維保平臺(tái)故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

樊岳標(biāo) 湯斌斌 陳 靜

(上海振華重工電氣有限公司 上海 200125)

維保平臺(tái)故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

樊岳標(biāo) 湯斌斌 陳 靜

(上海振華重工電氣有限公司 上海 200125)

伴隨著ZPMC起重機(jī)設(shè)備全球遍布范圍擴(kuò)大以及各碼頭調(diào)試環(huán)境的復(fù)雜性，建立遠(yuǎn)程維保平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷以及維護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義以及創(chuàng)新價(jià)值。依托于起重機(jī)遠(yuǎn)程維保平臺(tái)，結(jié)合項(xiàng)目管理體系，故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)對(duì)起重機(jī)設(shè)備故障進(jìn)行集中、統(tǒng)一的管理，并將故障信息流進(jìn)行分級(jí)處理，有效提高起重機(jī)設(shè)備故障的處理效率，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本損失。同時(shí)利用大數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)RCMS(起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng))數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次分析統(tǒng)計(jì)，并將其分析結(jié)果以圖表等形式呈現(xiàn)于Web中，便于碼頭用戶查詢、參考并深入數(shù)據(jù)利用，進(jìn)一步提高起重機(jī)產(chǎn)品附加值。

故障 分析處理 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 維保平臺(tái)

0 引 言

目前，國(guó)內(nèi)外科技新技術(shù)(如人工智能、控制論和信息論等)不斷被設(shè)備故障診斷和維護(hù)領(lǐng)域以及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，遠(yuǎn)程設(shè)備的故障診斷、維護(hù)技術(shù)和功能得到不斷地豐富和完善。它的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從單獨(dú)的機(jī)械設(shè)備診斷發(fā)展到航空、海洋船舶以及水利電力等復(fù)雜系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)外遠(yuǎn)程診斷維護(hù)平臺(tái)種類繁多，功能各異，但是還未有針對(duì)港口起重設(shè)備的故障診斷和遠(yuǎn)程維護(hù)平臺(tái)。

隨著ZPMC公司全球起重機(jī)設(shè)備遍布范圍不斷擴(kuò)大，而且各區(qū)域碼頭環(huán)境的復(fù)雜性與多樣性，要實(shí)現(xiàn)對(duì)各碼頭起重機(jī)部件進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)管具有很大的技術(shù)挑戰(zhàn)，但也具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)商來說，通過遠(yuǎn)程監(jiān)管將大大減少維護(hù)工程師到現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間和費(fèi)用，不僅能大量節(jié)約人力與物力的成本，同時(shí)也能在最短時(shí)間對(duì)現(xiàn)場(chǎng)碼頭起重機(jī)故障提供遠(yuǎn)程維修服務(wù)，減少碼頭用戶損失。依托科技新技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)、有效、準(zhǔn)確、及時(shí)地進(jìn)行診斷和維護(hù)，對(duì)整體起重機(jī)故障進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)分析，提供相關(guān)重要部件預(yù)警、報(bào)警機(jī)制，并為用戶提供相應(yīng)的故障解決方案，縮短起重機(jī)停機(jī)時(shí)間，進(jìn)而提高公司產(chǎn)品性能。

依托于起重機(jī)電控遠(yuǎn)程維保平臺(tái)的故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，通過借助于項(xiàng)目管理體系對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行統(tǒng)一、集中管理，以及將故障信息流進(jìn)行分級(jí)處理來提高設(shè)備故障的處理效率，同時(shí)通過對(duì)已有碼頭的大型起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)(RCMS)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次開發(fā)利用，利用大數(shù)據(jù)工具進(jìn)行深層次提取、挖掘、分析，并將其故障分析以及處理結(jié)果在Web頁面中進(jìn)行呈現(xiàn)，便于用戶遠(yuǎn)程安全登錄進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的查詢。通過信息化技術(shù)，將有效拉近診斷、維護(hù)的時(shí)間和空間，提升企業(yè)產(chǎn)品的服務(wù)水平、降低產(chǎn)品維護(hù)成本，將進(jìn)一步提高公司的業(yè)務(wù)水平。

