专利名称：工业生产设备信息集成方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于信息处理技术领域，特别是涉及一种工业生产设备信息集成方法和系 统，所述工业生产设备信息包含与设备相关的生产信息、能量信息及设备本体信息。
背景技术：
设备管理系统的核心是保证生产的顺利进行、降低维修成本、节约能源。设备管理 系统的基本要求是设备的运行状态处于可知可控状态，备用设备处于能随时投入运行的状 态，保证生产顺利进行；同时要求维修不能过度。为了达到理想的设备管理目标，就需要将 设备信息有效的组织、记录和呈现，进而进行更深一步的分析、计算、评估；进一步制定检修 计划；进一步记录试车数据，记录检修经验。因此设备信息的有效管理是设备管理系统的基 石出。设备管理系统的进一步要求是设备信息与生产过程信息、能量信息的有效整合， 全面发挥设备管理系统为生产、能源服务的职能，打破信息孤岛，建立统一的信息平台。众 所周知，生产过程是通过设备和工艺实现的，工艺过程伴随着能量流和物料流，以一定的条 件通过设备生产出产品，因此设备、生产、能量密不可分。这样就需要一种手段，将生产过程 的信息全面集成。而集成如此种类繁多的信息，需要一种载体，这种载体易于理解和使用， 通过这种载体可以方便提取生产、能量、设备方面的信息，并可方便进行处理，这种载体就 是设备。信息化技术的发展为设备信息管理提供了有效手段，采用计算机技术、网络通讯 技术、数据库技术等信息化手段，对设备信息进行有效组织，通过有效的信息集成，对设备、 生产、能源信息进行统一管理、分析、优化，实现以人为主体的高效的设备管理系统，满足现 代设备管理的需求，适应企业生产设备使用的复杂性。
发明内容
本发明提供一种工业生产设备信息集成方法和系统，能够将设备包含的生产信 息、能量信息及设备本体信息有效的集成，进行分层次的归纳组织和继承使用，通过网络通 讯技术发布给具有权限的用户查看和使用；同时有权限的用户可以随时更新设备信息并最 终形成完善的、丰富的、符合生产企业需求的设备信息库，解决了工业生产过程中有关设备 信息的集成与处理的问题。所述有权限的用户是指企业设备管理人员或实现特定目的的生 产管理、能源管理的各子系统。本发明的技术方案是—种工业生产设备信息集成方法，其特征在于，包括以下内容1)建立设备类，所述设备类包括若干级设备分类，并建立设备本体与设备类的第 一关联关系；所述设备本体包括需要管理的具体的工业生产设备的设备目录或设备编号；2)建立设备类信息，包括在设备分类的基础上，对每一级设备分类建立与级别相 适应的若干级设备分类信息，并建立设备分类与设备分类信息的第二关联关系；
3)建立与设备本体自身对应的设备本体信息，并建立设备本体与设备本体信息的 第三关联关系；4)根据设备本体通过第三关联关系获取设备本体信息；根据设备本体通过第一 关联关系和第二关联关系获取该设备本体所在类别的设备类信息；5)将设备本体信息和它所在类别的设备类信息共同作为设备信息提供给具有使 用权限的用户，或者将部分设备信息提供给具有部分使用权限的用户；所述设备信息包括 设备本体信息、生产信息和能量信息。所述若干级设备分类包括最高级设备分类，所述最高级设备分类根据设备功能作 用、行业特点、工业生产性质和/或工艺属性排列成最高级设备分类项序列，在每一最高级 设备分类项下建立次高级设备分类项序列，依次按级建立到与设备本体直接关联。所述次高级设备分类项序列标识为设备通用类名，其下一级在每一设备通用类名 下标识出技术结构项序列，再下一级在每一技术结构项下标识出规格型号序列。所述最高级设备分类项不允许被编辑，所述次高级设备分类项允许被编辑，所述 编辑包括添加、修改、删除；所述标识规格型号序列的设备类别为与设备本体直接关联的最 末级设备分类，所述规格型号与设备本体的规格型号一致。所述设备本体信息包括设备基本信息、说明文件、技术参数和维修记录；设备基本 信息记录了设备编号、设备名称、规格型号、设备位号，是检索和记录生产信息和能量信息 的基础；设备技术参数记录了设备出厂时提供的静态参数，用于效率计算和经济运行判断； 维修记录则记录与维修相关的信息，利用这些信息可以形成维修知识库，为检修计划的制 定提供参考；说明文件包含设备作业指导书、说明书、操作指南等文件，用于使用和维修参 考。