智慧数字化作业平台系统产品全生命周期运行流程分析、试车设备运行数据的提取、分析、防错报警-526互联

数字化作业系统

通过增加智慧感知和作业硬件设备，辅助数字三维、可视化展示、大数据分析技术、专家知识库等手段完成对试验产品全生命周期的关键管理运行流程分析、试车设备运行数据的提取、分析、防错报警利用等功能。

1.1基础平台框架

平台需实现设备连接与数据采集，实现接入平台的设备管理功能；支持设备行业信标准；支持接入平台的设备运维；支持系统运维；支持持实时监控功能，支持在线调试监控功能。

设备管理

支持设备厂商管理、设备分组管理、设备信息管理等功能；

模型管理

支持实现模型管理，包含设备数据、设备事件、设备指令、设备模型等；

连接管理

支持高稳定、强实时、高频率大数据量采集；

支持包括S7、MC、ModBuS、OPC-UA、MQTT等行业通信标准；

设备连接运维

支持设备连接运维，包括调试消息、调试报告、设备数据、设备指令、设备日志、耗时统计等功能；

系统运维

支持系统运维，包括操作日志查询、异常日志查询、诊断日志查询、系统状态查询、设备日态、耗时统计等功能；

实时监控

支持监控功能，实时监控服务器、中间件使用状态和异常状况，以及系统关键数据节点处理情况。及早预防和发现系统异常，并及时响应处理，保证系统稳定可靠，为后期系统运维提供有力支撑。

看板及报表

车台设置试验看板，同时可充当看板功能。随过基础件平台将试验重要信息及时发布到车台，实现试验业务信息和数据有序管控和使用，使试验信息和数据传递、审批、显示、更为便捷和安全。

1.2数字三维可视化

三维建模

支持试车过程涉及的所有设备或者系统，建立三维数字化轻量化模型，支持维护三维模型数据资产。需要的模型包含：发动机（概念模型）、厂房、台架、工艺系统（包括燃油系统、液压加载、氧氮供应、空气系统、滑油系统、消防系统、电机加载、液压检查、推力测量系统）以及阀门、泵等。

数据采集

支持与数据采集系统对接，进行大批量实时数据的交互；支持对试车过程各项数据进行单独存储，同时实现对试车数据的全程监控。

试车回放

支持指定项目进行行全过程回放观看，同时支持快进、暂停等效果。回放暂停时，用户可以通过鼠标进行各种操作，包含旋转、放大、缩小等操作。

参数管理

支持数采指标项等试验参数的维护管理，内容包括发动机型号、发动机编号、试验任务号、数据名称、数据编码、数据描述等信息；

支持试验参数范图定义，定义不同级别，比如正常、警告、危险、致命等，也可定义不同级别三维模型实行不同额色展示；

支持试验参数重要程度定义，定义不同级别，比如一般、重要、关键等；

支持试验参数与三维模型对应关系维护；

故障管理

支持试车过程数据异常的相关故障代码的维护，支持故障代码与试验参数的对应关系；

支持数据异常时，根据试验参数以及其异常级别，做对应模型的突出显示，比如模型闪烁交色等；

数据展示

支持试验参数依据重要程度在三维模型对应区域呈现不同展示效果，包括：测量数据、阀位状态等；

支持试车过程中发生异常时，根据试验参数状态和关联数据分析设备故障，智能切换三维模型视角到发生异常的模拟区域，并通过颜色/声音突出显示。

设备运维

支持与设备资产运维管理对接，获取设备相关信息；

支持建立三维设备模型与实际设备对应关系，在三维模型上方可以查看设备最新运维情况。

交互动画支持在供方提供的自主开发的客户端展示上播放。

供方供的自主开发的展示客户端无许可限制。

本部分要求将三维可视化交互界面在LED触控大屏幕进行显示，LED触控大屏安装在试车间进门附近位置，安装方式采用嵌入式安装，屏幕尺寸不小于100寸；另外在操纵间安装一台LED触摸屏，安装方式采用嵌墙安装，屏幕尺寸不小于70寸；两屏幕内容同步更新。屏幕需求参数见附表所示。

