故障状况监控方法、系统、设备以及存储介质

技术领域

本发明属于柔性制造技术领域，具体涉及一种故障状况监控方法、系统、设备以及存储介质。

背景技术

随着科技的发展，现代自动化生产线设备的集成度和复杂度日益增加，随之带来的维护成本和难度也剧烈上升；因此，人工检修维护的方式已经不再适用，需要为生产线构建相应的故障监控系统，通过采集器实时采集生产设备的故障信息，并统一汇总到控制室，维护人员只要通过控制室内与故障监控系统连接的监控设备，即可知道生产线中的故障情况。但目前的故障监控系统所显示的设备运行状态依然不直观，往往都是通过列表的方式，展示故障类型和故障设备编号。无法一目了然的显示出具体的故障设备位置，维护人员需要到生产车间后，需要消耗较多的时间根据故障设备编号来查找具体的故障设备，不利于及时地对故障设备进行检修。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种故障状况监控方法、系统、设备以及存储介质，以解决现有技术的无法直观显示出具体的故障设备位置的问题。

本发明其中一实施例提供了一种故障状况监控方法，所述故障状况监控方法包括以下步骤：

步骤S1：根据现场设备平面布局构建设备布局图；

步骤S2：通过采集器采集设备故障信号；

步骤S3：对所述设备故障信号进行分类解析，得到设备故障信息；

步骤S4：将所述设备故障信息与所述设备布局图结合，生成实时监控。

在其中一个实施例中，本发明的故障状况监控方法还包括以下步骤：

根据步骤S2中的设备故障信号编写信号表，信号表里面包含所有故障信号及信号对应的线体工位、类别、设备信息；

根据信号表对故障信号进行分类解析，得到设备故障信息；

记录设备故障信息到数据库，形成历史故障数据记录。

在其中一个实施例中，步骤S4中的实时监控包括显示设备实时故障状况、运行状态变化；

和/或，显示设备实时故障情况包括显示以下一种或者多种：

报警设备编号，用于帮助维护人员及时找到故障报警设备所在；

报警号，用于帮助维护人员及时找到对应报警号的维修指导文档；

报警内容，用于显示对应设备的具体故障内容；

当前报警累计时长，用于显示设备从发生故障到当前的持续时间。

在其中一个实施例中，显示设备运行状态变化通过不同颜色边框的变化显示，所述颜色边框包括：

第一颜色边框，用于表示设备处于故障状态；

第二颜色边框，用于表示设备处于自动循环运行状态；

第三颜色边框，用于表示设备处于自动循环中的待料状态或设备处于手动控制状态。

在其中一个实施例中，所述记录设备故障信息的流程具体包括以下步骤：

判断故障处理记录是否需要记录到数据库：

若是，则将故障处理过程信息编写进故障信息形成故障处理记录信息，再将故障处理记录信息记录到数据库；

若不是，则直接将故障信息存入数据库。

在其中一个实施例中，记录故障信息包括以下步骤：

接收故障信号，记录故障开始时间；

记录故障线体、工位或设备信息；

接收故障结束信号，记录故障结束时间。

在其中一个实施例中，记录故障处理信息包括以下步骤：

人工记录故障修复过程信息

和/或，所述故障修复过程信息包括以下一种或多种：

维修人信息、故障现象、故障处理过程、故障原因、现场图片、故障后续解决措施信息。

在其中一个实施例中，所述故障状况监控方法还包括故障信息查询，具体包括：

建立故障信息的查询表；

根据查询表的表头内容执行多条件组合查询历史故障信息；

导出所述历史故障信息；

和/或，所述查询表的筛选条件包括：工位名称、设备类型、故障日期、故障报警信息、故障类型、故障持续时长、故障开始时间、故障结束时间、故障累计次数及故障负责人中的一项或多项。