所述设备本体信息还集成了生产和能源方面的记录信息，这些记录信息包括设备 本体的能效记录、能量对象记录、生产对象记录、点检结果记录的内容，由专门的系统产生， 所述专门的系统包括点检系统、诊断系统、能源监控系统。所述能量信息包含能量监控信息和能量分析记录，所述能量监控信息包含热力学 函数模型、效率参数模型、能量流介质信息，用于能量计算和显示；所述能量分析记录包含 用于热力学分析的能量指标和设备效率记录，所述能量指标指能量利用率、能量排出率、能 量回收率和能量输出率；所述生产信息包含产量监控记录和产量质量分析记录，所述产量 监控记录包含设备物料流介质信息和物料流流量信息；所述产量质量分析记录包含投入产 出率、负荷率和产品质量合格率的产品统计相关信息。所述设备类信息包括技术参数模板、能量计算模型、效率计算模型、维修知识表、 设备点检表、配件材料表、设备文件资料，用来提供设备记录信息的表格样式和模板；每一 级设备类信息可以在级别之间进行归纳建立和继承使用；所述归纳建立就是将设备类别各 级内相同的设备信息归纳为上一级设备类信息；所述继承使用就是在查询设备本体信息时 将设备各类别的信息全部列出。所述设备本体信息可以和该设备本体所在类别的信息合并，所述合并的方法是首 先通过规格型号进行关联，然后按照设备分类的级别依次向前一级设备类索引，直到设备 分类的起始类别，然后将检索到的信息进行合并列表，该列表作为合并后的设备本体信息。所述建立设备分类的数据结构包括设备类数据结构和设备本体数据结构，所述设备类数据结构定义了类别之间的包含关系和名称，包括设备类编号、设备类名称和设备父 类编号；所述设备本体数据结构定义了设备本体的基本信息，包含设备编号、设备名称、规 格型号和设备位号，设备本体与设备类通过规格型号建立第一关联关系。所述建立设备信息分类的数据结构包括设备类信息数据结构和设备本体信息数 据结构，所述设备类信息数据结构包括设备类编号、设备类信息类型和类信息表格，设备类 信息通过设备类编号与设备类建立第二关联关系；所述设备本体信息数据结构包括设备编 号、设备本体信息类型和设备本体信息表，设备本体信息通过设备编号与设备本体建立第 三关联关系；所述设备类信息类型和设备本体信息类型中的模板类或表格类信息用自然数 进行标记。所述能量信息和生产信息的数据结构为包含一个或多个设备本体的能量对象和 生产对象的数据结构，所述能量对象数据结构和生产对象数据结构均包含设备编号集字 段，通过设备编号集将设备本体与能量对象和生产对象关联。一种工业生产设备信息集成系统，其特征在于，包括系统数据平台、实时数据库、 关系数据库、数据处理服务器、WEB服务器和客户端，所述系统数据平台分别连接实时数据 库和关系数据库，实时数据库和关系数据库同时连接数据处理服务器和WEB服务器，数据 处理服务器和WEB服务器同时与客户端连接；所述系统数据平台用于采集能量数据、生产 过程数据以及设备数据，所述数据包括现场的实时数据、定期采集或批量录入的数据以及 其它由专门的系统产生的数据，所述专门的系统包括点检系统、诊断系统、能源监控系统； 所述实时数据库和关系数据库分别存储实时数据与历史数据；所述数据处理服务器用于进 行计算、分析、优化关系数据库和实时数据库中的数据，处理结果提供给WEB服务器使用； 所述WEB服务器用于提供TOB服务；所述客户端对用户提供人机界面，用户根据系统权限查 看WEB服务器发布的信息。本发明的技术效果本发明提供一种以设备为核心的信息集成方法和系统，通过计算机技术、网络技 术、数据库技术对设备包含的本体信息和生产信息、能量信息进行分层次地归纳组织和继 承使用，解决了工业生产过程中信息集成与处理的问题。首先建立设备类，包括若干级设备 分类，设备信息作为设备类和设备本体的属性存在，设备类和设备本体通过设备的规格型 号进行关联，在设备分类的基础上，对每一级设备类建立与级别相适应的若干级设备类信 息，使设备信息能够分层次地归纳组织和继承使用；设备类信息通过设备类编号与设备类 进行关联，同时设备本体信息通过设备编号与设备本体建立关联关系，这样就可以通过设 备本体检索到设备类上的信息以及设备本体的记录信息，达到对设备信息有效的集成，对 设备、生产、能源进行统一管理、分析、优化。将设备本体信息和它所在类别的设备类信息共 同作为设备信息提供给具有权限的用户查看和使用；同时有权限的用户可以随时更新设备 数据并最终形成完善的、丰富的、符合生产企业需求的设备信息库，提高设备运行效率，为 设备技术改造提供依据。
