物聯網技術在設備維護管理系統中的應用

歐陽寧　蔣開國　聶寧

摘要：文章結合集成RFID、傳感器數據采集和融合手段，采用模塊化的系統設計平臺以及云計算系統數據庫，利用先進的信息化網絡技術手段整合整個廠區設備，包括生產設備、動能設備等已有資源，建立一個設備維護管理的信息監控平臺，并與企業OA、ERP等管理系統無縫鏈接，實現設備的動態管理，幫助企業進行“精細化”管理和“節能減排”。

關鍵詞：物聯網技術；RFID；信息化網絡技術；監控平臺；智慧工廠；設備維護管理系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP393 文章編號：1009-2374（2015）16-0052-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.025

1 概述

當今世界，信息技術特別是網絡技術的發展，為物聯網發展提供了強有力的支撐，使物聯網研究向信息化、網絡化、智能化方向發展。目前在國內設備維護維修管理系統的應用比較廣泛，但不能脫離人工輸入信息及實現信息的實時傳輸、監控，不能對設備的零部件等進行監管，甚至不能和企業OA、ERP等無縫鏈接，不能為工業4.0打下基礎，因此限制了其發展。本研究主要采用現代化信息技術及物聯網RFID技術等進行設計開發，建立一個基于物聯網技術的動態監管平臺，能互聯互通，充分對設備進行計劃型、智能型管理，精細至設備的每個零部件。本項目實施主要的意義如下：（1）促進企業信息化管理改革。設備維護管理系統的實施將為企業進行信息化管理改革、提升企業競爭力提供強有力的技術保障，同時會直接帶來巨大的經濟效益及提升其管理效率；（2）計劃調度科學化。實現設備計劃的平衡、資源平衡、時間平衡，提高資源利用率，最大限度消除計劃管理瓶頸；（3）保障設備順利使用。實現設備集中計劃管理，引入設備維修保養技術標準，實施維修保養計劃管理，從而保證設備質量，降低設備故障率和事故率，避免人為原因造成的損失；（4）節能降耗。通過管理軟件系統的實施，合理降低維修保養成本、能耗和其他各種損耗，從而降低整體運營成本，提高經濟效益；（5）提供管理決策支持。管理者可隨時隨地掌握設備使用狀況，將一系列客觀的數據通過計算機系統進行科學匯總分析，有利于領導進行企業經營決策；（6）提高了設備巡檢力度，對維護操作人員進行巡檢考核；（7）互聯互通，可作為工業4.0的基礎，為智慧工廠建設做好鋪墊。

2 系統方案

本設備維護信息管理項目主要是利用先進的物聯網技術，采用模塊化的系統設計平臺以及云計算系統數據庫，整合整個廠區設備，如生產設備、鍋爐房設備、制冷站設備、空壓站設備及配電系統設備已有資源，建立一個廠區設備維護管理的監控平臺。

平臺以對設備的維護保養信息管理為主線，通過對設備信息的收集、存儲、傳遞、統計、分析、綜合查詢、報表輸出和信息共享，及時為企業領導及各部門管理人員的決策提供全面、準確的信息數據。所涉及的設備管理、維護計劃、工單、標準、安全、備品備件庫存資源等對象納入到管理范疇，并且能對業務工作過程的偏離現象進行及時提醒及處置。保障工廠設備的安全性、可靠性，提高設備維護管理的運作效率。

系統網絡架構示意圖如圖1所示：

系統工作原理：本系統主要以具體的功能設備為管理主單元，其零部件為子單元，在功能設備的每個關鍵零部件上安裝一個RFID芯片，本芯片能承受高溫及干擾，并為動力中心的維護工作人員配置一套手持終端，在區域范圍內將無線網絡進行覆蓋，如在鍋爐房裝有無線網絡的信號覆蓋，維護人員的手持終端設備可通過網絡實時地與系統進行通信，上傳及下載設備的實時信息，包括巡檢信息、保養信息、工作參數等，零部件的信息包括零部件的ID號、零部件名稱、零部件型號、零部件維護周期、零部件上次維護時間、零部件下次維護時間倒計時、零部件上次出現故障（故障代碼或內容）、零部件故障原因、零部件維護標準規范、零部件年月日故障次數及零部件備品備件數量等信息，以上信息可通過手持終端設備掃碼得到，也可通過設在每個功能車間（如鍋爐房）的智能終端自動收集、傳輸。通過掃描到的ID號鏈接到平臺的數據庫，對設備的相關信息進行反饋，并登記設備掃描的時間，通過手持終端的登錄名判斷掃描的維護工作人員是誰（與動力中心人員的ID號對應），如在巡查過程中發現設備工作不正常現象，通過手持終端可以關聯知識經驗庫，查看設備是否以前存在過類似故障，可對設備故障現象進行登記上傳至維護管理平臺，形成記錄，減少以后維護的判斷時間及處理辦法。