1 故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)依托于起重機(jī)電控遠(yuǎn)程維保平臺(tái)，作為其中的子系統(tǒng)之一。故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)引入項(xiàng)目管理體系來進(jìn)行故障管理、診斷以及處理、存檔，能更高效、科學(xué)地進(jìn)行故障分析處理。該系統(tǒng)組織架構(gòu)包括故障分配、職責(zé)管理、故障處理、故障分配記錄查詢、故障分析等功能。

故障分配主要是操作員、項(xiàng)目經(jīng)理、各技術(shù)主管根據(jù)各自角色的不同職能來進(jìn)行故障任務(wù)分配、傳遞以及處理。職責(zé)管理主要是角色分配、角色信息管理，以及針對(duì)不同角色權(quán)限、職責(zé)分配。故障處理主要是故障處理方法、原因等信息的記錄，便于后期查閱。故障分配記錄查詢主要負(fù)責(zé)對(duì)某條故障的分配、處理及解決等狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。故障分析則包括故障統(tǒng)計(jì)以及故障預(yù)測(cè)。故障統(tǒng)計(jì)借助于ETL工具以及大數(shù)據(jù)分析工具對(duì)集中管理的故障進(jìn)行多方位的分析，包括故障發(fā)生頻率，故障間發(fā)生的關(guān)聯(lián)等，并提供用戶碼頭上每個(gè)項(xiàng)目中每個(gè)設(shè)備組及每個(gè)設(shè)備的故障、旁路、維護(hù)件、統(tǒng)計(jì)件、控制合、工作循環(huán)等查詢，并對(duì)故障查詢、旁路查詢提供分析報(bào)告。對(duì)維護(hù)件使用情況達(dá)到警告設(shè)定值時(shí)自動(dòng)郵件或短信提醒用戶進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。同時(shí)綜合各技術(shù)參數(shù)，進(jìn)一步分析故障原因，為用戶提供解決方案，減少碼頭設(shè)備故障停機(jī)作業(yè)時(shí)間。故障預(yù)測(cè)則通過對(duì)故障的長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模分析來預(yù)測(cè)未來可能發(fā)生故障的概率。如圖1所示。

圖1 故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)總體組織結(jié)構(gòu)圖

維保平臺(tái)故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于B/S的三層體系結(jié)構(gòu)，分別為表示層、中間層以及數(shù)據(jù)層。表現(xiàn)層位于客戶端，通過Web瀏覽器向Web服務(wù)器(即中間層)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請(qǐng)求，并將接收的運(yùn)行結(jié)果，包括故障、旁路、控制合等分析結(jié)果以報(bào)表或者圖表的形式呈現(xiàn)于Web瀏覽器供用戶查看。中間層(Web服務(wù)器)是用戶服務(wù)與數(shù)據(jù)服務(wù)的邏輯橋梁，負(fù)責(zé)接收本地或者遠(yuǎn)程的用戶請(qǐng)求，對(duì)用戶身份以及數(shù)據(jù)庫存取權(quán)限進(jìn)行驗(yàn)證，借助于中間件把用戶請(qǐng)求發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(即數(shù)據(jù)層)，把數(shù)據(jù)庫服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)經(jīng)過邏輯處理轉(zhuǎn)換成HTML或者各種腳本傳回Web客戶端。數(shù)據(jù)層(數(shù)據(jù)庫服務(wù)器)位于最底層，負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)庫，接收Web服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)庫操縱請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫查詢、修改、更新等相關(guān)服務(wù)，并將查詢結(jié)果提交給Web服務(wù)器。在三層架構(gòu)中，數(shù)據(jù)計(jì)算與業(yè)務(wù)處理集中在中間層，只有中間層實(shí)現(xiàn)正式的邏輯規(guī)則。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)于數(shù)據(jù)融合分析的有效性以及引入項(xiàng)目組進(jìn)行故障分析處理的高效性。

