CN116307346A - 一种用于机械设备的运维管理系统及方法 - Google Patents

一种用于机械设备的运维管理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于机械设备的运维管理系统及方法，具体涉及运维管理领域，包括设备区域划分模块、设备数据采集模块、设备数据预处理模块、设备资源监控模块、设备点检管理模块、设备数据处理模块、设备预警监控模块、设备调度分配模块以及设备维修费用计算模块，通过计算得出设备健康参数，和预定义的设备健康参数阈值K阈对比判断，筛选出设备健康参数小于阈值的设备并进行预警信息提醒，同时通过设备点检管理模块的巡检任务流程，做到及时处理，减小经济损失。

Description

一种用于机械设备的运维管理系统及方法
技术领域
本发明涉及运维管理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于机械设备的运维管理系统及方法。
背景技术
随着中国互联网的高速发展，业务种类越来越广泛，业务功能也越来越复杂，运维管理系统的出现无疑让原本复杂的工作都简单化，其具有交互性、扩展性、松耦合和易扩展的特点。
现有机械设备的运维管理系统的结构包括基础数据管理、资产管理、点检管理、数据分析管理；基础数据管理用于对设备信号类型、特征参数、设备等级基础信息进行设置划分；资产管理用于对设备库存数量的管理；点检管理用于定点定人定周期，定点检流程，定点检要求，组态计划任务，下载回收，周期点检，使设备全面受控；数据分析管理用于对设备巡检数据进行趋势、波形、频谱分析。
但是其在实际使用时，仍旧存在较多缺点，如传统的设备管理模式面临设备数量繁多、设备种类广泛、设备规格繁杂的问题，尤其是机械设备日渐增多，都需要实时了解其运行状态，及时发现故障并告警，单靠人工定期巡检，不能及时发现并处理故障，造成经济损失，完全不能满足各行业的发展需求。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种用于机械设备的运维管理系统及方法，通过计算得出设备健康参数，和预定义的设备健康参数阈值K阈对比判断，筛选出设备健康参数小于阈值的设备并进行预警信息提醒，同时通过设备点检管理模块的巡检任务流程，做到及时处理，减小经济损失，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
设备区域划分模块：用于将机械设备所在区域记为目标区域，将目标区域按照机械设备种类的划分方式划分为各子区域，并将目标区域内各子区域依次编号为1，2……n；
设备数据采集模块：用于采集各子区域设备的位置分布、设备参数、设备数据、巡检情况以及维修记录数据，并传输至设备数据预处理模块；其中设备参数包括设备的故障率、平均无故障时间，平均修复时间，设备数据包括设备可用时间、设备可用率，巡检情况包括设备保养次数、设备保养费用，维修记录包括设备维修次数、设备维修费用；
设备数据预处理模块：用于接收设备数据采集模块的数据，计算设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率；
设备资源监控模块：用于根据设备数据预处理模块传输的数据，监控设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率，并通过三维图形和二维图形结合展示；其中三维图形和二维图形结合展示包括设备位置图、建筑结构图以及网络系统整体和部分的拓扑结构图；
设备点检管理模块：用于实现定人、定点、定期、定方法巡检的巡检任务流程，并将巡检数据上传至系统数据库，生成设备巡检分析报表；
设备数据处理模块：用于接收设备数据预处理模块传输的设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率数据，根据数据计算得出设备健康参数；
设备预警监控模块：用于接收设备数据处理模块的设备健康参数，和预定义的设备健康参数阈值K阈对比判断，筛选出设备健康参数小于阈值的设备并进行预警信息提醒；
设备调度分配模块：用于接收设备预警监控模块的预警信息并自动匹配维修人员到故障点进行维修，并将分配结果信息传输至设备维修费用计算模块；
设备维修费用计算模块：用于接收设备调度分配模块传输的数据信息以及设备点检管理模块的巡检信息，根据维修人员维修工资，维修设备所用时间，设备原价值，设备备件更换比例以及设备保养比例计算设备维修费用并在运维管理系统中作出记录。
在一个优选地实施方式中，所述划分区域主要以机械设备种类来划分，其中每个区域针对呈正态分布状随机分布。
在一个优选地实施方式中，所述设备可靠性指数计算公式为：
Figure SMS_1
，其中Rt表示为设备可靠性指数，ti表示为设备故障总工作时间，Ti表示总工作时间，N表示为故障次数，λ表示为影响因子。
