分布式制造系统
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现代信息和网络技术的飞速发展，给机械制造业的各个领域带来了巨大的变革，使生产效率有了很大的提高，但无论自动化程度达到何种先进的水平，目前仍然无法保证设备管理的“无故障”生产。设备的维修也是不可避免的。尤甚是随着制造系统的高度自动化、智能化和设备功能的日趋复杂化，设备维修信息的管理是一项复杂而繁重的工作，只靠人工的管理是不可靠的，而且没有系统的管理也很难实现把数据转化为信息。针对目前不少工厂设备维修信息管理状况，设计了该维修信息管理系统，不仅可以保证故障信息的实时传输和故障的及时维修，把维修费用降低而且可以对繁杂的维修数据进行系统的管理，提取特征信息。该系统主要包括故障信息的实时监控、故障信息的传输以及相关的数据库管理。
一 系统的结构体系
该系统主要针对分布式制造系统中的维修问题，整个结构体系是基于工厂或企业内部局域网的，采用 Client/Server 结构模式，工厂的各个部门通过网络紧密相连，保证故障信息传输的实时性和维修操作的快速性，把生产的损失降到最低。其中服务器分为应用服务器和数据库服务器即三层体系结构，三层体系结构中，客户（请求信息）、服务（处理请求）和数据（被操作）被物理地隔离。这样的结构体系比较灵活，有利于系统扩展，而且具有更好的移植性，可以跨不同类型的平台工作。
服务器是整个系统的核心，主要功能是处理网络命令、接受客户端的连接请求、访问数据库服务器返回客户端的查询信息等。使用了多线程同步技术来确保为多个客户端同时提供服务的准确性，并且提供了日志记录功能。
客户端主要有监控终端、维修部门和生产计划部门、采购部门、财会部门等，都可以从该系统的数据库中获取相关的信息，这样使得设备的维修部门不再孤立于生产链之外，而是与其他部门相互通讯，使企业真正成为一个闭环管理系统。同时为了保证整个系统的安全性和可靠性，系统设置了客户端的登陆权限，不同级别的用户界面功能不同。监控终端的功能是实时的监控设备的故障状况，并且传送故障通知，接收故障回复信息，核实故障修复信息，维修记录输入数据库。
二、系统功能模块
该系统主要分为四个功能模块，分别为数据库管理、故障信息的获取和传送、故障修复后信息核实、信息查询和统计模块。下面分别介绍这几个模块的功能。
1 、数据库管理模块
设备故障信息主要是设备发生故障的时间、地点、故障原因、现象、维修费用等，但是要对维修信息形成系统的管理，只管理故障信息是不够的，必须对设备的相关信息如传感器、重要的零配件等进行系统化的管理，只有这样才能形成一个较为完善的设备维修信息管理系统。
该功能模块独立于系统中的其他客户端模块，原因是系统采用的数据库管理系统本身就是 C/S 模式，把仅对数据库表的基本操作分离出来，不必通过应用服务器和其他客户端通讯，这样可减轻应用服务器的负荷，提高系统中其他客户端的访问速度。
基本库提供一些静态的基本数据，这些数据在该系统中改动较少或者不变化，但又是该系统管理必不可少的基本信息，便于在查询模块中以不同的方式查询、统计等。此外设备管理人员或操作人员的人事变动情况、都要及时更新数据库，以确保库中保存的信息的准确性。
动态库中维修信息的管理子模块是核心，它记录历史发生的故障时间、部位，传感器检测到的信息，故障历时、现象、原因等一些重要数据。可以为故障诊断专家系统的自学习提供必要知识。这部分的信息可以在客户端登陆并以不同的方式查询。其次，零部件的管理是针对该故障维修中更换的重要零配件的情况进行详细记录。在该系统中对零配件的管理设计专门的子系统，对其出库信息、入库信息和现有的库存量都进行详细的记录和特征显示，当现有的库存量大于设定的最大数量或者小于最小的设定量时，以不同的颜色进行警告显示，这样即可以保证生产的连续性、安全性、又不导致过多的积压而浪费资金。维修人员还可以从其他的客户端界面中查询库存信息，于维修人员的决策操作，尽量减少维修时间。第三，维修计划对设备进行定期检修而制定的计划，需要根据故障历史记录来制定合适的计划，这些信息都保存在数据库服务器中，维修人员可以从客户端登陆查询。
