吳 英，吳文輝

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴冶智能工廠項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“貴冶智能工廠”），是江銅集團(tuán)2016年積極響應(yīng)工信部（工業(yè)和信息化部）《關(guān)于開(kāi)展智能制造試點(diǎn)示范2016專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)的通知》申報(bào)并通過(guò)的“銅冶煉智能工廠試點(diǎn)示范”項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在通過(guò)信息化、智能化、自動(dòng)化等手段，幫助江銅貴溪冶煉廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“貴冶”） 逐步實(shí)現(xiàn)銅冶煉生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)全流程、全領(lǐng)域的集成優(yōu)化與協(xié)同運(yùn)作，強(qiáng)化制造成本與產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)過(guò)程安全可控，促進(jìn)工廠改造升級(jí)、降耗節(jié)能、提質(zhì)增效，全面提升工廠管控水平和能力，進(jìn)一步將貴冶打造成為銅冶煉行業(yè)內(nèi)具有示范引領(lǐng)作用的“智慧冶煉”標(biāo)桿工廠［1］。

貴冶智能工廠一期項(xiàng)目建設(shè)重點(diǎn)完成了基礎(chǔ)數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，數(shù)據(jù)中心建設(shè)，搭建了統(tǒng)一的智能工廠系統(tǒng)框架、構(gòu)建了涵蓋生產(chǎn)、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、質(zhì)檢、化驗(yàn)、設(shè)備、安環(huán)、能源等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)支撐平臺(tái)，同時(shí)穩(wěn)步推進(jìn)了幾個(gè)成熟的自動(dòng)化項(xiàng)目改造。“貴冶設(shè)備管理系統(tǒng)”作為貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中一個(gè)重要子系統(tǒng)，涉及到貴溪冶煉廠設(shè)備日常運(yùn)營(yíng)管理，如何對(duì)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)管理，保證設(shè)備、裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定、安全、高效率運(yùn)行，設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)工作就非常關(guān)鍵。本文將結(jié)合貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)際過(guò)程談?wù)動(dòng)嘘P(guān)設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

2 建設(shè)目標(biāo)

貴冶設(shè)備系統(tǒng)根據(jù)貴冶智能工廠總體建設(shè)目標(biāo)制定如下建設(shè)目標(biāo)。

（1）規(guī)范管理和流程，對(duì)現(xiàn)行設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化完善，通過(guò)信息共享關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理追蹤可溯。

（2）支持全方位、全生命周期的設(shè)備管理，構(gòu)建多維度維修費(fèi)用管控體系，實(shí)現(xiàn)設(shè)備費(fèi)用的最優(yōu)化使用和工廠經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

（3）強(qiáng)化狀態(tài)管理，支持構(gòu)建全員參與、協(xié)作高效的設(shè)備維修保障體系，提升設(shè)備保障能力。

（4）實(shí)現(xiàn)工廠設(shè)備資產(chǎn)賬務(wù)實(shí)物一致，確保數(shù)據(jù)來(lái)源規(guī)范一致，數(shù)據(jù)收集及時(shí)高效，數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確有效。

3 設(shè)計(jì)原則

設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要遵循以下原則。

（1）實(shí)用性原則。通過(guò)量身打造、界面統(tǒng)一、易學(xué)好用、移動(dòng)辦公來(lái)體現(xiàn)。

（2）先進(jìn)性原則。通過(guò)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、系統(tǒng)框架、成熟的新技術(shù)、新方法、新手段應(yīng)用來(lái)體現(xiàn)。

（3）穩(wěn)定性原則。通過(guò)異步處理機(jī)制支持高并發(fā)、頁(yè)面多級(jí)緩存和靜態(tài)化機(jī)制、應(yīng)用系統(tǒng)良好的容錯(cuò)性能來(lái)體現(xiàn)。

（4）安全性原則。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安全（防火墻、網(wǎng)絡(luò)登錄等）、系統(tǒng)安全（木馬、防毒、殺毒、防黑客、防抵賴(lài)等措施）、應(yīng)用安全（身份識(shí)別和認(rèn)證，多種認(rèn)證機(jī)制、密碼保護(hù)等）、數(shù)據(jù)安全（數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)審計(jì)等）等措施來(lái)體現(xiàn)。

