數(shù)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷的應(yīng)用和探究

周杰鋒

摘要：現(xiàn)代制造設(shè)備的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，自動化程度也越來越高，許多設(shè)備綜合了機(jī)械、電子、自動控制、計(jì)算機(jī)等許多先進(jìn)技術(shù)，設(shè)備中各種元器件相互聯(lián)系、相互依賴，這就使得設(shè)備故障診斷難度增大。由于制造現(xiàn)場存在著很多不確定性因素，使得在設(shè)備的運(yùn)行過程中，不可避免會出現(xiàn)各種各樣的故障，一旦出現(xiàn)故障，能否對故障進(jìn)行快速的診斷并派出故障，對于制造企業(yè)來說是非常重要的。機(jī)械加工制造設(shè)備的使用者都是生產(chǎn)一線的工人和技術(shù)人員，他們一般只能獨(dú)立解決一些簡單的問題，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)較嚴(yán)重且復(fù)雜的故障時，就需要相關(guān)技術(shù)專家的幫助才能判斷和解決問題，但如果每次出現(xiàn)故障時都將診斷專家請到現(xiàn)場也是不太現(xiàn)實(shí)的，這就對數(shù)控系統(tǒng)設(shè)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程專家的遠(yuǎn)程診斷，成為自動化數(shù)控領(lǐng)域研究的新課題。

關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng);遠(yuǎn)程診斷

中圖分類號：TP391? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）23-0285-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)概念

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，遠(yuǎn)程故障診斷和維護(hù)的技術(shù)可以在短時間內(nèi)進(jìn)行故障診斷和維護(hù)的資源，最終實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)和控制的快速、及時和正確的診斷及維護(hù)。

i5遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)是沈機(jī)（上海）智能系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)有限公司為了實(shí)現(xiàn)能夠快速響應(yīng)客戶故障需求，并提供機(jī)床即時遠(yuǎn)程服務(wù)而創(chuàng)造性提出并設(shè)計(jì)和開發(fā)的功能系統(tǒng)，是基于裝備服務(wù)系統(tǒng)遠(yuǎn)程訪問機(jī)床終端數(shù)據(jù)、下發(fā)執(zhí)行命令從而支持遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程故障修復(fù)的快捷工具。診斷專家通過遠(yuǎn)程診斷來處理故障，可實(shí)現(xiàn)即時遠(yuǎn)程服務(wù)，開創(chuàng)了數(shù)控機(jī)床行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的現(xiàn)場服務(wù)與遠(yuǎn)程服務(wù)相結(jié)合的智能服務(wù)模式。

遠(yuǎn)程診斷功能主要目的是為診斷專家和i5服務(wù)工程師提供數(shù)控系統(tǒng)機(jī)頭中的數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)參數(shù)和文件的快捷工具，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程快速解決客戶現(xiàn)場故障的一個工具。還計(jì)劃增加機(jī)床與i5服務(wù)平臺雙向發(fā)起遠(yuǎn)程診斷、機(jī)床知識庫創(chuàng)建與運(yùn)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(xiàn)場故障源的準(zhǔn)確判斷和定位。

1.1 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)功能

i5服務(wù)平臺的用戶通過網(wǎng)頁或APP，可針對指定的i5設(shè)備（聯(lián)網(wǎng)）實(shí)現(xiàn)：檢查設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)、檢查設(shè)備文件、參數(shù)/配置文件修改（僅WEB端）、腳本命令調(diào)用及反饋信息回傳、平臺與設(shè)備雙向發(fā)起遠(yuǎn)程診斷功能;此外，用戶在i5服務(wù)平臺上還可實(shí)現(xiàn)：查看參數(shù)與文件的功能維護(hù)管理、遠(yuǎn)程協(xié)助請求發(fā)起與處理、保存診斷報(bào)告功能。

1.2 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)構(gòu)成

1.2.1 機(jī)床端

為遠(yuǎn)程診斷提供數(shù)據(jù)來源、并集成相關(guān)的訪問接口。iport3（Moon）：軟件接口，可實(shí)現(xiàn)i5設(shè)備參數(shù)及文件的讀取;診斷控制端：用于遠(yuǎn)程診斷的發(fā)起及相關(guān)的操作配合;診斷控制中必需的腳本命令等可執(zhí)行文件。