該系統(tǒng)將故障數(shù)據(jù)(實(shí)時(shí)故障數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù))作為系統(tǒng)的輸入，將故障分析結(jié)果(例如故障發(fā)生率以及故障發(fā)生關(guān)聯(lián)度等信息)以及針對(duì)相關(guān)故障的建議解決方案作為系統(tǒng)的輸出，并在網(wǎng)頁中呈現(xiàn)并定期提交給用戶。同時(shí)在服務(wù)器端通過建立一個(gè)合理、高效的數(shù)據(jù)庫關(guān)系模型，使采集后的數(shù)據(jù)和公司的管理信息系統(tǒng)結(jié)合，以使各類數(shù)據(jù)的運(yùn)用達(dá)到最佳狀態(tài)，達(dá)到工業(yè)化設(shè)備和信息化系統(tǒng)的深度集成，并由此帶來更好的用戶體驗(yàn)。

數(shù)據(jù)融合分析。數(shù)據(jù)融合起源于軍事領(lǐng)域，但已擴(kuò)展至其他領(lǐng)域并取得了廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)融合能有效地聚合來自不同的自由度且相互獨(dú)立的信息?？紤]各碼頭的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫類型(包括Oracle、SQL Server、Access、SQLite等)的不同，決定了其故障信息的數(shù)據(jù)源的多樣性，包括結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源以及內(nèi)部、外部的數(shù)據(jù)源，需要通過不同的配置方式達(dá)到不同類型數(shù)據(jù)來源的整合。

關(guān)于位于各碼頭的起重機(jī)故障信息等的融合與匯聚，采用了ETL工具(本發(fā)明采用Informatica的PowerCenter分析軟件)，是構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫的重要一環(huán)，通過從不同類型的數(shù)據(jù)源抽取所需的數(shù)據(jù)(故障信息、控制合等)，經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗，最終按照預(yù)先定義好的數(shù)據(jù)倉庫模型，將數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)倉庫中去。Extract(提取)通過接口提取源數(shù)據(jù)，例如ODBC、專用數(shù)據(jù)庫接口，Transform(轉(zhuǎn)換)將提取的數(shù)據(jù)，經(jīng)過業(yè)務(wù)邏輯分析轉(zhuǎn)換為目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)匯總，Load(加載)經(jīng)過轉(zhuǎn)換和匯總的數(shù)據(jù)加載到服務(wù)器目標(biāo)倉庫中，實(shí)現(xiàn)故障信息等批量加載。

Powercenter大數(shù)據(jù)分析軟件使用過程主要使用三個(gè)工具，包括Designer設(shè)計(jì)器，Workflow Manager工作流管理，Workflow Monitor工作流監(jiān)控。通過Designer，如圖2所示，主要建立映射關(guān)系Mapping，制定源數(shù)據(jù)到目標(biāo)數(shù)據(jù)的邏輯過程，將不同類型以及不同地點(diǎn)的故障信息源映射到統(tǒng)一的故障信息制式，必須考慮到不同數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)格式以及存儲(chǔ)規(guī)則來制定相應(yīng)的傳輸邏輯。

圖2 Designer設(shè)計(jì)器

Workflow Manager工作流管理，如圖3所示，將不同的映射組合成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)執(zhí)行邏輯，可以根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)源與服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)通信情況設(shè)置故障信息傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)以及故障信息的傳輸頻率，單次傳輸故障信息量等信息，同時(shí)可以設(shè)置故障信息的傳輸計(jì)劃，例如定時(shí)傳輸?shù)?，以確保以最優(yōu)的效率來實(shí)現(xiàn)故障信息的采集以及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化等流程。

Workflow Monitor工作流監(jiān)控，如圖4所示，監(jiān)控工作流的實(shí)際執(zhí)行情況，可查看相關(guān)日志，并通過日志查看故障信息傳輸、轉(zhuǎn)化是否正常以及故障傳輸、轉(zhuǎn)化的效率，便于重新調(diào)整邏輯，優(yōu)化故障處理速率以及準(zhǔn)確性。

圖4 Workflow Monitor工作流監(jiān)控

多種數(shù)據(jù)源的信息融合于預(yù)先設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫中，并建立包括故障、旁路、控制合等在內(nèi)的起重機(jī)故障模型，下面是故障分析、旁路分析、起重機(jī)工作情況控制合的分析模型。

故障分析：

(1)

(2)

其中，n為某一條故障在查詢時(shí)間段內(nèi)的發(fā)生次數(shù)，tai為該故障第i次發(fā)生時(shí)刻，tdi為該故障第i次解決時(shí)刻。

