智能装备和智能工厂的远程运维平台应用方案

（共享智能铸造产业创新中心有限公司，宁夏银川 750021）

《国家智能制造标准体系建设指南（2015 版）》明确了智能制造新模式，包括流程型智能制造，离散型智能制造、网络协同制造、大规模个性化定制以及远程运维。同时，对远程运维进行了明确的要求：远程运维标准主要包括平台接口规范、通用要求、安全规范、监控规范和应急管理规范等五个部分。要求建有标准化信息采集与控制系统，自动诊断系统，基于专家系统的故障预警模型和故障检索模知识库；可实现装备远程无人操作，工作环境预警、运行状态监测、故障诊断与自修复；建立产品全生命周期分析平台、用户使用习惯信息模型；可对智能装备提供健康状态监测、虚拟设备维护方案推送、创新应用开发等服务。

远程运维服务作为一种新的智能服务模式，市场上涌现出了一大批提供设备远程运维服务解决方案的供应商，这其中包括全球工业领导者的GE的Predix、西门子的MindSphere、亚马逊AWS 云，国内的百度天工、树根互联的根云等。通过对以上解决方案的比对，国外的平台在国内并没有很好的落地实施。而国内的平台，大多数都是摸着石头过河，没有真正的经验。通过对市场上罗尔斯-罗伊斯、三一集团、沈鼓集团等智能服务模式企业的调研，按照权威文件的要求，本文重新定义了远程运维软件框架和远程运维系统在设备管理方面的层级架构，将该系统以Saas 应用的形式部署于云平台上。

1 远程运维系统架构

远程运维系统框架结构主要分为基础管理、设备运行管理、系统服务以及数据统计分析模块。

1.1 基础管理

远程运维的基础管理主要包括设备供应商生产全过程服务管理，以3D 砂型打印机为例，作为该设备的供应商、服务商需要为用户提供的不仅仅是3D 打印机销售服务，还有打印机带来的生产服务、打印机的维修保养服务、备件销售服务、租用服务等。从产品及服务的角度出发，供应商和服务商必须时刻掌握打印机的运行状态、关键备件状态、保养状态、工况状态、健康状态等信息。综合以上需求，对远程运维进行了重新定义。

1.2 远程运维设备运行管理

远程运维设备运行管理模块是远程运维软件的核心部分，设备各部件运行的参数（如电机转速、电压、电流、温度等）的采集，在平台上进行状态的检测。实施持续检测参数变化（温度的升高），再根据设备的预警模型逻辑，对电机温度升高等参数变化可能引起电机温度过高或者烧损等故障进行预判，在故障发生前进行预警提醒。根据采集到的数据，对数据变化趋势进行分析，对于部分潜在的故障隐患，服务提供者可以主动联系用户，提前介入维护，避免设备非计划停机，提高设备开机率。

根据对设备运行时间的统计，对于设备关键部件的生命进行统计。需要更换某些部件时可以提前预警，以便用户及时采购备件。对于某些设备部件，可能已经临近生命周期，但是设备状态依然很好，可以对这部分备件进行分析，是否因为该批次备件的材质，加工精度，加工工艺引起了这些变化。也可以对该部分备件做生命周期延长的试验，来统一延长设备备件生命周期，从而实现用户不需要提前采购和存储备件，备件供应商也不需要提前生产大批备件积压库存，占用资金。设备备件生命周期延长，对用户来说也能够节省备件耗损的支出，设备也不需要额外的停机时间来更换备件，提高设备的开动率，提高设备产量。当然，通过对备件用量、生命周期的分析，对备件厂家也是一种激励，以便供应商能够提供更好材质、更好质量、更长寿命的备件。综上，通过平台提供的数据，能同时给设备用户、设备供应商以及备件供应商带来更大利益。

1.3 远程运维系统服务

远程运维系统服务模块属于增值服务。通过平台注册的设备保养、维修以及设备检测的服务提供者，在系统服务模块能看到需要紧急提供服务的需求和订单业务。或者服务提供者根据制定的保养计划，提前与设备用户进行停机保养预约，并及时派遣合适的服务人员进场服务。通过这种主动为用户提供服务的方式，确保设备稳定高效运行的基础上提升用户体验，为用户和自己赢得更多利益。

图1 远程运维平台层级架构搭建实例图

2 远程运维平台层级架构

基于铸造企业，其本身作为铸造设备（熔炼电炉、砂处理、射芯机、烘干窑、立体库等）的用户，需要平台化系统进行设备管理时，如图1 所示，可搭建远程运维平台层级架构。对于设备供应商有一套完整的设备全生命周期管理平台，对于设备使用者也能够管理其所拥有的设备。

按照该架构设计，将远程运维平台分为两个板块。一个板块作为智能设备供应商和服务商管理其提供的设备以及产品服务；另一个则是以运维智能工厂为目的，解决远程端对工厂生产管理，设备管理，现场视频查看等问题。

从平台的架构可以完全看出，人员的架构和层级分为三类：一类是服务的提供商；第二类是设备供应商；第三类就是设备用户。针对于第一个板块，采用文章前面提到的系统架构，以设备产品的提供商为主要角色管理产品以及服务。在这个产品即服务的时代，设备产品提供给用户，必须要能够保证及时、高效、准确的服务，才能提升用户体验，才能不断拓展市场。通过对大量市场、设备数据的采集、统计、分析之后，才能有数据作为支撑，提升产品和服务的质量，然后依靠可靠的质量和较高的用户体验拓展出更广阔的市场，从而形成良性循环。所以，在系统里面设计了客户服务系统。从维修、保养、巡检的服务发起，按照专业技能进行派工，服务人员签到、服务报工、服务审核、以及后续的回访环节等，形成一个完整的闭环，达到以专业的技能处理对口的问题。

同样，针对于企业内部，依然可以利用该服务系统。工厂车间的生产人员，利用APP 对设备故障进行报修，该报修单直接到达公司的维修人员，在维修人员的手机APP 端进行提醒，维修人员接到报修工单后去现场进行维修服务，故障修复后，维修人员将处理方案用APP 提报到云平台的数据库。这样经过长期积累，形成知识库。在下一次设备操作员遇到同样的故障现象，就可以通过APP 查询功能，查询到经验知识，按照经验知识进行故障修复。

3 结论

通过远程运维平台在铸造上的应用，可使铸造设备停机时间减少，设备操作工技能提升，还有积累了大量的有用的经验知识。如果每一家企业或者产品用户都能积累一定量的经验知识，该部分经验知识由数据机构或者该设备的生产商汇总、统计、分析，根据大量的数据知识进行设备的设计更新、零部件更新、保养方式更新、备件生命周期更新等等，将给企业带来巨大的财富。