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摘 要 ：随着钢铁企业智能制造建设的不断深入,企业装备的智能化水平不断提高,工业互联网普及程度不断增强 , 同时 企业对设备运行维护的要求也不断提升,在此背景下远程运维系统的研发与应用也就随之应运而生。本文以钢铁企业远程运维 系统为例,阐述了远程运维系统主要的功能作用、关键技术以及为企业设备管理所带来的价值等内容。
关键词：远程运维,工业互联网,数据采集,智能点检,钢铁企业
Construction and Application of Remote Operation and Maintenance System for Iron and Steel Enterprises Based on Industrial Internet Technology
ZHANG Baoyu
(Hesteel Group Tangshan Iron and Steel Company, Tangshan Hebei 063000)
【Abstract】：With the continuous deepening of the intelligent manufacturing construction of iron and steel enterprises, the intelligent level of enterprise equipment continues to improve, the popularity of industrial Internet continues to increase, and the requirements of enterprises for equipment operation and maintenance continue to improve. In this context, the research and development and application of remote operation and maintenance system also came into being. Taking the remote operation and maintenance system of iron and steel enterprises as an example, this paper expounds the main functions and key technologies of the remote operation and maintenance system as well as the value it brings to enterprise equipment management.
【Key words】：remote operation and maintenance;industrial Internet;data collection;intelligent inspection; iron and steel enterprises
0 前言
随着钢铁企业智能制造建设的不断深入,企业的制 造装备的自动化、数字化和智能化水平不断提高,同时 为了实现上下游工序、管理和控制无缝衔接,企业的工 业互联网的普及程度大幅提升。这些改变确实提升了企 业智能制造的能力和水平,但同时也对企业设备和系统 的运维工作提出了更高的要求。
钢铁企业作为传统的制造企业,因其属于高耗能、 高污染型企业,普遍面临着退城搬迁的形式,生产基地 一般远离市区,企业的运行维护压力较其他制造企业存 在更多困难和压力。
钢铁企业设备运维面临的困难主要包括以下几个方面：
(1)企业一业多地,系统、设备分散,难以进行有 效的集中监控和可视化管理;
(2)设备和系统要求全天候运行,现有人力难以满 足全天候点检运维的需要;
(3)设备和系统的数量和点检项目不断增加,点检 工作的难度和强度不断增加;
(4)信息自动化类故障具有突然性和不确定性,人 工点检难以及时发现;
(5)信息自动化类技术人员流动频繁,难以保持高 水平的点检和运维;
(6)受疫情影响人员到岗情况不确定,点检运维工作质量难以保障。
面对以上的运维困难,传统的现场运维方式已经无 能为力,必须采取更加高效和智能的运维模式才能解决 钢铁企业运维工作面临的困难。
1 远程运维的定义
1.1 设备维护技术的发展历程
设备运维技术大体可以分为事后维修、预防维修、 预知维修 3 个阶段,每个阶段产生的时间段及特点如表 1 所示。
由此表可见,远程运维阶段是 20 世纪 80 年代以后 诞生的不同于传统常规运维模式的新的运维模式。
1.2 远程运维模式的定义
为加速我国制造业转型升级、提质增效, 深入贯彻实施《中国制造 2025》, “十三五”期间智能制造工程 将同步实施数字化制造普及、智能化制造示范,分类开 展离散型智能制造、流程型智能制造、网络协同制造、 大规模个性化定制、远程运维服务 5 种新模式试点示范。
作为 5 种智能制造模式的典型代表, 远程运维是运 维服务在新一代信息技术与制造装备融合集成创新和工 程应用发展到一定阶段的产物,它打破了人、物和数据 的空间与物理界限,是智慧化运维在智能制造服务环节 的集中体现。
远程运维集成应用工业大数据、智能化软件、工业 互联网等技术,建立设备全生命周期管理平台,并对智 能设备远程操控、健康状况检测、设备维护方案制定与 执行。
远程运维通过工业互联网远程采集设备数据,采用 先进的分析算法对数据中的隐形知识进行挖掘和建模, 并在制造过程中识别、预测和避免问题。
2 远程运维和远程接入系统架构和主要功能
基于工业互联网、工业大数据平台等技术,笔者在 国有大型钢铁企业建设的远程运维系统的系统架构如图 1 所示。
该远程运维系统具有如下主要功能：
(1)依托工业互联网技术实现设备运行数据的自动
(2)建立工业大数据平台,实现对设备运行数据的 长周期存储;
(3)通过智能分析算法对设备运行数据进行智能筛 选和分析;
(4)利用移动互联网技术实现告警信息的主动实时 推送。
同时,配合远程诊断和远程协助功能的实现建设了 远程接入系统,远程接入系统如图 2 所示。
远程接入系统举办如下功能：
(1)内部和外部运维人员可随时通过互联网通过 VPN 系统接入公司内部网络;
(2)运维人员可通过堡垒主机对公司内部系统和设 备进行隐患诊断和故障处置;
(3) VPN 系统可对传输数据进行加密,保护数据 不被窃取;
(4)堡垒主机可以对运维人员的操作进行全程记 录,以备追溯;
(5)数据中心防火墙通过白名单访问策略有效控制 非法访问;
(6)网络安全态势感知系统随时监控病毒、木马黑 客攻击等网络威胁行为。
3 远程运维系统的关键技术
结合笔者的开发和使用情况,总结搭建远程运维系 统主要需要运用以下关键技术。
(1)数据采集技术：数据采集是故障预测和诊断的
前提。依托工业互联网,采用各种接口技术从各种类型 的设备、传感器和智能仪表上进行数据采集并传输上来 是实现远程与运维服务的关键技术。
(2) 网络安全技术：要实现远程运维服务,须打通 互联网、园区网和工业控制网 3 个网络,同时需要采 取安全、可靠、高效的网络安全技术用来规避病毒、木 马、黑客攻击等网络威胁。
(3)工业大数据平台：各产线系统和设备产生的数 据种类多,数据量大,频率高,必须建立专门的工业大 数据平台用于存储和处理工业大数据
(4)知识库、规则库、故障代码库：建立运维知识 库、点检规则库和故障代码库,使知识固化,不断提升 远程运维系统智能化水平。
(5)智能算法和智能点检软件：通过对历史数据的 统计分析,基于点检规则库,对设备状态数据进行分析 和判断,筛选出关键信息,结合知识库和故障代码库向 运维人员实时推送故障信息和维护建议,实现智能点检 和主动运维。
4 远程运维系统的效果和价值
通过使用远程运维系统,总结出远程运维系统主要 的效果和使用价值如下。
(1)从被动的故障维修向主动的预防性运维转变;
(2)从间断式运维向全生命周期运维转变;
(3)从硬件设备运维向系统集成服务运维转变;
(4)降低了运维人员的劳动强度,提高了运维质量 和工作效率;
(5)提高了对设备状态的把控能力,降低设备故障 的发生率;
(6)实现了运维工作的数字化、可视化;
(7)打破了时间和空间对于运维工作的限制。
5 远程运维系统的未来发展方向
结合使用经验,远程运维系统未来还可从以下几方 面加以改进和完善。
(1)加快智能化装备改造与应用,推动企业运维技 术升级;
(2)加强技术人才培育,为远程运维服务提供智力 支持;
(3)加快运维模式转变推动全生命周期运营;
(4)加快远程运维服务模式与其他智能制造模式的 融合。
综上所述,远程运维服务模式对颠覆传统制造方 式,推动经济新业态的发展具有重要作用。
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