談制藥機械遠程運維服務云平臺設計

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針對制藥機械行業(yè)設備遠程運維服務的需求，研究設計了具有遠程監(jiān)控和故障維護功能的云平臺。介紹了平臺設計的主要內(nèi)容，并闡述了平臺各部分的功能。通過在企業(yè)進行實地現(xiàn)場測試，驗證了制藥機械遠程運維服務云平臺的性能和可行性，有效地解決了制藥機械設備企業(yè)需要頻繁派遣工程師到現(xiàn)場處理藥機設備故障的問題。為制藥機械企業(yè)節(jié)約了維護成本，提高了設備監(jiān)管質(zhì)量。由于信息化產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，使得全世界運維服務行業(yè)的市場規(guī)模逐漸擴大。近年來，我國信息化建設力度不斷增強，各行各業(yè)針對信息化發(fā)展的覆蓋范圍不斷拓寬、需求更加詳盡，運維管理服務作為長效發(fā)展的關(guān)鍵，對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本都具有重要的影響，以此它的重要性也被逐漸突顯出來。有文獻提出了一種基于AR技術(shù)的運維系統(tǒng)，現(xiàn)場工作人員通過AR眼鏡實現(xiàn)與運維管理系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)通信，獲取設備信息，并指導維護操作。還有文獻提出了在工業(yè)設備的系統(tǒng)的設計中引入信息物理系統(tǒng)體系。為工業(yè)設備提供有線或無線網(wǎng)絡接入功能。通過借助網(wǎng)絡連接，來實現(xiàn)對工業(yè)設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控、狀態(tài)評估和預測性維護。

遠程運維平臺的設計

某制藥機械制造商是國內(nèi)中藥丸劑設備的領(lǐng)軍企業(yè)，其現(xiàn)有幾百臺設備在國內(nèi)外運行，這些設備每年創(chuàng)造上億元的產(chǎn)值，關(guān)系到幾千萬人的身體健康和安全用藥的問題。目前，企業(yè)設備的運維服務，目前主要是先通過用戶反饋，然后，依靠企業(yè)在各地設立的運維服務部門中的技術(shù)人員或者是依靠廠家的派駐工程師到設備現(xiàn)場進行維護服務，在故障發(fā)生后再采取維修處理，這樣的傳統(tǒng)運維方式不僅對生產(chǎn)作業(yè)的時間延誤較大，而且運作成本較高。在此背景下，研究設計基于云計算的制藥機械智能化遠程運維服務云平臺，可以在一定程度上解決以上出現(xiàn)的問題。制藥機械遠程運維服務云平臺，是由云端服務器和設備現(xiàn)場監(jiān)控網(wǎng)絡組成的。服務器和設備現(xiàn)場的監(jiān)控網(wǎng)絡通過網(wǎng)絡協(xié)議實現(xiàn)連接；而分布在設備現(xiàn)場的監(jiān)控終端，可以通過GPRS移動蜂窩數(shù)據(jù)或無線WIFI連接，來構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡，實現(xiàn)設備現(xiàn)場各監(jiān)控點和云端服務器之間的實時數(shù)據(jù)交互。該平臺主要通過云計算的技術(shù)，來實現(xiàn)對采集到的海量數(shù)據(jù)進行篩選、整合、存儲、管理和挖掘。依靠平臺中提供計算服務，不僅可以實現(xiàn)對設備故障的預測、決策，而且可以反向控制監(jiān)控網(wǎng)絡。以此來達到應用遠程維護服務云平臺對設備故障進行高效預測、診斷、并解決的目的。結(jié)合云計算技術(shù)的云平臺數(shù)據(jù)中心，能夠更可靠、更嚴謹?shù)膶崿F(xiàn)虛擬化平臺的支撐服務。不僅其在規(guī)劃、建設、管理、運營、維護等方面具備突出的優(yōu)勢；而且在節(jié)能環(huán)保、高可用性、高可靠性、安全性、高性能及可管理性等方面，都可以滿足制藥機械遠程維護服務平臺的發(fā)展需要。

系統(tǒng)整體架構(gòu)

