1、流程行業(yè)戶外工作管理手段的現(xiàn)狀與不足

　　1)移動監(jiān)控和報警能力不足

　　流程行業(yè)傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)必須要在集控室電腦上進行操作和查看，便攜性差，對于戶外監(jiān)控的需求，則沒有很好的支持方式。另外，對于集控室的監(jiān)控人員來說，很多時候需要現(xiàn)場去處置問題，而為保證安全運行，集控室又必須保證一定數(shù)量的監(jiān)控人員，這就造成了一定程度上的人員浪費，提升了運營成本。移動報警能力的不足，雖然有些短信報警系統(tǒng)可以通過短信提示戶外工作人員，但是受技術(shù)本身的限制，及時性和穩(wěn)定性差。

　　2)巡檢到位確認方式不科學(xué)，易被修改，戶外工作結(jié)果無法監(jiān)督和保障

　　由于目前的現(xiàn)場巡檢過程，空間跨度大，檢查點多，巡檢人員的巡檢過程和結(jié)果都依賴于巡檢人員的職業(yè)道德和績效考核制約，而沒有有效的（電子化）技術(shù)監(jiān)督和保障措施，所以，在某些特殊情況下，巡檢的結(jié)果的真實性和準確性有待商榷；

　　3)戶外工作現(xiàn)場管理能力欠缺，工作匯報不及時不精確

　　戶外作業(yè)很多時候靠紙質(zhì)的作業(yè)規(guī)程，攜帶不便且靈活性和功能性差；另外，車間班組成員在業(yè)務(wù)能力上可能存在一定的差距，希望通過電子化作業(yè)程序，提高班組成員的業(yè)務(wù)能力，提高戶外工作中的問題/故障處理能力，從而促進戶外工作質(zhì)量的改善。

　　4)戶外作業(yè)不同部門的交互性差

　　工作人員在戶外作業(yè)時，往往要涉及多個部門和人員，之間需要進行信息交互和流程確認，目前這些都只能依靠紙質(zhì)信息的傳遞，及時性和準確性差，影響工作效率。

　　5)移動檢測儀器的獨立，不能將現(xiàn)場的精確數(shù)據(jù)實時的傳送回分析診斷系統(tǒng)

　　由于在線檢測儀表的費用及安裝條件限制，大量戶外的設(shè)備無法全部實現(xiàn)在線監(jiān)控，但是這些設(shè)備的運行情況又直接關(guān)系到整個工廠的安全穩(wěn)定運行，例如大量的現(xiàn)場電機軸承，如果沒有很好的現(xiàn)場檢驗方式，將造成大量軸承未到最長使用壽命便被更換，提高了工廠的運營成本。
 

　　2、移動應(yīng)用的技術(shù)實現(xiàn)方式

　　1)系統(tǒng)實現(xiàn)構(gòu)架

• 概要來說，移動終端在工業(yè)上的應(yīng)用基本如上圖所示，Web服務(wù)器通過各種無線網(wǎng)絡(luò)方式，如無線局域網(wǎng)，移動運營商網(wǎng)絡(luò)，甚至衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等同移動終端連接，進行數(shù)據(jù)交互。
• Web服務(wù)器和生產(chǎn)管理系統(tǒng)之間的連接方式，因為交互數(shù)據(jù)量大，大部分情況下使用有線連接方式，當(dāng)然在特殊環(huán)境下，也可考慮使用無線方式，但是系統(tǒng)的穩(wěn)定性和速度將受到一定的影響。

　　2)移動終端的工作方式

　　無線終端始終連接在網(wǎng)絡(luò)上，這樣可以保證數(shù)據(jù)的實時性，如移動監(jiān)控就要求實時更新監(jiān)控數(shù)據(jù)和畫面，工作流的審批交互也需要實時在線，提高工作流的執(zhí)行效率。離線使用工作方式

　　在一些對實時性要求不太嚴格的場合，如某些移動巡檢，主要目的是獲得操作指導(dǎo)和工作記錄，數(shù)據(jù)在每次外出工作前下載一次即可；而且在一些特殊場合，車間內(nèi)部不允許有無線信號的存在，這時候適合采用離線的方式，在每次外出前和返回后進行數(shù)據(jù)同步。

　　3)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計

　　在Web服務(wù)器與移動終端設(shè)備之間，為提高安全程度，需要按照企業(yè)安全要求的不同進行安全防護的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計；

