一种设备状态可视化监控方法及系统与流程

1.本发明涉及saas(software as a service，软件即服务)应用技术领域，尤其涉及一种设备状态可视化监控方法及系统。


背景技术：

2.现有工厂设备使用过程中存在如下痛点：工厂设备在使用过程中，很多时候设备的使用和设备的维修并非一人所为，所以当设备出现故障或者其他异常状态时，需要通知对应人员去处理，若未及时处理则会导致误工，对公司而言是一种生产有价值时间的浪费。设备在生产过程中，总体生产时间可以分为有效生产时间(即加工合格品时间)和无效生产时间(如故障、待机、关机)，总生产时间一定时，无效生产时间占比越大，有效生产时间则会越少，即生产正常合格品的时间越少，这对于企业产能提升是非常不利的，企业的目标就是要降低无效生产时间，提高有效生产时间，实现价值最大化。
3.针对前述问题，目前市场上的一种解决方案是通过设备状态和设备layout结合起来做预警展示，但是这种预警展示的数据来源需要通过传感器信号来接收和执行，所以信号均需要传感器通讯，整套系统造价很高，对国内大多数中小企业而言是很难承受的，因此很难推广应用，目前很多中小型企业还停留在静态图片的方式展示车间设备布局，无法做到与设备实时状态相结合，因此，低成本实现实时设备状态驱动预警，准确暴露问题，指导改善生产，实现设备预警可视化管理需求尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明提供的一种设备状态可视化监控方法及系统，主要解决的技术问题是：如何低成本实现设备状态驱动预警，实现设备预警可视化管理。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种设备状态可视化监控方法，包括：
6.根据目标企业待监控系统所包含的设备类型，预先在图形库中构建与各设备类型对应的图块；
7.根据所述待监控系统中各设备的关联布局关系，从所述图形库中选取与设备对应图块，以构建与所述待监控系统相匹配的设备布局图；
8.建立设备状态与图块显示颜色之间的映射关系表；
9.实时获取设备运行状态和业务状态，确定当前设备状态，根据所述映射关系表，确定与所述当前设备状态对应的目标颜色，实时控制所述设备布局图中与该设备对应图块的显示颜色为所述目标颜色。
10.可选的，其中设备状态包括“异常停机”、“异常运行”、“计划停机”、“正常运行”、“正常停机”；所述映射关系表包括：所述设备状态“异常停机”对应颜色为红色，“异常运行”对应颜色为橙色，“计划停机”对应颜色为黄色，“正常运行”对应颜色为绿色，“正常停机”对应颜色为灰色。
11.可选的，所述实时获取设备运行状态和业务状态，确定当前设备状态包括：
12.预先建立设备运行状态+业务状态与设备状态对应的规则表，当实时获取到设备运行状态和业务状态时，基于所述规则表确定与该运行状态和业务状态对应的设备状态；所述设备运行状态包括运行、停机；所述业务状态包括正常、故障、保养、异常、计划停产、切换产品、休息、计划检修和其他。
13.可选的，所述方法还包括：将异常停机、异常运行两种设备状态定义为预警状态，当确定当前设备状态为所述预警状态时，自动生成并显示预警消息弹窗，所述预警消息弹窗包括设备名称、设备编码、所属部门、异常原因以及设备状态。
14.可选的，所述方法还包括：将所述待监控系统的设备布局图按照时间顺序关联存储于目标库中；当接收到对所述待监控系统的历史状态查看指令时，基于所述历史状态查看指令确定查看时间点信息，根据所述查看时间点信息从所述目标库中查找并显示对应时间点的设备布局图。
15.可选的，所述方法还包括：计算各设备在各种设备状态下的累积时长，生成设备状态时长堆叠图。
16.本发明还提供一种设备状态可视化监控系统，包括：
17.图块设置模块，用于根据目标企业待监控系统所包含的设备类型，预先在图形库中构建与各设备类型对应的图块；
18.布局构建模块，用于根据所述待监控系统中各设备的关联布局关系，接收选取指令从所述图形库中选取与设备对应图块，以构建与所述待监控系统相匹配的设备布局图；
19.预警配置模块，用于建立设备状态与图块显示颜色之间的映射关系表；
20.设备管理模块，用于接收外部输入指令，获取设备运行状态和业务状态，并将所述设备运行状态和业务状态发送给后台监控平台；
21.所述后台监控平台，基于所述设备运行状态和业务状态，确定当前设备状态，根据所述映射关系表，确定与所述当前设备状态对应的目标颜色，实时控制所述设备布局图中与该设备对应图块的显示颜色为所述目标颜色。
