基于云平臺的乳粉生產關鍵設備點檢管理服務

肖昭樂,張智

(1.香港城市大學,香港 999077;2.黑龍江立高科技股份有限公司,哈爾濱 150000)

基于云平臺的乳粉生產關鍵設備點檢管理服務

肖昭樂1,張智2

(1.香港城市大學,香港 999077;2.黑龍江立高科技股份有限公司,哈爾濱 150000)

干燥塔和蒸發器投入使用后,由于各方面條件的限制,難以維護和保養,傳統的設備點檢管理方法也很難保證執行到位.而設備供應商雖然最了解設備性能,但是隨著業務量的增大,維護成本越來越高,服務質量越來越差.本文提出的基于云平臺的設備點檢管理服務方案,有效的解決了上述問題,并給企業設點檢管理提出了一個新思路,同時通過安全云桌面系統兼顧了網絡安全方面的考慮.

設備點檢;軟件云服務;網路安全

0 引言

我國乳品行業在設備的自動化、智能化方面相對落后,尤其表現在乳粉生產的核心工藝設備--干燥塔和蒸發器.

工藝設備在投入使用后,企業的設備部門都要依據操作規范及維護要求進行點檢、巡檢及預防性維護.但是在實際運營中,往往執行不到位,從而降低了設備的使用壽命,增加了計劃外停機的風險,增加了企業的運營成本.本文將采用云服務的方式,將設備的點檢、巡檢計劃以及預防性維修計劃部署在云端,并通過RFID技術實時跟蹤設備維護人員是否按照計劃要求進行維護操作,并將設備的運行狀態、運行數據等關鍵參數形成實時報表,讓各級管理人員可以通過手機、平板或者電腦方便的查詢與知曉,而不需要到現場就了解發生的問題.

1 設備點檢概述

1.1 設備點檢定義

為了維持生產設備的原有性能,通過人的五感(視、聽、嗅、味、觸)或簡單的工具、儀器,按照預先設定的周期和方法,對設備上的規定部位(點)進行有無異常的預防性周密檢查,以使設備的隱患和缺陷得以早期發現、早期預防、早期處理,這樣的設備檢查稱為點檢.點檢是一種預防性檢查,以便找出設備的隱患和潛在缺陷,掌握故障的初期信息,及時采取對策,將故障消滅于萌芽狀態.

設備點檢,是按照一定的標準、一定的周期,對設備規定的部位進行巡視檢查,以便早期發現設備故障隱患,及時加以維護保養,使設備保持其規定功能的管理方法.

1.2 設備點檢的目的

設備的使用壽命期是設備運行發揮作用,產生效益的重要時期.因此,設備點檢非常關鍵,設備運行中的維護和操作成為設備保持良好技術狀態,防止和減少非正常磨損和突發事故,提高企業經濟效益的重要環節.

設備點檢管理是預防維修的基礎,是現代設備運行階段的管理核心,其目的是提高設備的現代化管理水平,及時掌握設備運行狀態,確保設備安全、經濟運行,以促進企業的可持續發展.一般來說,掌握設備的運行狀況是設備管理的基礎,而對設備進行必要的點檢又是掌握設備運行狀況的前提.隨著生產的運行,設備逐漸損耗,其結果將產生磨損、剪切、彎曲、破裂、接觸不良、腐蝕等現象,以至造成故障,同時也會出現性能與精度下降,減產,產品質量下降等問題.對設備進行點檢的目的,是對設備進行檢查診斷,以盡早發現問題,診斷排除不良因素,查找故障修理的范圍、內容等,進而編制改造計劃、備品備件供應計劃等維修計劃.

1.3 設備點檢關鍵點

1.3.1 蒸發器設備點檢

生產前狀態點檢項:(1)系統生產前設備運行階段,檢查效體進料泵、出料泵、循環泵等有無異常噪音或泄漏,及泵密封水是否正常;(2)殺菌器內有無異常噪音;(3)效體頂部分配盤內料液運行是否正常;(4)預熱器,冷凝器,效體內有無冷凝水積存;(5)真空泵壓力是否正常;(6)泵的密封水箱補水是否正常且是否清潔;(7)各蒸汽管線,接頭,閥門及分汽缸有無泄漏;(8)再生鍋爐回水是否通暢;(9)蒸發器平衡罐液位是否正常.