1.3试验计划智能分解

该模块根据获取到的试验计划、试验输入文件，对试验住务关健信息到试验模板库自动匹配相同发动机、同类型试验任务如匹配到相关试验模板，则自动加载试验任务模板。如未匹配到相关试验模板，则辅助主试验员进行本次试验必须的表单（包括但不限于试验大纲、试验卡片、试车谱、自动试车转换代码、试验人员岗位表、试验应急预案、投用设备清单等）生成。

此部分的核心在提炼试验任务关键信息，智能辅助主试验员最大程度减少文字录入，降低工作量、减少出错率，并且依托历史试验库与模板库，为主试验员的试验方案编制提供智能化支撑，主要包括以下内容：

要求具备试验信息管理，负责对试验信息和发动机基本信息的维护，包含编辑、删除功能。信息包括：型号代号、型号名称、试车类型、创建人、创建时间。支持对上台次数、占台天数、试车时数、试车次数的汇总统计。

编制人员首先依据试验任务书等技术输入文件确定本次试验大纲，通过建立的历史试验大纲库，智能辅助关联，对大纲模板的关键内容建立规则库（试验方法库、试验标准规范库），结合本次试验需求或输入文件内容，编制人员可进行进行快捷选择，编制大纲初稿，最后由编制人员修改减少输入量。

编制人员依据试验大纲等技术文件确定本次试验卡片模板，通过建立的历史试验卡片库，智能辅助关联，对卡片模板的关键内容建立规则库（发动机操作规程库、投用设备操作方法库），编制人员可进行进行快捷选择，编制试验卡片初稿，最后由编制人员修改减少输入量。

编制人员依据试验大纲和试验卡片等输入文件自动生成本次试验试车谱，并将试车谱生成自动试车PLC程序（上位机或下位机软件）所能识别的输入文件或代码。操作人员将生成的文件或代码直接导入PLC即可完成自动试车的控制程序编制。

根据试验大纲和卡片快速智能选择本次试验启用的台架设备，形成试验投用设备清单，再依据录最终台架投用清单智能辅助主试验员生成自检清单。另外根据履历本、试验任务、试验科目以及试验卡片等信息辅助主试验员形成发动机的投用设备电子清单。

建立班组、车台、专业分类人员库，通过关联和岗位表模板，快捷选择确定本次试验参试岗位与人员。

系统支持编制者修改，自动将本次试验内容，保存到模板库，以备下次调用。

1.4试验自动化准备

试验准备自动化主要针对台架电气专业、数采与测试等专业相关的设备进行试验准过程工序的操作规程生成、关键步骤提示、准备情况反馈、准备完成后的安装检查单自动生成，电气专业相关设备工作状态的检查与逻辑状态的条件满足情况。

测试设备状态智能监控

测试设备状态监控系统，在测试设备间安装两组线性导轨，每组导轨长度不少于2米，导轨上固定微型云台，云台上安装高清摄像机，通过摄像机实时获取设备的状态灯信息，包括电源指示灯、网络通讯状态指示灯，通过后台测试设备状态监控软件与设备正常工作状态进行对比分析，结合试验状态条件，出现异常状态时，在LED大屏设置相应的功能版面显示和提醒。

各类提示功能要求根据故障信息的风险等级采取不同的提醒方式，对于风险等级较高的且具有视频等实时音像数据、三维展示数据信息的可进行自动弹窗推送展示故障部位。本项目涉及试验相关故障信息的设计方案类同。

关键安装、操作步骤的智能提示与演示

针对台架电气与工艺系统试验准备过程自动生成，并对关键安装检查步骤采用语音和智能模拟等多方位手改进行模拟检查和智能提示，确保关键工序的正确性，降低质量风险。建立台架电气专业、数采与测试专业、试车工艺专业的型号安装注意事项清单，结合试验科目、投用设备、模板库等自动生成专业安装单，经过各专业负责人修改确认后，安装单对重点难点安装工序和试验要点提示与安装说明视频，并且要求现场安装操作人员在移动终端或固定终端确认。重点难点安装工序的安装进行现场操作拍摄后，进行视频加工，对需要说明的步骤添加注释文本和配音讲解。

