航空機(jī)載某單位之?dāng)?shù)據(jù)采集、管控應(yīng)用實(shí)踐

發(fā)布于：2021-11-04 來源：大禹匯智

項(xiàng)目背景

航空工業(yè)機(jī)載某單位當(dāng)前試驗(yàn)/測(cè)試工作基本依靠一些簡(jiǎn)單的系統(tǒng)進(jìn)行管理，這些系統(tǒng)只具備簡(jiǎn)單的臺(tái)賬管理、進(jìn)度監(jiān)控、任務(wù)統(tǒng)計(jì)、歷史查詢等功能，缺乏專業(yè)的試驗(yàn)準(zhǔn)備工具以及任務(wù)規(guī)劃、任務(wù)排產(chǎn)、人員排班、可視化管理等功能；同時(shí)各類設(shè)備比較分散，沒有聯(lián)網(wǎng)，試驗(yàn)資源只能依靠人工紙質(zhì)方式進(jìn)行管理。不僅因?yàn)閿?shù)據(jù)信息不連通導(dǎo)致管理混亂，而且人工工作量大、效率低下，這些問題都將成為其未來科研生產(chǎn)產(chǎn)能提高的巨大障礙，工作效率也很難達(dá)到未來規(guī)劃的要求。

對(duì)該單位來說，利用自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊等先進(jìn)的技術(shù)來減輕試驗(yàn)技術(shù)人員的工作壓力、提高工作效率和釋放產(chǎn)能，搭建一套完備的試驗(yàn)測(cè)試信息化系統(tǒng)是當(dāng)務(wù)之急?；诖耍笥韰R智幫助該用戶建立了運(yùn)行穩(wěn)定、通訊可靠、操作簡(jiǎn)便、功能完備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品試驗(yàn)/測(cè)試環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化以及部分智能化，并為該單位未來建立全面的智能測(cè)試管控平臺(tái)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

用戶需求

1、設(shè)備改造需求

目前，試驗(yàn)室的各類設(shè)備共計(jì)三十多臺(tái)，各設(shè)備的控制系統(tǒng)相互獨(dú)立，設(shè)備測(cè)試數(shù)據(jù)采集主要依靠人工記錄的方式進(jìn)行，不僅效率低下，而且不利于設(shè)備數(shù)據(jù)的共享。需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行一定的硬件改造或通訊協(xié)議重新配置，實(shí)現(xiàn)全部設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，繼而給設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集甚至智能化管控打下基礎(chǔ)。

2、人工手動(dòng)工作量過多，需最大化減少人工干預(yù)環(huán)節(jié)

目前試驗(yàn)室的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、記錄、歸納、整理、出報(bào)告等工作大都是一線技術(shù)人員手動(dòng)完成，效率非常低下，嚴(yán)重影響產(chǎn)能。需要仔細(xì)梳理所有人工環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳、報(bào)告自動(dòng)生成、測(cè)試工藝自動(dòng)加載、長(zhǎng)試試驗(yàn)/壽命試驗(yàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)執(zhí)行，最大化減少人工環(huán)節(jié)，節(jié)約人力，繼而達(dá)到提高工作效率的目的。

3、集中管理和可視化顯示需求

目前試驗(yàn)室的設(shè)備比較分散，對(duì)多個(gè)試驗(yàn)設(shè)備的同步管理能力、資源配置能力較差，需要投入大量的人力資源去查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)和進(jìn)行任務(wù)排產(chǎn)等。因此實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程集中控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、任務(wù)進(jìn)度狀態(tài)的可視化展示，對(duì)試驗(yàn)技術(shù)人員來說是是迫切需要實(shí)現(xiàn)的。

4、數(shù)據(jù)管理需求

目前部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及試驗(yàn)報(bào)告的管理，還采用人工紙質(zhì)化的方式，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)積累越來越多，管理越來越困難，調(diào)取試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)很難快速的找到對(duì)應(yīng)信息，更加難于對(duì)數(shù)據(jù)開展分析和利用。本期項(xiàng)目需要實(shí)現(xiàn)涵蓋試驗(yàn)數(shù)據(jù)全生命周期的結(jié)構(gòu)化管理，為數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用提供良好的基礎(chǔ)。