系统维护主要是针对该系统数据的维护，而整个数据库系统的维护由数据库管理员管理。这里的备份和回复操作主要是在一些重要的操作之前、后进行的，防止工作人员的误操作行为而造成数据的丢失或数据结构的破坏。对该数据库系统的基本操作有查询、添加、删除和修改，使该系统具有一定的灵活性，这里的查询只提供一些基本的功能，主要是为了便于添加、删除和修改，主要的查询功能在查询模块中介绍。
用户的权限管理是针对该系统的客户端的用户级别、用户名和密码进行验证，新用户的账号申请、密码维护和权限的分配。这也是确保系统安全性的重要的一个环节。
2 、故障信息的获取和传送
该模块主要提供和数据采集及分析模块的接口，使该系统具有可扩展性。故障诊断模块对采集到的数据进行诊断，并将处理后的数据文件送到终端指定的目录或者数据库中，该文中包含设备号、传感器号和采集的数据等必要信息，分为故障信号文件和正常的信号文件，对每一个故障都保存相关的前后几个周期的检测信号，以便于维修人员参考，快速诊断故障原因。
监控终端分为人工监控和自动监控两种方式，以人工监控为主，人工监控需要报告的故障信息包括设备和传感器编号、故障描述，有选择附带检测的数据文件，通过应用服务器为中介发送到维修部门；自动监控是辅助的监控方式，主要是为了预防设备临时无人监控的情况，无法及时报告故障信息而设计的，它是通过一个系统定时器来定时检测是否有新的故障数据，若有则自动传送到维修部门并显示故障信号图。
故障信息通过应用服务器向相关部门传送，具有不同权限的部门，对故障的处理的功能不同，只有维修部门才有权限分析并回复故障信息，采取决策操作；同时应用服务器向数据库服务器中记录该故障的一部分信息。
3 、故障修复后信息核实
当终端的故障信息在网络传输的过程中，服务器已经向数据库中记录了该条故障的一部分相关信息，如设备和传感器编号、故障的发生时间和现象描述等。在终端接收到的故障回复信息中包括了决策人员、采取的维修方式、回复时间、故障编号。维修操作完成后要对维修信息进行核实，包括设备的故障原因、处理结果、故障历时，维修费用、操作人员和该故障相关的检测数据文件，这样才完成一条完整的维修记录。故障记录分两步写入数据库主要是为了减轻网络数据传输的负荷，也保证数据在传输过程中的安生，以保证维修信息的闭环管理。工作流程如图 2 所示。
4 、信息查询模块
信息查询功能主要是在各个客户端，为不同级别的用户提供相应的信息，包括设备的基本信息和故障信息、传感器信息、人员信息和车间信息。每一类信息的查询又可以根据用户的需要采取多种方式，如设备的故障历史查询分为按设备名称、按故障时间、维修费用或维修周期多种方式查询。
该模块也包括信息统计功能，主要有按车间统计设备的相关信息，如某车间的设备总数、设备资产总值、不同类别设备的数量；维修信息的统计，包某个车间或某台设备在一定时期的故障频率、故障停机时间、维修总费用及月平均费用等。这些信息主要是为企业中的其他部门提供信息，如生产计划部门在制定生产能力需求计划时，需要从该系统中获得相关的数据；设备管理部门也要通过这些信息来制定设备的维护保养计划等。
三、系统实现
开发平台为 Windows2000 ，系统的开发语言环境采用 VisualC++6.0 ，主要考虑系统的快速响应性，便于维修信息在工厂或企业的不同部门之间进行信息传递，而且 C++ 语言的底层开发性能好，有利于提高程序的整体性能。
后台数据选择了 oracle ，这是利用工厂现有的条件，而且 oracle 是一种对象关系型的数据库管理系统，建立在易于理解的关系模型之上的。同时它也是世界上使用最广泛的数据库，可以运行在各种计算机上。它提供的丰富功能使数据系统维护简单而且可移植性好。
该系统与数据库接口方式采取 ODBC ，主要是考虑不同的企业对数据库平台的选择，为使作不同的数据库管理系统提供方便。
四、结论
设备维修信息管理系统是一个基于网络的 C/S 结构体系，可以实现企业内部各部门之间与设备维修部门紧密联系。可保证故障信息传送的实时性和提高故障诊断的快速性，而且随时为生产决策部门提供设备的运行状况，有利于对设备缺少的一个环节。
该管理系统已经在某军工企业试用，它代替了人工对维修信息的简单记录管理，改善了以前的设备故障信息传送不及时、维修效率低的状况。