　　注：Web服務(wù)器與各生產(chǎn)系統(tǒng)之間的安全設(shè)計本文不做討論；如果使用企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，因為內(nèi)部網(wǎng)一般都有完整的網(wǎng)絡(luò)安全管理，且數(shù)據(jù)訪問大都在內(nèi)部系統(tǒng)，所以統(tǒng)一使用已有的安全系統(tǒng)即可。如企業(yè)開放性較強，對安全要求較高，例如使用互聯(lián)網(wǎng)通訊，則需要在Web服務(wù)器接入互聯(lián)網(wǎng)或?qū)ν夤�開之前，再添加一級硬件和軟件隔離。

　　軟件隔離通常使用代理服務(wù)器：代理服務(wù)器工作在應(yīng)用層，大多采用例如SSL、PPTP、L2TP等安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸全部由代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)和控制；只開放特定的端口和應(yīng)用程序；移動客戶端通過訪問代理服務(wù)器進行和主系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

　　硬件隔離一般使用NAT/NAPT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)地址端口轉(zhuǎn)換)協(xié)議：由路由器，防火墻，核心交換機實現(xiàn)；NAT工作在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包進行地址轉(zhuǎn)換后再轉(zhuǎn)發(fā)，且地址轉(zhuǎn)換時雙向的；NAT技術(shù)將內(nèi)部網(wǎng)虛擬為一個網(wǎng)址，因此外部攻擊無法找到真正的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)IP，從而無法進行網(wǎng)絡(luò)攻擊。

　　3、移動終端在流程工業(yè)中可以實現(xiàn)的主要功能

　　1)移動監(jiān)控

　　受過去技術(shù)的限制，幾十年來，企業(yè)一直采用集控中心作為標準自動化模型的組成部分，大量的現(xiàn)場作業(yè)和管理人員需要能夠隨時隨地控制和了解信息的需求不能得到滿足。

　　基于移動終端的移動監(jiān)控系統(tǒng)，例如在平板電腦上運行一個監(jiān)控軟件APP，這些軟件幾乎同自動化系統(tǒng)的上位機軟件有同樣的功能，因為其具有較強的便攜性，極大的提高了工廠的移動監(jiān)控能力；

　　利用安裝在智能手機的監(jiān)控客戶端程序，可實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)監(jiān)控分析和報警，數(shù)據(jù)查看和趨勢分析等功能，攜帶更為方便；但智能手機相對屏幕較小，性能相對較低，因此無法運行傳統(tǒng)組態(tài)軟件上使用的動畫，腳本運行等復(fù)雜功能。

　　2)移動巡檢

　　通過使用移動終端設(shè)備，將巡檢過程電子化，什么人在什么時候，什么地點做了什么工作都完整的記錄到系統(tǒng)中，提高現(xiàn)場作業(yè)管理的透明度（杜絕日常設(shè)備巡檢、點檢等現(xiàn)場作業(yè)中存在的錯檢、漏檢現(xiàn)象），同時現(xiàn)場的問題，可以在系統(tǒng)中進行記錄，例如對現(xiàn)場進行拍照，從而使相關(guān)部門可以及時跟蹤、追溯、解決這些問題，符合相關(guān)審核的要求。

　　3)移動檢測

　　在設(shè)備檢查等日常作業(yè)過程中，通過移動終端設(shè)備,采集自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)沒有在線監(jiān)控的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如移動終端連接各類專業(yè)檢測設(shè)備，可對震動、溫度、轉(zhuǎn)速、氣蝕等進行測量，測量的數(shù)據(jù)，通過藍牙或有線接口，自動傳輸?shù)揭苿咏K端設(shè)備中，然后傳送至中心服務(wù)器。

　　4)戶外工作管理

• 報警及現(xiàn)場緊急情況處理

　　使用運行在移動終端上的應(yīng)用程序，例如利用監(jiān)控軟件和工作流軟件的結(jié)合，可以將現(xiàn)場監(jiān)控報警和操作指導(dǎo)有機的結(jié)合起來，按照指定的工作步驟及時處理現(xiàn)場報警和異常情況。