清洗狀態點檢項:(1)檢查系統清洗管線、閥門鏈接處是否正常,保護措施是否緊密或盡可能安全;(2)打開雙聯過濾器進行分離清洗并安裝,打開CIP清洗開關,達到系統自動清洗狀態;(3)取樣閥是否處于清洗狀態.

1.3.2 干燥塔設備點檢

生產前狀態點檢項:(1)檢查噴嘴板眼、導流板是否匹配,噴槍角度是否正確;(2)檢查細粉管道是否在正確位置;(3)確認高壓泵的均質閥門狀態,檢查高壓泵冷卻水狀態;(4)雙聯過濾器已經清洗干凈,是否按照要求開啟,并確認排地閥門狀態;(5)檢查所有連接處及保護措施是否緊密或盡可能安全.

清洗狀態點檢項:

濃奶線清洗:(1)關閉高壓泵,取下噴槍噴嘴,將噴槍連接至清洗管線,打開CIP清洗開關;(2)打開雙聯過濾器進行分離清洗并安裝,打開CIP清洗開關,達到系統自動清洗狀態;(3)濃縮奶預熱器是否處于系統清洗狀態;(4)濃奶罐處取樣閥是否處于清洗狀態.

干燥塔清洗:(1)干燥塔部分按照設定周期進行清洗,清洗前確認清洗管線、清洗噴頭等連接是否正確;(2)濃縮奶預熱器是否進行手工拆洗,拆洗時需將管線鏈接處拆卸單獨清洗液浸泡刷洗.

1.4 設備點檢的方法

點檢由4個環節組成:(1)制定點檢標準和點檢計劃(P);(2)按計劃和標準實施點檢和修理工程(D);(3)檢查實施結果并對實施結果進行分析(C),主要是通過自檢、互檢、工序交接檢、專職檢查等方式,將執行結果與預定目標對比;(4)在檢查分析的基礎上制定措施,循環改進(A),主要內容是解決存在問題,總結經驗和質量安全Quality Control吸取教訓,重點在于修訂標準,包括技術標準和管理制度.

2 技術方案

2.1 總體架構

本方案針對乳粉生產關鍵設備--蒸發器、干燥塔,基于云端的軟件服務與大數據分析,完成一種設備遠程點檢管理的新模式的搭建,總體架構如圖1所示.

圖1 系統總體架構

一是通過PLC控制系統配合上位機監控實現設備層面的完全自動化控制;二是通過以太網、無線wifi或4G網絡,將設備運行數據上傳至云端服務器,進行數據的采集、存儲、清洗、查詢、分析和可視化,為各級管理人員提供實時設備狀態信息,支持決策,并可對設備進行遠程診斷、遠程維護,提高設備供應商的反應速度和服務能力,降低設備維護成本;三是基于云端的軟件服務與大數據分析,提供設備管理與優化功能,包括設備OEE模型定義、相關數據采集與OEE計算,設備點檢、巡檢計劃的制定與跟蹤,設備預防性維修與維護,設備運行數據、產品品質數據大數據分析等.

2.2 基于云平臺的設備點檢管理技術路線

(1)制定點檢計劃和點檢標準.根據生產運營管理的需求,制定設備點檢計劃和點檢標準.

(2)增加點檢關鍵點RFID標識.在設備上對點檢關鍵點固定安裝RFID標識.

(3)通過軟件固化設備點檢計劃和點檢標準.將確認好的設備點檢計劃、點檢標準和流程通過軟件手段實現.通過標準流程導引的方式,指導現場操作人員進行點檢作業.點檢人員通過手持PDA,按照標準流程,到設備點檢處掃描RFID標簽,系統給出該處需要點檢的信息,操作人員確認后,系統提示下一處需要點檢的作業點,如此反復,完成當前設備需要進行的點檢作業.