在其中一个实施例中，所述故障状况监控方法还包括故障信息统计，具体包括以下一种或多种：

统计车间内线体故障累计时长及故障频次，得到异常或瓶颈线体；

统计车间内各设备类型的故障累计时长及故障频次；

统计线体内工位的故障累计时长及故障频次，得到异常或瓶颈工位；

统计工位内设备的故障累计时长及故障频次，得到异常或瓶颈设备。

在其中一个实施例中，一种故障状况监控系统，包括：

采集模块，用于采集可编程控制器的设备故障信号；

故障监控模块，用于根据采集模块的故障信息生成实时监控结果；

故障记录模块，用于根据采集模块的故障信号记录设备故障信息；

故障查询模块，用于根据限定条件查询及导出故障记录模块中的故障历史设备故障记录；

故障统计模块，用于统计车间内线体、工位或设备的故障累计时长或故障频次；

其中，所述故障监控模块可用于实现如上述多个实施例中任意一个所述的故障状况监控方法。

在其中一个实施例中，所述故障统计模块包括线体故障统计单元、工位故障统计单元、设备故障统计单元、设备类型故障统计单元；

所述线体故障统计单元统计车间内各线体相关的故障频次、故障累计时间；得出异常或瓶颈线体；

所述工位故障统计单元对线体故障统计单元得出的异常线体进行故障分析统计线体内各工位相关的故障频次、故障累计时间，得出异常或瓶颈工位；

所述设备故障统计单元对工位故障统计单元得出的异常工位进行故障分析，统计工位内各单台设备相关的故障频次、故障累计时间，得出异常或瓶颈设备；

所述设备类型故障统计单元对车间内的故障信息按相同设备类型统计故障频次、故障累计时间，得出异常或瓶颈的设备类型。

在其中一个实施例中，本发明还提出一种故障监控设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器上存储有可被至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器在执行时能够实现如上述多个实施例中任意一个所述的故障状况监控方法。

在其中一个实施例中，本发明还提出了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有故障监控设备的应用程序，所述故障监控设备的应用程序被处理执行时实现如上述多个实施例中任意一个所述的故障状况监控方法的步骤。

本发明以上实施例所提供的一种故障状况监控方法、系统、设备以及存储介质具有以下有益效果：

1、本发明提出的一种故障状况监控方法，通过采用现场设备布局相同的布局图显示具体的故障信息，可以快速地掌握故障设备的位置情况以及具体的故障原因，便于用户快速找到对应的故障设备进行维修。

2、本发明提出的一种故障状况监控方法，通过将重要或典型的设备故障修复流程记录到数据库中，再次发生相同故障时查看参考；根据查询表中的筛选条件中的一项或多项，查询数据库中具体的故障信息，以表格的形式呈现给用户。并且用户可以导出所查询的历史故障信息。

3、本发明提出的一种故障状况监控方法，通过统计数据库中的故障信息，可以找出异常或瓶颈的线体、工位或设备，并推送给用户，用户根据推送的信息，对生产线中异常或瓶颈的线体、工位或设备进行检修，可以减少故障发生的几率，提高产线的生产效率。

4、本发明提出的一种故障状况监控方法，通过统计历史数据库中的故障信息，为检修计划安排、设备健康管理、备件订购等提供了数据基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1表示本发明其中一实施例提供的故障状况监控方法流程示意图；

图2表示图1中生成实时监控的流程示意图；

图3表示本发明其中一实施例提供的故障信息统计的流程示意图；

图4表示本发明的步骤S4中的实时监控示意图；

图5表示线体故障次数统计的扇形示意图；

图6表示线体累计故障时长统计的扇形意图；

图7表示本发明其中一实施例提供的故障状况监控系统的结构示意图；

图8表示图7中故障统计模块的结构示意图；

图9表示其中一个实施例提供的故障监控设备的模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为了更好地对本申请中的技术方案进行描述，以下先对部分技术名词进行解释：

线体：线体指的是车间中的生产线，并且一个车间会包含多条生产线。

工位：一条生产线上分为多个工位，每个工位为一个固定区域用于进行特定工艺的加工。

请参照图1，本发明其中一实施例提供了一种故障状况监控方法，所述故障状况监控方法包括以下步骤：

步骤S1：根据现场设备平面布局构建设备布局图；

步骤S2：通过采集器采集设备故障信号；

步骤S3：对所述设备故障信号进行分类解析，得到设备故障信息；

步骤S4：将所述设备故障信息与所述设备布局图结合，生成实时监控。

在本发明实施例中，根据现场设备平面布局，将车间内设备按线体、工位的归属关系划分成多个不同的线体模块以及工位模块。其中车间内包含多个线体模块，且线体模块内包含一个或者多个工位模块。根据线体模块和工位模块之间的联系构建车间的设备布局图，所述车间的设备布局图中的线体图案、工位图案的设置位置与车间现场的线体、工位布置位置相同。可以清楚明了的知道设备布局图中某一线体或工位在车间现场的相应位置。通过采集器采集可编程控制器的设备故障信号，并将设备故障信号存入数据库中，记录故障开始时间。进一步的，通过读取数据库中的设备故障信号，将设备故障信号按信号表格中的内容进行分类和解析，得到包括故障工位、故障设备类别、故障问题类别等设备故障信息。将所述设备故障信息显示到设备布局图中对应的故障设备图案中，从而生成实时的故障设备监控视图。根据故障设备图案在设备布局图中的位置，可以一目了然地找到故障设备在车间内的位置，便于用户在检修故障设备时，能在复杂的车间中准确地找到故障的设备，提高了故障处理的工作效率。