22.可选的，所述其中设备状态包括“异常停机”、“异常运行”、“计划停机”、“正常运行”、“正常停机”；所述映射关系表包括：所述设备状态“异常停机”对应颜色为红色，“异常运行”对应颜色为橙色，“计划停机”对应颜色为黄色，“正常运行”对应颜色为绿色，“正常停机”对应颜色为灰色。
23.可选的，所述后台监控平台用于预先建立设备运行状态+业务状态与设备状态对应的规则表，当实时获取到设备运行状态和业务状态时，基于所述规则表确定与该运行状态和业务状态对应的设备状态；所述设备运行状态包括运行、停机；所述业务状态包括正常、故障、保养、异常、计划停产、切换产品、休息、计划检修和其他。
24.可选的，所述预警配置模块，还用于将异常停机、异常运行两种设备状态定义为预警状态，所述后台监控平台还用于当确定当前设备状态为所述预警状态时，自动生成并显示预警消息弹窗，所述预警消息弹窗包括设备名称、设备编码、所属部门、异常原因以及设备状态。
25.本发明的有益效果是：
26.根据本发明提供的一种设备状态可视化监控方法及系统，根据目标企业待监控系统所包含的设备类型，预先在图形库中构建与各设备类型对应的图块；根据待监控系统中
各设备的关联布局关系，从图形库中选取与设备对应图块，以构建与待监控系统相匹配的设备布局图；建立设备状态与图块显示颜色之间的映射关系表；实时获取设备运行状态和业务状态，确定当前设备状态，根据映射关系表，确定与当前设备状态对应的目标颜色，实时控制设备布局图中与该设备对应图块的显示颜色为目标颜色。通过设备布局图的方式集中向企业用户展示设备实时状态，充分发挥过程数据的价值；无需在每一个车间设备上设置传感器实现数据与信息传输，来建立预警系统，通过设备间的关联布局关系，建立设备布局layout图，直接在layout图上基于颜色显示反映设备实时状态，低成本实现了设备实时状态驱动layout图块颜色预警，满足了中小企业设备可视化监控管理需求。
附图说明
27.图1为本发明实施例一的设备状态可视化监控方法流程示意图；
28.图2
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1为本发明实施例一的设备布局图构建页面示意图一；
29.图2
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2为本发明实施例一的设备布局图构建页面示意图二；
30.图2
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3为本发明实施例一的设备布局图构建页面示意图三；
31.图3为本发明实施例一的设备布局图；
32.图4为本发明实施例一的设备状态定义及预警映射表；
33.图5为本发明实施例一的设备历史状态查看界面示意图；
34.图6
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1为本发明实施例一的设备状态时长堆叠图；
35.图6
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2为本发明实施例一的数据详情列表；
36.图7为本发明实施例二的一种设备状态可视化监控系统结构示意图；
37.图8为本发明实施例二的另一种设备状态可视化监控系统结构示意图。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.实施例一：
40.本实施例提供一种设备状态可视化监控方法，请参见图1，主要包括：
41.s100、根据目标企业待监控系统所包含的设备类型，预先在图形库中构建与各设备类型对应的图块；
42.待监控系统一般由一系列设备组成，包括但不限于构成流水线作业的各种设备，以实现某种产品的生产制造。本实施例中，可基于目标企业待监控系统所包含的设备类型，每一种设备类型可对应构建一种图块与之对应，用于表示该中类型的设备。当然，在本发明的其他实施例中，每一个设备都可以采用一个图块与之对应，只要通过图块实现设备表征即可，本实施例对此不做限制。
43.具体的，图块类型包括但不限于矩形图块、圆形图块、l形图块、t形图块、u形图块、h形图块等等。
44.s200、根据待监控系统中各设备的关联布局关系，从图形库中选取与设备对应图块，以构建与待监控系统相匹配的设备布局图；
45.请参见图2
‑
1所示，配置人员可基于待监控系统中各设备的关联布局关系，从图形库中选取与设备对应图块，从而构建与待监控系统相匹配的设备布局图。这里，图形库中包括矩形图块、圆形图块、圆角矩形图块、l形图块、t形图块、倒l形图块、工形图块、正u形图块、左u形图块、右u形图块、倒u形图块；在不同实施例中，图形库可基于实际情况灵活设置。基于各设备间的实际关联布局关系，以此针对每一个设备，从图形库中选取对应的图块来表征该设备，并对该图块进行编辑，以唯一表征该设备。