图1表示了本发明的设备信息包含的内容；图2示例性地表示了本发明的工业生产设备的分类和设备本体的关系，以及设备分类信息和设备本体信息的关系；图3示例性地表示了设备分类和设备本体的数据结构，以及设备分类信息和设备 本体信息的数据结构；图4表示了设备集合组成一个特定的能量对象和生产对象而使用的数据结构；图5表示了工业生产设备信息集成系统的结构示意图；图6表示了建立设备分类的实施例；图7表示了建立设备本体基本信息的实施例；图8表示了建立设备类信息中的技术参数模板和技术参数值的实施例；图9表示了建立设备类信息中的维修知识表的实施例。
具体实施例方式设备管理是能量管理和生产管理的基础，因此设备信息应包含能量信息和生产信 息。换言之，设备信息不仅包含设备本体的基本信息、维修信息，还包含能量管理信息和生 产信息，因为无论是生产活动的进行还是能量流的转换、传输、利用，都是通过设备进行的， 在本发明中，设备作为生产信息和能量信息的载体，这样既符合流程工业信息化的集成管 理，也易于使用和理解。本发明首先对设备信息所包含的内容进行归类，见附图1。设备可以整合设备本体 的信息、能量信息、生产信息。设备管理系统中设备本体信息是所有信息的基础，指管理设 备本体所需要的信息，包括设备基本信息、设备技术参数、设备说明文件、设备维修记录等， 其中设备维修记录包含设备点检记录、设备诊断结果记录、设备检修记录、设备试车记录、 设备检修配件记录、设备检修材料记录。设备基本信息记录了设备编号、设备名称、规格型 号、设备位号，是检索和记录生产信息和能量信息的基础；设备技术参数记录了设备出厂时 提供的静态参数，用于效率计算和经济运行判断；设备维修记录则记录与维修相关的信息， 利用这些信息可以形成维修知识库，为检修计划的制定提供参考；设备说明文件包含设备 作业指导书、说明书、操作指南等文件，用于使用和维修参考；设备本体信息还集成了生产 和能源方面的记录信息，这些记录信息包括设备本体的能效记录、能量对象记录、生产对象 记录、点检结果记录的内容，由专门的系统产生，所述专门的系统包括点检系统、诊断系统、 能源监控系统等。设备能量信息包含能量监控信息和能量分析记录，能量监控信息包含热 力学函数模型、效率参数模型、能量流介质信息等，用于能量计算和显示；能量分析记录包 含用于热力学分析的能量指标和设备效率记录，所述能量指标指能量利用率、能量排出率、 能量回收率和能量输出率。生产信息包含产量监控记录和产量质量分析记录，产量监控记 录包含设备物料流介质信息和物料流流量信息；产量质量分析记录包含投入产出率、负荷 率和产品质量合格率等产品统计的相关信息。本发明的设备信息不局限于图1中所列示的内容，根据不同的行业特点，可以增 减与行业特点相适应的设备信息内容。如此巨量的信息，不能杂乱无章。需要采用一种合适的方法进行集成表达，用户才 能方便地使用。本发明采用设备分类的方式管理各类信息。流程工业生产设备可以根据设备功能作用、行业特点、工业生产性质和/或工艺 属性划分类别，例如包括传功类设备，传热类设备，传质类设备，化学反应类设备，这些术语引用自化工原理或化工热力学相关学科，含义与引用学科中所定义相同，还包括批量生产 设备，指生产中具有周期性运作特征的设备，例如推焦车、皮带运输机、捣固机、发酵罐、高 炉、转炉等。按照这样的思路向下可以继续分类，如泵类、风机类、压缩机类、换热器类、精馏 塔类等、反应炉类等。然后利用对设备的分类进行设备信息的组织集成，本发明提供一种按 设备分类对设备信息进行组织和管理的方法，参见附图2。一种工业生产设备信息集成方法，包括以下内容1)建立设备类，设备类包括若 干级设备分类，并建立设备本体与设备类的第一关联关系；本发明所述设备本体包括需要 管理的具体的工业生产设备的设备目录或设备编号；幻建立设备类信息，包括在设备分类 的基础上，对每一级设备分类建立与级别相适应的若干级设备分类信息，并建立设备分类 与设备分类信息的第二关联关系；3)建立与设备本体自身对应的设备本体信息，并建立设 备本体与设备本体信息的第三关联关系；4)根据设备本体通过第三关联关系获取设备本 体信息；根据设备本体通过第一关联关系和第二关联关系获取该设备本体所在类别的设备 类信息；5)将设备本体信息和它所在类别的设备类信息共同作为设备信息提供给具有使 用权限的用户，或者将部分设备信息提供给具有部分使用权限的用户；本发明所述设备信 息包括设备本体信息、生产信息和能量信息。