针对安装操作人员的作业规程，配置打卡上报设备，电气系统安装作业上报系统布置在三楼平台，数量1台；测试专业布置在测试设备间，数量1台；台架工艺专业不知在试车间，数量1台；另外配置一个19寸触模显示屏用于关键工序的安装演示教学。

电气与工艺系统试验准备一键自检

支持对专业设备的安装检查情况生成电子表单，并支持本地存储

电气与工艺系统试验准备一键自检主要包括两方面内容：

1）首先电气设备间工艺设备间零别布置1个智能监控摄像机，再结合试车间及各工艺设备间摄像系统，进行图像智能识别，对设备初始状况进行自动快速检查分析，设备工况、电气系统数显参数明显异常。异常分析内容包括数控系统直流稳压电源参数、工艺管道漏油，另外对非专业人员进入电气设备间进行记录和提示。

对燃油系统、空气起动系统和液压加载系统管路上的手动阀增加位置反馈装置，并进入本项目平台采集系统，作为状态检查判断依据。其中燃油系统的手动阀门位置状态反馈需防爆。含线路数敷设、连接施工、调试和辅材。

室外在变电站入口增加一个AI智能监控摄像机用于对非专业人员进入变电站进行记录和提示。在试车间大门入口增加一个AI智能监控摄像机，用于对非专业人员进入进行记录和提示。

2）通过对综合采集的变电站智能监控系统、UPS、直流稳压电源、电气系统PLC以及其他具有数据通讯功能设备的数据获取，结合当前实际试验科目需用情况，完成对各类传感器、阀门初始位置、电源系统（含动力配电与数控直流电源）供电情况进行检查分析、判断并生成报表，最后对主要关键参数和练合评价结果以直观的形式展示在平台上。

3）安装完成后，操作人员可在LED大屏（或PLC上位机）对投用工艺及电气系统设备一键启动并完成，并按照预定程序对系统阀门进行先后顺序的全开全关动作检查，对各类传感器的零点进行对比分析检查，静态动作后将反馈结果由平台软件整理分析生成检查报告。如自检发现错误，进行大屏（语音）告警，并继续等待问题处理后再次启动自检，直至自检完成。对自检速过的系统或设备进行就绪提示。

1.5试验智能辅助模块

本模块功能的控制逻辑、控制指令以及反馈信号均从电气系统的PLC底层程序代码和操作人员的界面实现；其功能实现的反馈信号通过数据交互实时传输至平台展示板块。系统自动记承各项指令执行时间与执行情况，形成日志用于试验回溯使用。

燃油流路随发动机状态的自动切换

此部分控制功能通过电气系统PLC程序开发完成，通过与上位机软件通讯，结合卡片与试车谱，联合实现。

分析航空发动机试验对燃油系统的供给需求，以及试验设备燃油供给系统不同量程流路匹配性控制关键参数及实现形式，根据试车谱中发动机状态和油门杆角度关系，建立不同型号发动机地面台状态与燃油流燃油流路需求的规则。在电气系统PLC完成控制逻辑编制，实现发动机工作状态与不同量程的燃油流路的最佳匹配的逻辑相关联的自动切换，提高燃油流量的测量精度，实现燃油分配控制系统智能化控制。在软件平台进行燃油流量、进口压力、阀门工作状态的指示以及错误告警。

工艺设备随发动机状态的自动跟随投用与停用

此部分控制功能通过电气系统PLC程序开发完成，通过与上位机软件通讯，结合卡片与试车谱，联合实现。在软件平台进行设备工作状态的指示以及错误告警。

根据试车卡片操作规程信息，在PLC控制程序实现等对工艺系统设备的随发动机状态的自动投用与智能调节控制，包括实现根据发动机状态，自动完成空气起动系统投用、自动完成电加载、自动完成液压加载、自动设置造行冷却水系统、自动冷却吹风等