在一个优选地实施方式中，所述设备可用性指数计算公式为：
Figure SMS_2
，其中Y表示为设备可用性指数，/>
Figure SMS_3
表示为设备平均失效间隔，/>
Figure SMS_4
表示为设备平均修复时间，λ表示为影响因子。
在一个优选地实施方式中，所述设备保养频率计算公式为：
Figure SMS_5
，其中B表示设备保养频率，m表示设备保养次数，M表示设备应该要保养的次数，λ表示为影响因子。
在一个优选地实施方式中，所述设备维修频率计算公式为：
Figure SMS_6
，其中W表示设备维修频率，v表示设备维修次数，V表示设备应该要维修的次数，λ表示为影响因子。
在一个优选地实施方式中，所述设备健康参数的计算公式为：
Figure SMS_7
，其中K表示为设备健康参数，Rt表示为设备可靠性指数，Y表示为设备可用性指数，B表示设备保养频率，W表示设备维修频率，λ表示为影响因子。
在一个优选地实施方式中，所述设备预警监控模块的具体方式为：将计算得出的设备健康参数K和预定义的设备健康参数K阈进行对比，筛选出设备健康参数小于阈值的设备即K<K阈，进行预警信息提醒并传输设备预警信息至设备调度分配模块；其中设备预警信息包括设备位置、设备运行状态、设备参数、设备历史维修记录以及设备保养记录。
在一个优选地实施方式中，所述设备维修费用计算模块计算设备维修费用的具体计算公式为：
Figure SMS_8
，其中Q表示为设备维修费用，f1，f2，f3表示为权重因子，si表示为维修人员维修工资，ti表示维修设备所用时间，Si表示为设备原价值，/>
Figure SMS_9
表示为设备备件更换比例，/>
Figure SMS_10
表示为设备保养比例，λ表示为影响因子。
在一个优选地实施方式中，一种用于机械设备的运维管理系统的方法，包括下列步骤：
步骤S1、将机械设备所在区域记为目标区域，将目标区域按照机械设备种类的划分方式划分为各子区域，并将目标区域内各子区域依次编号为1，2……n；
步骤S2、根据设备档案信息、设备勘测记录采集各子区域设备的位置分布、设备参数、设备数据、巡检情况以及维修记录数据，并传输至设备数据预处理模块；
步骤S3、根据设备数据采集模块传输的数据，计算设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率；
步骤S4、根据设备数据预处理模块传输的数据，监控设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率，并通过三维图形和二维图形结合展示；
步骤S5、根据设备点检管理模块实现定人、定点、定期、定方法巡检的巡检任务流程，并将巡检数据上传至系统数据库，生成设备巡检分析报表；
步骤S6、根据设备数据预处理模块传输的设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率数据，计算得出设备健康参数；
步骤S7、根据设备数据处理模块的设备健康参数，和预定义的设备健康参数阈值K阈对比判断，筛选出设备健康参数小于阈值的设备并进行预警信息提醒；
步骤S8、根据设备预警监控模块的预警信息自动匹配维修人员到故障点进行维修，并将分配结果信息传输至设备维修费用计算模块；
步骤S9、根据设备调度分配模块传输的数据信息以及设备点检管理模块的巡检信息，根据维修人员维修工资，维修设备所用时间，设备原价值，设备备件更换比例以及设备保养比例计算设备维修费用并在运维管理系统中作出记录。
本发明的技术效果和优点：
本发明包括设备区域划分模块、设备数据采集模块、设备数据预处理模块、设备资源监控模块、设备点检管理模块、设备数据处理模块、设备预警监控模块、设备调度分配模块以及设备维修费用计算模块，通过计算得出设备健康参数，和预定义的设备健康参数阈值K阈对比判断，筛选出设备健康参数小于阈值的设备并进行预警信息提醒，同时通过设备点检管理模块的巡检任务流程，做到及时处理，减小经济损失。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的方法步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-图2所示的一种用于机械设备的运维管理系统及方法，包括设备区域划分模块、设备数据采集模块、设备数据预处理模块、设备资源监控模块、设备点检管理模块、设备数据处理模块、设备预警监控模块、设备调度分配模块以及设备维修费用计算模块。其中设备区域划分模块和设备数据采集模块连接，设备数据采集模块和设备数据预处理模块连接，设备数据预处理模块和设备资源监控模块连接，设备资源监控模块和设备点检管理模块连接，设备数据预处理模块和设备数据处理模块连接，设备数据处理模块和设备预警监控模块连接，设备预警监控模块和设备调度分配模块连接，设备调度分配模块和设备维修费用计算模块连接，设备点检管理模块和设备维修费用计算模块连接。