所述有权限的用户是指企业设备管理人员或 实现特定目的的生产管理、能源管理的各子系统。见附图2，设备信息集成建立在设备分类10的基础之上，因此设备信息的组织方 式与设备的类别相关联，设备每级分类都会有与类别相适应的设备类信息20，但不限制设 备每级分类必须存在设备类信息。设备分类按照设备类101、设备一级分类102、设备二级分类103和设备三级分类 104划分，四级分类一般能够满足流程工业设备分类的要求。如果用户需要对分类进行更 详细划分，可以增加分类级别。其中设备类101是起始类别(最高级设备分类)，其他类别 (次高级设备分类)在此基础之上建立，为了系统安全起见，可以规定起始的设备类101不 允许被用户编辑，其他分类可以被编辑，编辑包括添加、删除、修改。设备三级分类104定义 为规格型号，是与设备本体直接关联的最末级设备分类级别，所述规格型号与设备本体中 的规格型号相一致。每一级设备类都可以有设备类的信息，在图2中，设备信息20包含设备类信息 201、设备一级分类信息202、设备二级分类信息203和设备三级分类信息204，四级设备分 类信息分别是设备类101、设备一级分类102、设备二级分类103和设备三级分类104的设 备类信息。设备类信息包括设备技术参数模板、设备技术参数、能量计算模型、效率计算模 型、维修知识表、设备点检表、设备维修配件材料表、设备文件资料等内容。设备类信息主要 用来提供设备记录信息的表格样式和模板，其中的技术参数一般在104是相同的，因此技 术参数建立在104，记录具体参数，技术参数模板则定义在上一级103。每一级的设备分类信息可以在类别之间进行归纳建立和继承使用。归纳建立就是 将设备类别各级内相同的设备信息归纳为上一级设备类信息；继承使用就是在查询设备本 体信息时将设备各类别的信息全部查询列表。这样做的好处是设备信息易于管理，层次清 楚，方便操作。对于模板类信息，根据系统需要，一般建立在一个设备类别上就可以了。本发明设备分类不限于四级，设备类信息也不限于四级，此处只是阐述了基于设 备分类的设备信息的组织和使用方法。如果有特殊需求，按照此方法可以增加或减少设备分类的级数以及设备类信息的级数。设备本体105也会有自身的设备本体信息205。设备本体105的设备编号是关键 索引字段，每个设备本体对应着设备管理系统中唯一的设备编号。设备本体信息包含设备 基本信息、说明文件(文件类资料)、技术参数和维修记录。设备基本信息记录了设备编号、 设备名称、设备位号等基本的信息，是检索和记录生产信息和能量信息的基础；设备技术参 数记录了设备出厂时提供的静态参数，用于效率计算和经济运行判断；维修记录则记录与 维修相关的信息，禾I佣这些信息可以形成维修知识库，为检修计划的制定提供参考；文件类 资料包含设备作业指导书、说明书、操作指南等文件，用于使用和维修参考。设备本体信息 还集成了生产和能源方面的记录信息，这些记录信息包括设备本体的能效记录、能量对象 记录、生产对象记录、点检结果记录等内容由专门的系统产生，如点检系统、诊断系统、能源 监控系统等。设备本体信息可以和该设备本体所在类别的信息合并，合并方法是通过规格型号 进行关联，然后按照设备分类之间的关联记录进行索引，从设备本体依次向上检索设备三 级分类信息204、设备二级分类信息203、设备一级分类信息202直到设备类信息，然后将检 索到的信息进行合并列表，该列表作为该设备本体信息的内容。设备分类建立和设备信息的存储使用见附图3和附图4。本发明为了实现设备分类和设备信息分类管理，提供一种设备分类建立的方法， 见附图3。30为建立设备分类所需要的数据结构实例，包含设备类的数据结构301和设备 本体的数据结构302。设备类数据结构301定义了类别之间的包含关系和名称，包括设备类 编号、设备类名称和设备父类编号；设备本体数据结构302定义了设备本体的基本信息，包 含设备编号、设备名称、规格型号和设备位号，此处的基本信息利用了设备类信息201中的 “基本信息模板”，记录具体设备的基本信息。301和302之间的关联是通过设备的“规格型 号”实现的。