邱德师，李和芮，姚彬
广西壮族自治区烟草公司百色市公司
533000
摘要：以“互联网+故障智慧诊断”模式，探究解决卷烟商业企业物流设备生产、维保作业过程中异常发生处置效率低、问题查找困难、运维难度大等问题。提出一种设备的故障智慧诊断系统构想，该系统通过智慧识别、定点定位、电子图册等手段，实现设备故障的智慧诊断、快速判断处置，提升全物流作业环节的生产效率。以百色烟草市公司物流配送中心分拣、仓储设备进行研究探讨，供行业内单位借鉴。
关键词：智慧诊断；辅助识别；定点定位；处置效率；故障；运维；仓储；分拣
1故障智慧诊断系统概况
故障诊断是随着机械设备发展而形成的新学科，最早于20世纪60年代由美国提出，并率先开始了机械故障诊断技术的开发、研究，同时在故障机理研究和故障诊断、监测和预测等方面取得许多成果，随着科技的发展，故障智慧诊断依托人工智能、计算机网络技术逐步发展壮大。故障智慧诊断系统就是基于人工智能与故障诊断技术相结合而提出的实用性智能故障诊断系统。在系统应用环节，可以发挥领域专家知识与人工智能技术的作用，将大大提升设备故障诊断的时效性和高效性，能为延长设备使用寿命、保障设备使用安全奠定基础。20世纪80年底，故障诊断技术在国内得到发展，在航空、航天、煤炭采掘、石油化工等大型生产领域，故障诊断技术走在前列。
2故障智慧诊断系统在烟草行业发展
烟草商业企业中物流设备目前仍普及大型生产领域中应用的故障智慧诊断系统，设备监控系统中拥有的故障提示信息也无法全面反映、预测设备的异常情况。随着烟草商业企业的物流设备向高速、高自动化发展，设备技术的更迭及信息技术的支持，高联动、大型化等特点逐步形成，为满足较高的工艺水平，物流设备各部件精度、配合度要求极高，设备故障的突发概率及随机性愈发明显。故障的出现如不能得到及时发现并快速排除，会产生一系列连锁反应，造成设备的损坏维修，严重的可引发安全生产事故。因此，面对现代化的机械设备，烟草商业企业必须基于现代化技术手段才能有效完成故障智慧识别、诊断、排除和预测，以“经验为王”和“时间堆积”为基础的传统故障诊断模式已经不再适用。
在信息时代，智慧经营和智慧管理成为了烟草商业企业的未来发展方向，而在这一过程中提高物流设备使用和管理的智能化水平至关重要。现阶段，商业企业中部分依托信息化建设，开展了巡检系统、在线监测系统的开发。
3故障智慧诊断系统的构建及功能
3.1系统构建
3.1.1系统技术架构
系统技术架构定义运行环境以支撑数据和应用架构,主要设计内容为总体技术框架、网络拓扑、主机存储结构、安全体系、部署和集成方式等。本系统建立基于UNIX或X86的服务器系统及基于存储区域网络(SAN)的存储系统;采用核心层、汇聚层和接入层分层网络设计,分区划域设置网络访问控制策略;依照三级安全等级保护要求进行物理、网络、主机、应用和数据安全设计。
3.2故障智慧诊断系统功能
为充分解决物流设备在使用过程中存在的排障依赖经验、维保覆盖面窄、检修难度等的问题，应对突发性、随机性强的设备故障，能快速诊断定位故障点、准确诊断的故障类型，提出可视化监控、智慧识别、精准定位、人机互动提升及智慧巡检等功能模块。
3.2.1可视化监控
利用监控PC端，向上连接服务器、向下监控PLC，实时监控设备整体运行。同时，作为PLC与服务器的中间媒介，监控PC端还将发挥传输监控数据的重要作用。
在其使用环节，可以将采集的故障数据传输至服务器分析处理。
3.2.2智慧识别