旁路分析：

(3)

其中，n為某一旁路在查詢時(shí)間段內(nèi)的發(fā)生次數(shù)，ti為該旁路第i次記錄時(shí)刻。

基于上述的故障、旁路等分析模型，利用數(shù)據(jù)清洗后規(guī)范化的故障以及狀態(tài)信息，同時(shí)借助于大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以分析統(tǒng)計(jì)故障之間的關(guān)聯(lián)程度以及故障發(fā)生的頻率，故障未來發(fā)生的可能性。根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果以及故障樹分析法,可以對(duì)碼頭實(shí)時(shí)發(fā)生的故障，作出正確的決策，推薦合理的解決方法。利用分析出的故障之間的關(guān)聯(lián)程度，而不是將設(shè)備故障孤立化，可以發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的潛在問題，找出問題的根源，并迅速解決故障連鎖問題，進(jìn)一步減少故障發(fā)生率。故障關(guān)聯(lián)性分析處理，根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)反饋信息以及歷史的故障維護(hù)信息按照統(tǒng)一的制式上傳至服務(wù)器，服務(wù)器端根據(jù)大數(shù)據(jù)分析工具事先建立的模型進(jìn)行不斷機(jī)器學(xué)習(xí)，并且不斷迭代，形成最優(yōu)故障解決方案，最快時(shí)間判斷引起現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障的最有可能的關(guān)聯(lián)原因。同時(shí)用戶可以依據(jù)大數(shù)據(jù)分析得出的解決方案提供的故障關(guān)聯(lián)性來進(jìn)行故障原因定位，同時(shí)可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)環(huán)境靈活排查故障原因。用戶可以將更新的故障解決方案上傳至服務(wù)器端，用于故障解決方案模型庫的優(yōu)化，有利于提高故障解決方案的準(zhǔn)確性。

采用故障樹建立故障現(xiàn)象-故障原因關(guān)系模型以及結(jié)合大數(shù)據(jù)分析的專家故障診斷來實(shí)現(xiàn)故障關(guān)聯(lián)性處理。以電機(jī)為例進(jìn)行故障關(guān)聯(lián)性診斷分析闡述。故障診斷樹以樹形結(jié)構(gòu)圖來描述故障現(xiàn)象與故障原因之間的內(nèi)在聯(lián)系；表1為故障樹的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

表1 電機(jī)故障現(xiàn)象-故障原因表

根據(jù)電機(jī)不同的故障現(xiàn)象，建立相應(yīng)故障樹模型，進(jìn)行故障樹定性分析(故障樹簡(jiǎn)化或者模塊化),判斷電機(jī)故障來自于機(jī)械故障還是電氣故障，當(dāng)確定了故障類型之后，然后進(jìn)行定量分析(關(guān)聯(lián)度計(jì)算以及概率分析等)，判斷確定最有可能的故障原因，并可以以此結(jié)論為初步故障原因定性。

在上述故障樹模型推導(dǎo)的故障原因前提下，利用大數(shù)據(jù)分析以及基于復(fù)雜算法的模型構(gòu)建，對(duì)于故障規(guī)則庫中已有的故障，可以更加準(zhǔn)確判斷其故障原因。而對(duì)于故障規(guī)則庫中沒有的新故障，故障樹由于缺乏相應(yīng)的診斷知識(shí)，而無法進(jìn)行初步的故障定性，可以借助于復(fù)雜算法的模型，將新的故障樣本自動(dòng)學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、更新故障知識(shí)，形成新的故障診斷規(guī)則庫，便于準(zhǔn)確故障診斷。

通過上述統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果為Web頁面呈現(xiàn)的分析統(tǒng)計(jì)圖表、報(bào)表以及起重機(jī)設(shè)備年度安全狀況報(bào)表提供可靠、科學(xué)的計(jì)算以及事實(shí)基礎(chǔ)，指導(dǎo)用戶進(jìn)一步做出科學(xué)的設(shè)備維護(hù)決策。