设备本体与设备类通过规格型号建立了第一关联关系。进一步说明，本发明提供一种利用设备分类建立设备信息分类管理的方法，用户 可以根据自己具有的权限，建立权限内的设备信息，包括设备各级分类的信息和设备本体 的信息，计算机系统会将用户建立的信息按照一定的结构保存在计算机系统的数据库中。 信息的存储结构以能够通过设备编号或设备名称等关键字对该设备和设备所在的类进行 逐级索引为目标。建立设备信息分类的数据结构见附图3。40是建立设备信息分类所需要 的数据结构实例，包含设备类信息的数据结构401和设备本体信息的数据结构402，40是在 30基础上建立的。对应的，401是在301上建立的，设备类信息数据结构401包括设备类编 号、设备类信息类型和类信息表格，设备类信息是通过类的编号与设备类进行关联，建立了 第二关联关系。402是在302上建立的，设备本体信息数据结构402包括设备编号、设备本 体信息类型和设备本体信息表，设备本体信息通过设备编号与设备本体建立了第三关联关 系。由于设备类信息类型和设备本体信息类型是模板或表格，因此，记录设备类信息 类型和设备本体信息类型时需要对表格或模板用自然数进行标记，设备类信息类型标记示 例为403，设备本体信息类型标记示例为404。特殊地，能量信息和生产信息的数据结构，会涉及到一组设备，对于这种情况，可 以将一组设备作为一个能量对象或生产对象来使用，这样就将设备本体与新组合的对象进行了关联，所有的信息就可以互通了。数据结构示例见附图4，50是示例地说明了包含多个 设备的对象参数，501是能量对象的数据结构，502是生产对象的数据结构。两个示例的数 据结构均包含设备编号集字段，通过此字段将设备本体与能量对象和生产对象关联，将设 备本体信息和能量信息、产品产量信息集成。进一步说明，本发明提供一种使用设备信息的方法。通过附图3和附图4的数据 结构，可以通过设备编号字段直接获取设备本体的所有信息，设备编号又可以通过规格型 号关联设备类的信息，因此用户也可以通过设备编号获得设备类的信息。计算机系统会将 设备本体信息和它的所属类的信息共同作为设备信息提供给具有使用权限的用户，或者将 部分信息提供给具有部分权限的用户。不排除用户采用过滤条件对设备信息进行筛选取得 用户所需要的设备信息，不限制用户通过数字通讯网络获取设备信息或在本地获得设备信 息。此处的本地指运行或存储设备信息管理系统的计算机。为了实现设备信息集成，需要必要的计算机及网络，结合附图5说明本发明的工 业生产设备信息集成系统的结构。一种工业生产设备信息集成系统，包括系统数据平台6、实时数据库4、关系数据 库5、数据处理服务器2、WEB服务器和1客户端3，系统数据平台分别连接实时数据库和关 系数据库，实时数据库和关系数据库同时连接数据处理服务器和WEB服务器，数据处理服 务器和WEB服务器同时与客户端连接；所述系统数据平台用于采集能量数据、生产过程数 据以及设备数据，所述数据包括现场的实时数据、定期采集或批量录入的数据以及其它由 专门的系统产生的数据，所述专门的系统包括点检系统、诊断系统、能源监控系统；所述实 时数据库和关系数据库分别存储实时数据与历史数据；所述数据处理服务器用于进行计 算、分析、优化关系数据库和实时数据库中的数据，处理结果提供给WEB服务器使用；所述 WEB服务器用于提供WEB服务；所述客户端对用户提供人机界面，用户根据系统权限查看 WEB服务器发布的信息。设备信息来自系统数据平台6，系统数据平台的作用是将能量数据、生产过程数据 以及设备数据进行统一管理，这些数据包括现场的实时数据、定期采集或录入的批量数据 以及其它特定功能的子系统的结果记录数据，这些数据分类存入实时数据库4和关系数据 库5。数据处理服务器2用于进行计算、分析、优化目的的数据处理，处理结果可以为服务 器1使用；WEB服务器1用于提供TOB服务；客户端3对用户提供人机界面，用户可根据系 统权限查看服务器1发布的网页。具备了硬件系统和通讯网络，就可以在此基础上构建生产、能源、设备管理系统。 而系统信息可以在各子系统中以一定的方式向用户提供，也可以通过设备检索所有的信 息，提供给用户。首先要在计算机系统建立设备分类和设备，方法见附图6。附图6以泵类为例，对 于一级分类102、二级分类103和三级分类104要求可以对内容可以进行添加、删除和修改 功能。使得用户可以方便地建立起企业的设备库的类别关系。