（5）擴(kuò)展性原則。通過(guò)硬件配置化的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)接口、應(yīng)用服務(wù)、網(wǎng)址訪問(wèn)、數(shù)據(jù)和緩存采用分布式機(jī)制、業(yè)務(wù)功能可配、統(tǒng)計(jì)報(bào)表可自定義等來(lái)體現(xiàn)。

4 系統(tǒng)架構(gòu)

貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)圍繞 “一個(gè)平臺(tái)，二大標(biāo)準(zhǔn)體系，六大業(yè)務(wù)系統(tǒng)”建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)［2］，“一個(gè)平臺(tái)”是指統(tǒng)一的貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)框架平臺(tái)，“二大標(biāo)準(zhǔn)體系” 是指技術(shù)支持體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，“六大業(yè)務(wù)系統(tǒng)” 是指生產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈管理、安環(huán)管理、能源管理、設(shè)備管理、輔助決策六大系統(tǒng)。整體規(guī)劃通過(guò)過(guò)程控制、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和分析決策三層應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全面精細(xì)化、精準(zhǔn)化、自動(dòng)化的管理控制。貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1。

圖1 貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

5 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

設(shè)備管理系統(tǒng)從規(guī)劃好的設(shè)備基礎(chǔ)管理、設(shè)備運(yùn)行管理、設(shè)備維護(hù)管理、設(shè)備三維應(yīng)用四個(gè)方面進(jìn)行功能細(xì)化，一期建設(shè)中只包含設(shè)備基礎(chǔ)管理、設(shè)備運(yùn)行管理、設(shè)備維護(hù)管理三大模塊。

5.1 設(shè)備基礎(chǔ)管理

（1） 基礎(chǔ)信息。設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如：設(shè)備類(lèi)別、設(shè)備狀態(tài)、檢修類(lèi)別、故障分類(lèi)等。

（2）臺(tái)賬管理。建立設(shè)備卡片信息、根據(jù)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)條件生成各種臺(tái)賬。

（3） 檔案管理。集成設(shè)備相關(guān)所有管理數(shù)據(jù)記錄，包括靜態(tài)信息（設(shè)備卡片、附屬設(shè)備表、隨機(jī)附件與工具表、隨機(jī)資料表、設(shè)備備件與易耗件表、設(shè)備參數(shù)表等）和動(dòng)態(tài)信息（設(shè)備變動(dòng)記錄、事故記錄、故障記錄、點(diǎn)檢記錄、潤(rùn)滑記錄、日常維修記錄、月修記錄、定修記錄、年修記錄），形成完備的設(shè)備管理檔案，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析；

（4）標(biāo)準(zhǔn)管理。制定設(shè)備各種標(biāo)準(zhǔn)體系（點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)、潤(rùn)滑標(biāo)準(zhǔn)、維修保準(zhǔn)、定額標(biāo)準(zhǔn)等）。

（5）量器檢定。對(duì)計(jì)量器具、儀器儀表登記、保存、報(bào)廢、并按周期進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)等業(yè)務(wù)處理。

（6）資料庫(kù)管理。對(duì)廠級(jí)有關(guān)設(shè)備管理的規(guī)章制度、故障報(bào)告、設(shè)備簡(jiǎn)報(bào)、通知等一些公文信息進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范的發(fā)文處理。

5.2 設(shè)備運(yùn)行管理

運(yùn)行數(shù)據(jù)采集。通過(guò)DCS、PLC、傳感器采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，PI數(shù)據(jù)庫(kù)需要從3萬(wàn)點(diǎn)擴(kuò)充到10萬(wàn)點(diǎn)。

5.3 設(shè)備維護(hù)管理

（1） 點(diǎn)巡檢管理。對(duì)已有的PMS點(diǎn)巡檢管理系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)充，覆蓋司控、廠控、車(chē)間重點(diǎn)設(shè)備，增加測(cè)點(diǎn)，配置電子標(biāo)簽、測(cè)振儀、抄表儀（支持拍照、無(wú)線(xiàn)傳輸功能）。