操作指令防错与报警提示

此部分控制动能通过电气系统PLC程序开发完成，通过与上位机软件通讯，结合卡片与试车谱，联合实现，在软件平台进行状态的指示以及错误告警。

探作指令防错与报警提示主要针对试验开始和运行过程中的一些人员操作失误、监控疏忽行为或其他设备突发的故障等行为的智能辅助提示，根据工艺电气设备的运行状态与试验需求不匹配而可能发生的一系列发动机和设备的质量风险程度，将该部分分为防错应急控制、防错指令失效和防错告警提示三大类。

支持指令的基础配置，如指令类型，指令代码，指令描述等。

支持对指令的模拟运算，根据设备现状，模拟分析指令后的设备状态。

支特指令防错，对于下达的指令，根据指令配置进行模拟运算，异常时进行失效处理。

本项分析条自不少于20条规则库，即包括但不限于

1）未打开燃油阀进行起动

2）燃油压力低告警

3）燃油压力低应急自主防护控制

4）液压加载阀门未开防错

5）液压加载系统供油压力低告餐

6）液压加载压力低自主防护

7）启动电源供电参数异常告警

8）起动电流持续异常自主防护

9）空气起动系统供气压力异常告警等。

应急系统与应急操作智能演示

支持对应急方案的显示以及语音提示，对影响到关键设备和发动机安全的特别紧急状态实现语音提示告警。

5.6设备健康管理系统

本模块包括：漏油智能检测、油耗统计分析、推力统计分析、车台设备专家知识库建立与典型故障诊断模型4个部分。

漏油智能检测

漏油检测实施范围包括发动机漏油检测、液压加载系统漏油检测两部分。

其中发动机漏油检测通过素材的积累来配合智能算法的训练，使用训练出的成熟算法来对实时图像或视频进行数据分析处理，智能识别试车过程中人工难以发现的漏油现象并检测异常后触发警报，按要求对发动机管路出现滴油和喷油现象的辨识率不低于95%。

液压加载系统的漏油检测结合液压间安装的智能监控摄像分析以及在液压加载系统管接头、阀门下方采用漏油检测传感线，实现管路及发动机漏油检测。

油耗统计与分析

支持通过对试车油耗数据的实时监控，收集不同型号发动机每个阶段的累计耗油量，累计回油量等数据，计算油耗情况。

支持通过分析计算，预测近期不同型号发动机每个阶段的油耗情况。

推力测量系统分析

支持推力测量系统相关采集数据，实现进行趋势性分析与预警。

支持基础信息管理实现，通过扫描传感器校准证书，进行试车过程中校准系数的趋势性分析，实时预警和通知。

支持通过通道的理论值与测量值对比、历史数据与测量值对比、添加位移与振动相关测量点来实现数据有效性判读。

车台设备专家知识库建立与典型故障诊断模型

根据燃油系统、液压加载系统压力传感器以及液压加载系统比例溢流调节阀的历史数据和传感器或阀门本身参数特征，通过建立数据模型分析和预测其健康状况趋势和寿命特性，并进行预警提示。

本项目要求初步建立燃油系统、液压加载系统压力传感器以及液压加载系统比例溢流调节阀的相关参数记录分析库以及设备的参数特性关系，便于后续完善模型分析。

支持与设备资产运维管理对接，获取部分传感器相关信息；

支持液压加载系统与燃油系统的部分传感器的寿命统计功能。

5.7设备资产运维管理

本部分内容目标是实现设备管理、运行时数自动记录、维护策略管理功能。设备管理包括了试验设备的物资物料工具管理，如：试验车台、仪器设备、传感器、管路、油泵、水泵等设备的管理