項(xiàng)目管理。系統(tǒng)將分布于自動(dòng)化堆場(chǎng)中的岸橋、輪胎吊、自動(dòng)引導(dǎo)小車AGV(AutomaticGuidedVehicle)的零散的機(jī)械、電氣等故障在中控室中進(jìn)行統(tǒng)一、集中管理，并根據(jù)項(xiàng)目組中不同角色、不同職責(zé)來進(jìn)行故障任務(wù)分配以及處理，將很大程度提高故障處理的效率。

操作員負(fù)責(zé)在中控室監(jiān)視所有現(xiàn)場(chǎng)橋吊、輪胎吊、AGV的發(fā)生的故障、事件，并負(fù)責(zé)將影響作業(yè)的故障提交至項(xiàng)目經(jīng)理處。項(xiàng)目經(jīng)理接收到由操作員提交的故障，按照故障機(jī)器類型(岸橋、輪胎吊、AGV)以及故障種類(PLC、電氣、自動(dòng)化)，將收到的故障信息分配至不同類型技術(shù)主管。各技術(shù)主管則將故障處理任務(wù)下發(fā)至維修工程師，并將處理完的故障信息、故障解決方法等信息存檔，以便后續(xù)查閱。其角色分配以及故障任務(wù)分配如圖5所示。

圖5 角色、故障任務(wù)分配圖

與以往傳統(tǒng)的故障處理方法不同的是，該系統(tǒng)通過統(tǒng)一、集中的故障信息管理，將分布式、零散的故障信息呈現(xiàn)在中控室中，操作員必須及時(shí)查看并選擇影響現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器工作的故障并提交至項(xiàng)目經(jīng)理，如若未及時(shí)提交故障信息將影響其工作效率，進(jìn)而影響操作員工作考核，將進(jìn)一步敦促操作員積極監(jiān)視故障，并積極反饋。項(xiàng)目經(jīng)理通過集中分配操作員提交的故障，并按類型分配至各技術(shù)主管，能較快、較精準(zhǔn)找到故障相關(guān)負(fù)責(zé)人以及相對(duì)應(yīng)的維修工程師，盡快將操作員反饋的故障問題解決，進(jìn)一步提高故障解決效率，減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間，提高機(jī)器工作效率，大幅度降低機(jī)器停機(jī)所造成的經(jīng)濟(jì)損失。

采用項(xiàng)目管理體系進(jìn)行起重機(jī)設(shè)備故障處理，能從宏觀以及微觀層面把握整體起重機(jī)設(shè)備故障處理的進(jìn)度以及具體起重機(jī)故障的發(fā)生原因以及處理結(jié)果，做到故障精準(zhǔn)定位，故障責(zé)任人精準(zhǔn)處理，可以有效進(jìn)行項(xiàng)目整體安全管控。并同時(shí)可以考慮起重機(jī)發(fā)生故障的優(yōu)先級(jí)，從項(xiàng)目總體管理層面進(jìn)行技術(shù)人員、設(shè)備等資源優(yōu)化以及平衡，有效安排資源的使用，可以盡快解決關(guān)鍵性故障，盡快恢復(fù)起重機(jī)設(shè)備的安全生產(chǎn)。

1.3 系統(tǒng)效益

(1) 經(jīng)濟(jì)性層面

對(duì)生產(chǎn)商來說，通過起重機(jī)維保平臺(tái)來達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)管與維護(hù)，可以減少維護(hù)工程師到現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間和費(fèi)用，不僅節(jié)約了大量的人力和物力的成本，也能在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)設(shè)備故障提供維修服務(wù)。對(duì)于客戶來說，可以通過故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，了解設(shè)備的運(yùn)行情況以及各種豐富的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，并且通過Web快速了解相關(guān)故障的解決方案，將有助于現(xiàn)場(chǎng)起重機(jī)故障的快速解決，進(jìn)一步減少了由于停機(jī)作業(yè)帶來的損失，實(shí)現(xiàn)為客戶和企業(yè)提供雙贏的快捷服務(wù)。

