基于云端的设备状态监控、故障预警和诊断的全寿命管理系统

基于云端的设备状态监控、故障预警和诊断的全寿命管理系统1、目的了解和掌握设备在使用过程中的状况，确定其整体或局部是正常或者异常，及时发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势，并能通过互联网技术、云数据和计算技术，做到设备全寿命管理和日常维护工作。国内外对机械设备的维护大多采用计划维护，在部分的使用环境下这样的维修计划很不合理，并且造成使用者运营成本增加的情况。这样的计划会导致不该维修的修了，该维修的修了，不仅费时花钱，甚至会降低设备工作的性能、设备的寿命。设备的全寿命管理是在设备的诊断和设备的数据采集后经过大量分析、计算，在设备的使用年限内对设备进行预先维修、设备状态保养、故障诊断的科学数据化管理。设备的实时工控监控与故障诊断是这套系统的核心。2、内容设备状态信息数据采集系统。设备物联网传输系统。基于云技术的数据分析、诊断系统。基于手机、PC系统的客户端预约、诊断系统。3、技术3.1采集系统通过测取设备的信号来识别设备的状态，因为只有有效识别设备的相关状态，才有可能提取有效的设备状态信息。正确的选择与测取有关状态的特征信号是这套设备的基础。主要包括：机械结构运行数据包括：震动监测数据；承故障监测数据；齿轮箱故障数据；润滑系统检测数据；运行载荷监测数据；电气系统运行数据包括：运行电源数据；运行温度监测数据；运行次数数据；运行时间数据；变频、伺服控制运行数据；3.2物联网传输采用通过互联网、传统电信网络等信息传输载体，把所有检测设备、云服务、手持终端等设备连接起来。3.3云技术采用云技术对采集的数据进行最后分析，完成以下工作：设备故障征兆分析和管理；设备故障状态分析和管理；设备保养征兆分析和管理；设备保养状态分析和管理；设备使用寿命数据分析和管理；设备维护报告自动生成功能；客户信息数据库；客户订单结算功能；维修人员管理功能；备品备件报价功能；云存储计算系统由大容量、多组数据服务器组成，同时为大量用户服务，因此云计算系统采用分布式存储的方式存储数据，用冗余存储的方式保证数据的可靠性。存储的信息主要有：客户设备信息，包括设备参数、设备使用数据、维修数据、设备保养数据、设备检验数据，客户偏好信息数据、客户备品备件信息等。维护人员信息，包括操作证明信息、身份信息、通讯信息、维护次数信息、维护评价信息等。通用备品备件信息，可替代备品备件信息等。3.4终端包括客户端、维修人员APK、管理软件组成。3.4.1客户端客户端的使用人群主要是，销售和使用单位为主。客户端主要分为两种：第一种为PC客户端；第二种为手机客户端，支持Android系统。主要为客户提供以下信息。提供设备运行信息主要信息为客户使用数据，维护周期，故障报警等功能。设备报检功能客户可以通过客户端了解设备报检信息，预约报检等功能。设备报修功能具有设备维修记录功能，包括：故障原因、更换记录、时间记录、维修人员工号等功能。行业信息推荐行业动态，公司推广、可以进行引领式消费作用。设备定位功能使用单位可以发送定位信息给前来维修、人员。备品备件采购云端可以根据设备的使用状况，推荐备品备件。使用单位可以选择推荐购买、或者给定型号进行购买。维修报价维修报价的价格分为人工费、材料费、交通费等。维修款项支付采用支付宝等支付平台或者银行卡进行支付。服务评价材料评价、服务评价（包含：优、中、差。）等。3.4.2维修人员APK这里的维修人员终端主要是指：公司外聘或者其他有维修资格的个人。下载APK在手机打开后进入注册，注册需要维修资格证招聘、身份证信息、联系电话，这些信息需要公司进行审核后，维修业务才能进行激活状态。设备维修订单提示当有维修单位进行维修设备报单时，客户端订栏提示相应的维修订单。设备维修订单抢单后台依据报单的定位信息，在一定范围内给所有的维修人员进行维修订单提示。设备维修故障结论维修人员在维修完设备后再客户端上对故障原因、故障点照片进行分析，并作出设备故障结论，上传客户（客户端可以自动形成PDF文档）。这是维修费收款项的前提。维修费用收款维修款项包含维修人员质保金，为期1个月左右（可根据客户端推广进度进行调整）。