（2）潤(rùn)滑管理。結(jié)合貴冶檢潤(rùn)滑管理流程，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)設(shè)備潤(rùn)滑記錄、潤(rùn)滑管理進(jìn)行采集整理，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑管理電子化管理。

（3）檢修管理。結(jié)合貴冶檢修定額管理流程、結(jié)算要求、考核辦法，對(duì)檢修委托書(shū)填報(bào)、審核、流轉(zhuǎn)、結(jié)算等實(shí)現(xiàn)全流程電子化。

（4）質(zhì)量投訴管理。對(duì)檢修工作質(zhì)量、備品備件質(zhì)量進(jìn)行分析、反饋、投訴、仲裁。

（5）檢修成本分析。系統(tǒng)對(duì)設(shè)備維修期間的人工、機(jī)械臺(tái)班、材料成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和管理。

6 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)采用PC App (電腦端應(yīng)用)+ Mobile App(移動(dòng)應(yīng)用)相結(jié)合，采用 B（瀏覽器）/S（服務(wù)器）架構(gòu)，就是客戶(hù)端統(tǒng)一為Web瀏覽器，通過(guò)Web瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求，由Web服務(wù)器進(jìn)行處理，并把處理結(jié)果返回給客戶(hù)端，在這種架構(gòu)下，用戶(hù)工作界面是通過(guò)Web瀏覽器來(lái)實(shí)現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端(Server)實(shí)現(xiàn)， B/S架構(gòu)是Web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，Web瀏覽器是客戶(hù)端最主要的應(yīng)用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶(hù)端，將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用［3］。這樣應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作就分為瀏覽器頁(yè)面開(kāi)發(fā)和服務(wù)器端程序開(kāi)發(fā)。貴冶智能工廠一期應(yīng)用系統(tǒng)各業(yè)務(wù)領(lǐng)域PC App（電腦端應(yīng)用）和 Mobile App（移動(dòng)應(yīng)用）都是基于統(tǒng)一的貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)框架平臺(tái)，分別采用前端框架、后端框架或Mobile移動(dòng)端框架來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)。

6.1 平臺(tái)建立

貴冶智能工廠選用用友企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)（iUAP）作為應(yīng)用系統(tǒng)框架平臺(tái)。iUAP平臺(tái)包括了開(kāi)發(fā)平臺(tái)、應(yīng)用平臺(tái)、企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)、輕量級(jí)平臺(tái)、集成平臺(tái)、運(yùn)行平臺(tái)、移動(dòng)平臺(tái)、社交平臺(tái)、商業(yè)分析平臺(tái)、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、云管理平臺(tái)等多個(gè)系列平臺(tái)產(chǎn)品，能夠全方位幫助貴冶實(shí)現(xiàn)智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)框架平臺(tái)的搭建，并按照一體化思想，構(gòu)建好涵蓋生產(chǎn)、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、質(zhì)檢、化驗(yàn)、設(shè)備、安環(huán)、能源等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域統(tǒng)一的應(yīng)用系統(tǒng)集成支撐平臺(tái)。在實(shí)際建設(shè)中主要選取了開(kāi)發(fā)平臺(tái)、應(yīng)用平臺(tái)、移動(dòng)平臺(tái)、集成平臺(tái)和數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，各平臺(tái)實(shí)際應(yīng)用如下。

開(kāi)發(fā)平臺(tái)：開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)PC App （電腦端應(yīng)用）；

應(yīng)用平臺(tái)：快速構(gòu)建通用業(yè)務(wù)功能，如：認(rèn)證、權(quán)限、調(diào)度任務(wù)、業(yè)務(wù)日志、公式、安全日志、國(guó)際化、打印、報(bào)表、公式、流程、菜單等；

移動(dòng)平臺(tái)：開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)Mobile App（移動(dòng)應(yīng)用），并Mobile App(移動(dòng)應(yīng)用)部署和管理；