46.编辑操作包括但不限于图块设置、图块复制、图块删除等，具体的，通过选中图块，长按或电机鼠标右键，系统即可弹出上述三个编辑模块，进一步的，选中图块设置，请继续参见图2
‑
1，系统将弹出图块设置弹框，弹框中包括图块名称和关联设备两个字段；对两个字段进行编辑，点击确定
→
保存，即可完成对该图块的设置。另外，也可在编辑设备信息后设置选择按钮，请参见图2
‑
2，通过选择按钮关联设备信息库内的设备信息(设备信息库为预先录入的信息库，包括待监控系统中所有设备的相关信息，例如设备名称、设备编码、设备型号、所属部门等)，即可配置完成设备布局图，得到如图2
‑
3所示界面，点击保存按钮时间保存即可。
47.通过图块复制、图块删除等编辑模块，可进一步提高编辑效率。具体的，选中图块复制，则表示该图块被复制，生成新的复制图块，复制内容包括图块对应的设备信息，提交保存时需校验设备编码，确保编码唯一性即可；可以快速对设备信息相同的设备进行快速布图。选中图块删除，则会将该图块删除。
48.当该待监控系统中所有设备配置完成之后，即可得到如图3所示的设备布局图，进一步的，当设备布局图配置完成之后，还需要对设备状态进行初始化，具体的，车间巡检人员可基于待监控系统实际运行情况上传各设备的状态信息，从而实现初始化。不同设备有对应负责的所属部门，各部门相关的负责巡检人员负责对各设备状态进行巡检，当设备运行状态和/或业务状态发生变化时，可基于移动端设备及时上传对应设备的状态信息，以实现设备状态及时更新监控可视化。
49.s300、建立设备状态与图块显示颜色之间的映射关系表；
50.请参见如图4所示的对应关系表，具体包括：设备状态“异常停机”对应颜色为红色，“异常运行”对应颜色为橙色，“计划停机”对应颜色为黄色，“正常运行”对应颜色为绿色，“正常停机”对应颜色为灰色。
51.本实施例中，运行状态包括运行、停机；业务状态包括正常、故障、保养、异常、计划停产、切换产品、休息、计划检修和其他。
52.s400、实时获取设备运行状态和业务状态，确定当前设备状态；
53.预先建立设备运行状态+业务状态与设备状态对应的规则表，当实时获取到设备运行状态和业务状态时，可继续参见图4，基于规则表确定与该运行状态和业务状态对应的设备状态。图中封装状态即为设备状态。
54.其中设备状态包括“异常停机”、“异常运行”、“计划停机”、“正常运行”、“正常停机”；具体的，针对业务状态+运行状态为故障停机，对应的设备状态定义为异常停机；针对业务状态+运行状态为故障运行、保养运行，对应的设备状态定义为异常运行；针对业务状态+运行状态为保养停机、计划停产停机、切换产品停机、休息停机、计划检修停机、其他停机，对应的设备状态定义为计划停机；针对业务状态+运行状态为正常运行、计划停产运行，
对应的设备状态定义为正常运行；针对业务状态+运行状态为正常停机，对应的设备状态定义为正常停机。
55.s500、根据映射关系表，确定与当前设备状态对应的目标颜色；
56.例如，设备业务+运行状态为故障停机，则可确定当前设备状态为异常停机，根据如图4所示的映射关系表，即可确定与当前设备状态对应的目标颜色为红色。
57.s600、实时控制设备布局图中与该设备对应图块的显示颜色为目标颜色。
58.本实施例中，还可将异常停机、异常运行两种设备状态定义为预警状态，当确定当前设备状态为预警状态时，可自动生成并显示预警消息弹窗，可继续参见图2所示，其中预警消息弹窗包括设备名称、设备编码、所属部门、异常原因以及设备状态。
59.目前，实际上企业已经拥有大量设备数据沉淀，包括报修、保养、异常上报等数据，但是这些数据并没有集中展示给企业，让其有一个直观的了解，并且数据驱动执行的效果不明显，本实施例提供的设备状态可视化监控方案，能够通过设备布局图的方式集中向用户展示设备实时状态，发挥过程数据的价值。同时，无需在每一个车间设备上设置传感器实现数据与信息传输，来建立预警系统，通过设备间的关联布局关系，建立设备布局layout图，直接在layout图上基于颜色显示反映设备实时状态，低成本实现了设备实时状态驱动layout图块颜色预警，满足了中小企业设备可视化监控管理需求。
