導(dǎo) 讀

在智能工廠建設(shè)中，設(shè)備管理不能作為可管可不管的一部分，需要對設(shè)備管理進(jìn)行重視，通過必要的信息化手段，讓設(shè)備管理更科學(xué)，更智慧。

作者：佰思杰 陳子燁

設(shè)備管理

設(shè)備就是企業(yè)生產(chǎn)的工具，任何生產(chǎn)都離不開設(shè)備，設(shè)備的重要性不言而喻，設(shè)備的管理水平，標(biāo)志著一個企業(yè)現(xiàn)代化的程度。

隨著現(xiàn)代生產(chǎn)模式要求設(shè)備的高運(yùn)轉(zhuǎn)能力，其一旦發(fā)生事故導(dǎo)致的損失就會越來越大，所以我們有必要對設(shè)備管理進(jìn)行重視。

那么該如何進(jìn)行設(shè)備管理呢？現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)的設(shè)備管理又存在哪些問題呢？又該怎么提高設(shè)備管理水平呢？

下面讓我們從問題出發(fā)，共同探討如何提升設(shè)備管理。

困惑

問題

對于目前多數(shù)企業(yè)在進(jìn)行設(shè)備管理時，難免會產(chǎn)生以下困惑和問題：

哪些設(shè)備是必要采購的，哪些是非必要采購的，該如何制定采購計劃？設(shè)備采購選擇哪個廠家，哪個廠家的設(shè)備性能好，故障率低。

設(shè)備資產(chǎn)信息是否滯后，賬實管理是否一致，設(shè)備檔案是否完整，更換的備品備件能否追溯。

設(shè)備定期保養(yǎng)，為什么故障率仍然還是居高不下？

設(shè)備發(fā)生故障后如何快速地找出解決方案，快速恢復(fù)生產(chǎn)？

設(shè)備管理人員和運(yùn)維人員是否按照要求和規(guī)范進(jìn)行了點(diǎn)檢和保養(yǎng)？

工廠閑置的設(shè)備如何處理？設(shè)備的健康狀態(tài)判斷是否準(zhǔn)確可靠？

面對以上問題和疑惑，不難發(fā)現(xiàn)這是絕大多數(shù)企業(yè)共有的問題，那么該如何去合理解決這些問題，讓設(shè)備管理更上一層樓呢？我們繼續(xù)往下看。

解決

思路

筆者認(rèn)為，采用“五化融合”的手段，去解決設(shè)備管理的根本問題：

體系化：引入國內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)管理的理念，如全面生產(chǎn)維護(hù)TPM，設(shè)備綜合管理，建立符合企業(yè)發(fā)展的設(shè)備管理高效運(yùn)行體系。

流程化：借助信息系統(tǒng)規(guī)范管理重點(diǎn)流程，通過業(yè)務(wù)驅(qū)動流程，通過數(shù)據(jù)處理流程，提升整體流程效率。

標(biāo)準(zhǔn)化：建立可執(zhí)行、可監(jiān)督、可評價的設(shè)備管理工作標(biāo)準(zhǔn)（如點(diǎn)檢、保養(yǎng)、維修、技改等），指導(dǎo)設(shè)備作業(yè)執(zhí)行，保證工作效果。

信息化：通過信息集成實現(xiàn)設(shè)備信息的動態(tài)化管控，與設(shè)備運(yùn)行信息、生產(chǎn)加工信息建立緊密聯(lián)系，靠數(shù)據(jù)說話，為管理、決策、評價提供數(shù)據(jù)支撐。

智能化：匯聚海量設(shè)備信息，結(jié)合工業(yè)Know-How進(jìn)行科學(xué)的數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)設(shè)備管理的全面智能化模型。

總體來說，通過信息系統(tǒng)將體系化、流程化、標(biāo)準(zhǔn)化固化下來，通過智能化的手段，實現(xiàn)設(shè)備管理的提升。下面將從信息化去介紹設(shè)備管理的提升。

我們將設(shè)備管理按照設(shè)備壽命劃分階段，分為設(shè)備前期管理，設(shè)備規(guī)劃管理、設(shè)備運(yùn)行管理和設(shè)備后期管理四個階段：