集成平臺(tái)：對(duì)不同應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成 ；

數(shù)據(jù)處理平臺(tái)：對(duì)不同數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成。

6.2 PC App （電腦端應(yīng)用）實(shí)現(xiàn)

貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)中PC App （電腦端應(yīng)用）所有功能模塊都是通過(guò)統(tǒng)一的應(yīng)用平臺(tái)前端框架實(shí)現(xiàn)其瀏覽器頁(yè)面、后端框架實(shí)現(xiàn)頁(yè)面對(duì)應(yīng)的邏輯處理工作來(lái)完成的。

前端頁(yè)面實(shí)現(xiàn)

采用基于React的tinper-react開(kāi)發(fā)框架［4］，利用框架中可視化設(shè)計(jì)器，前端組件庫(kù)tinper-bee 快速構(gòu)建出應(yīng)用系統(tǒng)瀏覽器頁(yè)面，主要進(jìn)行是 html 、javascript、css編碼開(kāi)發(fā) 。

后臺(tái)服務(wù)器端開(kāi)發(fā)

采用spring MVC框架［5］，基于Java實(shí)現(xiàn)Web MVC設(shè)計(jì)模式，采用可視化設(shè)計(jì)器對(duì)前端頁(yè)面的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行實(shí)現(xiàn),主要進(jìn)行的是Java 編程。

6.3 Mobile App（移動(dòng)應(yīng)用）實(shí)現(xiàn)

貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)中有關(guān)移動(dòng)應(yīng)用都是通過(guò)Mobile移動(dòng)應(yīng)用框架來(lái)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)。Mobile邏輯框架如圖2所示。

Mobile移動(dòng)應(yīng)用框架主要包括移動(dòng)應(yīng)用商店、移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)、移動(dòng)設(shè)備框架、安全、管理工具以及移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器。移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)包含了移動(dòng)UI開(kāi)發(fā)工具、編程模型、渲染引擎等便于開(kāi)發(fā)的組件。移動(dòng)應(yīng)用框架提供了數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用適配器、流程引擎適配、消息服務(wù)適配以及企業(yè)安全管理、設(shè)備管理、傳輸管理等功能。平臺(tái)支持豐富的移動(dòng)設(shè)備和不同的訪問(wèn)方式，移動(dòng)設(shè)備的訪問(wèn)經(jīng)過(guò)前端處理后，轉(zhuǎn)換成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，以安全加密的方式與移動(dòng)服務(wù)器交互，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換還原業(yè)務(wù)請(qǐng)求，配合移動(dòng)服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)或者與應(yīng)用平臺(tái)上的企業(yè)產(chǎn)品協(xié)同完成業(yè)務(wù)請(qǐng)求，同時(shí)發(fā)送回執(zhí)給發(fā)送訪問(wèn)請(qǐng)求的移動(dòng)設(shè)備［6］。

移動(dòng)端模塊實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程是首先利用 mobile移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)端應(yīng)用UI界面和使用控件頁(yè)面實(shí)現(xiàn)，第二步編寫(xiě)頁(yè)面對(duì)應(yīng)的后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯（javascript/ava編程），第三步編寫(xiě)前后臺(tái)交互（javascript 編程），第四步利用MA SERVER 進(jìn)行部署，第五步利用移動(dòng)管理工具進(jìn)行管理。

7 結(jié)語(yǔ)

貴冶智能工廠設(shè)備管理系統(tǒng)（一期）已經(jīng)完成，并已上線(xiàn)使用，能夠更加方便全面、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確掌握關(guān)鍵設(shè)備動(dòng)態(tài)信息，在點(diǎn)巡檢、設(shè)備維修、故障排除、事故處理、數(shù)據(jù)共享等各方面也得到了加強(qiáng)，但有些模塊在利用新手段方面并沒(méi)有達(dá)到理想預(yù)期，下一步將總結(jié)新技術(shù)、新方法、新手段引入系統(tǒng)效率、效益分析，并持續(xù)優(yōu)化設(shè)備管理模塊，并進(jìn)一步探討研究設(shè)備的3D應(yīng)用。