60.在本方其他可选的实施例中，为了能够查看设备状态的历史数据，便于统计分析，帮助企业提高管理效率，可将待监控系统的设备布局图按照时间顺序关联存储于目标库中；当接收到对待监控系统的历史状态查看指令时，基于历史状态查看指令确定查看时间点信息，根据查看时间点信息从目标库中查找并显示对应时间点的设备布局图。请参见图5所示，用户可选择追溯时间，点击查询，即可显示该历史时刻的设备状态数据，进一步的，还可以点击某一设备或某待监控系统，系统即可对该设备或该系统下的各设备的状态进行统计，以生成如下表1所示的设备状态时长汇总表，或者是如图6所示的设备时长堆叠图，通过点击图6中某设备的不同颜色，可展示如图6
‑
2所示的数据详情列表，可准确暴露生产过程中所存在的问题，有利于指导改善，提高生产效率。
61.表1设备状态时长汇总表
[0062][0063]
需要说明的是，设备时间稼动率可根据如下公式计算：稼动率＝正常生产时间/(正常生产时间+待机时间+故障关机时间+故障运行时间)*100％。
[0064]
本实施例提供的设备状态可视化监控方法，1.不需要接入传感器等数据采集硬件，即可实时展示设备业务状态，设备业务状态展示成本低；2.设备布局构建灵活，可以应用于各种工厂的设备状态展示，通用性高；3.能够查看设备状态的历史数据，便于统计分析，帮助企业提高管理效率。
[0065]
实施例二：
[0066]
本实施例在上述实施例一的基础上，提供一种设备状态可视化监控系统，用以实现上述实施例一种所述的设备状态可视化监控方法的至少部分步骤，请参见图7，该系统主要包括：
[0067]
图块设置模块71，用于根据目标企业待监控系统所包含的设备类型，预先在图形库中构建与各设备类型对应的图块；
[0068]
布局构建模块72，用于根据待监控系统中各设备的关联布局关系，接收选取指令从图形库中选取与设备对应图块，以构建与待监控系统相匹配的设备布局图；
[0069]
预警配置模块73，用于建立设备状态与图块显示颜色之间的映射关系表；
[0070]
映射关系表包括：设备状态“异常停机”对应颜色为红色，“异常运行”对应颜色为橙色，“计划停机”对应颜色为黄色，“正常运行”对应颜色为绿色，“正常停机”对应颜色为灰色。
[0071]
设备管理模块74，用于接收外部输入指令，获取设备运行状态和业务状态，并将设备运行状态和业务状态发送给后台监控平台；
[0072]
后台监控平台75，基于设备运行状态和业务状态，确定当前设备状态，根据映射关系表，确定与当前设备状态对应的目标颜色，实时控制设备布局图中与该设备对应图块的显示颜色为目标颜色。
[0073]
后台监控平台75用于预先建立设备运行状态+业务状态与设备状态对应的规则表，当实时获取到设备运行状态和业务状态时，基于规则表确定与该运行状态和业务状态对应的设备状态；设备运行状态包括运行、停机；业务状态包括正常、故障、保养、异常、计划停产、切换产品、休息、计划检修和其他。其中设备状态包括“异常停机”、“异常运行”、“计划停机”、“正常运行”、“正常停机”。具体的，针对业务状态+运行状态为故障停机，对应的设备状态定义为异常停机；针对业务状态+运行状态为故障运行、保养运行，对应的设备状态定义为异常运行；针对业务状态+运行状态为保养停机、计划停产停机、切换产品停机、休息停机、计划检修停机、其他停机，对应的设备状态定义为计划停机；针对业务状态+运行状态为正常运行、计划停产运行，对应的设备状态定义为正常运行；针对业务状态+运行状态为正常停机，对应的设备状态定义为正常停机。
[0074]
可选的，预警配置模块73，还用于将异常停机、异常运行两种设备状态定义为预警状态，后台监控平台75还用于当确定当前设备状态为预警状态时，自动生成并显示预警消息弹窗，预警消息弹窗包括设备名称、设备编码、所属部门、异常原因以及设备状态。
[0075]
请参见图8，在本发明其他实施例中，设备状态可视化监控系统还可包括看板tv76，后台监控平台75可将设备布局图状态实时发送给看板tv76，看板tv可布置于工厂车间显眼处，用于展示设备可视化状态，无论是巡检人员、车间工作人员还是车间管理人员，可以根据设备状态的变化可方便及时预知生产状况变化，根据状态颜色第一时间知晓处理进度。
[0076]
显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在计算机存储介质(rom/ram、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不
同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0077]
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。