01

設(shè)備的前期管理

設(shè)備的前期管理指設(shè)備的規(guī)劃、采購、安裝、調(diào)試和驗收環(huán)節(jié)，設(shè)備前期管理階段決定了設(shè)備LCC(壽命周期)費(fèi)用的80%，直接影響了企業(yè)的成本和利潤，但是在設(shè)備前期管理階段，可以改善和控制的地方較少，從下圖可以看到，新安裝的設(shè)備故障率比較高，有時半年一年都正常不起來，我們稱之為初始故障期；以后就進(jìn)入一個穩(wěn)定的低故障率時期，稱之為偶發(fā)故障期；5年至8年以后，由于設(shè)備老化、損害，設(shè)備故障率又開始升高，稱為耗損故障期。

因為運(yùn)行中期失效率比較低，故障較少，比較穩(wěn)定，所以我們需要在中期好好利用設(shè)備，通過運(yùn)行維護(hù)、狀態(tài)檢測和維護(hù)保養(yǎng)等手段在中期管理起來，后期通過定期的保養(yǎng)直到報廢。所以設(shè)備管理的重點(diǎn)在中期設(shè)備運(yùn)行階段。

02

設(shè)備規(guī)劃的統(tǒng)籌管理

在設(shè)備規(guī)劃階段，可以通過信息化手段，去對設(shè)備的整體情況進(jìn)行把控。例如通過設(shè)備管理系統(tǒng)建立設(shè)備資產(chǎn)臺賬，建立企業(yè)的設(shè)備畫像（設(shè)備的具體位置、設(shè)備數(shù)量、設(shè)備狀態(tài)），判斷企業(yè)現(xiàn)在設(shè)備的資產(chǎn)情況。通過IOT平臺監(jiān)控設(shè)備整體利用率和設(shè)備監(jiān)控狀態(tài)，建立設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，判斷設(shè)備是否需要采購。通過MES系統(tǒng)對設(shè)備生產(chǎn)率、設(shè)備合格率、設(shè)備故障率和設(shè)備維修成本進(jìn)行監(jiān)控，建立設(shè)備的評價指標(biāo)，判斷設(shè)備買多少，如何選型的問題。

03

設(shè)備的運(yùn)行管理

設(shè)備運(yùn)行管理發(fā)展歷史

設(shè)備運(yùn)行管理的行業(yè)發(fā)展級別可劃分為4個階段：

1. 事后修：事后出現(xiàn)故障再進(jìn)行維修，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或失效時進(jìn)行的非計劃性維修。

2. 預(yù)防修：預(yù)防維修，它是設(shè)備的預(yù)防醫(yī)學(xué)，即實施定期的點(diǎn)檢及早期維護(hù)，包括計劃檢修和定期檢修兩種方式。其中計劃檢修是以設(shè)備修理周期、結(jié)構(gòu)和復(fù)雜度系數(shù)等一套定額標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，采用強(qiáng)制預(yù)修理的手段，即按計劃周期圖表對設(shè)備進(jìn)行修理。定期維修是以設(shè)備日常點(diǎn)檢和定期點(diǎn)檢為基礎(chǔ)，依據(jù)點(diǎn)檢發(fā)現(xiàn)的缺陷，及時編制檢修計劃，對設(shè)備進(jìn)行修理、排除隱患，恢復(fù)設(shè)備的性能。

3. 狀態(tài)修：全員參與，過程中實時對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，實時的定期點(diǎn)檢，發(fā)現(xiàn)狀態(tài)有問題時，形成維護(hù)保養(yǎng)，結(jié)合知識體系和移動化。

4. 預(yù)測修：依據(jù)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測、預(yù)測和判別進(jìn)行維修決策，通過AI、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，建立設(shè)備健康模型，對設(shè)備進(jìn)行預(yù)測修維護(hù)。其產(chǎn)生條件是科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域向著分化和綜合方向發(fā)展，對設(shè)備管理，不僅有各種理論作為指導(dǎo)，而且有監(jiān)測和診斷的科學(xué)技術(shù)手段作為基礎(chǔ)。同時，設(shè)備管理也向著社會化、專業(yè)化和國際化發(fā)展，出現(xiàn)運(yùn)行人員參與檢修的趨勢。

設(shè)備運(yùn)行管理價值流分析

首先我們對設(shè)備運(yùn)行管理的價值流進(jìn)行分析，可以看到，對比預(yù)防事后修、適時定期修、預(yù)防定期修、狀態(tài)修、預(yù)測修等幾個方式分析，事后修對生產(chǎn)影響程度最高，發(fā)生設(shè)備異常風(fēng)險的概率也最高；預(yù)測修對生產(chǎn)影響的程度最小，發(fā)生設(shè)備異常風(fēng)險的概率也最小。