3.4.3管理软件管理软件具有整套设备管理的最高权限，所有的设备数据信息都可以在该软件上查询，并且进行数据的分析和管理。主要功能：设备状态信息查询。包括使用数据、位置信息、检修信息、使用时间等。设备状态分析频谱。包括机械结构、电气系统、故障频率等。设备征兆故障提示和报警功能。设备故障数据提示和报警功能。设备保养建议信息功能。设备使用寿命分析报告。信息广播功能。客户信息采集功能。4.发展方向制造业的互联网化、信息化、数据化将是未来制造业的发展趋势，未来产品的研发方向，其实体物理属性的主导性将逐渐减弱，而更多的将是扮演互联网接口、信息及数据的采集与传输的角色，起重器未来的方向就可以成为扮演互联网的一个终端。企业产品借助物联网、云计算、大数据、移动通讯等互联网技术，会创造新的制造业和服务发展的生态链。此方案的重点主要在于生态链的建设方面，包括：制造商、销售、客户、服务人员。云智能设备维护平台产业生态链5.方案特色方案集合了PLC、变频器等数据采集编码与本地数据服务器、电脑、手机APP进行实时连接监控的方案。通过云智能监控系统上网，利用宽带、GPRS、3G、4G等多种上网方式，将远程设备的数据传输到本地服务器上进行显示、处理、存储、监管，实现设备数据远程读取、远程故障诊断、短信报警、设备远程程序配置和监控等，做到设备全寿命管理和日常维护工作。1、及时了解设备的现场运行状态，实时记录设备运行数据，第一时间能掌握设备故障，实现厂家人员及时和专业的售后服务人员取得联系。2、出于节能以及精细化管理的需求，需要整理和搜集大量的设备运行数据，为设备的能源管理和节能改造提供数据支持。为了实现远程监控，利用通信的方式，将现场的实时数据、运行状态和故障状态传递到远方终端，以实现对现场设备的远程监控和维护。云智能远程监控方案，可以实现厂家大量设备的远程实时监控，读写设备的数据，获取大量设备运行数据，及时了解设备的运行故障状态，改善厂家的售后服务质量、技术研发使用等环节，用户使用简单，对网络要求低，可实现大量设备的同时在线。1、可以改善售后服务环节，在公司内即可知道各个设备的运行和故障状态，并且可以实现远程程序监控和调试，及时了解和解决设备故障，提高售后服务的效率以及质量，节省大量因差旅产生的时间和资金；2、可以通过搜集、整理和挖掘设备运行的数据，及时了解产品技术参数和运行数据，为能源管理和节能改造提供大量数据支持。通过云端数据分析，这套系统有着专业的设备故障诊断措施，系统能正确的根绝状态分析作出决策，干预设备及其工作进程，以保障设备可靠、高效地发挥其功能。设备诊断过程使用单位随时随地的用手机就可以进行设备的维修和维护工作，采用物互联技术，使得设备维护时间大量缩短，给客户带来更大的经济价值。6.方案优势1、可以实现理论上无限台设备的同时连接，不受空间限制；2、可以实现不同人员的权限管理，不同的售后人员、研发人员等拥有不同的权限。3、数据查看方式简单，无论在公司还是在家里，只需手机或者计算机联网即可查看。4、具备故障报警手机短信发送功能，及时了解和处理设备的故障情况.5、现场只需具备以太网或者手机信号上网条件即可，无需设置复杂的固定IP或者域名绑定。6、具备历史数据存储、查看和导出功能。记录本地数据后上传，时间非常精确，便于故障诊断。7、可以与使用者监控中心的大型监控软件或组态软件直接连接。8、无论是企业总部还是分区域，均可全部或者部分显示相关设备的数据，网络层次清晰，组网结构简单明了。7.预计盈利备品备件销售不同设备使用厂家对性价比的需求不同，可以根据对方设备数据在报价中加入不同系数。因国内人对品牌的忠诚度不高，又追求性价比，所以这块盈利不会过于过多。维修提成款这块主要是量的问题，如果加入此平台设备越多，提成款项也就越多，但是提成点的高低直接影响到独立售后人员的积极性。定期保养费用这块是盈利的稳定来源。报检费用一站式服务，价格较为透明，盈利不高。行业广告费这块应为引导式消费，如设备发展趋势、行业资讯、产品特点卖点、设备安全案例、一些加盟厂商广告。维护加盟费用这块前期是不会有相关盈利，为了提成平台的数据量，这块前期很多时候是免费使用。8.预计推广第一阶段本厂设备维护、保养进行线上处理。