分散式製造系統

現代信息和網路技術的飛速發展，給機械製造業的各個領域帶來了巨大的變革，使生產效率有了很大的提高，但無論自動化程度達到何種先進的水平，目前仍然無法保證設備管理的“無故障”生產。設備的維修也是不可避免的。尤甚是隨著製造系統的高度自動化、智能化和設備功能的日趨複雜化，設備維修信息的管理是一項複雜而繁重的工作，只靠人工的管理是不可靠的，而且沒有系統的管理也很難實現把數據轉化為信息。針對目前不少工廠設備維修信息管理狀況，設計了該維修信息管理系統，不僅可以保證故障信息的實時傳輸和故障的及時維修，把維修費用降低而且可以對繁雜的維修數據進行系統的管理，提取特徵信息。該系統主要包括故障信息的實時監控、故障信息的傳輸以及相關的資料庫管理。一 系統的結構體系

該系統主要針對分散式製造系統中的維修問題，整個結構體系是基於工廠或企業內部區域網的，採用 Client/Server 結構模式，工廠的各個部門通過網路緊密相連，保證故障信息傳輸的實時性和維修操作的快速性，把生產的損失降到最低。其中伺服器分為應用伺服器和資料庫伺服器即三層體系結構，三層體系結構中，客戶（請求信息）、服務（處理請求）和數據（被操作）被物理地隔離。這樣的結構體系比較靈活，有利於系統擴展，而且具有更好的移植性，可以跨不同類型的平台工作。

伺服器是整個系統的核心，主要功能是處理網路命令、接受客戶端的連接請求、訪問資料庫伺服器返回客戶端的查詢信息等。使用了多線程同步技術來確保為多個客戶端同時提供服務的準確性，並且提供了日誌記錄功能。

客戶端主要有監控終端、維修部門和生產計劃部門、採購部門、財會部門等，都可以從該系統的資料庫中獲取相關的信息，這樣使得設備的維修部門不再孤立於生產鏈之外，而是與其他部門相互通訊，使企業真正成為一個閉環管理系統。同時為了保證整個系統的安全性和可靠性，系統設置了客戶端的登陸許可權，不同級別的用戶界面功能不同。監控終端的功能是實時的監控設備的故障狀況，並且傳送故障通知，接收故障回複信息，核實故障修複信息，維修記錄輸入資料庫。

二、系統功能模塊

該系統主要分為四個功能模塊，分別為資料庫管理、故障信息的獲取和傳送、故障修復后信息核實、信息查詢和統計模塊。下面分別介紹這幾個模塊的功能。

1 、資料庫管理模塊

設備故障信息主要是設備發生故障的時間、地點、故障原因、現象、維修費用等，但是要對維修信息形成系統的管理，只管理故障信息是不夠的，必須對設備的相關信息如感測器、重要的零配件等進行系統化的管理，只有這樣才能形成一個較為完善的設備維修信息管理系統。

該功能模塊獨立於系統中的其他客戶端模塊，原因是系統採用的資料庫管理系統本身就是 C/S 模式，把僅對資料庫表的基本操作分離出來，不必通過應用伺服器和其他客戶端通訊，這樣可減輕應用伺服器的負荷，提高系統中其他客戶端的訪問速度。

基本庫提供一些靜態的基本數據，這些數據在該系統中改動較少或者不變化，但又是該系統管理必不可少的基本信息，便於在查詢模塊中以不同的方式查詢、統計等。此外設備管理人員或操作人員的人事變動情況、都要及時更新資料庫，以確保庫中保存的信息的準確性。

動態庫中維修信息的管理子模塊是核心，它記錄歷史發生的故障時間、部位，感測器檢測到的信息，故障歷時、現象、原因等一些重要數據。可以為故障診斷專家系統的自學習提供必要知識。這部分的信息可以在客戶端登陸並以不同的方式查詢。其次，零部件的管理是針對該故障維修中更換的重要零配件的情況進行詳細記錄。在該系統中對零配件的管理設計專門的子系統，對其出庫信息、入庫信息和現有的庫存量都進行詳細的記錄和特徵顯示，當現有的庫存量大於設定的最大數量或者小於最小的設定量時，以不同的顏色進行警告顯示，這樣即可以保證生產的連續性、安全性、又不導致過多的積壓而浪費資金。維修人員還可以從其他的客戶端界面中查詢庫存信息，於維修人員的決策操作，盡量減少維修時間。第三，維修計劃對設備進行定期檢修而制定的計劃，需要根據故障歷史記錄來制定合適的計劃，這些信息都保存在資料庫伺服器中，維修人員可以從客戶端登陸查詢。