• 建立企業(yè)員工技能知識庫

　　系統(tǒng)還可將應(yīng)急程序、常用文檔、說明書、圖紙、危險品處理方法等下載到移動終端設(shè)備上，隨身攜帶并對員工提供指導(dǎo)，提供一個科學(xué)管理的信息化支撐平臺；實現(xiàn)工作經(jīng)驗知識庫在企業(yè)內(nèi)的共享；針對企業(yè)有經(jīng)驗的老員工正在逐漸退休或走上管理崗位，新員工培訓(xùn)不足，經(jīng)驗欠缺的情況，通過建立技能知識庫還可以完成老員工寶貴經(jīng)驗的傳承，快速提高新員工的工作技能。

• 靈活構(gòu)建電子化的標準作業(yè)程序

　　工廠可以將全廠的工作規(guī)程電子化并存儲到中心服務(wù)器中，現(xiàn)場作業(yè)人員可以通過移動終端設(shè)備訪問標準的操作規(guī)程，實時的獲取任務(wù)指令，按照作業(yè)程序約定的步驟逐項進行作業(yè)。

• 結(jié)合電子標簽（RFID）以及條碼技術(shù)

　　對于PDA類型的移動終端可以與電子標簽RFID以及條碼技術(shù)結(jié)合，從而確保操作，使用人員只有在讀到條碼或者電子標簽的時候，也就是在合適的地點對特定的設(shè)備才能進行對應(yīng)的操作，減少了錯誤操作發(fā)生的可能性。

　　5)地理信息定位

　　移動終端可以使用全球定位系統(tǒng)（GPS）、無線網(wǎng)絡(luò)（Wi-Fi）或者手機網(wǎng)絡(luò)三角定位技術(shù)定位員工所在位置并自動提供周圍資產(chǎn)和各類地理信息。

　　移動終端同地理信息技術(shù)的結(jié)合可以提高現(xiàn)場工作的準確性，例如一個油罐基地可能有N多個閥門，以數(shù)字編號，現(xiàn)場操作人員如果可以根據(jù)手持終端上的地理信息技術(shù)的導(dǎo)航，找到相應(yīng)的閥門，確認編號后再按移動終端的操作指示進行戶外工作，將大大提高現(xiàn)場工作效率和安全性。

　　為提高戶外工作效率，在對某個設(shè)備進行操作前，系統(tǒng)可以根據(jù)移動終端反饋的地理信息，根據(jù)員工的工作技能和物理距離，自動判斷哪些戶外工作分配給哪些人員去實施。

　　對于危險系數(shù)比較高的野外工作，通過移動終端的定位功能，系統(tǒng)可以實時的查看野外工作人員的位置，檢測工作狀況，保證工作人員的安全。

　　6)移動審批、工作流管理

　　執(zhí)行某些工作任務(wù)時，往往要涉及很多部門和不同的人員，部門、人員之間有很多的信息交互和流程確認，或者稱之為工作流管理；使用移動終端設(shè)備（例如智能手機），屬于每個部門和特定人員的審批流程可以實時的下發(fā)到任務(wù)人所持有的終端設(shè)備上，按照系統(tǒng)已經(jīng)定義好的工作流管理規(guī)則，自動實現(xiàn)工作流的控制和管理，極大的提高了審批流程的審批速度，提升生產(chǎn)管理的工作效率。

　　4、流程工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)使用硬件

　　1)網(wǎng)絡(luò)硬件

　　基本使用已有有線網(wǎng)絡(luò)，在戶外需要無線信號的區(qū)域，只需在有線網(wǎng)絡(luò)終端需要無線信號的地區(qū)添加無線AP即可；根據(jù)現(xiàn)場工況和防護等級的要求，可選擇民用級和不同工業(yè)防護等級的AP。另如電網(wǎng)，油氣管道等行業(yè)，自主構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)比較困難，因為覆蓋面積太大，這種情況下可以使用移動運營商的3G網(wǎng)絡(luò)，使用方便且投資非常小。還有一些微波通訊，衛(wèi)星通訊方式等，但是因為應(yīng)用范圍比較小，此文不做討論。

　　2)移動終端：

　　民用平板電腦: 例如IPAD等，特點是使用范圍廣，維護簡單方便，操作系統(tǒng)成熟，實現(xiàn)功能比較強大；顯示屏幕較大，可以完成實時監(jiān)控等功能；缺點是有些大，某些情況下攜帶不是非常方便，且在惡劣工況環(huán)境下，工作能力較差。