(2) 安全性層面

系統(tǒng)安全性主要采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議限制、安全設(shè)備加固同時(shí)系統(tǒng)多重身份驗(yàn)證等手段來保障。通過Internet網(wǎng)絡(luò)以虛擬VPN方式進(jìn)行總部與碼頭現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接，確保了網(wǎng)絡(luò)連接的安全性以及穩(wěn)定性，可以有效防止重要數(shù)據(jù)外泄和網(wǎng)絡(luò)攻擊。安全設(shè)備加固方面，利用了堡壘機(jī)，實(shí)現(xiàn)核心系統(tǒng)運(yùn)維和安全審管控，能夠?qū)崟r(shí)收集和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中每一個(gè)組成部分的系統(tǒng)狀態(tài)、安全事件、網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，能夠有效保障網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)不受破壞，同時(shí)所有在系統(tǒng)上的操作進(jìn)行視頻記錄，以便后期問題追溯。

(3) 技術(shù)性層面

通過對(duì)已有的RCMS數(shù)據(jù)的二次開發(fā)利用，基于建立的起重機(jī)故障模型，并利用大數(shù)據(jù)工具進(jìn)行挖掘、處理、分析，而得出起重機(jī)故障分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果以及故障相對(duì)應(yīng)的解決方案。其中運(yùn)用到的復(fù)雜算法以及大數(shù)據(jù)工具的運(yùn)用都進(jìn)一步提高了分析結(jié)果的可靠性以及解決方案的實(shí)用性。

該系統(tǒng)也進(jìn)一步拓展了遠(yuǎn)程故障分析診斷在起重機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用，填補(bǔ)了起重機(jī)領(lǐng)域長(zhǎng)期的市場(chǎng)空白，同時(shí)該系統(tǒng)與公司的信息化系統(tǒng)的集成，進(jìn)一步提高了公司起重機(jī)設(shè)備的全流程管理水平。

2 系統(tǒng)實(shí)踐效果

廈門遠(yuǎn)海自動(dòng)化項(xiàng)目已經(jīng)部署于該系統(tǒng)平臺(tái)中，并且已經(jīng)在碼頭進(jìn)行試運(yùn)行中。系統(tǒng)根據(jù)中控室/現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、設(shè)備類型(STS、RMG、AGV)、故障類型(電氣、PLC、自動(dòng)化)進(jìn)行人員分配，各角色根據(jù)系統(tǒng)中的職責(zé)分配享有相對(duì)應(yīng)的故障處理權(quán)限，使故障信息流可以在不同角色間高效流通，進(jìn)而提高了故障處理的效率。

在系統(tǒng)部署中，基于網(wǎng)絡(luò)安全性考慮，在碼頭網(wǎng)絡(luò)以及公司網(wǎng)絡(luò)之間建立VPN專用隧道，并通過用戶身份驗(yàn)證(證書或者賬號(hào)密碼)，使其有相應(yīng)權(quán)限對(duì)故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)進(jìn)行訪問。其中公司云端的虛擬服務(wù)器群集以及堡壘機(jī)等安全設(shè)施部署也進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。

廈門遠(yuǎn)海自動(dòng)化項(xiàng)目引入項(xiàng)目管理體系來進(jìn)行故障管理、診斷以及處理、存檔，能更高效、科學(xué)地完成故障分析處理。圖6為操作員操作界面，操作員瀏覽發(fā)生的故障以及發(fā)生的事件，了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。圖7為項(xiàng)目經(jīng)理操作界面，項(xiàng)目經(jīng)理分配故障至各技術(shù)主管，并針對(duì)一些尚不明確如何分配的故障做統(tǒng)計(jì)并討論其解決方案。該系統(tǒng)中系統(tǒng)的故障信息流在個(gè)層面進(jìn)行流通，每個(gè)角色根據(jù)不同的權(quán)限可以瀏覽不同的頁面，行使不同的項(xiàng)目任務(wù)，實(shí)現(xiàn)故障的最終解決。

圖6 操作員界面

圖7 項(xiàng)目經(jīng)理界面

圖8-圖10即為故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析工具統(tǒng)計(jì)的部分結(jié)果，圖8中可以選擇具體的年數(shù)以及起重機(jī)類型來進(jìn)行當(dāng)年每個(gè)月的故障統(tǒng)計(jì)，直觀得對(duì)比不同月份的故障情況，并可以與碼頭具體生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況相結(jié)合進(jìn)行分析。圖9中顯示故障率較高的輪胎吊號(hào)以及相應(yīng)頻率較高的故障號(hào)，可以針對(duì)故障率高的設(shè)備以及發(fā)生率發(fā)的加大技術(shù)人員以及相關(guān)資源的投入。圖10顯示針對(duì)某一臺(tái)起重機(jī)設(shè)備具體故障發(fā)生頻率的排行。