在其中一个实施例中，本发明的故障状况监控方法还包括以下步骤：

根据步骤S2中的设备故障信号编写信号表，信号表里面包含所有故障信号及信号对应的线体、工位、类别、设备信息；

根据信号表对故障信号进行分类解析，得到设备故障信息；

记录设备故障信息到数据库，形成历史故障数据记录。

在本发明实施例中，用户在根据设备平面布局构建设备布局图时，根据现场设备的种类，人工编写故障信号表，故障信号表里面包含所有故障信号及故障信号对应的工位、故障类别、设备信息；通过故障信号表对数据库中的故障信号进行统计分析，得到该故障信号的对应的具体故障工位、故障类别以及故障设备的信息，并将得到的具体故障信息结合显示到设备布局图上对应的线体图案或工位图案上，便于简单快捷地知道实时故障情况以及故障设备的位置。

以及，在故障处理后，设备的故障报警复位，采集器采集设备的故障结束信号，并将故障结束信号上传到数据库，记录故障结束时间；通过对故障结束信号进行统计分析，将对应该设备的工位图案内显示的故障信息取消，恢复成正常运行状态。

请参照图2、图4，在其中一个实施例中，步骤S4中的实时监控包括显示设备实时故障状况、运行状态变化；

和/或，显示设备实时故障情况包括显示以下一种或者多种：

报警设备编号，用于帮助维护人员及时找到故障报警设备所在；

报警号，用于帮助维护人员及时找到对应报警号的维修指导文档；

报警内容，用于显示对应设备的具体故障内容；

当前报警累计时长，用于显示设备从发生故障到当前的持续时间。

在其中一个实施例中，显示设备运行状态变化通过不同颜色边框的变化显示，所述颜色边框包括：

第一颜色边框，用于表示设备处于故障状态；

第二颜色边框，用于表示设备处于自动循环运行状态；

第三颜色边框，用于表示设备处于自动循环中的待料状态或设备处于手动控制状态。

在本发明实施例中，线体图案或工位图案的外侧设置有边框，具体包括有第一颜色边框、第二颜色边框以及第三颜色边框，第一颜色边框、第二颜色边框与第三颜色边框的具体颜色均不相同，且第一颜色边框、第二颜色边框与第三颜色边框之间可以自由变换。请参照图4，当采集器采集到故障信号后，存入数据库，并根据故障报表分析统计得到具体的故障信息，工位MB180、MB040出现有设备故障，将得到的具体的故障信息与布局图结合，显示出当前的故障情况如下：即工位MB180、MB040的边框由第二颜色边框或第三颜色边框转变为第一颜色边框，向用户进行故障报警，同时在线体图案或工位图案内显示出故障信息，例如，工位MB180图案中的出现的报警内容为机器人R1故障或系统故障，且当前报警累计时长为220秒。在设备故障解决后，采集器采集到故障结束信号，设备报警复位，设备示意框内的报警设备编号等内容消失，且边框由第一颜色边框变化恢复为第二颜色边框或第三颜色边框。

在其中一个实施例中，所述记录设备故障信息的流程具体包括以下步骤：

判断故障处理记录是否需要记录到数据库：

若是，则将故障处理过程信息编写进故障信息形成故障处理记录信息，再将故障处理记录信息记录到数据库；

若不是，则直接将故障信息存入数据库。

在本发明实施例中，通过将新增的故障信息与数据库内的故障记录进行检索对比，判断故障处理记录中是否需要入库，当新增的故障信息在数据库内的故障记录中能找相同的历史故障记录时，判定该故障处理记录不需要存储到数据库中，将仅包括线体、工位、设备故障开始时间和结束时间的故障信息存储入数据库；若新增的故障信息在数据库内的故障记录中无法找相同的历史故障记录时，判定该故障处理记录需要存储到数据库中，由人工通过故障记录窗口填写完整信息的故障记录，将包含车间、线体、工位、设备、故障开始时间、故障结束时间、维修人、故障现象、故障处理过程、故障原因、现场图片、故障后续解决措施信息的故障记录信息存储到数据库内。

