资产是一体的。装置进行了防私自断开与固定资产连接的设计，防止用户使用被绑定的固定资产时跳过装置，避免因装置采集数据的不充分而影响维护的预测准确性。

作为一种优选的技术方案，建立的特征模型主要围绕已被绑定的固定资产的工作时间、电流、电磁泄露、触点温度这些因素，根据这四个因素综合评估固定资产的运行状态。后台配置已被绑定的固定资产对应的特征模型，只需要根据固定资产的特性设定这四个因素的正常范围值，至于电磁泄露参数牵涉对应的频率点，后台需要配置某些频率点上的电磁泄露参考范围值。

作为一种优选的技术方案，装置在已被绑定的固定资产的供电线路中会充当一个开关从而控制固定资产的供电，使用者完成身份认证后才能打开这个开关，打开开关后已被绑定的固定资产接通交流电。固定资产关机后，装置检测到后也切断装置内部的开关，如果需要重新使用该固定资产，需要再次进行身份认证打开装置内部的开关。当固定资产正在工作而交流电系统突然断电时，装置会掉电复位，断电前的采集数据也被清除，交流电系统恢复时，装置还是默认关闭其内部的开关。

作为一种优选的技术方案，已被绑定的固定资产工作时，装置采集电流值、触点温度值、电磁泄露信号幅度，并统计固定资产的实际工作时间，这些数据都暂时保存在装置的数据存储区里，当固定资产关机后，装置将数据存储区里的记录数据发送给后台。后台每次接收到已被绑定的固定资产的工作时间、电流、电磁泄露、触点温度这些数据，就创建新的文件进行存储，并且针对电磁泄露数据进行滤波和频谱分析的预处理，预处理后的频谱数据也被写入文件中。每个被绑定的固定资产对应的数据文件的数量和装置上传的次数是一致的，每个文件里保存的数据实际上就是被绑定的固定资产的工作时间段内的一部分的“生命特征”体现。后台根据接收到的每台被绑定的固定资产的总的实际工作时间达到一定的阈值点就自动提取该固定资产的数据并参照特征模型进行分析。

作为一种优选的技术方案，特征模型还会记录针对某一固定资产的维护提醒次数，并标记触发维护提醒事件的数据单元，后台提取该固定资产的数据用特征模型评估时，评估算法会滤除历史数据中被标记的数据单元，滤除的数据单元数目和记录的维护提醒次数一致才能进行下一步的评估工作，否则上报内部错误终止评估进程。

作为一种优选的技术方案，后台发出维护提醒后，后台需要管理人员确认，并发送命令让装置进入等待维护模式，装置在等待维护模式不响应所有该固定资产的使用者的身份认证，只会响应该固定资产管理人员的身份认证，并且在该模式下装置不采集任何数据。当维护及检修工作结束，管理人员在后台确认已完成维护工作，装置退出等待维护模式，被绑定的固定资产重新进入正常使用模式。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：

一种解决固定资产预测性维护问题的装置，所述装置包括接口电路模块、电源管理电路模块、MCU模块、电流传感器模块、温度传感器模块、电磁泄露探测电路模块、ID识别模块、压力检测模块；所述接口电路模块包括交流电供电接口、接入接口、人机接口以及数据传输接口；所述电源管理电路模块用于实现交流电转化直流电以及对固定资产的交流电供电的选通；所述MCU模块用于驱动外围模块并且对外围模块的输出数据进行AD转换，MCU模块也与后台进行数据交互；所述电流传感器模块主要用于实现交流电电流值的采集；所述温度传感器模块用于触点温度的监测；所述电磁泄露探测电路模块主要接收固定资产的电源接口处的探测带宽内的电磁泄露的能量，并采集电磁泄露的信号幅值；所述ID识别模块用于鉴别固定资产的使用者的身份，身份认证通过才能使用该固定资产；压力检测模块用于检测装置是否与固定资产的连接断开，压力检测中断优先级最高。

作为一种优选的技术方案，装置的接入接口的结构设计上进行了拔出不可再次接入的处理，除非对装置进行拆机处理才可恢复。若有人员私自断开装置与固定资产的连接，装置检测到后立即推送消息给后台，装置的物理连接指示灯由绿色变为红色，指示灯的状态写入Flash。