　　工業(yè)平板電腦：對比民用平板電腦，區(qū)別在于內(nèi)部的硬件，多數(shù)針對工業(yè)方面的產(chǎn)品選擇都是工業(yè)主板，它與商用主板的區(qū)別在于非量產(chǎn)，產(chǎn)品型號比較穩(wěn)定。其次，工業(yè)主板的價格高于商用主板。此外，在價格上，工業(yè)用平板電腦較為昂貴，而且防水、防塵等防護等級要求非常高，對苛刻的環(huán)境更適應(yīng)，穩(wěn)定性更好，更加的堅固耐用；

　　智能手機：特點是屏幕較小，有非常好的普及型；智能手機實現(xiàn)的功能相對于平板電腦稍弱，如高級計算功能，流程圖監(jiān)控功能都不太容易在智能手機上實現(xiàn)，但是攜帶方便靈活，基本上每個員工都可配備，可以實時的查看分析數(shù)據(jù)，獲取報警，進行簡單的趨勢分析，添加現(xiàn)場注釋，拍照，顯示工作步驟指導(dǎo)等，對提高現(xiàn)場工作指導(dǎo)能力和效率有巨大作用。

　　PDA:堅固耐用的防水防塵高工業(yè)等級設(shè)計，耐用性高，可承受各種環(huán)境下的日常使用；支持超電子標簽（條形碼、RFID等）的讀寫；穩(wěn)定性相對于民用等級產(chǎn)品要高很多，比較適合在惡劣環(huán)境下工作；甚至可以在對環(huán)境要求異常嚴苛的環(huán)境中使用，如化工的防爆環(huán)境、礦山的地下環(huán)境等，缺點是屏幕較小，價格較高。

　　3)移動檢測設(shè)備

　　移動檢測設(shè)備多種多樣，此文涉及的多數(shù)是便攜性比較好，一兩個人就可以完成操作且終端設(shè)備本身沒有安裝專業(yè)的控制軟件，使用藍牙等技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸給智能手機及平板電腦等智能設(shè)備；例如掃描槍，測溫儀測震儀，紅外探測儀等，通過這些設(shè)備的使用，大大提高了戶外移動技術(shù)的實現(xiàn)功能，專業(yè)性和準確性；豐富了管理系統(tǒng)診斷和分析數(shù)據(jù)的能力；

　　5、移動終端工業(yè)應(yīng)用的總結(jié)及未來展望

　　根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢，移動互聯(lián)已經(jīng)成為工業(yè)現(xiàn)場管理發(fā)展的方向，越來越多的自動化企業(yè)和第三方移動解決方案公司開始在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)創(chuàng)建移動信息管理系統(tǒng)，移動終端在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)從概念階段發(fā)展到推廣階段。

　　在最初的相對獨立的企業(yè)應(yīng)用，如流程行業(yè)的移動巡檢系統(tǒng)、離散行業(yè)的條碼識別系統(tǒng)、煙草行業(yè)的立體庫存管理系統(tǒng)等，在特定的系統(tǒng)內(nèi)為特定的目的使用，而普及到使用最常用的智能手機平板電腦來幫助整個工廠的生產(chǎn)管理。

　　現(xiàn)有的移動解決方案大都使用自有的通訊協(xié)議，未來應(yīng)逐漸發(fā)展到產(chǎn)生類似于自動化OPC協(xié)議的，但是更精簡，更適用于移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ靡苿油ㄓ崊f(xié)議，各類系統(tǒng)都可以在標準的通訊平臺上傳輸數(shù)據(jù)。隨著4G技術(shù)的推廣，數(shù)據(jù)通訊速度的提高，目前使用的現(xiàn)場圖片上傳方式也將發(fā)展為視頻遠程診斷。

　　未來的生產(chǎn)管理系統(tǒng)將集成不止是自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，更多的系統(tǒng)將會使用移動終端接入到生產(chǎn)管理系統(tǒng)中來，成為整個生產(chǎn)管理的重要組成部分；

　　衛(wèi)星移動終端設(shè)備的出現(xiàn)，特別隨著我國自主研發(fā)的北斗定位系統(tǒng)的推廣，對于野外工作，移動通訊網(wǎng)絡(luò)比較差的地方，可以使用衛(wèi)星移動終端設(shè)備，將大大提高艱苦的野外工作者的工作效率和管理能力。 

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本文標題：移動技術(shù)在流程工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

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