所述设备区域划分模块用于将机械设备所在区域记为目标区域，将目标区域按照机械设备种类的划分方式划分为各子区域，并将目标区域内各子区域依次编号为1，2……n；
本实施例需要具体说明的是，所述划分区域主要以机械设备种类来划分，其中每个区域针对呈正态分布状随机分布，由于每个目标区域内整体数据差异化不一，无规律性，随机性强；
所述设备数据采集模块用于采集各子区域设备的位置分布、设备参数、设备数据、巡检情况以及维修记录数据，并传输至设备数据预处理模块；其中设备参数包括设备的故障率、平均无故障时间，平均修复时间，设备数据包括设备可用时间、设备可用率，巡检情况包括设备保养次数、设备保养费用，维修记录包括设备维修次数、设备维修费用；
所述设备数据预处理模块用于接收设备数据采集模块的数据，计算设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率；
本实施例需要具体说明的是，所述设备可靠性指数计算公式为：
Figure SMS_11
，其中Rt表示为设备可靠性指数，ti表示为设备故障总工作时间，Ti表示总工作时间，N表示为故障次数，λ表示为影响因子；
本实施例需要具体说明的是，所述设备可用性指数计算公式为：
Figure SMS_12
，其中Y表示为设备可用性指数，/>
Figure SMS_13
表示为设备平均失效间隔，/>
Figure SMS_14
表示为设备平均修复时间，λ表示为影响因子；
本实施例需要具体说明的是，所述设备保养频率计算公式为：
Figure SMS_15
，其中B表示设备保养频率，m表示设备保养次数，M表示设备应该要保养的次数，λ表示为影响因子；
本实施例需要具体说明的是，所述设备维修频率计算公式为：
Figure SMS_16
，其中W表示设备维修频率，v表示设备维修次数，V表示设备应该要维修的次数，λ表示为影响因子；
所述设备资源监控模块用于根据设备数据预处理模块传输的数据，监控设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率，并通过三维图形和二维图形结合展示；其中三维图形和二维图形结合展示包括设备位置图、建筑结构图以及网络系统整体和部分的拓扑结构图；
本实施例需要具体说明的是，所述通过三维图形和二维图形结合进行展示过程属于数据统计领域，属于现有技术手段，因此本实施例未做出具体说明；
所述设备点检管理模块用于实现定人、定点、定期、定方法巡检的巡检任务流程，并将巡检数据上传至系统数据库，生成设备巡检分析报表；
本实施例需要具体说明的是，所述巡检任务流程具体为：
根据运维管理系统的设备点检管理模块设置巡检点、巡检设备、巡检设备要点检的项目、巡检人员、巡检计划；将设置好的巡检点、巡检设备、巡检设备要点检的项目、巡检人员、巡检计划形成档案并下载下来；将巡检点安装到需要点检的设备附近；巡检人员按档案输入该地点的现场状况信息，所有项目输入完毕后在采集器保存记录；并将巡检数据上传至系统数据库，系统根据巡检数据生成设备巡检分析报表；其中巡检记录内容包括设备名称、读卡时间、卡号及巡检项目；
所述设备数据处理模块用于接收设备数据预处理模块传输的设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率数据，根据数据计算得出设备健康参数；
本实施例需要具体说明的是，所述设备健康参数的计算公式为：
Figure SMS_17
，其中K表示为设备健康参数，Rt表示为设备可靠性指数，Y表示为设备可用性指数，B表示设备保养频率，W表示设备维修频率，λ表示为影响因子；
所述设备预警监控模块用于接收设备数据处理模块的设备健康参数，和预定义的设备健康参数阈值K阈对比判断，筛选出设备健康参数小于阈值的设备并进行预警信息提醒；
本实施例需要具体说明的是，所述设备预警监控模块的具体方式为：将计算得出的设备健康参数K和预定义的设备健康参数K阈进行对比，筛选出设备健康参数小于阈值的设备即K<K阈，进行预警信息提醒并传输设备预警信息至设备调度分配模块；其中设备预警信息包括设备位置、设备运行状态、设备参数、设备历史维修记录以及设备保养记录；
所述设备调度分配模块用于接收设备预警监控模块的预警信息并自动匹配维修人员到故障点进行维修，并将分配结果信息传输至设备维修费用计算模块；
本实施例需要具体说明的是，所述设备调度分配模块根据设备预警监控模块的预警信息，通过维修人员位置距离、设备维修难度、设备种类、维修人员工作经验年限优先匹配空闲时间段的维修人员到故障点进行维修；其中匹配过程属于现有技术，因此本实施例未做出具体说明；