类别关系数据结构见附图3 的 301。设备本体105基本信息的建立见附图7。首先以目录树的方式列出已经建立的设 备分类结构，通过鼠标点击的方式找到设备所属的规格型号，系统自动将规格型号添加到 设备本体105的规格型号字段中，然后可以手工录入设备基本信息，其中设备编号由系统自动产生。建立后的设备本体基本信息的内容可以修改，设备本体只有存在报废标志的情 况下才允许删除，这样可以保证使用设备信息的其他子系统运行安全，报废标志是设备基 本信息的一部分。设备基本信息的数据结构见附图3的302。设备类和设备基本信息建立起来后就可以建立设备类上的信息和设备本体信息。 各种信息按照一定的格式进行记录。下面分别举例说明。举例1 技术参数模板和技术参数的信息建立方法技术参数的建立见附图8，技术参数是指设备出厂时设备自身具有的信息和特征 描述。设备的技术参数和设备的型号互相关联，实现方法包括技术参数模板和技术参数数
值的管理。在二级分类上建立技术参数模板，根据技术参数模板，在三级分类上建立技术参 数值。所以对技术参数的操作首先要通过浏览查看方式对设备分类进行列表，列表后可以 对二级分类进行技术参数的项进行添加、修改、删除操作；对三级分类的技术参数的数值进 行添加、修改、删除操作。注意对二级技术参数的删除操作会同时删除三级技术参数的相关 内容，对二级分类计数参数项的修改操作同样会影响三级技术参数项的文字内容，因此删 除或修改操作需要特定的人员完成，并由系统提供必要的警告功能。设备能量计算模板或能效计算模板的管理与技术参数模板的管理相同，都是按照 一定的格式，根据各自的功能需求，将信息配置在合适的设备类上，对设备本体或设备集进 行能量或效率计算时调用模板，并将系统数据平台的数据填入模板中进行计算，计算结果 填入模板作为该设备或设备集的记录。记录的数据可以存入历史数据库，以备分析使用。举例2 维修知识表的信息建立方法维修知识表是在设备检修或长期使用过程中总结出来的用于排除设备故障的知 识表达，包括设备故障的现象、产生原因及排除方法。通过查阅系统中的维修知识表可以指 导设备故障修复。在维修过程中有了新的知识可以补充到已有的知识表中，可以对错误或 有欠缺的知识进行更正。维修知识表管理见附图9。对知识表的操作首先要通过浏览查看的方式对设备分 类进行列表，每一级分类都可以有自己的知识表，因此进行设备分类列表后可以对分类的 知识表进行添加、删除、修改操作。编辑后通过“保存”功能将修改的内容保存在各级分类 知识表中。编辑操作不能对继承来的知识表操作，因此要对继承来的和本级的知识表进行 区分。知识表可以在不同的设备类上进行归纳，因此知识表的内容可以在不同级别的设备 分类级别移动，便于维护操作。使用知识表时，按照设备类的从属关系，将各类存在的知识 表一并列出。设备文件信息与维修知识表的管理相似。设备文件可以记录在设备各级分类和设 备本体上，使用时根据设备编号可以列出与其相关的所有文件。设备类信息的数据结构见附图3的401。举例3 设备能效记录的建立方法设备能效历史数据是设备本体属性，可以由设备基本信息查询获得设备编号，进 而可以查询到能效对象，这是因为能效对象是由一个或多个设备组成的。能效对象的计算 是根据能效计算模板在专门的能效计算系统中完成，设备能效对象的计算结果存入历史数 据库，分析查询设备的能效数据时就可以通过设备编号获得所需时间段的信息了。
举例4能量对象记录的建立方法与能效记录是相似的。一个能量对象可以包含一 个或多个设备，能量对象的输入输出介质在系统中进行统一编号，这样在系统中就可以对 介质计算进行模型化，进而将设备能量计算模型化，将过程数据填入模板，根据计算模型就 可以计算焓、熵等热力学函数。能量参数模板可作为设备类属性进行管理。能量对象的结果可以根据用户的定义存入历史数据库中，以进行分析之用。通过以上的举例一般性的说明了设备类信息和设备本体信息的表达方法，更深层 次的说明不在本发明说明范围内，如能效计算方法、能量计算方法等。设备能量对象记录存储的数据结构见图4的501。其他设备类信息和设备本体信息如点检表、配件材料信息、点检记录、诊断记录、 维修记录、产量记录等信息的建立与上面的例子类似，信息都是通过一定的格式作为设备 类或设备本体的属性进行集成，用户通过设备编号可以操作、查看各类集成的信息。应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明 创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书和实施例对本发明创造已进行 了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同 替换；而一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创 造专利的保护范围当中。