设备管理基于GB/T-20720.3-2010/IEC 62264-3-2007相关标准，实现标准中维护运行管理的活动模型的定义，具体功能业务为表4三个部分。

设备资产运维管理

序号	业务需求	业务类型	业务方案描述
1	设备台账	属性参数	支持定义设备的基础属性，如：设备编号、描述、规格、型号、制造商等
		性能参数	支持定义设备的性能属性，这些属性由许多参数组合而成，一般包括：设计参数，出厂参数，调整参数等，有些参敬是动态的，随运行时间和状变做动态调整
		备品备件	支持定义设备的备品备件的种类、数量、时间等参数
		设备结构	支持定义设备的从属关系，支持设备各类信息的查询、追溯和展示
		综合数据查询	支持定义记录、收集和汇总设备相关信息汇总、查询
		设备结构展示	支持设备从属关系的定义，形成设备结构图，支持查询定位
2	维护计划与工单管理	维护计划创建	支持基于随机、周期、条件三大因素和计划周期类型，创建对应的维护计划
		维护计划审核与下达	支持维护计划下达前的审核功能，在审核未通过前，可以调整和修改计划，直至核准，核准后可以下达计划，下达同时生成对应维护工单
		工单下达和维护	支持生成维护计划对应的维护工单，支持对维护工单的参数调整
		点检巡检工单报告	支持对点检巡检类工单的报告（基于日期范围设定后，按周期报告），支持人工报告和现场采集自动报告
		一般工单报告	支持对一般工单报告（对非点检巡检类工单的报告），支持一次或若干次人工报告
		故障库查询	支持对已发生的车台相关故障信息的快速记录或录入和历史故障信息查询
3	点检与计量	点检巡检	支持根据不同周期生成相关的点检巡检工单，推送业务人员进行处理
		器具台账	支持计量器具定义和状态维护、数据输入、查询、导出
		检定管理	支持定义检定计划和检定预警，到期前推送业务人员进
		借用管理	支持定定义器具借用和逾期未还提示，到期前推送业务人员进行处理

建立仪器设备管理数据库，包括：

基本信息

如仪器设备名称、类型、型号、唯一标识、生产厂家、出厂编号、技术指标、启用时间、仪器设备负责人、状态、安装位置等；设备的电子档案上传，包括使用说明书、图纸、保养要求等。

设备状态信息

如设备运行、待机、停用情况，设备的使用记录、维护记录、维修记录、保养记录等；

检定管理

设备检定管理需管理检定/校准仪器设备的检定/校准参数、日期和修正值，以及期间核查信息（如核查项目、核查日期、核查周期、核查人）对检定/校准、期间核查的周期和再次校准的预定日期。

系统根据设定的提前量、频次、进行提醒，自动发起工作流程并通知相关负资人，实现提前预警、防止遗漏的作用。系统对设备的检定周期与临新检定日期对工作人员进行实时提醒。

设备维护管理

设备维护管理包括：日常检查，定期检查，日常保养，维护内容，维护周期等。系统生成设备维护计划形成设备维护表单，系统自动提醒执行维护计划时间。按照维护计划执行维护后填报生成维护记录进入系统，更新维护计划。

维护设备范围主要包括但不限于液压站、工艺系统阀门、交配电设备、移动电气设备、UPS、起动电源等大型非标设备。

设备维修管理

维修管理包括设备维修后，工作人员在系统里填报维修记录，包括维修日期，维修人员、维修内容、维修报告等进系统，以备调阅。

备品备件管理

连立设备的备品备件库，系统根据备品各件的消耗情况，系统提供算法，给出备品备件的库存上下限建议，在低于库存下限时，给管理人员提供库存预警，避免需要备品备件时不能及时提供。

备品备件管理主要针对航空电连接器、阀门、电缆、传感器等，采用离线移动终端进行查阅和填报领用，可定期录入系统。离线移动终端布置在库房间。

其中在工艺设备间、燃油间（要求防爆）、负载间、空气间四个场所分别布置一台可对管路仪器位表等资产扫码检测的设备，并配套配置相应的填报设施。结合周期校检计划，具有定期将待检设备维护工单发送至相应检测人员移动终端或计算机的功能。扫码后可快速录入相应设备的资产信息、巡检维护情况等，并生成相应格式的表单，将可信息上报至园区网相应用户。

仅器设备的说明书、使用指导等应作为附件上传电子文档到系统保存。