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

0 引 言

隨著全球工業(yè)信息化進(jìn)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(diǎn)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(diǎn) [1]。傳統(tǒng)的設(shè)備點(diǎn)檢是工作人員攜帶點(diǎn)檢本逐個(gè)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢查并記錄 ；設(shè)備管理人員定期查閱點(diǎn)檢記錄本，對(duì)設(shè)備隱患進(jìn)行排查。整個(gè)過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)存在點(diǎn)檢人員未去設(shè)備處點(diǎn)檢只填寫(xiě)記錄的問(wèn)題。另一方面，傳統(tǒng)點(diǎn)檢方式僅僅只是對(duì)數(shù)據(jù)的記錄與累計(jì)，面對(duì)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(jì)分析異常困難 ；維修人員處理設(shè)備故障時(shí)，只能逐本查閱設(shè)備點(diǎn)檢本，設(shè)備管理與維護(hù)效率低下。

針對(duì)傳統(tǒng)點(diǎn)檢存在的問(wèn)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(diǎn)檢管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)設(shè)備的智能點(diǎn)檢，方便及時(shí)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(jìn)行。

1 設(shè)備點(diǎn)檢管理系統(tǒng)構(gòu)成

設(shè)備點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)檢信息綁定，標(biāo)簽貼于設(shè)備上 ；手持點(diǎn)檢儀上安裝開(kāi)發(fā)的點(diǎn)檢 APP，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上下載點(diǎn)檢任務(wù) ；通過(guò)感應(yīng) NFC 標(biāo)簽激活手持點(diǎn)檢儀上的點(diǎn)檢任務(wù)，點(diǎn)檢完成后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將點(diǎn)檢結(jié)果上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器 ；通過(guò)無(wú)盤(pán)終端登錄設(shè)備點(diǎn)檢管理系統(tǒng)查看點(diǎn)檢結(jié)果并對(duì)異常設(shè)備故障進(jìn)行處理。

2 設(shè)備點(diǎn)檢管理系統(tǒng)硬件組成

設(shè)備點(diǎn)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(diǎn)檢儀、NFC 標(biāo)簽完成企業(yè)內(nèi)部各車(chē)間設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集。 

（2）傳輸層通過(guò)無(wú)線路由器將采集的信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。 

（3）應(yīng)用層由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及終端機(jī)等構(gòu)成，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器作為系統(tǒng)硬件核心，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢任務(wù)的生成及存儲(chǔ)，終端機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的前期處理及上傳數(shù)據(jù)的后臺(tái)分析，為終端機(jī)各級(jí)訪問(wèn)人員及管理部門(mén)提供遠(yuǎn)程訪問(wèn)與管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步共享。

3 系統(tǒng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)

3.1 系統(tǒng)應(yīng)用軟件架構(gòu)

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

設(shè)備點(diǎn)檢系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)基于 springMVC 的 Eclipse 開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用 Java 語(yǔ)言編寫(xiě)后臺(tái)應(yīng)用，采用 jquery+bootstrap制作前臺(tái)，采用 Ajax 技術(shù)實(shí)現(xiàn)前后臺(tái)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(yùn)行于安裝有 IE8 及以上瀏覽器的服務(wù)器，點(diǎn)檢 APP應(yīng)用軟件安裝于安卓 4.0 以上的平臺(tái)。

3.2 服務(wù)器控制軟件設(shè)計(jì)

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(tái)支持層、業(yè)務(wù)邏輯層、系統(tǒng)管理表現(xiàn)層）進(jìn)行服務(wù)器端的設(shè)備點(diǎn)檢管理模塊開(kāi)發(fā) [4]。服務(wù)器控制軟件不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)點(diǎn)檢路徑和采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及管理，還擁有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、管理在線用戶的功能，是控制系統(tǒng)的核心。設(shè)備點(diǎn)檢管理服務(wù)器控制軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖 4 所示。

3.3 手持點(diǎn)檢儀 APP 軟件設(shè)計(jì)

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

3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

點(diǎn)檢數(shù)據(jù)庫(kù)采用 SQL Server2008 R2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。設(shè)備點(diǎn)檢數(shù)據(jù)庫(kù)是在設(shè)備點(diǎn)檢工作中，以計(jì)算機(jī)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(kù)表格，用于設(shè)備點(diǎn)檢管理系統(tǒng)軟件中相關(guān)業(yè)務(wù)存儲(chǔ)、檢索和運(yùn)算等操作是設(shè)備點(diǎn)檢管理系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 6 所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)和 NFC 技術(shù)的稀有金屬加工設(shè)備點(diǎn)檢管理系統(tǒng)為企業(yè)提供了一套信息化設(shè)備點(diǎn)檢管理平臺(tái)，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地傳遞設(shè)備點(diǎn)檢和狀態(tài)信息 [6]，實(shí)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(yùn)行在良好技術(shù)狀態(tài)下，確保企業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)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(duì)于消防檢查、物業(yè)管理等領(lǐng)域的管理具有借鑒意義。