权利要求
1.一种工业生产设备信息集成方法，其特征在于，包括以下内容1)建立设备类，所述设备类包括若干级设备分类，并建立设备本体与设备类的第一关 联关系；所述设备本体包括需要管理的具体的工业生产设备的设备目录或设备编号；2)建立设备类信息，包括在设备分类的基础上，对每一级设备分类建立与级别相适应 的若干级设备分类信息，并建立设备分类与设备分类信息的第二关联关系；3)建立与设备本体自身对应的设备本体信息，并建立设备本体与设备本体信息的第三 关联关系；4)根据设备本体通过第三关联关系获取设备本体信息；根据设备本体通过第一关联 关系和第二关联关系获取该设备本体所在类别的设备类信息；5)将设备本体信息和它所在类别的设备类信息共同作为设备信息提供给具有使用权 限的用户，或者将部分设备信息提供给具有部分使用权限的用户；所述设备信息包括设备 本体信息、生产信息和能量信息。
2.根据权利要求1所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述若干级设备 分类包括最高级设备分类，所述最高级设备分类根据设备功能作用、行业特点、工业生产性 质和/或工艺属性排列成最高级设备分类项序列，在每一最高级设备分类项下建立次高级 设备分类项序列，依次按级建立到与设备本体直接关联。
3.根据权利要求2所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述次高级设备 分类项序列标识为设备通用类名，其下一级在每一设备通用类名下标识出技术结构项序 列，再下一级在每一技术结构项下标识出规格型号序列。
4.根据权利要求3所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述最高级设备 分类项不允许被编辑，所述次高级设备分类项允许被编辑，所述编辑包括添加、修改、删除； 所述标识规格型号序列的设备类别为与设备本体直接关联的最末级设备分类，所述规格型 号与设备本体的规格型号一致。
5.根据权利要求1所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述设备本体信 息包含设备基本信息、说明文件、技术参数和维修记录；设备基本信息记录了设备编号、设 备名称、规格型号、设备位号，是检索和记录生产信息和能量信息的基础；设备技术参数记 录了设备出厂时提供的静态参数，用于效率计算和经济运行判断；维修记录则记录与维修 相关的信息，利用这些信息可以形成维修知识库，为检修计划的制定提供参考；说明文件包 含设备作业指导书、说明书、操作指南等文件，用于使用和维修参考。
6.根据权利要求5所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述设备本体信 息还集成了生产和能源方面的记录信息，这些记录信息包括设备本体的能效记录、能量对 象记录、生产对象记录、点检结果记录的内容，由专门的系统产生，所述专门的系统包括点 检系统、诊断系统、能源监控系统等。
7.根据权利要求1所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述能量信息包 含能量监控信息和能量分析记录，所述能量监控信息包含热力学函数模型、效率参数模型、 能量流介质信息，用于能量计算和显示；所述能量分析记录包含用于热力学分析的能量指 标和设备效率记录，所述能量指标指能量利用率、能量排出率、能量回收率和能量输出率； 所述生产信息包含产量监控记录和产量质量分析记录，所述产量监控记录包含设备物料流 介质信息和物料流流量信息；所述产量质量分析记录包含投入产出率、负荷率和产品质量合格率的产品统计相关信息。