本发明优点在于：

1、待管理固定资产接入装置后，管理人员只需按照后台推送的维护提醒进行维护，无需定期维护，降低维护成本。

2、对固定资产的使用者进行身份鉴别，降低因人员操作失误而引起固定资产出现故障的风险。

3、掌握真实的固定资产使用情况，提高闲置固定资产的使用率，也能指导新的固定资产购置计划。

4、切实落实维护工作，降低固定资产使用过程中突然发生故障的概率。

5、实现使用交流电供电的固定资产的预测性维护，促进固定资产管理的模式的转换与升级。

附图说明

附图1是本发明的一种解决固定资产预测性维护问题的方法的流程图。

附图2是本发明所述的特征模型的裁决维护的状态转换图。

附图3是本发明的一种解决固定资产预测性维护问题的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1. 接口电路模块 2. 电源管理电路模块

3. 温度传感器模块 4. 电磁泄露探测电路模块

5. 压力检测模块 6. ID识别模块

7. 电流传感器模块 8. MCU模块

本发明方法的思路是：重点针对依靠交流电供电的固定资产进行预测性维护，为了收集支撑预测性维护相关的数据，应用本发明所述的装置；装置插入固定资产的交流电源接口，让固定资产的供电线路必须经过该装置，从而固定资产和装置之间实现了绑定；根据固定资产的特性和积累的经验，配置特征模型的输入参数；固定资产的使用者的身份识别通过后，装置给该固定资产提供供电链路；装置采集固定资产的工作时间、电流、电磁泄露、触点温度，待固定资产关机后装置将采集数据上传后台；后台存储了所有的采集数据，已被绑定的固定资产实际工作达一定时间，后台用特征模型对已收集的数据进行评估以决策是否需要进行维护。

一种解决固定预测性维护问题的方法，为了方便描述，固定资产以高端台式工作站这类设备为例，图1是本发明的提及方法的流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：设备接入装置；为实现所述装置与高端台式工作站的绑定，拔出高端台式工作站的电源线，将装置插入高端台式工作站的交流电源接口，并且装置也使用交流电供电，将电源线接入装置的交流电源接口，已被绑定的工作站的供电必须由装置提供，装置的接入不会影响工作站的工作性能。为了防止用户使用工作站时跳过该装置，避免因装置采集数据的不充分而影响维护的预测准确性，装置进行了防私自断开接入的设计。

步骤S2：配置对应特征模型；建立的特征模型主要围绕已被绑定的高端台式工作站的工作时间、电流、电磁泄露、触点温度这些因素，根据这四个因素综合评估该工作站的运行状态。后台配置已被绑定的工作站对应的特征模型，只需要根据工作站的特性设定这四个因素的正常范围值，这些正常范围值主要来源于厂家数据，至于电磁泄露参数牵涉对应的频率点，后台需要配置10KHz到10MHz带宽内频率点f1、f2、f3、f4、f5的电磁泄露参考范围值。后台还需设置实际累计工作时间的阈值点，工作站的工作时间达到阈值点就进行维护评估。

步骤S3：装置控制供电；装置在已被绑定的高端台式工作站的供电线路中会充当一个开关从而控制工作站的供电，利用员工IC卡在装置上完成身份认证后才能打开这个开关，装置打开开关后该工作站接通交流电。该工作站关机后，装置检测到后也切断装置内部的开关，如果需要重新使用该工作站，需要再次进行身份认证打开装置内部的开关。当工作站正在工作而交流电系统突然断电时，装置会掉电复位，断电前的采集数据也被清除，交流电系统恢复时，装置还是默认关闭其内部的开关。

步骤S4：装置采集数据；已被绑定的工作站工作时，装置采集其电流值、触点温度值、电磁泄露信号幅度，并统计该工作站的实际工作时间，这些数据都暂时保存在装置的数据存储区里，装置提供了数据传输接口支持数据的导出。电流值和温度值的采样频率保持一致，每2秒钟取一次值，电磁泄露信号的采样频率由上述参考带宽决定，至少为20MHz，电磁泄露信号的采样频率可以自由配置。

