數控系統遠程診斷的應用和探究

周杰鋒

摘要：現代制造設備的結構日趨復雜，自動化程度也越來越高，許多設備綜合了機械、電子、自動控制、計算機等許多先進技術，設備中各種元器件相互聯系、相互依賴，這就使得設備故障診斷難度增大。由于制造現場存在著很多不確定性因素，使得在設備的運行過程中，不可避免會出現各種各樣的故障，一旦出現故障，能否對故障進行快速的診斷并派出故障，對于制造企業來說是非常重要的。機械加工制造設備的使用者都是生產一線的工人和技術人員，他們一般只能獨立解決一些簡單的問題，當數控系統出現較嚴重且復雜的故障時，就需要相關技術專家的幫助才能判斷和解決問題，但如果每次出現故障時都將診斷專家請到現場也是不太現實的，這就對數控系統設備的故障診斷提出了新的要求，即如何克服地域和時間的限制，實現遠程專家的遠程診斷，成為自動化數控領域研究的新課題。

關鍵詞：數控系統;遠程診斷

中圖分類號：TP391? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）23-0285-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 遠程診斷系統概念

隨著計算機網絡技術、現代控制技術和傳感器技術的飛速發展，遠程故障診斷和維護的技術可以在短時間內進行故障診斷和維護的資源，最終實現對復雜系統和控制的快速、及時和正確的診斷及維護。

i5遠程診斷系統是沈機（上海）智能系統研發設計有限公司為了實現能夠快速響應客戶故障需求，并提供機床即時遠程服務而創造性提出并設計和開發的功能系統，是基于裝備服務系統遠程訪問機床終端數據、下發執行命令從而支持遠程故障診斷、遠程故障修復的快捷工具。診斷專家通過遠程診斷來處理故障，可實現即時遠程服務，開創了數控機床行業內傳統的現場服務與遠程服務相結合的智能服務模式。

遠程診斷功能主要目的是為診斷專家和i5服務工程師提供數控系統機頭中的數據，包括系統參數和文件的快捷工具，可以實現遠程快速解決客戶現場故障的一個工具。還計劃增加機床與i5服務平臺雙向發起遠程診斷、機床知識庫創建與運用等方面的其他功能，更加方便和豐富診斷專家和工程師對于資料的查找，幫助其對現場故障源的準確判斷和定位。

1.1 遠程診斷系統功能

i5服務平臺的用戶通過網頁或APP，可針對指定的i5設備（聯網）實現：檢查設備系統參數、檢查設備文件、參數/配置文件修改（僅WEB端）、腳本命令調用及反饋信息回傳、平臺與設備雙向發起遠程診斷功能;此外，用戶在i5服務平臺上還可實現：查看參數與文件的功能維護管理、遠程協助請求發起與處理、保存診斷報告功能。

1.2 遠程診斷系統構成

1.2.1 機床端

為遠程診斷提供數據來源、并集成相關的訪問接口。iport3（Moon）：軟件接口，可實現i5設備參數及文件的讀取;診斷控制端：用于遠程診斷的發起及相關的操作配合;診斷控制中必需的腳本命令等可執行文件。

1.2.2? i5服務平臺端

為系統整體運行提供支持，為診斷專家及i5服務工程師提供相關操作頁面，并集成相關的信息記錄保存功能、外部系統接口，遠程診斷框架圖如圖1所示。iport3（Agent）：與moon程序配合完成對于i5設備參數和文件的讀取;支持腳本文件上傳;用戶操作端：提供專家及i5服務人員進行頁面瀏覽等操作，有網頁端及APP端兩種方式;遠診模塊數據庫：記錄設備診斷報告，作為遠程診斷知識庫的基礎數據;讀取系統參數和文件、推送腳本需通過功能維護來實現，后臺配置的文件或參數才能被讀取到，后臺配置的腳本才可推送執行。

2? 遠程診斷系統流程

2.1 獨立遠程診斷操作流程

遠程診斷功能主要獲取系統數據及修改（參數/配置文件），APP及WEB端均增加獨立的遠程診斷功能模塊。APP端：i5服務人員接收客戶報修，可先在app上對設備進行遠程診斷，為進一步服務提供參考思路以及備件準備;WEB端：診斷專家或i5服務人員接到診斷需求時，可在網頁進行遠程診斷，通過下發腳本或線下指導實現遠程處理故障、解決問題的目標。操作流程如下：

（1） 專家/i5服務人員在APP/WEB端進入獨立的遠程診斷功能模塊;

（2） 輸入機床信息（按客戶名稱、機床型號、機床編號）選定待診機床;

（3） 開始遠程診斷，查看機床參數及文件，或推送腳本文件（僅WEB端支持）到機床端執行;

（4） 通過電話、微信等方式線下指導客戶/工程師處理故障;

（5） 退出遠程診斷，診斷結束。

注意事項如下：

（1） 同一機床，同一大文件，同一時間段內只允許一個用戶訪問。如果超過一個，iport將返回錯誤代碼給系統后臺;

（2） 配置文件可在線查看，日志文件等需下載后才能查看;

（3） 遠程診斷頁面可以顯示機床PLC版本及CNC版本信息;

