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)管質量。由于信息化產業(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)展的關鍵，對產品質量、生產效率和生產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)等進行數據通信，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絡接入功能。通過借助網絡連接，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中藥丸劑設備的領軍企業(yè)，其現(xiàn)有幾百臺設備在國內外運行，這些設備每年創(chuàng)造上億元的產值，關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)控網絡組成的。服務器和設備現(xiàn)場的監(jiān)控網絡通過網絡協(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移動蜂窩數據或無線WIFI連接，來構成監(jiān)控網絡，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據交互。該平臺主要通過云計算的技術，來實現(xiàn)對采集到的海量數據進行篩選、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。結合云計算技術的云平臺數據中心，能夠更可靠、更嚴謹的實現(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
依據該企業(yè)的需求和系統(tǒng)設計原則，針對制藥機械入云轉型的客觀環(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人員或從廠家安排技術人員到現(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，對生產作業(yè)的時間延誤較大。維護人員自身專業(yè)技術水平參差不齊，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，能夠對企業(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、維護數據的記錄、查詢和分析，以及做到對配件的管理等要求。
平臺功能架構
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，還要具備數據監(jiān)控、遠程控制、報警管理、設備運維管理、大數據分析、權限管理、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據智能分析服務組成。通過智能采控終端采集設備，將各種數據上傳到云平臺，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。現(xiàn)將平臺的主要功能進行概述：（1）設備的數據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的制藥機械）進行數據采集。數據采集的內容包括：制藥機械設備的運行信號和數據、產量信息、系統(tǒng)參數、故障信號、趨勢信號、工控機控制軟件處理過的視頻關鍵信號等信息。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；能夠對制藥機械設備發(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實現(xiàn)設備預警功能，而且還能夠對數據進行分時、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容。（3）設備的遠程診斷功能設備維護技術人員可以依據預警消息、故障信息以及相關圖片信息，追溯到故障發(fā)生的情況下，制藥機械設備的相關變量的狀態(tài)、運行的數據值，同時結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，使得技術人員可以對設備的參數遠程修改，對PLC、觸摸屏的程序進行遠程更新。
結語
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，能夠對制藥機械的運行情況，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