1.2.2? i5服務(wù)平臺端

為系統(tǒng)整體運(yùn)行提供支持，為診斷專家及i5服務(wù)工程師提供相關(guān)操作頁面，并集成相關(guān)的信息記錄保存功能、外部系統(tǒng)接口，遠(yuǎn)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(shè)備參數(shù)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(wù)人員進(jìn)行頁面瀏覽等操作，有網(wǎng)頁端及APP端兩種方式;遠(yuǎn)診模塊數(shù)據(jù)庫：記錄設(shè)備診斷報(bào)告，作為遠(yuǎn)程診斷知識庫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);讀取系統(tǒng)參數(shù)和文件、推送腳本需通過功能維護(hù)來實(shí)現(xiàn)，后臺配置的文件或參數(shù)才能被讀取到，后臺配置的腳本才可推送執(zhí)行。

2? 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)流程

2.1 獨(dú)立遠(yuǎn)程診斷操作流程

遠(yuǎn)程診斷功能主要獲取系統(tǒng)數(shù)據(jù)及修改（參數(shù)/配置文件），APP及WEB端均增加獨(dú)立的遠(yuǎn)程診斷功能模塊。APP端：i5服務(wù)人員接收客戶報(bào)修，可先在app上對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，為進(jìn)一步服務(wù)提供參考思路以及備件準(zhǔn)備;WEB端：診斷專家或i5服務(wù)人員接到診斷需求時，可在網(wǎng)頁進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，通過下發(fā)腳本或線下指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程處理故障、解決問題的目標(biāo)。操作流程如下：

（1） 專家/i5服務(wù)人員在APP/WEB端進(jìn)入獨(dú)立的遠(yuǎn)程診斷功能模塊;

（2） 輸入機(jī)床信息（按客戶名稱、機(jī)床型號、機(jī)床編號）選定待診機(jī)床;

（3） 開始遠(yuǎn)程診斷，查看機(jī)床參數(shù)及文件，或推送腳本文件（僅WEB端支持）到機(jī)床端執(zhí)行;

（4） 通過電話、微信等方式線下指導(dǎo)客戶/工程師處理故障;

（5） 退出遠(yuǎn)程診斷，診斷結(jié)束。

注意事項(xiàng)如下：

（1） 同一機(jī)床，同一大文件，同一時間段內(nèi)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(tǒng)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(yuǎn)程診斷頁面可以顯示機(jī)床PLC版本及CNC版本信息;

（4） 不同機(jī)床，生效的配置文件不同，服務(wù)人員可根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)版本去判斷、查看對應(yīng)的配置文件。

2.2 遠(yuǎn)程協(xié)助流程

i5服務(wù)人員到客戶現(xiàn)場服務(wù)，需要診斷專家遠(yuǎn)程協(xié)助以排查故障原因，并在APP端向?qū)＜野l(fā)起了遠(yuǎn)程協(xié)助請求，診斷專家接收到診斷請求單并接診，對機(jī)床進(jìn)行診斷并遠(yuǎn)程協(xié)助服務(wù)人員。 工程師可在專家確認(rèn)處理診斷請求前確認(rèn)協(xié)助完成，平臺上同時生成對應(yīng)的診斷報(bào)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(jī)床的協(xié)助請求完成后，工程師才可對其再一次發(fā)起遠(yuǎn)程協(xié)助請求。

（1） 工程師接受派工單，進(jìn)入現(xiàn)場作業(yè)報(bào)告頁面，發(fā)起遠(yuǎn)程協(xié)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(fā)起人可在診斷請求單被接診前在APP端撤銷協(xié)助請求;

（4） 診斷專家接診請求單，開始故障診斷，進(jìn)入遠(yuǎn)程診斷頁面;

（5） 專家診斷完成后關(guān)閉診斷頁面，確認(rèn)診斷請求單已被處理，診斷結(jié)束;同時平臺上會推送對應(yīng)的診斷報(bào)告;

（6） 工程師在APP上確認(rèn)機(jī)床的遠(yuǎn)程協(xié)助請求已完成，對專家進(jìn)行評價(jià)（非必填），完成現(xiàn)場報(bào)告;

（7） 診斷專家進(jìn)入診斷報(bào)告管理頁面，編輯診斷報(bào)告并提交，遠(yuǎn)程協(xié)助流程結(jié)束。

3 診斷專家坐診頁面

診斷專家登錄賬號進(jìn)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(jī)床編號、客戶名稱、遠(yuǎn)程協(xié)助請求人查詢診斷請求;