第二阶段考虑到河南、山东等起重机制造大省的设备生产厂家，他们的设备在安全验收后的质保期内没有专业售后保养、维护服务，可以针对这块空白市场进行宣传，对他们设备进行免费融入维护系统中，当出现维保设备时费用另行计价（对不同的设备厂家或者根据生产厂家设备质量好坏进行折扣）。我公司的售后服务网络可以协助对方完成新设备的质保期内维修和保养，并向生产厂家收取相关维护费用。对所有独立起重机销售人员进行推广，当销售人员销售的设备需要维护时，可以通过客户端提出维护申请，我公司的售后服务网络连接售后人员进行维护，收取相应费用。为了激发销售人员的积极性，可以在维护费用收入从中划出一部分进行管理奖励。第三阶段和大设备制造厂家形成设备维护联盟，包揽其他设备厂商的设备维护工作，可以降低对方设备厂家的运营成本，并保证我公司的盈利。9.特色服务拥有专业维护队伍。维护人员持证维护，维护人员专业和职业素质高，维护人员竞争上岗（根据客户评价服务费用有所不同）；能最快的时间到达维护现场。根据客户的所在位置，智能筛选最近范围内的维护人员进行维护。价格透明，自动对设备的维护进行报价；自主预约检验，一站式服务方便客户对设备的年检工作，服务价格统一、费用透明；维修配件正规，性价比高；10.现有技术具体改造云智能监控系统的建立可以对新设备进行安装和原有设备进行升级。新设计设备不会出现过多的附件成本，主要是监控系统的价格。以下主要对原有设备进行改造进行描述。（不包含云技术）云智能监控系统的底层硬件，具有可编程逻辑控制器、可编程文本显示器功能、WIFI通讯功能、蜂窝网络通讯功能（包括GPRS、3G、4G通讯）的工业控制器作为这套系统的核心，这套设备同时提供了二次编程功能，其硬件配置功能丰富，集中的开关量输入输出端口、模拟量输入输出端口、可编程通讯端口、485通讯接口、422通讯接口、支持MODBUS通讯协议以及可编程中英文显示液晶屏界面。价格：方案1：采用一体化可编程控制器+网络通讯模块（4G），价格1800+2800人民币方案2：采用定制一体化设备5000人民币。第一种方案，部件包括了2个厂家的部件，再连上不同品牌的变频器或者其他需要通信的设备，容易出现控制元件通讯出现通讯不稳定的情况，但价格适中。第二种方案，我公司定制一体机，对未来云设备的搭建的兼容性、可控性好，并且因是定制产品，生态链比较封闭，使得设备使用者和我公司的粘连性更高。建议第二种方案。1、国产普通双梁起重机国产普通单梁起重机葫芦主要分为CD、MD葫芦，他们的控制系统主要由大车控制系统+葫芦控制系统组成，中间用电源线和控制线连接。如进行改造需要增加以下费用部分为：启动增加辅助点；大车正反接触器增加辅助点；小车接触器增加辅助点；起升接触器增加辅助点；葫芦电控箱到监控系统的电缆（拖缆）。大车控制箱到监控系统的电缆；如有变频器可以监控变频器参数，以上葫芦控制箱和大车控制箱到监控系统的电缆改为通讯电缆例如：1台LD5t-22.5m（MD葫芦）起重机改造费用如下（不含人工费）：序号名称数量价格1云智能监控系统1500024G通讯卡1300元/年3电气元件3004电控箱1300元5电源1200元6电缆30m270元7辅材安装支架、螺栓等100元总价6470元2、国产普通双梁起重机国产普通双梁起重机葫芦主要分为单钩、双钩，使用的电机主要是YZR、YZP电机，他们的控制系统主要是由主令控制器或者遥控器组成，中间用电源线和控制线连接。如进行改造需要增加以下部分费用为（其中YZR电机、凸轮控制直接换相，这种设备改造成本最高）：启动增加辅助点；增加大车接触器；增加小车接触器；增加起升接触器；控制箱到监控系统的电线；如有变频器可以监控变频器参数，以上葫芦控制箱和大车控制箱到监控系统的电缆改为通讯电缆·例如：1台QD10\5t-22.5m（MD葫芦）起重机改造费用如下（不含人工费）：序号名称数量价格1云智能监控系统1500024G通讯卡1300元/年3电气元件1500元4电控箱1400元5电源1200元6电缆200元7辅材安装支架、螺栓等100元总价6700元3、欧式普通单、双梁起重机欧式普通单、双起重机葫芦各个机构为双速控制，他们的控制系统大车