基于物聯(lián)網(wǎng)的稀有金屬加工設(shè)備點檢管理系統(tǒng)

0 引 言

隨著全球工業(yè)信息化進程的加快，企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備預(yù)防維修逐漸成為新一代設(shè)備管理理論的重要組成部分。點檢作為設(shè)備預(yù)防維修的基礎(chǔ)，也是當(dāng)前企業(yè)信息化管理的研究熱點 [1]。傳統(tǒng)的設(shè)備點檢是工作人員攜帶點檢本逐個對設(shè)備的狀態(tài)進行檢查并記錄 ；設(shè)備管理人員定期查閱點檢記錄本，對設(shè)備隱患進行排查。整個過程費時費力，同時存在點檢人員未去設(shè)備處點檢只填寫記錄的問題。另一方面，傳統(tǒng)點檢方式僅僅只是對數(shù)據(jù)的記錄與累計，面對日積月累的龐大數(shù)據(jù)量，缺乏系統(tǒng)化的智能管理手段，致使數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析異常困難 ；維修人員處理設(shè)備故障時，只能逐本查閱設(shè)備點檢本，設(shè)備管理與維護效率低下。

針對傳統(tǒng)點檢存在的問題，結(jié)合 NFC 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研究了基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備點檢管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了企業(yè)設(shè)備的智能點檢，方便及時了解設(shè)備狀態(tài)，提高設(shè)備故障的預(yù)防與治理能力，確保企業(yè)生產(chǎn)的順利進行。

1 設(shè)備點檢管理系統(tǒng)構(gòu)成

設(shè)備點檢管理系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和 NFC 技術(shù)構(gòu)建而成，包括 NFC 標(biāo)簽、手持點檢儀、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等，系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖 1 所示 [2]。將 NFC 標(biāo)簽與設(shè)備的點檢信息綁定，標(biāo)簽貼于設(shè)備上 ；手持點檢儀上安裝開發(fā)的點檢 APP，通過網(wǎng)絡(luò)從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上下載點檢任務(wù) ；通過感應(yīng) NFC 標(biāo)簽激活手持點檢儀上的點檢任務(wù)，點檢完成后，通過網(wǎng)絡(luò)將點檢結(jié)果上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器 ；通過無盤終端登錄設(shè)備點檢管理系統(tǒng)查看點檢結(jié)果并對異常設(shè)備故障進行處理。

2 設(shè)備點檢管理系統(tǒng)硬件組成

設(shè)備點檢管理系統(tǒng)硬件依托物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu) [3]，包含信息感知層、傳輸層以及應(yīng)用層，如圖 2 所示。 

（1）感知層采用手持點檢儀、NFC 標(biāo)簽完成企業(yè)內(nèi)部各車間設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集。 

（2）傳輸層通過無線路由器將采集的信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務(wù)器。 

（3）應(yīng)用層由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及終端機等構(gòu)成，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為系統(tǒng)硬件核心，實現(xiàn)點檢任務(wù)的生成及存儲，終端機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的前期處理及上傳數(shù)據(jù)的后臺分析，為終端機各級訪問人員及管理部門提供遠程訪問與管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步共享。

3 系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)

3.1 系統(tǒng)應(yīng)用軟件架構(gòu)

設(shè)備點檢管理系統(tǒng)軟件由服務(wù)器控制軟件、手持點檢儀APP、數(shù)據(jù)庫三部分組成，其軟件架構(gòu)如圖 3 所示。通過服務(wù)器控制軟件將點檢的原始信息導(dǎo)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并按照點檢任務(wù)生成規(guī)則生成點檢任務(wù)存于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中 ；手持點檢儀 APP 通過網(wǎng)絡(luò)從系統(tǒng)服務(wù)器上下載點檢任務(wù)，并將點檢后的結(jié)果上傳到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中 ；服務(wù)器控制軟件訪問數(shù)據(jù)庫即可了解設(shè)備的運行狀態(tài)。

設(shè)備點檢系統(tǒng)軟件開發(fā)基于 springMVC 的 Eclipse 開發(fā)環(huán)境，采用 Java 語言編寫后臺應(yīng)用，采用 jquery+bootstrap制作前臺，采用 Ajax 技術(shù)實現(xiàn)前后臺數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)服務(wù)器端采用 Windows2008serve+SQL Server2008 R2+tomcat8，客戶端運行于安裝有 IE8 及以上瀏覽器的服務(wù)器，點檢 APP應(yīng)用軟件安裝于安卓 4.0 以上的平臺。

3.2 服務(wù)器控制軟件設(shè)計

系統(tǒng)服務(wù)器控制軟件采用 B/S 三層架構(gòu)（基礎(chǔ)平臺支持層、業(yè)務(wù)邏輯層、系統(tǒng)管理表現(xiàn)層）進行服務(wù)器端的設(shè)備點檢管理模塊開發(fā) [4]。服務(wù)器控制軟件不僅實現(xiàn)了對點檢路徑和采集數(shù)據(jù)的存儲及管理，還擁有實時監(jiān)測、管理在線用戶的功能，是控制系統(tǒng)的核心。設(shè)備點檢管理服務(wù)器控制軟件設(shè)計架構(gòu)如圖 4 所示。

3.3 手持點檢儀 APP 軟件設(shè)計

手持點檢儀 APP 由 Android 的原生態(tài) AndroidFramework 架構(gòu)支持 [5]，由 NFC 讀寫模塊、點檢任務(wù)同步模塊、點檢結(jié)果上傳模塊、設(shè)備基本信息、點檢設(shè)備信息、點檢結(jié)果信息等數(shù)據(jù)支持模塊，以及操作界面上的點檢任務(wù)同步、點檢結(jié)果上傳、點檢任務(wù)查看、點檢結(jié)果查看、點檢結(jié)果錄入等界面模塊組成，手持點檢儀 APP 架構(gòu)如圖 5所示。

3.4 數(shù)據(jù)庫功能架構(gòu)設(shè)計

點檢數(shù)據(jù)庫采用 SQL Server2008 R2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。設(shè)備點檢數(shù)據(jù)庫是在設(shè)備點檢工作中，以計算機信息技術(shù)為手段，將工作中各環(huán)境抽象為不同的但互相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫表格，用于設(shè)備點檢管理系統(tǒng)軟件中相關(guān)業(yè)務(wù)存儲、檢索和運算等操作是設(shè)備點檢管理系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫功能架構(gòu)設(shè)計如圖 6 所示。

4 結(jié) 語

基于物聯(lián)網(wǎng)和 NFC 技術(shù)的稀有金屬加工設(shè)備點檢管理系統(tǒng)為企業(yè)提供了一套信息化設(shè)備點檢管理平臺，能夠及時、準確地傳遞設(shè)備點檢和狀態(tài)信息 [6]，實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)資源多層次共享，提高了企業(yè)設(shè)備管理效率與故障預(yù)防能力，最大限度保證生產(chǎn)設(shè)備運行在良好技術(shù)狀態(tài)下，確保企業(yè)生產(chǎn)的順利進行。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和 NFC 技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用模式對于消防檢查、物業(yè)管理等領(lǐng)域的管理具有借鑒意義。