在其中一个实施例中，记录故障信息包括以下步骤：

接收故障信号，记录故障开始时间；

记录故障线体、工位或设备信息；

接收故障结束信号，记录故障结束时间。

在本发明实施例中，通过采集器采集可编程控制器的设备故障信号，并将设备故障信号存入数据库中，记录故障开始时间；再读取数据库中的设备故障信号，将设备故障信号按信号表格中的内容进行分类和解析，得到包括故障工位、故障设备类别、故障问题类别等设备故障信息；在设备故障解决后，采集器采集到故障结束信号，记录故障结束时间。最后将故障开始时间、故障工位、故障设备类别、故障问题类别以及故障结束时间存储到数据库内，作为历史故障信息。

在其中一个实施例中，记录故障处理信息包括以下步骤：

接收故障信号，记录故障开始时间；

记录故障线体、工位或设备信息；

接收故障结束信号，记录故障结束时间；

人工记录故障修复过程信息。

在本发明实施例中，通过采集器采集可编程控制器的设备故障信号，并将设备故障信号存入数据库中，记录故障开始时间；再读取数据库中的设备故障信号，将设备故障信号按信号表格中的内容进行分类和解析，得到包括故障工位、故障设备类别、故障问题类别等设备故障信息；在设备故障解决后，采集器采集到故障结束信号，记录故障结束时间。最后将故障开始时间、故障工位、故障设备类别、故障问题类别以及故障结束时间存储到数据库内，作为历史故障信息。由人工通过故障记录窗口填写完整信息的故障处理记录，将包含车间、线体、工位、设备、故障开始时间、故障结束时间、维修人、故障现象、故障处理过程、故障原因、现场图片、故障后续解决措施信息写成故障处理记录信息。

在其中一个实施例中，所述故障修复过程信息包括以下一种或多种：

维修人信息、故障现象、故障处理过程、故障原因、现场图片、故障后续解决措施信息。

在其中一个实施例中，所述故障状况监控方法还包括故障信息查询，具体包括：

建立故障信息的查询表；

根据查询表的表头内容执行多条件组合查询历史故障信息；

导出所述历史故障信息；

和/或，所述查询表的筛选条件包括：工位名称、设备类型、故障日期、故障报警信息、故障类型、故障持续时长、故障开始时间、故障结束时间、故障累计次数及故障负责人中的一项或多项。

在本发明实施例中，通过故障查询模块中故障信息的查询表；根据查询表中的筛选条件，例如：工位名称、设备类型、故障日期、故障报警信息、故障类型、故障持续时长、故障开始时间、故障结束时间、故障累计次数及故障负责人中的一项或多项，查询数据库中具体的故障信息，并以表格的形式呈现给用户。并且用户通过历史记录导出按钮可以导出所查询历史故障信息。

请参照图3，在其中一个实施例中，所述故障状况监控方法还包括故障信息统计，具体包括以下一种或多种：

统计车间内线体故障累计时长及故障频次，得到异常或瓶颈线体；

统计车间内各设备类型的故障累计时长及故障频次；

统计线体内工位的故障累计时长及故障频次，得到异常或瓶颈工位；

统计工位内设备的故障累计时长及故障频次，得到异常或瓶颈设备。

请参照图7，本发明其中一个实施例还提供一种故障状况监控系统100，所述故障状况监控系统100包括：

采集模块110，用于采集可编程控制器的设备故障信号；

故障监控模块120，用于根据采集模块的故障信息生成实时监控结果；

故障记录模块130，用于根据采集模块的故障信号记录设备故障信息；

故障查询模块140，用于根据限定条件查询及导出故障记录模块中的故障历史设备故障记录；

故障统计模块150，用于统计车间内线体、工位或设备的故障累计时长或故障频次。

在本发明实施例中，首先根据现场设备平面布局构建设备布局图，根据现场设备的种类，人工编写故障信号表，故障信号表里面包含所有故障信号及故障信号对应的工位、故障类别、设备信息；通过采集模块110实时采集车间内各线体、工位或设备的故障信号，并上传记录到数据库中；故障监控模块120通过调用数据库中的故障信号，并通过故障信号表对该故障信号进行分类统计分析，得到该故障信号内包含的工位信息、故障类别以及设备信息等故障信息。通过将所得到的故障信息与设备布局图结合，在设备布局图上对应的线体图案或工位图案上显示具体的故障信息，以便于用户实时观测到故障的发生情况，并且通过故障信息与设备布局图的结合，可以一目了然地看到故障设备在车间内的哪个位置，便于用户快速地找到故障设备以及对其进行维修，减少了故障处理所需的时间。