依據(jù)該企業(yè)的需求和系統(tǒng)設計原則，針對制藥機械入云轉(zhuǎn)型的客觀環(huán)境，本文設計的遠程運維云平臺，系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。該平臺屬于售后服務的范疇，它的使用可以貫穿制藥機械設備的整個生命周期。在傳統(tǒng)運維模式下：制藥機械設備廠家只能通過用戶反饋信息，依靠在各地設立的服務部門中的技術(shù)人員或從廠家安排技術(shù)人員到現(xiàn)場進行設備維護服務。該模式是在故障發(fā)生后再采取維修處理，對生產(chǎn)作業(yè)的時間延誤較大。維護人員自身專業(yè)技術(shù)水平參差不齊，常常無法做到專業(yè)對口的高效維護。使得設備維護方式受到了空間、時間上的限制，對用戶的服務無法達到令用戶滿意的效果，且企業(yè)投入也比較高。制藥機械遠程運維服務云平臺，能夠?qū)ζ髽I(yè)自己制造的制藥機械設備，進行整個生命周期的遠程診斷和維護，做到對處于全球各區(qū)域的設備系統(tǒng)的狀態(tài)和故障及時實時監(jiān)控和記錄，做到預先故障提示，做到對整個設備管理、售后服務、維護數(shù)據(jù)的記錄、查詢和分析，以及做到對配件的管理等要求。

平臺功能架構(gòu)

本平臺的系統(tǒng)功能模塊圖2所示。除需要實現(xiàn)用戶的注冊、登陸以及密碼的修改等用戶管理功能之外，還要具備數(shù)據(jù)監(jiān)控、遠程控制、報警管理、設備運維管理、大數(shù)據(jù)分析、權(quán)限管理、視頻監(jiān)控以及實現(xiàn)對制藥機械設備的遠程運維調(diào)試。制藥機械遠程運維服務云平臺：由智能硬件接口設備、智能應用系統(tǒng)云平臺套件以及大數(shù)據(jù)智能分析服務組成。通過智能采控終端采集設備，將各種數(shù)據(jù)上傳到云平臺，存儲、整理、分析，通過智能應用系統(tǒng)實現(xiàn)時時在線監(jiān)控、記錄、查詢、統(tǒng)計、分析、修改、報警等操作，實現(xiàn)遠程智能化管理，提高企業(yè)智能化管理水平?，F(xiàn)將平臺的主要功能進行概述：（1）設備的數(shù)據(jù)采集功能對該平臺的被監(jiān)控對象（即某制藥機械制造商生產(chǎn)的制藥機械）進行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容包括：制藥機械設備的運行信號和數(shù)據(jù)、產(chǎn)量信息、系統(tǒng)參數(shù)、故障信號、趨勢信號、工控機控制軟件處理過的視頻關(guān)鍵信號等信息。同時，還可以在用戶允許的情況之下，在設備現(xiàn)場對其實現(xiàn)參數(shù)的遠程修改。（2）設備的故障管理功能平臺可以實現(xiàn)對現(xiàn)場故障進行實時報警；能夠?qū)χ扑帣C械設備發(fā)生的故障進行實時訪問查看和歷史情況查詢；還可以通過設定部分模擬量的上限值、下限值以及變化率等閾值參數(shù)實現(xiàn)設備預警功能，而且還能夠?qū)?shù)據(jù)進行分時、分類統(tǒng)計，以便用戶導出所需報警報表。報警信息應該包括：產(chǎn)品的客戶和屬性、報警發(fā)生的時間、報警解除的時間、確認報警的時間等內(nèi)容。（3）設備的遠程診斷功能設備維護技術(shù)人員可以依據(jù)預警消息、故障信息以及相關(guān)圖片信息，追溯到故障發(fā)生的情況下，制藥機械設備的相關(guān)變量的狀態(tài)、運行的數(shù)據(jù)值，同時結(jié)合該時段設備的運行曲線，協(xié)助現(xiàn)場的設備監(jiān)控人員對其進行遠程故障的分析、診斷。（4）設備的參數(shù)修改、軟件更新功能通過用戶在現(xiàn)場發(fā)出請求指令（例如：用戶在現(xiàn)場操作界面，按下請求協(xié)助的按鈕）或者超級用戶登陸命令，使得技術(shù)人員可以對設備的參數(shù)遠程修改，對PLC、觸摸屏的程序進行遠程更新。

結(jié)語

制藥機械遠程運維云平臺設計完成后，在企業(yè)現(xiàn)場進行了實際運行測試，云平臺功能運行狀態(tài)良好，制藥機械遠程運維取得了良好的測試效果。遠程維護云平臺，能夠?qū)χ扑帣C械的運行情況，實現(xiàn)遠程的低成本管理，較高的設備故障處理率。大大節(jié)約資源投入的同時，提高了設備的監(jiān)管質(zhì)量。有效利用遠程運維平臺的系統(tǒng)功能，提前啟動預警提醒功能、及時獲取故障信息、智能分析故障的產(chǎn)生原因、快速地發(fā)現(xiàn)且處理故障問題，確保制藥機械運行的穩(wěn)定性和可靠性，降低了藥機維護成本，滿足企業(yè)的應用需求。

作者：杜翊銘 單位：佳木斯大學