步骤S5：数据上传后台并存储；当工作站关机后，装置将数据存储区里的记录数据发送给后台。后台每次接收到已被绑定的工作站的工作时间、电流、电磁泄露、触点温度这些数据，就创建新的文件进行存储，并且针对电磁泄露数据进行滤波和频谱分析的预处理，预处理后的频谱数据也被写入文件中。每个被绑定的工作站对应的数据文件的数量和装置上传的次数是一致的，每个文件里保存的数据实际上就是被绑定的工作站的工作时间段内的一部分的“生命特征”体现。

步骤S6：依据特征模型对数据评估；后台检测到高端台式工作站实际工作达一定阈值点，后台用特征模型对已收集的数据进行评估以决策是否需要进行维护。根据工作站的特性，阈值点T=100+50*t，t为自然数，即起始阈值点为100小时，再每隔50小时就进行一次评估。特征模型的裁决维护的转换图如图2所示，先从所有文件中提取频率点f1、f2、f3、f4、f5的电磁泄露幅度，标记好每个频率点的电磁泄露值的文件编号，若偏离参考电磁泄露值，记录文件编号，并写入数组A中。再将所有文件中电流值和触点温度值都与正常值对比，检索到异常值，记录对应的文件编号，并写入数组B和C中。如果数组A、B、C中同一文件编号至少出现两次，那么裁决需要进行维护，反之不需要。后台如果发出维护提醒，后台需要管理人员确认，并发送命令让装置进入等待维护模式，装置在等待维护模式不响应所有员工IC卡，除了响应该工作站的管理人员的IC卡，并且在该模式下装置不采集任何数据。当维护及检修工作结束，管理人员在后台确认已完成维护工作，装置退出等待维护模式，被绑定的工作站重新进入正常使用模式。

请参照图3，图3是本发明的一种解决固定资产预测性维护问题的装置结构示意图。所述装置包括接口电路模块1、电源管理电路模块2、温度传感器模块3、电磁泄露探测电路模块4、压力检测模块5、ID识别模块6、电流传感器模块7、MCU模块8；所述接口电路模块1包括交流电供电接口、接入接口、人机接口以及数据传输接口，数据传输接口包括数据导出接口和连接后台的网络接口；所述电源管理电路模块2用于实现交流电转化直流电以及对固定资产的交流电供电的选通；所述温度传感器模块3用于触点温度的监测；所述电磁泄露探测电路模块4主要接收固定资产的电源接口处的探测带宽内的电磁泄露的能量，并采集电磁泄露的信号幅值；压力检测模块5用于检测装置是否与固定资产的连接断开，压力检测中断优先级最高；所述ID识别模块6用于鉴别固定资产的使用者的身份，身份认证通过才能使用该固定资产；所述电流传感器模块7主要用于实现交流电电流值的采集；所述MCU模块8用于驱动外围模块并且对外围模块的输出数据进行AD转换，MCU模块也与后台进行数据交互。

装置的接入接口的结构设计上进行了拔出不可再次接入的处理，除非对装置进行拆机处理才可恢复。若有人员私自断开装置与固定资产的连接，压力检测模块5检测到事件立即通知MCU模块8，装置立即推送消息给后台，装置的物理连接指示灯由绿色变为红色，指示灯的状态写入Flash。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种解决固定资产预测性维护问题的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

给待管理的固定资产或设备接入装置；

后台配置设备对应的特征模型；

装置控制设备的供电；

设备工作时该装置采集相关数据；

数据上传后台并存储；

累计一定时间后台用特征模型对已收集的数据进行评估以决策是否需要进行维护。

2.一种解决固定资产预测性维护问题的方法，其特征在于，拔出待管理的固定资产设备的电源线，装置以占用设备的交流电源接口的形式接入，而装置提供了同样的交流电源接口，这样设备的供电必须由装置提供，也可以理解为装置和设备是一体的。