同时，通过故障记录模块130根据采集模块的故障信号记录设备故障信息，具体包括有故障工位或设备的信息、故障开始时间、故障结束时间。通过将新增的故障信息与数据库内的故障记录进行检索对比，判断故障处理记录中是否需要入库，当新增的故障信息在数据库内的故障记录中无法找相同的历史故障记录时，判定该故障处理记录需要存储到数据库中，由人工通过故障记录窗口填写完整信息的故障记录，将包含车间、线体、工位、设备、故障开始时间、故障结束时间、维修人、故障现象、故障处理过程、故障原因、现场图片、故障后续解决措施信息的故障记录信息存储到数据库内。

进一步的，通过故障查询模块140中故障信息的查询表；根据查询表中的筛选条件，例如：工位名称、设备类型、故障日期、故障报警信息、故障类型、故障持续时长、故障开始时间、故障结束时间、故障累计次数及故障负责人中的一项或多项，查询数据库中具体的故障信息，并以表格的形式呈现给用户。并且用户通过历史记录导出按钮可以导出所查询历史故障信息。

更具体的，通过故障统计模块150，用于以天为单位统计车间内线体、工位或设备的故障累计时长或故障频次。当出现有线体、工位或设备的连续若干天出现故障累计时长或故障频次递增，则视为异常的线体、工位或设备，并将具体的异常信息推送给用户，提醒用户该异常的线体、工位或设备在未来一段时间内可能出现故障，需要加强对异常线体、工位及设备的故障排查巡检。

请参照图8，在其中一个实施例中，所述故障统计模块150包括线体故障统计单元151、工位故障统计单元152、设备故障统计单元153、设备类型故障统计单元154；

所述线体故障统计单元151统计车间内各线体相关的故障频次、故障累计时间；得出异常或瓶颈线体；

所述工位故障统计单元152对线体故障统计单元151得出的异常线体进行故障分析，统计线体内各工位相关的故障频次、故障累计时间，得出异常或瓶颈工位；

所述设备故障统计单元153对工位故障统计单元152得出的异常工位进行故障分析，统计工位内各单台设备相关的故障频次、故障累计时间，得出异常或瓶颈设备；

所述设备类型故障统计单元154对车间内的故障信息按相同设备类型统计故障频次、故障累计时间，得出异常或瓶颈的设备类型。

在本发明实施例中，所述线体故障统计单元151按线体统计车间内的故障频次、故障累计时间，如图5、图6所示；以天为单位统计线体的故障时长或故障频次，当统计的线体的故障时长或故障频次在5天内每日递增，则视为异常线体；由图6可知，线体MB1的累计故障时长较长，将消息推送至用户，提醒用户该线体故障较多，需要加强该线体的故障排查巡检工作。

具体的，工位故障统计单元152参照以上方法对线体故障统计单元151得出的异常或瓶颈线体进行故障分析，得出异常或瓶颈工位，并推送至用户。

以及，设备故障统计单元153参照以上方法对工位故障统计单元152得出的异常或瓶颈工位进行故障分析，得出异常或瓶颈设备，并推送至用户。

请参照图9，本发明其中一个实施例还提供了一种故障监控设备200，所述故障监控设备200包括：

至少一个处理器210；以及

与所述至少一个处理器210通信连接的存储器220；其中，所述存储器220上存储有可被至少一个处理器210执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器210执行，以使所述至少一个处理器210在执行时能够实现如上述多个实施例中任意一个所述的故障状况监控方法。在本实施例中，所述存储器220上存储有计算机程序240。所述处理器210和所述存储器220通过通讯总线230连接。

在其中一个实施例中，本发明还提出了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有故障监控设备的应用程序，所述故障监控设备的应用程序被处理执行时实现如上述多个实施例中任意一个所述的故障状况监控方法的步骤。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。