對于現(xiàn)在制造企業(yè)來說，小部分處于故障修的階段，設(shè)備發(fā)生故障或性能降到合格水準(zhǔn)以下時再進(jìn)行維修；大部分企業(yè)在預(yù)防修的階段，可以通過一些信息化手段去制定設(shè)備維護(hù)計劃，通過經(jīng)驗可以合理調(diào)整設(shè)備維護(hù)計劃，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備點(diǎn)巡檢、保養(yǎng)管理。

隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化和多元化的發(fā)展，市場也逐漸從賣方市場向買方市場轉(zhuǎn)變。面對復(fù)雜多變的個性化市場需求，企業(yè)感受到前所未有的巨大競爭壓力。企業(yè)之間的競爭也不再是單純的價格競爭，而是表現(xiàn)為以產(chǎn)品設(shè)計、質(zhì)量、成本、交貨時間、對顧客需求的反應(yīng)速度、售后服務(wù)、供應(yīng)鏈等為中心的綜合實力的競爭。

很顯然，傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)模式下的管理思想和管理手段已不能滿足目前生產(chǎn)實際的要求，因此各制造企業(yè)紛紛把目光投向了更適用于小批量、多品種、低消耗的生產(chǎn)管理模式。

這種生產(chǎn)管理模式對于生產(chǎn)的負(fù)荷要求更重，對設(shè)備的效率和穩(wěn)定運(yùn)行更加嚴(yán)格。不僅預(yù)防修的設(shè)備運(yùn)行管理無法得到有效的保障，需要向著狀態(tài)修去轉(zhuǎn)變，以及在實現(xiàn)狀態(tài)修后，未來可以基于機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等技術(shù)的完善，進(jìn)而實現(xiàn)預(yù)測修。

狀態(tài)修，基于信息化系統(tǒng)，可以通過對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)的實時采集，實現(xiàn)設(shè)備的OEE分析，可以基于設(shè)備故障分析建立設(shè)備故障知識庫，對設(shè)備運(yùn)行管理進(jìn)行改善和維護(hù)，基于設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)基于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢修的閉環(huán)管理。

預(yù)測修，基于機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行模型的自適應(yīng)，自優(yōu)化。

設(shè)備狀態(tài)修模式建立的解決思路

通過信息化系統(tǒng)，對設(shè)備進(jìn)行臺賬的管理，狀態(tài)監(jiān)控、閉環(huán)設(shè)備運(yùn)行管理、故障知識庫、狀態(tài)數(shù)據(jù)分析等，實現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)修。

?基于設(shè)備臺賬的維護(hù)：基于設(shè)備的臺賬進(jìn)行動態(tài)維護(hù)。

?基于信息系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控：通過MES生產(chǎn)系統(tǒng)和IOT，實時獲取準(zhǔn)確的設(shè)備任務(wù)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

?基于在線監(jiān)測的閉環(huán)設(shè)備管理：基于設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測與閾值設(shè)置，自動根據(jù)狀態(tài)觸發(fā)設(shè)備維護(hù)維修流程，對設(shè)備維護(hù)維修過程進(jìn)行閉環(huán)管理。

?設(shè)備故障知識庫，基于設(shè)備維護(hù)維修過程的數(shù)據(jù)積累，實現(xiàn)設(shè)備故障知識庫的匯編，為維修方案和健康診斷提供支撐。

?設(shè)備狀態(tài)性數(shù)據(jù)分析，基于設(shè)備狀態(tài)的規(guī)律分析和預(yù)測，為未來目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

狀態(tài)修關(guān)鍵點(diǎn)是以設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)為基礎(chǔ)的預(yù)防維修，它需要通過監(jiān)測手段來掌握設(shè)備的工作狀態(tài)，并根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)所提供的信息，對照狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)分析確定設(shè)備是處于正常狀態(tài)還是異常狀態(tài)，在信號設(shè)備狀態(tài)臨近失效控制線，但尚未故障時進(jìn)行適當(dāng)和必要的維修，做到既不失修也不過剩修。該修的要修好，不該修的不亂動，使設(shè)備處于可靠受控狀態(tài)。要在保證設(shè)備可靠性的條件下，提高維修效率，降低維修成本，讓設(shè)備在最經(jīng)濟(jì)的適度維修下，發(fā)揮全部功效，達(dá)到最佳的投入產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)效益。

設(shè)備信息化管理規(guī)范的閉環(huán)

通過設(shè)備管理系統(tǒng)對設(shè)備維護(hù)策略進(jìn)行定義，可以對時間基準(zhǔn)和狀態(tài)基準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù)，何時進(jìn)行保養(yǎng)點(diǎn)檢工作，時間循環(huán)是多少。

