《装备制造技术）２ｏｌ １年第ｌ２期 设备故障动态监测及预防维护管理 系统的设计与开发 贾学增’，吴小勇ｚ （１．重庆化工职业学院，重庆４０００２０；２．重庆潍柴发动机厂，重庆４０２２６２） 摘要：通过先进的设备故障管理理论和方法与计算机技术、设备诊断监测技术和数据库技术等有机的结合，设计并开 发了网络环境下软件和硬件相结合的具有决策支持功能的设备故障动态管理系统，提供了一种设备综合管理的解决方 案，进而最大限度地发挥设备的综合效能。 关键词：设备：动态监测；预防维护：管理信息系统 中图分类号：Ｆ４０６．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１１】１２—００７３－０３ 随着企业设备不断朝着大型化、复杂化和自动 导致误工、甚至停工等现象，从而给企业带来不必要 化方向发展，设备在企业生产中的重要性日益增大， 的损失；同时由于没有先进的设备故障管理理论做 传统的设备维修管理模式已经落伍，使用计算机辅 支撑，系统缺乏前瞻性和预ｉ贝０性，导致人员的工作负 助设备管理，是设备管理现代化的必然趋势。 荷沉重。 （４）传统的手工记录以及设备、故障、维修等静 １ 国内设备管理目前存在的缺陷 态信息的记录和查询统计，远远滞后，不能实时掌握 实际情况，导致预测和决策的盲目性，无法运用计算 国内目前的设备管理信息系统，仍局限于对设备 机实时动态的分析决策。 台账和档案等静态信息的记录与查阅，缺乏对设备的 动态管理，没有充分发挥计算机的分析决策能力。虽 ２ 管理系统的总体架构 然不少学者对企业设备故障管理的含义、设备故障管 理的内容以及设备发生故障后的预防、维修方法，进 为了克服上述缺陷，本文提出一种在网络环境 行了广泛的研究，获得了一定的研究成果【 。但目前 下，软硬件相结合，具有决策支持功能的设备故障动 仍然存在着一些缺陷，主要表现为： 态监测及预防维护管理系统。利用计算机技术、网络 （１）国外的设备故障管理技术，虽然较为发达， 技术与控制技术，实现设备故障监测、实时报警、故 但对软件和硬件的投入成本过高，不符合我国企业 障实时统计，实时报表的功能；通过工业控制技术， 的实际情况。 建立软件平台与可编程控制器ＰＬＣ连接，实现模拟 （２）国内相关的先进设备故障管理理念，仍停留 信号与软件的正常通信，结合信息技术，通过软件平 在理论阶段，目前国内仍有较多企业处于事后维修阶 台对采集信息的处理结果，进行及时反馈和发送；引 段，对于诸如预防维护等管理方法的理论和实际应用 入设备预防维护的机制和工作流程［５－６］，通过系统完 比较模糊；现有的设备故障管理中，关键性的故障预 成设备维护计划下达一维护计划执行—维护计划检 防、实时报警及与软件的信息传递和处理上，研究尚未 查一反馈的闭环流程，实现设备预防维护管理实时 涉及，没能建立起有效的设备实时报警模型系统，更谈 处理流程。 不上建立可操作的设备故障动态管理系统。 系统架构可由一个企业外部设备信息管理中 （３）由于现有系统在网络方面的不健全，导致故 心、企业外部应用服务器、外部数据库和各个企业网 障反馈机制效率低下，机器故障不能及时得到排查， 络节点组成。每个企业网络节点由企业网关、企业内 收稿日期：２０１－０９—０９ 作者简介：贾学增（１９８３一），男，天津人，助理讲师，本科学历，主要研究方向为机电一体化；吴小勇（１９８３一），男，重庆人，助理工 程师，硕士研究生，主要研究方向为企业运作管理、管理信息化。 ７３ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１２，２０１１ 部设备信息管理中心、内部应用服务器、本地数据库 关员工提供各种业务，比如基础资料管理、备件动态 以及各个用户终端组成。 管理、设备预防维护、设备故障动态管理、查询与统 报表处理、用户管理等等；外部应用服务器，主要 企业内部不同节点之间的通讯，通过各自的内 计、预防维护等信息。 部设备信息管理中心与ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络实现；不同企业 处理设备故障、企业数据库，主要存储网络环境下设备故障动 贝０及预防维护管理系统所需的各种基本信息和 心和外部设备信息管理中心与ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络实现。企 态监ｉ主要包括企业本地数据库和外部数据库。 业网关作为整个系统的硬件平台，对外连接ｉｎｔｅｍｅｔ 配置，网络，对内连接各个类型的终端（如车间设备、ＰＬＣ、 节点之间的通讯，通过各自的内部设备信息管理中 报警器等），同时，还可以集成企业内部设备信息管 ３ 管理系统软件的功能模块与流程 理中心和内部各个应用服务器。