三峽升船機(jī)故障信息管理系統(tǒng)建設(shè)

王婷婷，李 然，歐陽(yáng)升

(長(zhǎng)江三峽通航管理局，湖北，宜昌 443002)

從2016年9月18日至2018年9月18日，三峽升船機(jī)試通航2年內(nèi)總體運(yùn)行平穩(wěn)，但故障率仍然較高。開發(fā)故障信息管理系統(tǒng)、降低故障管理工作量、整合故障管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)降低故障發(fā)生率、指導(dǎo)故障處置和設(shè)備優(yōu)化具有重要的意義。三峽升船機(jī)故障信息管理主要是對(duì)升船機(jī)故障(包括記錄號(hào)、故障名稱、發(fā)生時(shí)間、現(xiàn)象、部位、類型、原因、處理方法、處理人員、處理效果等)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集、存儲(chǔ)、分析和統(tǒng)計(jì)[1-2]，掌握故障處理的進(jìn)度、效果等信息，構(gòu)成開放式的、可不斷更新的歷史故障信息庫(kù)，為設(shè)備管理工作提供故障信息的錄入、檢索、查詢、更新、刪除、瀏覽等服務(wù)和決策支持。故障信息管理的完整性、準(zhǔn)確性、可查閱性、成果運(yùn)用等直接關(guān)系到升船機(jī)運(yùn)行維護(hù)管理人員故障處理效率和對(duì)設(shè)備性能的掌握[3-4]。

本文結(jié)合故障信息管理工作和運(yùn)行管理實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)目前三峽升船機(jī)故障信息管理體系存在的不足進(jìn)行分析，試圖提出一種基于局域網(wǎng)絡(luò)的智能化故障信息管理系統(tǒng)，為故障信息化管理和分析、故障排查和專家診斷提供技術(shù)平臺(tái)。

1 故障信息管理模式的發(fā)展歷程

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，故障信息管理模式大致分為以下幾個(gè)階段[5]：

1)人工模式。20世紀(jì)50～60年代，由于工業(yè)比較落后，信息管理手段簡(jiǎn)單，全部采用手工作業(yè)，信息的傳遞基本上以人工方式為主。通過聽、看、嘗、觸來收集信息，以大腦為主存儲(chǔ)器存儲(chǔ)和加工處理記錄信息，以語(yǔ)言、文字形式輸出信息。

2)臺(tái)賬模式。20世紀(jì)70～80年代中期，隨著有線電話與遠(yuǎn)距離通信技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)電子文檔臺(tái)賬管理模式已在很多方面得到應(yīng)用。信息管理逐漸臺(tái)賬化,大大擴(kuò)展了管理系統(tǒng)的時(shí)空領(lǐng)域。

3)基于網(wǎng)絡(luò)的信息化與智能化管理模式。隨著信息管理復(fù)雜度和難度的增加，單靠傳統(tǒng)模式進(jìn)行管理既不科學(xué)也不經(jīng)濟(jì)。Internet時(shí)代的到來，使得故障及其信息管理模式取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助故障管理已由零星統(tǒng)計(jì)逐步擴(kuò)展到設(shè)備管理工作的各個(gè)方面[6-9]，如故障診斷、大修計(jì)劃等，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息管理已成為故障管理最重要的科學(xué)手段，關(guān)于故障管理系統(tǒng)信息化和智能化的研究也不斷取得新進(jìn)展。趙錚等[10]構(gòu)建了基于JSP技術(shù)三層結(jié)構(gòu)模式下的飛機(jī)故障信息管理系統(tǒng)，對(duì)故障信息的采集、上傳審核、查詢使用等方面實(shí)現(xiàn)了有效管理；陳力[11]設(shè)計(jì)了基于.NET技術(shù)的機(jī)電信息管理平臺(tái)，極大提高了養(yǎng)護(hù)管理水平和設(shè)備利用率；祁忠等[12]以IEC61970標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)并進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)一次、二次設(shè)備及其關(guān)聯(lián)關(guān)系的全景建模和電網(wǎng)故障的智能分析功能；王濤[13]基于VS2008開發(fā)平臺(tái)和SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)開發(fā)了設(shè)備故障臺(tái)賬管理系統(tǒng)。

2 三峽升船機(jī)故障信息管理現(xiàn)狀及不足

目前，三峽升船機(jī)故障信息管理主要采用Word或Excel表格整理，各故障信息按照發(fā)生的時(shí)間、子站部位、分類依次編號(hào)，初步形成了一套故障掛牌制度和故障庫(kù)。管理員在進(jìn)行故障登記時(shí)，按照確定的要素錄入相關(guān)信息；此外，還可以通過輸入關(guān)鍵詞查找故障記錄，進(jìn)行信息檢索。故障管理檢索見表1。