建設(shè)內(nèi)容

1、三級(jí)服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，從而真正實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)業(yè)務(wù)的三級(jí)管理模式

本單位試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集及管控系統(tǒng)采用三級(jí)架構(gòu)設(shè)計(jì)和建設(shè)：

廠所試驗(yàn)業(yè)務(wù)平臺(tái)級(jí)：以我司開發(fā)的DMS-TDM系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行搭建，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)業(yè)務(wù)的全流程管理，包括試驗(yàn)任務(wù)管理、人員管理、設(shè)備資源管理、試驗(yàn)流程設(shè)計(jì)和管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理、模塊配置管理、協(xié)議配置管理以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等功能模塊；

試驗(yàn)室管控級(jí)：以我司開發(fā)的DMS-SCADA系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行搭建，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)設(shè)備全面聯(lián)網(wǎng)、試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)化采集、試驗(yàn)任務(wù)上傳下達(dá)、長(zhǎng)試試驗(yàn)/壽命試驗(yàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化執(zhí)行以及設(shè)備遠(yuǎn)程統(tǒng)一監(jiān)控管理等功能；

設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)級(jí)：由我司開發(fā)的DMS-Terminal 現(xiàn)場(chǎng)管控終端軟件來幫助現(xiàn)場(chǎng)操作人員實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)檢、填報(bào)、任務(wù)查詢、工藝審核以及信息展現(xiàn)等。

2、局域網(wǎng)建設(shè)及設(shè)備聯(lián)網(wǎng)改造

三臺(tái)服務(wù)器及一臺(tái)核心交換機(jī)放置在信息化部大樓機(jī)房，核心交換機(jī)通過單模光纜連接到質(zhì)量部大樓機(jī)房的接入層交換機(jī)，接入層交換機(jī)的網(wǎng)口一部分連接到PC機(jī)(1臺(tái)PC機(jī)連接75寸大屏)及PLC，一部分經(jīng)光電設(shè)備轉(zhuǎn)換為光口，通過多模光纜連接到每臺(tái)設(shè)備處（共計(jì)32臺(tái)設(shè)備）的光口交換機(jī)，光口交換機(jī)網(wǎng)口提供給當(dāng)前設(shè)備。

3、實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集中管理和可視化展示

對(duì)各類試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)改造后，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)設(shè)備的集中管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)警處理，并通過系統(tǒng)將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息進(jìn)行可視化展示。

4、建立統(tǒng)一的試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)

將各類試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)文檔采用統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)，統(tǒng)一試驗(yàn)數(shù)據(jù)來源，使不同用戶可以在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)上進(jìn)行各種數(shù)據(jù)操作，減少試驗(yàn)數(shù)據(jù)的出錯(cuò)率，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的利用率，同時(shí)提供對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的全方位的保護(hù)。

A、設(shè)備管理：可以進(jìn)行設(shè)備信息錄入、設(shè)備采集終端界面的調(diào)用，進(jìn)行設(shè)備切電/復(fù)位、設(shè)備遠(yuǎn)程/本地、設(shè)備可用/禁用開關(guān)的操作。

B、任務(wù)管理：可以進(jìn)行新增任務(wù)、分解任務(wù)、啟動(dòng)子任務(wù)、結(jié)束子任務(wù)、結(jié)束主任務(wù)并填寫任務(wù)完成后信息。

C、數(shù)據(jù)管理：在數(shù)據(jù)管理中可以查看已完成任務(wù)的報(bào)告及數(shù)據(jù)曲線，實(shí)現(xiàn)了曲線修正，語音報(bào)警及報(bào)警管理。

D、系統(tǒng)管理及集成：實(shí)現(xiàn)了用戶管理，角色管理等。同時(shí)系統(tǒng)提供一定的開放性接口，通過這些接口可以跟其它系統(tǒng)之間做集成。

