基于云平台的电机生命周期信息系统设计

王林春，段建刚，彭天玲，杨凡

(1中机国际工程设计研究院有限责任公司，湖南长沙410021；

2 河北电机股份有限公司，河北石家庄 051430)



基于云平台的电机生命周期信息系统设计

王林春1，段建刚2，彭天玲1，杨凡1

(1中机国际工程设计研究院有限责任公司，湖南长沙410021；

2 河北电机股份有限公司，河北石家庄 051430)

摘要针对电机制造行业自身的工艺性特征，设计了电机生命周期信息管理系统，该系统将电机制造和相关服务融为一体，并且对整个管理过程中的数据进行大数据分析，可以获得电机生产管理的规律特点。基于云平台的电机生命周期管理系统有利于促进电机生产和使用的信息化水平，提高电机生产效率，促进电机行业的发展。

关键词云平台；电机生命周期；电机管理信息系统

0引言

随着科学技术的发展，第四次工业革命悄然而至，其特征就是以信息化技术为基础的智能制造主导的工业革命。生产型制造向服务型制造转型，是当前全球制造业发展的大趋势。将信息化技术充分运用到传统的电机行业中，形成从电机销售、电机产品设计、供应链采购、生产制造、后续服务与电机质量跟踪直至电机寿命终止的全生命周期智能化的制造服务平台。这将极大地提高电机生产和服务管理水平，促进电机行业的发展。电机生命周期管理信息系统以计算机云技术为基础，管理和服务电机生命周期全过程，并对电机生命周期每个环节都进行大数据分析，获得电机在生命周期各环节的数据特点，形成规律，从而更好的服务与电机生产。这必将大大提高电机生产管理服务的信息化水平，产生显著的经济效益和社会效益[1]。

1系统组成

电机生命周期管理系统是基于云平台信息系统来实现的，主要由云平台监控中心、云技术数据中心、生产制造信息中心、大数据分析中心、检修和故障信息分析系统和专家系统库所组成，见图1。

图1　电机生命周期管理系统组成

云平台监控中心是整个云平台信息系统的核心管理平台，确保云平台系统正常运转[2]。云数据技术中心对电机生命周期管理系统的各类数据进行存储和管理。生产制造信息中心系统管理着电机生产过程中的原材料信息、产品设计、生产任务调配、机加工、装配、产品检测等各生产环节。大数据分析中心是对电机从接受订单开始，到产品设计、采购原材料、产品生产、产品销售、产品售后维护直至产品报废全过程数据进行处理、分析，掌握各环节的规律特点。检修和故障信息分析系统主要是管理电机生产到投入实际使用中发生的检修和故障信息。在生产过程中出现产品质量问题，将产品问题录入系统，方便电机生产企业各部门进行故障分析和处理，提高产品的生产质量。如在实际使用过程中电机出现故障，使用客户可以远程登录检修和故障信息分析系统，将电机故障信息录入系统，电机生产企业将根据检修和故障信息分析系统反馈的信息做出反应，处理实际使用过程中的故障问题。当然检修和故障信息分析系统也支持远程在线监测电机的实时情况，出现异常情况及时报警以便处理，减少因电机非正常停车带来不必要的损失。专家系统包含着各种数据处理算法以及用于实际判定的标准比对数据，可以在实际使用中不断的完善专家系统库中的算法和比对数据种类，增强电机生命周期管理系统自动比对和数据处理分析功能。

2系统设计

基于云平台的电机生命周期管理系统采取分层设计方式来实现。系统设计成四层架构方式：硬件层、支撑层、应用服务层、面向具体功能的应用层，如图2所示。

图2　电机生命周期管理系统技术架构

硬件层主要包含系统所用到的各类服务器系统，如数据库服务器、实时监控服务器、应用服务器、系统备份服务器、历史数据服务器、网络安全远程通讯模块等，为整个系统运行提供强大的硬件平台。系统支撑层主要是实现底层大数据支撑系统环境，面向复杂工程数据的存储需求、基于关系型数据库和文件数据库、支持分布式部署、可以同时处理结构化数据以及海量非结构化文件类数据，实现功能为分布式存储管理系统，分布式计算平台，整个平台管理的调度系统，是整个系统的底层数据管理基础。应用服务层能够向应用层提供具体的服务应用组件，如数据处理组件、数据采集组件、系统安全组件、外部接口组件以及数据字典管理组件等，实现应用开发组件框架，方便上层应用的开发，维护，使系统具备更好的通用性和开放性[3]。应用层主要是具体的应用功能产品，包含远程监控中心、大数据分析中心、大数据故障处理中心等具体应用模块，该层最终实现满足系统各项具体功能。电机生命周期管理系统的开发工作主要集中在应用服务层和应用层的实现。