（3） 診斷專家在此可接診、遠(yuǎn)程診斷機(jī)床，并確認(rèn)已處理診斷請求。

4 遠(yuǎn)程協(xié)助追溯

工程師對機(jī)床發(fā)起了遠(yuǎn)程協(xié)助請求后，可在APP端追溯對應(yīng)診斷請求的處理狀態(tài);機(jī)床的服務(wù)狀態(tài)為“服務(wù)中”時才可發(fā)起請求，工程師發(fā)起遠(yuǎn)程協(xié)助請求后，機(jī)床處于遠(yuǎn)程協(xié)助中，此時工程師不能結(jié)束服務(wù)，即不能確認(rèn)服務(wù)完成、停機(jī)報(bào)修或非停機(jī)報(bào)修;遠(yuǎn)程協(xié)助完成后，工程師才可結(jié)束服務(wù)。

（1） APP端機(jī)床的協(xié)助請求狀態(tài)：等待接診、遠(yuǎn)程協(xié)助中、已處理;

（2） 協(xié)助請求未處理時工程師可撤銷遠(yuǎn)程協(xié)助，此時協(xié)助流程結(jié)束，機(jī)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(lián)系電話，與其電話溝通;專家協(xié)助工程師解決故障后，工程師可單方面確認(rèn)遠(yuǎn)程協(xié)助完成;

（4） 專家完成診斷后，工程師需要確認(rèn)該遠(yuǎn)程協(xié)助完成;

（5） 工程師確認(rèn)完成遠(yuǎn)程協(xié)助后，可對診斷專家進(jìn)行評價(jià)，非強(qiáng)制，診斷流程結(jié)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(dāng)前進(jìn)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(wù)的記錄和統(tǒng)計(jì)。對于后續(xù)知識庫的完善和人員培養(yǎng)也起到了推動作用。

6 診斷報(bào)告

診斷專家處理完診斷記錄后需要到診斷報(bào)告管理頁面來完成對應(yīng)的診斷報(bào)告，將診斷過程、故障原因、診斷結(jié)果等信息詳細(xì)記錄在診斷報(bào)告中，然后提交即可。形成機(jī)床診斷知識庫、故障分類分析體系、機(jī)床故障自動識別、機(jī)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(nèi)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(nèi)容，也可支持附件上傳;

（4） 添加機(jī)床變更單：包括參數(shù)或配置文件、對應(yīng)名稱、變更前值、變更后值，若診斷過程中參數(shù)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(nèi)容，也可支持附件上傳;

7 數(shù)據(jù)維護(hù)管理

（1） 診斷功能維護(hù)與分組維護(hù)：平臺增加診斷功能維護(hù)管理，對需查看的參數(shù)、文件以及推送的腳本進(jìn)行配置維護(hù)，對機(jī)床設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)限控制;維護(hù)方式為兩層分組+具體功能文件。

（2） 分組維護(hù)：兩層分組，診斷功能按組分類。

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

（4） 參數(shù)維護(hù)：平臺增加參數(shù)中英文名稱對照維護(hù)頁面，參數(shù)唯一不重復(fù)，支持批量導(dǎo)入、刪除參數(shù)。

8 結(jié)論

i5遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)將以機(jī)床診斷知識庫為基礎(chǔ)，逐步完成故障分析、體系修復(fù)、機(jī)床故障自動識別、機(jī)床故障修復(fù)方案推送、機(jī)床自動診斷并執(zhí)行故障修復(fù)方案等，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)床人工智能診斷功能。一方面，即時遠(yuǎn)程診斷服務(wù)不僅可為i5服務(wù)團(tuán)隊(duì)節(jié)省高額的服務(wù)成本和人力，而且實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效的服務(wù)也將提高企業(yè)設(shè)備的使用效率及用戶體驗(yàn)度，這對打造和推廣i5品牌具有十分重大的戰(zhàn)略意義;另一方面，以即時遠(yuǎn)程服務(wù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)機(jī)床人工智能診斷的智能服務(wù)模式在工業(yè)4.0/中國制造2025的新時代中，也必將具有獨(dú)特的科技魅力和無限的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1] 白廣利，紀(jì)彬.遠(yuǎn)程專家診斷系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2011，30（6）：41-42.

【通聯(lián)編輯：唐一東】