3.装置进行了防私自断开与设备连接的设计，防止用户使用相关设备时跳过了装置，避免因装置采集数据的不充分而影响维护的预测准确性。

4.一种解决固定资产预测性维护问题的方法，其特征在于，建立的特征模型主要围绕设备的工作时间、电流、电磁泄露、触点温度这些因素，根据这四个因素综合评估设备的运行状态。

5.后台配置设备对应的特征模型，只需要根据设备的特性设定这四个因素的正常范围值，至于电磁泄露参数比较特别，牵涉对应的频率点，后台需要配置某些频率点上的电磁泄露参考范围值。

6.一种解决固定资产预测性维护问题的方法，其特征在于，装置在设备的供电线路中会充当一个开关从而控制设备的供电，使用者完成身份认证后才能打开这个开关，打开开关后设备接通交流电。

7.设备关机后，装置检测到后也切断装置内部的开关，如果需要重新使用设备，需要再次进行身份认证打开装置内部的开关。

8.一种解决固定资产预测性维护问题的方法，其特征在于，设备工作时，装置采集电流值、触点温度值、电磁泄露信号幅度，并统计设备实际工作时间，这些数据都暂时保存在装置的数据存储区里，当设备关机后，装置将数据存储区里的记录数据发送给后台。

9.一种解决固定资产预测性维护问题的方法，其特征在于，后台接收数据后都会新建文件并存储，数据文件的数量和装置上传的次数是一一对应的，数据存储单元是以每次设备开机后的采集数据量而划分。

10.一种解决固定资产预测性维护问题的方法，其特征在于，后台根据接收到的每台设备的总的实际工作时间达到一定的阈值点就自动提取该设备的所有的数据，其中电磁泄露信号幅度数据在每次采集上传后，后台就进行了滤波和频谱分析的预处理，提取的电磁泄露数据是预处理后的电磁泄露频谱的数据。

11.一种解决固定资产预测性维护问题的方法，其特征在于，特征模型还会记录针对某一设备的维护提醒次数，并标记触发维护提醒事件的数据单元，后台提取设备的数据用特征模型评估时，评估算法会滤除历史数据中被标记的数据单元，滤除的数据单元数目和记录的维护提醒次数一致才能进行下一步的评估工作，否则上报内部错误终止评估进程。

12.一种解决固定资产预测性维护问题的方法，其特征在于，后台发出维护提醒后，后台需要管理人员确认，并发送命令让装置进入等待维护模式，装置在等待维护模式不响应所有设备使用者的身份认证，只会响应设备管理人员的身份认证，并且在该模式下装置不采集任何数据。

13.当维护及检修工作结束，管理人员在后台确认退出等待维护模式，设备重新进入正常使用模式。

14.一种解决固定资产预测性维护问题的装置，其特征在于，所述装置是应用了所述的解决固定资产预测性维护问题的方法的监测器，其包括接口电路模块、电源管理电路模块、MCU模块、电流传感器模块、温度传感器模块、电磁泄露探测电路模块、ID识别模块、压力检测模块；所述接口电路模块包括交流电供电接口、接入设备接口、人机接口以及数据传输接口；所述电源管理电路模块用于实现交流电转化直流电以及对设备的交流电供电的选通；所述MCU模块用于驱动外围模块并且对外围模块的输出数据进行AD转换，MCU模块也与后台进行数据交互；所述电流传感器模块主要用于实现交流电电流值的采集；所述温度传感器模块用于触点温度的监测；所述电磁泄露探测电路模块主要接收设备电源接口处的探测带宽内的电磁泄露的能量，并采集电磁泄露的信号幅值；所述ID识别模块用于鉴别设备使用者的身份，身份认证通过才能使用设备；压力检测模块用于检测装置是否与设备的连接断开，压力检测中断优先级最高。

15.一种解决固定资产预测性维护问题的装置，其特征在于，装置的接入设备接口的结构设计上进行了拔出不可再次接入的处理，除非对装置进行拆机处理才可恢复。

16.若有人员私自断开装置与设备的连接，装置检测到后立即推送消息给后台，装置的物理连接指示灯由绿色变为红色，指示灯的状态写入Flash。