具体结构见图ｌ。 访 问 层 Ｗｅｂ服务器、ＢＢＳ交流 应 用 层 业务对象：企业人员、供应厂家、设备、备件、指令、信息、报表、文档等 支 持 层 图１ 网络环境下设备故障动态监测及 预防维护管理系统体系结构图 其中，企业内部设备信息管理中心，作为企业内 部所有设备业务综合平台，整合了企业内部所需的各 种应用服务器和数据库，提供车间一线、信息控制中 心、维修部门、库存部门、统计部门、生产计划部门等企 业不同节点之间的业务沟通。此信息管理中心采用模 块化设计，具有很强的扩展性，可以集成在企业网关设 备上运行，也可以作为一台单独的服务器上运行。此 外，将企业设备故障动态管理纳入企业信息化的范畴， 充分考虑了系统与其他ＭＩＳ系统的相容性。 企业外部设备信息管理中心，作为外部业务综 合平台，整合了企业外部业务所需的各种服务器和 外部数据库，提供了企业与设备供应商之间关于设 备信息和数据的业务互通。 企业应用服务器，在整个系统中主要提供各种 具体业务的应用和用户策略权限配置，主要包括企 业内部应用服务器和企业外部应用服务器。其中，企 业内部应用服务器，主要构建于企业内部设备信息 管理中心之上，由企业自身维护和管理，向企业各相 ７４ 系统采用模块化设计，前端应用程序用ＶＢ６．０ 进行开发，其语法结构清晰，可读性强。后台数据库 系统选用ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２００５ｒｏ，速度快，可扩展性强，安 全性和可靠性也有所保证。前端应用程序和后台数 据库系统之间，采用面向对象的ＡＤＯ开放式数据库 接口，用ＡＤＯ数据库引擎，作为系统的数据驱动，使 得系统的前端与后端有效地连接起来，实现数据访 问与管理。 系统包括了与企业设备相关所有管理模块：资 料管理、业务流程管理、预防维护管理、查询统计管 理、报表管理、用户管理、预警管理等７个功能模块， 和各自的下级子模块，最终形成一个简洁、功能明确 的设备管理系统，如图２所示。 图２功能模块图 （１）资料管理。包括设备、备件、维修人员等的资 料管理。除了基本信息的管理以外，对维修人员的信 息还包括权责分配，即对所有维修人员，分配了所管 《装备制造技术）２ｏｌ １年第ｌ２期 辖和负责的设备，当设备发生故障后，控制室的 息的增加、删除、修改以及设置不同的权限，此外还 人员，可快速查询到相应负责人和供应商，以便快速 有密码的维护功能。 下达任务，避免非计划时间的产生；同时，可根据系 统记录的报警和任务下达记录，合理安排维修人员 ４ 结束语 和任务；对设备的信息，还包括了每一设备常用的备 件清单，使得设备与备件关联起来，并可很方便地随 本文总结和分析了设备故障管理的现状和不足， 时查询设备备件的适用状况；对备件的信息，还设置 提出并开发出了基于网络环境的软件和硬件相结合的 了安全库存，当备件的库存低于安全库存时，预警管 设备故障动态监测及预防维护管理系统，详细介绍了 理功能模块会弹出预警提示。 该系统的架构、功能模块、业务流程及相关数据等。该 （２）业务管理。按照报警一接警—任务下达一接 系统实现了软件平台对所采集信号处理结果的及时反 收查看任务一维修并记录一维护建议的管理流程， 馈和发送，并能实时监控设备的动态表现，具有决策支 设置此功能模块。报警模块，实现了故障报警信息的 持功能，辅助相关人员和各级管理部门快速响应、做出 增加、储存、发送等；任务下达模块，是控制室收 科学决策，确保企业对设备的有效控制、提高效率，为 到报警信息后，根据实际情况给相应维修人员（或委 企业提供适应市场发展的设备综合管理解决方案，进 外维修）下达任务指令，实现了任务信息的增加、储 而最大限度地发挥设备的综合效能。 存、发送等；维修建议，是维修人员完成维修后，实现 故障原因、维修方案等信息的增加、储存等，维修建 参考文献： 议实现了相关人员对设备维护建议的录入，并可通 ［１］Ｋｈａｎｄｅｌｗａｌ Ｄ Ｎ，Ｓｈａｒｍａ Ｊ，Ｒａｙ Ｌ Ｍ．Ｏｐｔｉｍａｌ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｍａｉｎｔｅ－ 过多条件模糊查询得到有用的经验信息。 ｎａｎｃｅ ｏｆａ ｍａｃｈｉｎｅ【Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ，１９７９，２４ （３）预防维护管理。引入了设备预防维护的机制 （３）：５１３－５１３． 和工作流程，在系统里形成维护计划—执行一检 ［２］Ｌｏｖｅ Ｃ Ｅ，Ｚｈａｎｇ Ｚ Ｇ，Ｚｉｔｒｏｎ Ｍ Ａ，ｅｔ ａ１．