通過IOT系統(tǒng)對設(shè)備信息進(jìn)行一個實時的采集，包括對設(shè)備的開停機(jī)狀態(tài)、負(fù)載時長、關(guān)鍵參數(shù)等信息。通過MES系統(tǒng)對生產(chǎn)信息進(jìn)行采集，包括生產(chǎn)的數(shù)量、產(chǎn)品質(zhì)量指數(shù)、故障代碼等信息。IOT和MES將信息傳遞給設(shè)備管理系統(tǒng)，設(shè)備管理系統(tǒng)基于實時臺賬信息，去對設(shè)備狀態(tài)和閾值進(jìn)行一個判定。

設(shè)備管理系統(tǒng)基于判定，對有故障或需要進(jìn)行點(diǎn)檢保養(yǎng)的設(shè)備進(jìn)行維修任務(wù)的創(chuàng)建，可以對維修任務(wù)進(jìn)行配置，包括維修任務(wù)的維修標(biāo)準(zhǔn)、檢查項、備檢清單等信息。

設(shè)備運(yùn)維人員可以基于PDA進(jìn)行點(diǎn)檢保養(yǎng)或維修，可以對維修作業(yè)信息進(jìn)行記錄，記錄檢測結(jié)果、設(shè)備診斷信息以及備件更換信息等。

最后通過系統(tǒng)對設(shè)備故障進(jìn)行匯編，匯總故障代碼、部位代碼、原因代碼和相關(guān)的維修方案等信息，形成維修維護(hù)知識庫?；诰S護(hù)維修知識庫，可以對于策略定義、閾值判定、維護(hù)作業(yè)和維護(hù)執(zhí)行進(jìn)行修正過程和對一些設(shè)備異常進(jìn)行智能診斷，形成閉環(huán)過程。

04

設(shè)備的后期管理

設(shè)備后期管理主要是對設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷設(shè)備是否進(jìn)入了耗損故障期，設(shè)備是否報廢處理；如果性能指標(biāo)良好，繼續(xù)使用產(chǎn)生的廢品的成本，改造的成本，改后新買設(shè)備的成本，后期運(yùn)維成本以及投資回報比等。

例如通過設(shè)備故障率曲線和特征值監(jiān)測法等，對設(shè)備進(jìn)行健康診斷，判斷設(shè)備的剩余壽命與劣化情況。通過設(shè)備性能指標(biāo)、綜合成本估算、工藝符合分析、折舊率等，對設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)籌分析，判斷設(shè)備是否提前報廢還是改造或者挪用。通過設(shè)備故障記錄、設(shè)備保養(yǎng)記錄、零部件更換記錄、改造記錄等數(shù)據(jù)，建立設(shè)備檔案，對所有設(shè)備情況記錄在案。

)

價值

體現(xiàn)

)

通過對設(shè)備全生命周期管理，對于不同企業(yè)人員，有著不同的影響和幫助。

領(lǐng)導(dǎo)人員：

降低了企業(yè)設(shè)備管理與維修成本，提高了企業(yè)投資回報率，可以更清楚更直觀地看到設(shè)備相關(guān)管理數(shù)據(jù)，為管理決策提供有效支撐。

車間管理人員：

設(shè)備的信息實時、透明、可追溯，降低了管理成本，提升了管控效果。

設(shè)備維修人員：

維護(hù)維修任務(wù)透明化，提升了工作效率，通過知識庫，降低了工作難度。

生產(chǎn)人員：

設(shè)備停機(jī)時間少，可以高效地進(jìn)行生產(chǎn)任務(wù)，保障了生產(chǎn)工作正常進(jìn)行。

展望

未來

)

在實現(xiàn)狀態(tài)修后，設(shè)備管理未來要朝著“預(yù)測修”發(fā)展，基于人工智能、AI視覺識別、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建立設(shè)備健康狀態(tài)模型，基于自適應(yīng)和自診斷，對設(shè)備管理加深智能化的應(yīng)用。

設(shè)備管理離不開生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備實時信息的采集，未來，設(shè)備管理信息化要與MES系統(tǒng)和IOT進(jìn)行深度集成，應(yīng)該采用基于一體化平臺的MOM系統(tǒng)，完整覆蓋企業(yè)制造運(yùn)營全生命周期的計劃管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、倉庫管理、物流執(zhí)行、設(shè)備管理、修造管理等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，使各業(yè)務(wù)銜接緊密，實現(xiàn)實時互動，拉動生產(chǎn)。