圖8 輪胎吊故障月別統(tǒng)計(jì)

圖9 不同設(shè)備的故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖10 故障發(fā)生頻率排行

3 結(jié) 語

維保平臺(tái)故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)將項(xiàng)目管理理念融入到系統(tǒng)中，結(jié)合集中、統(tǒng)一管理以及分級(jí)處理，摒棄了分散管理的故障遺漏以及故障處理無序的弊端，進(jìn)一步提高故障處理效率以及準(zhǔn)確性，提高起重機(jī)的工作效率。通過在廈門遠(yuǎn)海自動(dòng)化項(xiàng)目上的運(yùn)用，進(jìn)一步驗(yàn)證了故障分析處理計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)在起重機(jī)故障處理中的可行性以及相對(duì)于傳統(tǒng)故障處理的優(yōu)越性，同時(shí)該系統(tǒng)借助于大數(shù)據(jù)分析軟件也為碼頭用戶提供詳盡的故障統(tǒng)計(jì)圖表、報(bào)表等信息，有利于用戶在維護(hù)以及更新等層面做出科學(xué)決策，進(jìn)一步提高碼頭整體運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 袁立祥,李杰,欒良龍,等.馬來西亞SCS動(dòng)車組維保模式及平臺(tái)建設(shè)探索與研究[J].電力機(jī)車與城軌車輛,2013,36(4):74-77.

[2] 吳曉勇.橋式起重機(jī)故障分析與監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)[D].武漢:武漢輕工大學(xué),2014.

[3] 李錕.計(jì)算機(jī)運(yùn)維輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].上海:復(fù)旦大學(xué),2012.

[4] 卓宏明.基于模糊Petri網(wǎng)的門式起重機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)研究[J].機(jī)械管理開發(fā),2015(3):7-10.

[5] 李煜,劉波峰,譚陽紅,等.基于故障樹和雙向聯(lián)想記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橋式起重機(jī)故障診斷方法[J].自動(dòng)化與信息工程,2014,35(5):1-6,12.

[6] 黃奕.機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)故障監(jiān)控平臺(tái)分析與設(shè)計(jì)[D].北京:北京郵電大學(xué),2012.

[7] 傅金海.橋門式起重機(jī)常見故障的分析預(yù)防與處理[J].科技與企業(yè),2015(18):166.

[8] 羅天洪,楊彩霞,孫冬梅.基于故障樹的汽車起重機(jī)液壓故障診斷專家系統(tǒng)[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2013,32(4):538-544.

[9] 劉桂恒,陳德明.“模擬項(xiàng)目經(jīng)理制”在現(xiàn)代大型企業(yè)關(guān)鍵設(shè)備故障處理中的應(yīng)用[C]//第四屆世界維修大會(huì)論文集,2008.

FAULT ANALYSIS AND PROCESSING COMPUTER AIDED SYSTEM OF MAINTENANCE PLATFORM

Fan Yuebiao Tang Binbin Chen Jing

(ShanghaiZPMCElectricCo.,Ltd,Shanghai200125,China)

With the worldwide expansion of ZPMC crane equipment and the complexity of the terminal debugging environment, it is of great practical significance and innovative value to establish a remote maintenance platform for remote fault diagnosis and maintenance. Relying on the crane remote maintenance platform, combined with project management system, fault analysis and processing computer aided system for crane equipment failure centralized, unified management, and fault information flow classification processing, effectively improve the crane equipment fault processing efficiency, reduce equipment downtime and reduce production costs. Meanwhile, the data of RCMS is analyzed deeply by big data analysis software, and the analysis results are presented in the form of chart or table in the Web to facilitate the quay, reference and in-depth data use, to further enhance the added value of crane products.

Fault Analysis and processing Computer aided system Maintenance platform

2016-03-28。樊岳標(biāo)，工程師，主研領(lǐng)域：起重機(jī)在線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。湯斌斌，工程師。陳靜，工程師。

TP391

A

10.3969/j.issn.1000-386x.2017.04.018