Ａ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ８ｔ￣－－ 查—反馈等信息的闭环流程。 ｍｉ－Ｍａｒｋｏｖｄｅｃｉｓｉｏｎｍｏｄｅｌｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｒｅｐａｉｒｌｔｅ－ （４）查询统计管理。有针对性地加量数据统 ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｐｏｋｅｙｕｎｄｅｒｇｅｎｅｒａｌ ｒｅｐａｉｒｓ【Ｊ］．Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０００，２５（２）：３９８－４０９． 计和多条件组合查询和分类查询功能，可为不同用户 【３］何非，饶运清，邵新宇．支持企业业务协同的综合设备管 需要生成相应的查询信息、统计数据和统计图形。包括 理系统研究【Ｊ］．华中科技大学学报（自然科学版），２００９，３７ 报警信息和任务信息的查询，报警次数、维护次数（计 （４）：１－４． 划、已完成、未完成）和备件使用统计，根据统计 据显 【４］王红．特种设备检验检测仪器设备管理的探讨【Ｊ］．设备管 示统计图形，并可将信息和数据导出到ｅｘｃｅｌ。 理与维修，２０１０，（３）：１３—１５． （５）报表管理。根据需要提供设备报警记录、备 ［５］廖雯竹，潘尔顺，奚立峰．基于设备可靠性的动态预防维护 件使用记录的报表的自动生成和打印。 策略【Ｊ］．上海交通大学学报，２００９，４３（８）：１３３２—１３３６． （６）预警管理。当设备故障发生时，一周内有预 ［６］宋东平，邢卫，孙优贤．有故障制造系统的服务率和预防 防维护计划需要执行时，以及备件库存低于安全库 维护率的最优控制【刀．系统工程理论与实践，２０００，（４）： １９－２６． 存时，系统会自动弹出预警提示，提醒相关人员。 ［７］赵松涛．ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２０００系统管理与应用开发Ｉｎ］．北京：人 （７）系统管理。该功能模块实现对所有用户的信 民邮电出版社，２００６． Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ＪＩＡ Ｘｕｅ－ｚｅｎｇ ．ＷＵ Ｘｉａｏ－ｙｏｎｇ （１．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００２０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｗｅｉｃｈａｉ Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０２２６２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｎａｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｈｔｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ Ｗｈｉｃｈ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｈｔｅ ｓｏ￣ｖａｒｅ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ ｕｎｄｅｒ ｈｔｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ、ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、 ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｄａｔａｂａｓｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄ ｈｔｅｎ ｈｔｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｉｌｌ ｇｅｔ ｍａｘｉｍｕｍ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ＷＯｒｄｓ：ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ；ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ７５