系統維護主要是針對該系統數據的維護，而整個資料庫系統的維護由資料庫管理員管理。這裡的備份和回復操作主要是在一些重要的操作之前、後進行的，防止工作人員的誤操作行為而造成數據的丟失或數據結構的破壞。對該資料庫系統的基本操作有查詢、添加、刪除和修改，使該系統具有一定的靈活性，這裡的查詢只提供一些基本的功能，主要是為了便於添加、刪除和修改，主要的查詢功能在查詢模塊中介紹。

用戶的許可權管理是針對該系統的客戶端的用戶級別、用戶名和密碼進行驗證，新用戶的賬號申請、密碼維護和許可權的分配。這也是確保系統安全性的重要的一個環節。

2 、故障信息的獲取和傳送

該模塊主要提供和數據採集及分析模塊的介面，使該系統具有可擴展性。故障診斷模塊對採集到的數據進行診斷，並將處理后的數據文件送到終端指定的目錄或者資料庫中，該文中包含設備號、感測器號和採集的數據等必要信息，分為故障信號文件和正常的信號文件，對每一個故障都保存相關的前後幾個周期的檢測信號，以便於維修人員參考，快速診斷故障原因。

監控終端分為人工監控和自動監控兩種方式，以人工監控為主，人工監控需要報告的故障信息包括設備和感測器編號、故障描述，有選擇附帶檢測的數據文件，通過應用伺服器為中介發送到維修部門；自動監控是輔助的監控方式，主要是為了預防設備臨時無人監控的情況，無法及時報告故障信息而設計的，它是通過一個系統定時器來定時檢測是否有新的故障數據，若有則自動傳送到維修部門並顯示故障信號圖。

故障信息通過應用伺服器向相關部門傳送，具有不同許可權的部門，對故障的處理的功能不同，只有維修部門才有許可權分析並回復故障信息，採取決策操作；同時應用伺服器向資料庫伺服器中記錄該故障的一部分信息。

3 、故障修復后信息核實

當終端的故障信息在網路傳輸的過程中，伺服器已經向資料庫中記錄了該條故障的一部分相關信息，如設備和感測器編號、故障的發生時間和現象描述等。在終端接收到的故障回複信息中包括了決策人員、採取的維修方式、回復時間、故障編號。維修操作完成後要對維修信息進行核實，包括設備的故障原因、處理結果、故障歷時，維修費用、操作人員和該故障相關的檢測數據文件，這樣才完成一條完整的維修記錄。故障記錄分兩步寫入資料庫主要是為了減輕網路數據傳輸的負荷，也保證數據在傳輸過程中的安生，以保證維修信息的閉環管理。工作流程如圖 2 所示。

4 、信息查詢模塊

信息查詢功能主要是在各個客戶端，為不同級別的用戶提供相應的信息，包括設備的基本信息和故障信息、感測器信息、人員信息和車間信息。每一類信息的查詢又可以根據用戶的需要採取多種方式，如設備的故障歷史查詢分為按設備名稱、按故障時間、維修費用或維修周期多種方式查詢。

該模塊也包括信息統計功能，主要有按車間統計設備的相關信息，如某車間的設備總數、設備資產總值、不同類別設備的數量；維修信息的統計，包某個車間或某台設備在一定時期的故障頻率、故障停機時間、維修總費用及月平均費用等。這些信息主要是為企業中的其他部門提供信息，如生產計劃部門在制定生產能力需求計劃時，需要從該系統中獲得相關的數據；設備管理部門也要通過這些信息來制定設備的維護保養計劃等。

三、系統實現

開發平台為 Windows2000 ，系統的開發語言環境採用 VisualC++6.0 ，主要考慮系統的快速響應性，便於維修信息在工廠或企業的不同部門之間進行信息傳遞，而且 C++ 語言的底層開發性能好，有利於提高程序的整體性能。

後台數據選擇了 oracle ，這是利用工廠現有的條件，而且 oracle 是一種對象關係型的資料庫管理系統，建立在易於理解的關係模型之上的。同時它也是世界上使用最廣泛的資料庫，可以運行在各種計算機上。它提供的豐富功能使數據系統維護簡單而且可移植性好。

該系統與資料庫介面方式採取 ODBC ，主要是考慮不同的企業對資料庫平台的選擇，為使作不同的資料庫管理系統提供方便。

四、結論

設備維修信息管理系統是一個基於網路的 C/S 結構體系，可以實現企業內部各部門之間與設備維修部門緊密聯繫。可保證故障信息傳送的實時性和提高故障診斷的快速性，而且隨時為生產決策部門提供設備的運行狀況，有利於對設備缺少的一個環節。

該管理系統已經在某軍工企業試用，它代替了人工對維修信息的簡單記錄管理，改善了以前的設備故障信息傳送不及時、維修效率低的狀況。