8.根据权利要求1至7之一所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述设备 类信息包括技术参数模板、能量计算模型、效率计算模型、维修知识表、设备点检表、配件材 料表、设备文件资料，用来提供设备记录信息的表格样式和模板；每一级设备类信息可以在 级别之间进行归纳建立和继承使用；所述归纳建立就是将设备类别各级内相同的设备信息 归纳为上一级设备类信息；所述继承使用就是在查询设备本体信息时将设备各类别的信息 全部列出。
9.根据权利要求8所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述设备本体信 息可以和该设备本体所在类别的设备类信息合并，所述合并的方法是首先通过规格型号进 行关联，然后按照设备分类之间的关联记录依次向前一级设备类索引，直到设备分类的起 始类别，然后将检索到的设备类信息进行合并列表，该列表作为合并后的设备本体信息。
10.根据权利要求1所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述建立设备分 类的数据结构包括设备类数据结构和设备本体数据结构，所述设备类数据结构定义了类别 之间的包含关系和名称，包括设备类编号、设备类名称和设备父类编号；所述设备本体数据 结构定义了设备本体的基本信息，包含设备编号、设备名称、规格型号和设备位号，设备本 体与设备类通过规格型号建立第一关联关系。
11.根据权利要求1所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述建立设备信 息分类的数据结构包括设备类信息数据结构和设备本体信息数据结构，所述设备类信息数 据结构，包括设备类编号、设备类信息类型和类信息表格，设备类信息通过设备类编号与设 备类建立第二关联关系；所述设备本体信息数据结构包括设备编号、设备本体信息类型和 设备本体信息表，设备本体信息通过设备编号与设备本体建立第三关联关系；所述设备类 信息类型和设备本体信息类型中的模板类或表格类信息用自然数进行标记。
12.根据权利要求1所述的工业生产设备信息集成方法，其特征在于，所述能量信息和 生产信息的数据结构为包含一个或多个设备本体的能量对象和生产对象的数据结构，所述 能量对象数据结构和生产对象数据结构均包含设备编号集字段，通过设备编号集将设备本 体与能量对象和生产对象关联。
13.—种工业生产设备信息集成系统，其特征在于，包括系统数据平台、实时数据库、关 系数据库、数据处理服务器、WEB服务器和客户端，所述系统数据平台分别连接实时数据库 和关系数据库，实时数据库和关系数据库同时连接数据处理服务器和WEB服务器，数据处 理服务器和WEB服务器同时与客户端连接；所述系统数据平台用于采集能量数据、生产过 程数据以及设备数据，所述数据包括现场的实时数据、定期采集或批量录入的数据以及其 它由专门的系统产生的数据，所述专门的系统包括点检系统、诊断系统、能源监控系统；所 述实时数据库和关系数据库分别存储实时数据与历史数据；所述数据处理服务器用于进行 计算、分析、优化关系数据库和实时数据库中的数据，处理结果提供给WEB服务器使用；所 述WEB服务器用于提供TOB服务；所述客户端对用户提供人机界面，用户根据系统权限查看 WEB服务器发布的信息。
全文摘要
本发明提供一种工业生产设备信息集成方法和系统，首先建立设备类，设备类包括若干级设备分类，设备类和设备本体通过设备的规格型号进行关联，在设备分类的基础上，对每一级设备类建立与级别相适应的若干级设备类信息，设备类信息通过设备类编号与设备类进行关联，同时设备本体信息通过设备编号与设备本体进行关联，通过设备本体检索到设备类信息以及设备本体的记录信息，达到对设备信息有效的集成，对设备、生产、能源进行统一管理、分析、优化；将设备本体信息和它所在类别的设备类信息共同作为设备信息提供给具有权限的用户查看和使用；同时有权限的用户可以随时更新设备数据并最终形成完善的、丰富的、符合生产企业需求的设备信息库。
文档编号G06F17/30GK102143202SQ201010556128
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者庄诚, 赵昼辰 申请人:北京三博中自科技有限公司