由设备管理人员根据现场设备实际布置情况，结合设备机械图册、电路图册，梳理物流设备各部件基础信息（包括位置、型号、接线、关联部件等），并将基础信息录入系统，对每一部件编码，形成系统读取的唯一识别，专用二维码形式输出并逐点粘贴。服务器下发分析后的故障信息至移动端，设备维护人员根据移动端设备提示信息到达故障指定点，并识别二维码确认最终位置。
3.2.3精准定位
精准定位功能包含故障点的智慧识别定位、电气线路定位、关联部件定位。
智慧识别定位如上述。
电气线路定位是系统将故障信息分析处理后得出辅助诊断意见，如1号光电传感器发生故障，设备维护人员根据手持移动端信息进行针对性排查，快速确定光电感应器的故障类型为通电故障、信号故障或坏损，通过读取故障光电传感器上二维码，精准定位该部件的相应电气接线端，快速恢复生产作业。
关联部件定位包含在用部件关联及备件关联两种类型，其中，部件关联指某一作业单元的各部件关联，例如件烟补货的输送皮带包含电机、继电器、热过载保护器、光电传感器、皮带、齿轮、辊筒等，针对于作业单元发生故障的情形，故障发生后，系统提供诊断信息，设备维护人员可根据移动端对故障的作业单元各识别点进行扫码识别，依靠关联信息确定最终故障点并加以排除。备件关联指备件库中备件与设备关联，在发生部件维修更换的情况下，设备维护人员可通过读取二维码识别部件详细信息及存放位置，同时进行双向扫码识别，确保提货准确以及同步备件的领用登记、库存管理。
3.2.5人机互动提升
为了能建立以用户为中心的实用性故障智慧诊断系统，优化人机互动设计，提高人机交互体验至关重要。从本质上来说，人机互动是人与机器的交互，这种互动将会为提高生产管理智能化水平和工作质效提供巨大辅助。在设备故障检修工作中，检修人员的专业素养和实践能力将会直接影响检修工作水平，而人机互动的出现，在一定程度上弥补检修工作人员的技术和经验缺陷，可以基于人与机器的有效配合提升故障内维修质量和效率。近年来，人工智能的广泛应用，让机械设备的自动化、信息化水平大幅提升，这些具有“智慧”功能的设备的普及和应用，为实现人机互动、开展故障智慧诊断提供了充分保障。
3.2.6智慧巡检
烟草商业企业的智慧化管理水平并不高，所以设备巡检工作主要由人工完成，此时员工的个人能力、工作态度、专业素养和实践经验都将成为影响巡检工作质量的重要因素。由于巡检结果影响因素复杂，所以物流设备的巡检误差率迟迟难以降低。为此，提高巡检规范性、高效性和智能性成为了构建物流设备故障智慧诊断系统的重要工作。在此环节，设计人员应该基于软硬件设备，推进巡检质量的提升。巡检系统应具备数据采集、整理、分析、交换、决策和示警等多项功能，以便于在发现潜在风险或故障问题时能第一时间得到反馈。
4结论
“互联网+”为设备的故障诊断提供了“智慧”，本文研究的故障智慧诊断系统有机串联了系统模块间的联系，形成作业监控-故障智慧诊断-维修、维护管理的完整链条。系统安装简易、安全，功能符合实际，人机成长性强。系统应用有效将设备维修作业人工主导、经验主导向系统主导、人工辅助拓展。故障智慧诊断系统的“智”是人聪明才智的另一种展现，人与机的学习、成长才是真正“智慧”体现，下一步我们将继续对模块进行研究拓展，让系统的智能更好服务于企业生产作业。
参考文献：
[1]王太勇,杨素娥.设备智能诊断与预测维修系统[C].//中国振动工程学会.机械动力学及其在工程中的应用论文集.1997:231～234.
[2]孙长建.面向远程故障诊断的物流设备数据采集与监控系统设计[D].西南科技大学,2017.
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