电机生产制造管理系统的组件主要包含有信息采集模块、生产过程中执行标准的管理、生产任务单的管理、生产电机原材料信息管理、电机半成品检测和成品电机试验的管理以及和第三方系统的接口。信息采集模块的设计中对各类设计进行分析归纳，提炼出采集系统的公共接口，从而简化上层应用程序的开发。采集系统中无非是各种设备通信协议的实现，在各通信协议中只要处理好上下行报文及相关时序要求即可。由此可以对每种采集对象以一个动态库的形式进行封装，最终形成一个通信动态库系统。当有新的采集对象要通信时，只需现实该对象的通信动态库进行添加、配置系统即可，对平台服务无需做任何更改；电机生产过程中将会执行相关标准，对生产所需标准的管理也显得非常重要，即方便生产人员按照规定进行生产，也方便管理人员对产品进行管理。

生产中使用到的标准和相关规范文件，系统将提供分类创建、编辑、删除、浏览、查询和版本管理功能。系统可以管理人员根据生产需要下达任务单，相关执行人员可根据任务单情况进行生产，并且对任务执行情况可以在系统中进行反馈。可以动态实时的查看各个任务的所有工序任务的计划及实际进度完成情况，并且设计甘特图、表格、列表等方式来监控进度计划和完成情况，也可以监控所有设备类型及各个设备的使用率、负荷率，以柱状图、折线图等形式查看生产设备的负荷率的变化趋势。形成有效的生产任务管理，提高生产管理的信息化水平。电机半成品和成品试验检测管理，在电机生产过程中对电机半成品和成品进行试验是非常重要的工序，如何实时掌握电机半成品和成品的生产情况，对电机生产质量和电机设计的提高至关重要。在电机半成品和成品检测中将会产生大量的检测数据，并且需要对数据进行分析和处理。该模块中所需数据由采集模块提供，完成试验数据采集处理之后，将各类数据存储于分布式的数据库中，并且可提供相应的试验报告。电机试验站、研发中心、工艺部门及相关管理部门都可以看到电机的检测试验情况，并且能够很好的进行有效的协调工作，提高工作效率。

数据分析和处理系统主要是对各组件模块的数据进行分析和处理。如在电机检测和试验中将会产生大量试验数据，如何对电机各试验项目的试验数据进行分析，将由本系统提供相应功能。该模块主要对各种分析算法进行管理。可以管理用户撰写的数据处理算法信息和编写的程序，进行分类创建和管理，支持算法程序的上传和下载，提供算法版本管理功能，并且进行相关大数据分析，将分析结果可以存入专家系统，作为以后分析此类数据的参考标准。

检修和故障分析系统，该模块是典型的B/S结构，提供故障信息录入界面，在电机生产或者现场使用过程中如出现故障，由相应人员将故障信息填入该系统。相关维护和技术人员将根据故障情况进行分析，可以直接在系统中给出对故障的处理办法。系统可以对电机所有的故障信息进行统计处理分析，找出电机故障信息特点，以便改进电机设计[4]。电机生产厂家实时掌握电机全生命周期的运行状态，合理制定维护计划，为客户电机一直处于良好的使用状态，提供利用率，降低维护成本。

3结语

基于云平台的电机生命周期管理系统有利于形成运维服务体系及标准故障维护、形成维护大数据库；通过数据积累、大数据分析应用，实现故障的预测同时也为电机研发和设计部门提供优化和改进依据；实现电机从产品制造到应用现场的全生命周期管理、在线运维信息分析。提高电机的生产和电机使用的信息化水平，促进电机行业的发展。

参考文献

[1]张建.云计算概念和影响力解析[J].电信网络技术,2009,1:23-25.

[2]徐刚.云计算与云安全[J].信息安全与技术，2011(Z1).

[3]黄卫东,于瑞强.共享学习模式下知识服务云平台的构建研究[J].电信科学,2011,12:6-12.

[4]Subsis Nandi,Hamid A Toliyat.Condition Monitoring And Fault Diagnosis Of Electrical Machines-A Review,IEEE,1999.

[5]易凡.发电用小型风光能逆变器控制系统硬件设计.中国科技信息，2013.7.

Design and Research on Motor Life Cycle Information System

Based on Cloud Platform

WangLinchun,DuanJiangang,PengTianling,andYangFan

(1.China Machinery International Engineering Design & Research Institute Co.,Ltd.,Changsha 410021, China；2.Hebei Electric Motor Co.,Ltd. Shijiazhuang 051430, China)

AbstractAs for technology feature of motor manufacturing industry, information management system for motor life cycle is designed. This system has integrated motor manufacturing and relevant service as a whole, has carried out big data analysis for data during the whole management process, and has obtained regular characteristics of the motor in manufacturing management. This system based on cloud platform is conducive to promote information level of motor in manufacturing and using, improve production efficiency of the motor and promote development of the motor industry.

Key wordsCloud platform；motor life cycle；motor management information system

收稿日期：2015-09-21

作者简介：王林春男1965年生；毕业于西安交通大学机械制造专业，现从事技术及管理工作.

中图分类号：TM32

文献标识码：A

文章编号：1008-7281(2015)06-0001-003

DOI:10.3969/J.ISSN.1008-7281.2015.06.01