(4)將設備點檢管理軟件部署在云端.部署在云端的點檢管理軟件,一方面可以在設備需要點檢作業時,及時的提醒現場人員或者管理人員按要求進行點檢作業,也可以記錄操作員點檢的全過程,保證操作人員按計劃、按標準將點檢作業執行到位,并將點檢結果反饋給管理人員,并自動生成點檢記錄,自動計算人員績效;另一方面,設備供應商通過軟件云服務的方式,可以降低用戶提升點檢管理水平的成本,也可以提高自身的服務質量及反應速度.

進一步的,可以在云端部署更多關于設備管理、設備遠程維護與診斷的功能,提升設備供應商的服務水平.

2.3 云平臺網絡安全方案

針對云平臺遠程運維的要求,需要提供一個能確保服務的及時性,又能保證企業網絡的安全性不受到危害的方案,并且整個方案系統的性價比還能最優.針對這幾個需求,本文提出安全虛擬桌面系統結合VPN訪問的遠程技術服務支持的解決方案,如圖2所示.

圖2 遠程運維網絡安全方案示意圖

圖2是由兩部分組成:一個部分是在用戶側控制網絡系統中部署VPN設備,這點同前面采用VPN方案類似;另一個部分是在設備廠商或系統廠商公司側建設一套安全云桌面系統并安裝部署VPN設備.其中安全云桌面系統由安全云桌面網關設備、虛擬桌面服務器、應用安全防火墻三部分組成.安全云桌面系統是基于終端虛擬化技術并結合白名單等安全策略構成的一套安全云桌面系統,即通過終端虛擬化技術在虛擬桌面服務器中構建并部署虛擬終端,將所有的與控制系統有關的各種應用軟件安裝在虛擬桌面中,技術人員在虛擬桌面使用運維工具和軟件并通過VPN加密傳輸技術來遠程監控和操作需要支持的現場系統和設備,技術支持和服務工作也是做到了及時性[2].

3 結論

本文技術的應用可以提高企業生產效率、延長設備使用壽命,大幅提高技術應用企業經濟效益,其社會效益十分顯著.一是提高設備供應商的服務能力與服務質量,提高反應時間;二是促使企業管理標準化,并保證設備點檢計劃執行到位,提高設備的使用壽命;三是為一線的生產運行人員提供設備運行情況的數據記錄與查詢功能,使運行管理人員準確記錄設備的運行情況,發現設備故障時及時報修.

本方案的成功實施對提高奶粉、豆粉及固體飲料等行業食品安全管理水平、強化政府監管力度,改善國內食品安全現狀都具有十分重要的意義.同時,基于云平臺的軟件服務降低了企業的運營成本及過去軟件部署的實施成本,可以將高效的管理模式從大型集團型企業推廣至中小型企業,能夠推動全行業的發展,提高行業整體設備維護、設備運營的能力和水平.

[1]張志軍.淺談乳品企業的設備點檢管理.中國乳業,2012,123:54-56.

[2]李小強,陳滌新.工業控制網絡系統安全防護的思考[J].制造與自動化,2017,39(6):140-144.

Service of point inspection of key equipment of dairy powder production based on cloud platform

XIAO Zhaole1,ZHANG Zhi2
(1.Hongkong City University,Hongkong 999077,China;2.Heilongjiang Realgoal Technology Company,Habrin 150000,China)

Dry tower and evaporator,key process equipment for dairy powder production has barely any maintenance after going into opera?tion for all kinds of condition restriction.Traditional way of point inspection of equipment barely execute properly.With the business ex?panding of OEM,the cost of maintenance is high but the quality is going down though OEMs know the performance of equipment best.The solution proposed in this paper,service based on cloud platform,solved all the problems mentioned above efficiently which give out one new idea for point inspection of enterprise equipment and also consider the internet safety with safety cloud desktop system.

point inspection of equipment;SaaS;internet security

TS252.8

B

1001-2230(2017)10-0051-03

2017-01-25

肖昭樂(1995-)男,本科,研究方向為電子與通訊工程專業.

張智