表1 三峽升船機(jī)故障信息

這種表格式的統(tǒng)計(jì)管理模式，能在一定程度上實(shí)現(xiàn)故障信息統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，但是仍處于相對(duì)落后的臺(tái)賬模式，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用檢驗(yàn)，存在以下與設(shè)備管理不適應(yīng)之處[14]：

1)信息采集程序繁瑣。故障信息需要由運(yùn)行人員通過運(yùn)行日?qǐng)?bào)記錄填寫，或向管理員陳述匯報(bào)，再由管理員按照個(gè)人的理解錄入故障庫(kù)，故障信息需要經(jīng)過2個(gè)人的轉(zhuǎn)述，才可變成故障庫(kù)中的信息。通常記錄人、管理員并不很了解故障特征或者故障本質(zhì)，難免因理解不同而導(dǎo)致分類不清、重復(fù)或漏項(xiàng)，以致記錄的故障信息失真。

2)信息共享性差。故障信息由故障管理員匯總，文檔管理員保存，再通過管理員分享到其他人員。當(dāng)文檔數(shù)據(jù)更新時(shí)，需要重新傳輸，分享過程復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)。目前，對(duì)故障信息的統(tǒng)計(jì)最小周期為一周，無法達(dá)到故障整體數(shù)據(jù)和趨勢(shì)實(shí)時(shí)共享。

3)數(shù)據(jù)安全保密功能不完備。在填寫故障信息時(shí)，常會(huì)因故障原因不同導(dǎo)致同一個(gè)故障被多次掛牌、或因逐月補(bǔ)充累計(jì)誤差大導(dǎo)致信息重復(fù)或者缺失，查漏補(bǔ)缺難度大；保存在電腦中的故障信息表格也容易因電腦操作系統(tǒng)的損壞而丟失，或者因?yàn)镺ffice軟件問題造成打不開或版本更新失??；易被盜用，對(duì)三峽升船機(jī)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和安全管理不利。

4)信息檢索復(fù)雜。當(dāng)管理員在搜索欄輸入關(guān)鍵詞進(jìn)行信息檢索時(shí)，故障庫(kù)默認(rèn)為依次顯示，不能把相關(guān)信息全部一次性顯示。在故障信息較多的情況下，這種信息檢索實(shí)際上是個(gè)很復(fù)雜的過程，組合信息搜索效果差。當(dāng)管理員想從信息表中檢索與當(dāng)下故障同類的故障處理方案作為參考時(shí)，即使有記錄，也不容易檢索到。

5)數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)與分析效果不好。對(duì)于運(yùn)行管理人員來說，故障管理不僅僅是將故障信息記錄下來，更重要的是將故障分類整理、統(tǒng)計(jì)，分析設(shè)備狀況，哪些故障發(fā)生得頻繁，哪種類型故障占比高，哪些設(shè)備易發(fā)生故障，從而有針對(duì)性地采取優(yōu)化加固處理措施，達(dá)到消除設(shè)備隱患、減少故障發(fā)生、提高安全性能的目的。從2年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，三峽升船機(jī)故障實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)極不方便，信息錄入故障庫(kù)后，雖然各有標(biāo)簽，但不能快速分離，無法根據(jù)時(shí)間段快速查詢故障信息，一般需要重新查詢?nèi)請(qǐng)?bào)，逐一清理，耗費(fèi)人力并會(huì)造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。其次，三峽升船機(jī)故障分類整理難度大，不易形成規(guī)律性的柱狀圖、曲線等分析數(shù)據(jù)，主要靠管理員的直觀記憶和經(jīng)驗(yàn)，分析總結(jié)的結(jié)果通常不夠精確，故障影響因素之間的相互關(guān)系和分布形態(tài)不易察覺。

3 基于局域網(wǎng)絡(luò)的故障信息管理系統(tǒng)構(gòu)想

針對(duì)三峽升船機(jī)故障信息管理的不足，提出一種基于局域網(wǎng)絡(luò)的故障信息管理系統(tǒng)。該故障信息管理系統(tǒng)是在已有的局域網(wǎng)基礎(chǔ)上形成另一個(gè)局域網(wǎng)，內(nèi)部人員可通過用戶登錄方式將故障信息填寫上傳，由管理員審核或更改，從而實(shí)現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)保密、統(tǒng)計(jì)分析等功能[15]。它由故障填寫和跟蹤、故障分類統(tǒng)計(jì)、故障信息檢索等模塊組成(圖1)。