所述设备维修费用计算模块用于接收设备调度分配模块传输的数据信息以及设备点检管理模块的巡检信息，根据维修人员维修工资，维修设备所用时间，设备原价值，设备备件更换比例以及设备保养比例计算设备维修费用并在运维管理系统中作出记录；
本实施例需要具体说明的是，所述设备维修费用计算模块计算设备维修费用的具体计算公式为：
Figure SMS_18
，其中Q表示为设备维修费用，f1，f2，f3表示为权重因子，si表示为维修人员维修工资，ti表示维修设备所用时间，Si表示为设备原价值，/>
Figure SMS_19
表示为设备备件更换比例，/>
Figure SMS_20
表示为设备保养比例，λ表示为影响因子；
本实施例的具体操作方法如下：
步骤S1、将机械设备所在区域记为目标区域，将目标区域按照机械设备种类的划分方式划分为各子区域，并将目标区域内各子区域依次编号为1，2……n；
步骤S2、根据设备档案信息、设备勘测记录采集各子区域设备的位置分布、设备参数、设备数据、巡检情况以及维修记录数据，并传输至设备数据预处理模块；
步骤S3、根据设备数据采集模块传输的数据，计算设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率；
步骤S4、根据设备数据预处理模块传输的数据，监控设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率，并通过三维图形和二维图形结合展示；
步骤S5、根据设备点检管理模块实现定人、定点、定期、定方法巡检的巡检任务流程，并将巡检数据上传至系统数据库，生成设备巡检分析报表；
步骤S6、根据设备数据预处理模块传输的设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率数据，计算得出设备健康参数；
步骤S7、根据设备数据处理模块的设备健康参数，和预定义的设备健康参数阈值K阈对比判断，筛选出设备健康参数小于阈值的设备并进行预警信息提醒；
步骤S8、根据设备预警监控模块的预警信息自动匹配维修人员到故障点进行维修，并将分配结果信息传输至设备维修费用计算模块；
步骤S9、根据设备调度分配模块传输的数据信息以及设备点检管理模块的巡检信息，根据维修人员维修工资，维修设备所用时间，设备原价值，设备备件更换比例以及设备保养比例计算设备维修费用并在运维管理系统中作出记录。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于，包括：
设备区域划分模块：用于将机械设备所在区域记为目标区域，将目标区域按照机械设备种类划分方式划分为各子区域，并将目标区域内各子区域依次编号为1，2……n；
设备数据采集模块：用于采集各子区域设备的位置分布、设备参数、设备数据、巡检情况以及维修记录数据，并传输至设备数据预处理模块；其中设备参数包括设备的故障率、平均无故障时间，平均修复时间，设备数据包括设备可用时间、设备可用率，巡检情况包括设备保养次数、设备保养费用，维修记录包括设备维修次数、设备维修费用；
设备数据预处理模块：用于接收设备数据采集模块的数据，计算设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率；
设备资源监控模块：用于根据设备数据预处理模块传输的数据，监控设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率，并通过三维图形和二维图形结合展示；其中三维图形和二维图形结合展示包括设备位置图、建筑结构图以及网络系统整体和部分的拓扑结构图；
设备点检管理模块：用于实现定人、定点、定期、定方法巡检的巡检任务流程，并将巡检数据上传至系统数据库，生成设备巡检分析报表；
设备数据处理模块：用于接收设备数据预处理模块传输的设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率数据，根据数据计算得出设备健康参数；
设备预警监控模块：用于接收设备数据处理模块的设备健康参数，和预定义的设备健康参数阈值K阈对比判断，筛选出设备健康参数小于阈值的设备并进行预警信息提醒；
设备调度分配模块：用于接收设备预警监控模块的预警信息并自动匹配维修人员到故障点进行维修，并将分配结果信息传输至设备维修费用计算模块；
设备维修费用计算模块：用于接收设备调度分配模块传输的数据信息以及设备点检管理模块的巡检信息，根据维修人员维修工资，维修设备所用时间，设备原价值，设备备件更换比例以及设备保养比例计算设备维修费用并在运维管理系统中作出记录。
2.根据权利要求1所述的一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于：所述目标区域的划分方式以机械设备种类来划分，其中每个区域针对呈正态分布状随机分布。