（4） 不同機床，生效的配置文件不同，服務人員可根據當前系統版本去判斷、查看對應的配置文件。

2.2 遠程協助流程

i5服務人員到客戶現場服務，需要診斷專家遠程協助以排查故障原因，并在APP端向專家發起了遠程協助請求，診斷專家接收到診斷請求單并接診，對機床進行診斷并遠程協助服務人員。 工程師可在專家確認處理診斷請求前確認協助完成，平臺上同時生成對應的診斷報告;診斷請求單超過兩分鐘沒被診斷專家接診，則診斷請求單需自動取消，并提示工程師“專家繁忙中，請稍后再試”;機床的協助請求完成后，工程師才可對其再一次發起遠程協助請求。

（1） 工程師接受派工單，進入現場作業報告頁面，發起遠程協助請求，可輸入請求原因或錄入語音;

（2） 平臺上推送一條診斷請求單;

（3） 發起人可在診斷請求單被接診前在APP端撤銷協助請求;

（4） 診斷專家接診請求單，開始故障診斷，進入遠程診斷頁面;

（5） 專家診斷完成后關閉診斷頁面，確認診斷請求單已被處理，診斷結束;同時平臺上會推送對應的診斷報告;

（6） 工程師在APP上確認機床的遠程協助請求已完成，對專家進行評價（非必填），完成現場報告;

（7） 診斷專家進入診斷報告管理頁面，編輯診斷報告并提交，遠程協助流程結束。

3 診斷專家坐診頁面

診斷專家登錄賬號進入操作頁面—專家坐診頁面，該頁面詳情如下：

（1） 顯示等待接診、診斷中、已處理的診斷請求;

（2） 按機床編號、客戶名稱、遠程協助請求人查詢診斷請求;

（3） 診斷專家在此可接診、遠程診斷機床，并確認已處理診斷請求。

4 遠程協助追溯

工程師對機床發起了遠程協助請求后，可在APP端追溯對應診斷請求的處理狀態;機床的服務狀態為“服務中”時才可發起請求，工程師發起遠程協助請求后，機床處于遠程協助中，此時工程師不能結束服務，即不能確認服務完成、停機報修或非停機報修;遠程協助完成后，工程師才可結束服務。

（1） APP端機床的協助請求狀態：等待接診、遠程協助中、已處理;

（2） 協助請求未處理時工程師可撤銷遠程協助，此時協助流程結束，機床不再顯示診斷記錄;

（3） 專家診斷時，工程師可獲取診斷專家的聯系電話，與其電話溝通;專家協助工程師解決故障后，工程師可單方面確認遠程協助完成;

（4） 專家完成診斷后，工程師需要確認該遠程協助完成;

（5） 工程師確認完成遠程協助后，可對診斷專家進行評價，非強制，診斷流程結束。

5 診斷請求單

診斷請求單管理頁面展示平臺上收到的所有診斷請求的記錄，可了解每條診斷記錄當前進度、請求人、診斷專家、接診時間、診斷時長、診斷日志等。便于整個工作任務的記錄和統計。對于后續知識庫的完善和人員培養也起到了推動作用。

6 診斷報告

診斷專家處理完診斷記錄后需要到診斷報告管理頁面來完成對應的診斷報告，將診斷過程、故障原因、診斷結果等信息詳細記錄在診斷報告中，然后提交即可。形成機床診斷知識庫、故障分類分析體系、機床故障自動識別、機床故障解決方案推送等。

（1） 故障描述、處理處理過程具有文本編輯框，滿足圖片、視頻上傳功能;

（2） 添加出錯日志，需要填寫的時候可添加該內容，也可支持附件上傳;

（3） 添加出錯程序，需要填寫的時候可添加該內容，也可支持附件上傳;

（4） 添加機床變更單：包括參數或配置文件、對應名稱、變更前值、變更后值，若診斷過程中參數或配置文件有更改則需填寫變更單，需要填寫的時候可添加該內容，也可支持附件上傳;

7 數據維護管理

（1） 診斷功能維護與分組維護：平臺增加診斷功能維護管理，對需查看的參數、文件以及推送的腳本進行配置維護，對機床設備的數據進行權限控制;維護方式為兩層分組+具體功能文件。

（2） 分組維護：兩層分組，診斷功能按組分類。

（3） 故障代碼維護：平臺增加故障代碼維護頁面，故障代碼唯一不重復，支持批量導入、刪除代碼。

（4） 參數維護：平臺增加參數中英文名稱對照維護頁面，參數唯一不重復，支持批量導入、刪除參數。

8 結論

i5遠程診斷系統將以機床診斷知識庫為基礎，逐步完成故障分析、體系修復、機床故障自動識別、機床故障修復方案推送、機床自動診斷并執行故障修復方案等，最終實現機床人工智能診斷功能。一方面，即時遠程診斷服務不僅可為i5服務團隊節省高額的服務成本和人力，而且實現高質、高效的服務也將提高企業設備的使用效率及用戶體驗度，這對打造和推廣i5品牌具有十分重大的戰略意義;另一方面，以即時遠程服務為基礎實現機床人工智能診斷的智能服務模式在工業4.0/中國制造2025的新時代中，也必將具有獨特的科技魅力和無限的發展潛力。

參考文獻：

[1] 白廣利，紀彬.遠程專家診斷系統的應用研究[J].自動化技術與應用，2011，30（6）：41-42.

【通聯編輯：唐一東】