圖1 故障管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

1)在故障填寫模塊，系統(tǒng)可以設(shè)置全部的故障類型(如電氣、機(jī)械、液壓、傳感檢測(cè)、水位波動(dòng)等)、故障部位(如上下閘首、上下廂頭、主傳動(dòng)站等)、故障設(shè)備(如上閘首工作大門、防撞裝置、密封框等)、故障特征(超時(shí)、超壓、失壓、反饋故障、信號(hào)丟失等)，并通過積累不斷補(bǔ)充各備選項(xiàng)，每個(gè)運(yùn)行人員都可以根據(jù)自己的現(xiàn)場(chǎng)觀察、參數(shù)信息等進(jìn)行選擇并填寫提交，按故障編碼規(guī)則自動(dòng)編號(hào)。在故障填寫模塊，各運(yùn)行人員還可對(duì)自己上傳的故障信息進(jìn)行限時(shí)(如在上傳故障信息開始24h之內(nèi))撤回、修改，總管理員可以對(duì)所有故障信息進(jìn)行審核、修改、完善和補(bǔ)充，減少了故障信息錄入的失誤。

2)在故障分類統(tǒng)計(jì)與分析模塊，系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)所選時(shí)間段或所屬設(shè)備的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)全部備選屬性進(jìn)行選擇，計(jì)算各類故障發(fā)生的次數(shù)和占比，進(jìn)行故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)，繪制相應(yīng)的餅狀、柱狀、曲線圖等，并通過嵌入式程序?qū)收显蜻M(jìn)行診斷分析[16-20]。用戶可以通過該模塊快速了解三峽升船機(jī)故障類型、設(shè)備總體狀況等，以便在運(yùn)行維護(hù)中能夠重點(diǎn)關(guān)注，并有針對(duì)性地采取優(yōu)化措施和預(yù)防性維護(hù)，減少故障重復(fù)率。故障統(tǒng)計(jì)與分析模塊還可以由管理員新增故障影響因素記錄表格，對(duì)需要重點(diǎn)解決的故障進(jìn)行參數(shù)記錄，如橫導(dǎo)向調(diào)整因素記錄、船廂姿態(tài)調(diào)整等，并對(duì)各種影響因素做分布計(jì)算分析。

3)在故障信息檢索模塊，系統(tǒng)可以將各種故障產(chǎn)生的部位、原因、處理措施一一羅列出來，按照統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)排列可能性。管理員只須在搜索欄輸入故障的關(guān)鍵要素，就能快速查詢?cè)摴收蠚v次處理方法或其他同類型故障的處理方法。該模塊的功能將故障處理指南變得更加靈活便捷，并同時(shí)進(jìn)行多種方案比選，為故障處理人員提供思路，減少故障處理時(shí)間。

4)在故障跟蹤模塊，新增的故障被自動(dòng)編號(hào)后生成故障處理記錄單，該模塊也可結(jié)合故障掛、摘牌管理辦法，對(duì)解決的故障一個(gè)月后進(jìn)行驗(yàn)收、摘牌等電子流程流轉(zhuǎn)；摘牌后的故障若再次出現(xiàn)，將會(huì)在故障再次錄入時(shí)給出提示；故障處理進(jìn)度、換損情況、處理人員及遺留問題等被作為設(shè)備故障記錄并保存；對(duì)一個(gè)月內(nèi)未解決的故障繼續(xù)掛牌并進(jìn)行考核。該模塊能進(jìn)一步落實(shí)設(shè)備管理責(zé)任制，促進(jìn)設(shè)備優(yōu)化。

由以上4個(gè)模塊共同構(gòu)成的基于局域網(wǎng)絡(luò)的故障信息管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)故障信息多周期(月度、季度、年度等)、多維度(故障類型、原因、特征及處理方案等)的統(tǒng)計(jì)分析工作。具有信息采集便捷、信息共享性強(qiáng)、數(shù)據(jù)安全保密性能好、信息檢索效率高、數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)與分析能力強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)。信息化系統(tǒng)在升船機(jī)故障管理中的應(yīng)用，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理的信息化和智能化，確保相關(guān)技術(shù)人員和管理人員可以準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握設(shè)備性能，著重解決同一類型故障和同一部位故障集中的問題。

4 結(jié)語(yǔ)

1)三峽升船機(jī)故障信息管理系統(tǒng)的完整性、準(zhǔn)確性、可查閱性等的強(qiáng)弱直接關(guān)系到升船機(jī)運(yùn)行管理人員對(duì)設(shè)備性能的了解程度，進(jìn)而影響故障處理效率。

2)目前，三峽升船機(jī)故障信息管理體系存在信息采集程序繁瑣、信息共享性差、數(shù)據(jù)安全保密功能不完備、信息檢索程序復(fù)雜、數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)與分析效果不好等缺點(diǎn)。

3)基于目前故障信息管理的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀，提出基于局域網(wǎng)絡(luò)的故障信息管理系統(tǒng)初步設(shè)想。設(shè)備故障管理的經(jīng)驗(yàn)成果可為三峽升船機(jī)設(shè)備管理智能化、信息化提供數(shù)據(jù)依據(jù)，信息化成果為數(shù)字化運(yùn)維體系建設(shè)提供前期研究基礎(chǔ)。