3.根据权利要求1所述的一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于：
所述设备可靠性指数计算公式为：
Figure QLYQS_1
，其中Rt表示为设备可靠性指数，ti表示为设备故障总工作时间，Ti表示总工作时间，N表示为故障次数，λ表示为影响因子。
4.根据权利要求1所述的一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于：
所述设备可用性指数计算公式为：
Figure QLYQS_2
，其中Y表示为设备可用性指数，/>
Figure QLYQS_3
表示为设备平均失效间隔，/>
Figure QLYQS_4
表示为设备平均修复时间，λ表示为影响因子。
5.根据权利要求1所述的一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于：
所述设备保养频率计算公式为：
Figure QLYQS_5
，其中B表示设备保养频率，m表示设备保养次数，M表示设备应该要保养的次数，λ表示为影响因子。
6.根据权利要求1所述的一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于：
所述设备维修频率计算公式为：
Figure QLYQS_6
，其中W表示设备维修频率，v表示设备维修次数，V表示设备应该要维修的次数，λ表示为影响因子。
7.根据权利要求1所述的一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于：
所述设备健康参数的计算公式为：
Figure QLYQS_7
，其中K表示为设备健康参数，Rt表示为设备可靠性指数，Y表示为设备可用性指数，B表示设备保养频率，W表示设备维修频率，λ表示为影响因子。
8.根据权利要求1所述的一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于：
所述设备预警监控模块的具体方式为：将计算得出的设备健康参数K和预定义的设备健康参数K阈进行对比，筛选出设备健康参数小于阈值的设备即K<K阈，进行预警信息提醒并传输设备预警信息至设备调度分配模块；其中设备预警信息包括设备位置、设备运行状态、设备参数、设备历史维修记录以及设备保养记录。
9.根据权利要求1所述的一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于：
所述设备维修费用计算模块计算设备维修费用的具体计算公式为：
Figure QLYQS_8
，其中Q表示为设备维修费用，f1，f2，f3表示为权重因子，si表示为维修人员维修工资，ti表示维修设备所用时间，Si表示为设备原价值，
Figure QLYQS_9
表示为设备备件更换比例，/>
Figure QLYQS_10
表示为设备保养比例，λ表示为影响因子。
10.一种用于机械设备的运维管理系统的方法，所述方法用于上述权利要求1-9任一所述的一种用于机械设备的运维管理系统，其特征在于，包括下列步骤：
步骤S1、将机械设备所在区域记为目标区域，将目标区域按照机械设备种类的划分方式划分为各子区域，并将目标区域内各子区域依次编号为1，2……n；
步骤S2、根据设备档案信息、设备勘测记录采集各子区域设备的位置分布、设备参数、设备数据、巡检情况以及维修记录数据，并传输至设备数据预处理模块；
步骤S3、根据设备数据采集模块传输的数据，计算设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率；
步骤S4、根据设备数据预处理模块传输的数据，监控设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率，并通过三维图形和二维图形结合展示；
步骤S5、根据设备点检管理模块实现定人、定点、定期、定方法巡检的巡检任务流程，并将巡检数据上传至系统数据库，生成设备巡检分析报表；
步骤S6、根据设备数据预处理模块传输的设备可靠性指数、设备可用性指数、设备保养频率以及设备维修频率数据，计算得出设备健康参数；
步骤S7、根据设备数据处理模块的设备健康参数，和预定义的设备健康参数阈值K阈对比判断，筛选出设备健康参数小于阈值的设备并进行预警信息提醒；
步骤S8、根据设备预警监控模块的预警信息自动匹配维修人员到故障点进行维修，并将分配结果信息传输至设备维修费用计算模块；
步骤S9、根据设备调度分配模块传输的数据信息以及设备点检管理模块的巡检信息，根据维修人员维修工资，维修设备所用时间，设备原价值，设备备件更换比例以及设备保养比例计算设备维修费用并在运维管理系统中作出记录。
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