隨著移動3G、4G技術的發展，可建立平臺服務器接入網絡，通過手機對設備進行遠程了解及查看等，當設備出現數據異常時，及時通過手機來提醒主管部門，也可通過與廠級的OA、ERP管理系統進行無縫對接，進行數據的交換及整合。

根據系統設備管理架構建模原理，建立智能的設備樹結構：首先平臺主要管理的設備范圍為動力中心的鍋爐房設備、制冷站設備、空壓站設備及配電系統等；通過區域劃分建立系統的主模塊，如鍋爐房模塊、空壓站模塊等；在區域主模塊下建立子模塊，如鍋爐房區域可建立如下子模塊：1#鍋爐、2#鍋爐、鍋爐水處理系統設備、鍋爐輔助配套設施及蒸汽管道系統等，空壓站可建立1#空壓機、2#空壓機、空壓機冷卻系統、空壓機循環水系統、空壓機配電系統及空壓機管網子模塊等；最后在子模塊下建立具體的設備零部件，對零部件進行編號及建模。

設備維護管理信息監控平臺的系統功能：（1）企業信息設置：通過對部門設置信息、崗位設置信息、員工信息等信息的管理以及人員的分配權限管理，實現了企業的人員和權限管理，并通過與OA、ERP系統進行無縫連接，實現企業職工信息的共享，無需重復錄入；（2）設備資料管理：技術參考資料、技術資料、表單明細、設備供貨廠商、備件購置廠商等相關資料信息；（3）設備前期管理：設備年度技改計劃、設備貨源調研、設備訂貨合同登記、安裝調試記錄、設備驗收五項設備的前期工作記錄；（4）設備資產管理：設備臺賬、設備分類、設備移裝調動、設備閑置、設備報廢、設備變動情況六項，各明細記錄均可打印輸出；（5）設備使用管理：包括設備專職責任信息、設備巡檢、設備運行時間、設備故障、設備事故五項內容；（6）設備保養管理：設備保養計劃、設備保養記錄、當月保養計劃、未完成保養清單五項內容，明細列表均可打印輸出；（7）設備潤滑管理：設備潤滑標準、潤滑劑信息、設備潤滑記錄、近段時間需要潤滑設備明細四項內容；（8）設備點檢維修管理：設備劣化傾向錄入、溫度劣化傾向分析、振動劣化傾向分析、設備年檢錄入、設備點檢標準、設備點檢計劃、設備周期計劃、設備維修技術標準、設備維修作業標準、設備維修計劃、設備維修記錄、近段時間需要維修設備明細、設備維修派工單、設備維修合同。相關表格可打印輸出；（9）設備備件管理：備件入庫、備件出庫、備件信息設置、備件庫存、近段時間需要購買備件明細；（10）設備更新改造：更新改造錄入，通過動力設備維護管理的信息監控平臺，使企業技術人員輕松地維護設備的需求變化，提供相應的開發工具包括設備數據建模工具、流程管理工具、功能開發工具、報表設計工具、系統集成工具等。

3 結語

設備的維護監控管理是生產管理的重要組成部分，隨著現代化技術的發展，應用RFID及網絡信息技術建立便捷有效的管理平臺和管理模式，對設備的運行工況進行動態監管，不僅可減少維護人員的投入、減少維修時間，更能實現備品備件、維護保養的計劃性管理，提高設備的稼動率等優點，且此平臺可方便地對設備的運行維護數據進行整理，并形成日報表、月報表等。

加快企業設備維護維修管理的信息化建設是大勢所趨，設備維護管理的信息監控平臺建設又是企業未來工業4.0、智慧工廠的基礎，有利于促進企業管理水平的提高，實現企業資源的優化配置，增強企業的競爭能力，提高企業經濟效益。

參考文獻

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作者簡介：歐陽寧（1966-），男，湖南永州人，湖南中煙工業有限公司郴州卷煙廠工程師，研究方向：設備技術改造和管理；蔣開國（1971-），男，湖南武岡人，長沙賽普爾自動化工程設備有限公司高級工程師，研究方向：技術和管理；聶寧（1975-），女，湖南寧鄉人，供職于湖南中醫藥大學，工程碩士，研究方向：辦公室管理及軟件開發。

（責任編輯：秦遜玉）