技術(shù)難點(diǎn)

溫箱類設(shè)備權(quán)限管理及集中停機(jī)需求的實(shí)現(xiàn)：

a、非管理員使用試驗(yàn)箱時(shí)，應(yīng)先前往控制室值班人員處登記相關(guān)的試驗(yàn)信息并預(yù)定某一試驗(yàn)箱，方可正常使用，某臺(tái)試驗(yàn)箱未事先預(yù)定，操作人員將無法正常啟動(dòng)設(shè)備或按鍵“失靈”；

b、在控制室登記試驗(yàn)信息時(shí)，應(yīng)限定本次試驗(yàn)的允許溫度范圍，在現(xiàn)場(chǎng)控制面板進(jìn)行溫度條件設(shè)定時(shí)，若溫度超過限定的溫度，操作人員點(diǎn)擊運(yùn)行后，控制室立刻中斷設(shè)備并報(bào)警提示管理人員；

c、在控制室登記試驗(yàn)信息時(shí)，應(yīng)設(shè)置本次試驗(yàn)的預(yù)計(jì)時(shí)長(zhǎng)，試驗(yàn)箱運(yùn)行起，系統(tǒng)開始計(jì)時(shí)，若設(shè)備運(yùn)行時(shí)間超過設(shè)定的預(yù)計(jì)時(shí)長(zhǎng)，控制室立刻報(bào)警提示管理人員，管理人員按需中斷設(shè)備的運(yùn)行；

d、在任何出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，控制室的管理人員應(yīng)能在控制室終端隨時(shí)切電，停止設(shè)備運(yùn)行。

面對(duì)以上技術(shù)難點(diǎn)，我司采用硬件+軟件的聯(lián)合方案，完美的解決了用戶的需求。

硬件部分解決方案：增加一臺(tái)我司開發(fā)的DMS采集控制器放到質(zhì)量部大樓機(jī)房，采集控制器的網(wǎng)口通過網(wǎng)線連接到接入交換機(jī)的網(wǎng)口，把數(shù)據(jù)采集到安裝在采集服務(wù)器上的DMS-Terminal軟件上，對(duì)于每臺(tái)溫箱類設(shè)備，由采集控制器的輸出模塊引來兩組信號(hào)，一組信號(hào)控制設(shè)備切電，一組信號(hào)控制現(xiàn)場(chǎng)控制面板啟動(dòng)授權(quán)。

軟件部分解決方案，在系統(tǒng)中增加以下功能：

A、：在任何出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，控制室的管理人員點(diǎn)擊到切電狀態(tài)，隨時(shí)切電，停止設(shè)備運(yùn)行。

B、當(dāng)設(shè)備正常情況下，點(diǎn)擊到遠(yuǎn)程狀態(tài)，使設(shè)備處于遠(yuǎn)程任務(wù)狀態(tài)，在系統(tǒng)限定本次試驗(yàn)的允許溫度范圍，設(shè)置本次試驗(yàn)的預(yù)計(jì)時(shí)長(zhǎng)，啟動(dòng)完子任務(wù)后，操作人員才能在終端觸摸屏上啟動(dòng)設(shè)備。

項(xiàng)目成果

通過本期系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化集成，提高了設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)化率，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和自動(dòng)化采集，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了壽命試驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)化執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的全面采集存儲(chǔ)，便于后續(xù)試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)的管理和追溯。

同時(shí)，搭建了試驗(yàn)室集控中心，可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的了解到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和產(chǎn)品狀態(tài)，為數(shù)字化交軍交檢提供了基礎(chǔ)。

試驗(yàn)、測(cè)試過程往往在一個(gè)產(chǎn)品的研制周期中占據(jù)較多的時(shí)間、花費(fèi)較大的成本。該項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施，幫助企業(yè)大量的減少了產(chǎn)品試測(cè)的人工干預(yù)環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量一致性，幫助企業(yè)取得了良好的提質(zhì)增效、降本減存的收益和效果。