制造企业生产设备运行维护实时管理系统

张海辉

摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了制造企业生产设备运行维护技术的飞跃，研究其相关的管理系统，对于提升设备运行维护效果具有极为关键的意义。文章概述了相关内容，分析了支持实时监控的设备运行维护管理框架，并结合实践经验，研究了设备信息采集层与实时监控管理层，望对相关工作的开展有所裨益。

关键词：制造企业；生产设备；运行维护；实时管理

1前言

随着制造企业生产设备运行维护条件的不断变化，对其实时管理系统的应用提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2概述

生产设备是制造企业的重要资源。设备运行维护管理的好坏直接影响车间生产任务的质量和进度，是制约生产的重要因素。而现行制造业中设备的运行维护管理大多数还处在比较落后的阶段，主要体现在：1）以手工方式处理数据，维护费时费力；2）设备状态、能力、负荷等动态信息反馈不及时，且现行管理手段无法向管理人员提供相应的运行维护数据分析、运行提示和报警信息；3）设备的保养、维修等业务缺乏规范化管理。目前，设备管理的功能研究大多集中在比较独立的业务处理上（如设备维修、备件、管理等），没有从整体上对设备管理进行深入研究，并且维护管理与设备日常运行数据缺乏关联，因此很难通过对生产设备运行效能的实时数据采集和关键绩效指标的计算进行科学决策。

3支持实时监控的设备运行维护管理框架

由于科技的进步，制造设备的功能更为复杂，数量更加庞大，维护人员往往面对繁琐的工作以及应对措施的不确定性，提高了错误发生的可能。对于大型制造企业，运行维护的主要目的是要提高设备可用度，减少设备停机时间（Downtime），使设备尽量处于生产状态中。因此维护响应的实时性以及调度管理的合理性就显得非常重要。因此，对设备进行实时维护管理所应具备的主要功能包括：1）对设备状态的实时反馈；2）对设备制造参数的有效控制；3）对设备停机模式的有效分析；4）维护和修理工作的标准化；5）对设备停机原因的追踪与分析；6）对设备运行效能指标的计算；7）对运行维护历史数据的统计记录；8）对维护工单的有效管理；9）对维护任务的有效安排。要实现“设备状态的实时反馈”与“设备制造参数的有效控制”，系统就必须具有实时监控功能。而要实现“设备停机模式的有效分析”、“维护和管理工作的标准化”、“设备停机原因的追踪与分析”、“设备运行效能指标的计算”等功能，本研究认为采用基于“设备综合效率（OEE）计算”的方法，将可以达到目标。对于“运行维护历史数据的统计记录”、“维护工单的有效管理”这两个方面，系统应该具备电脑化的数据库维护管理能力。对“维护任务的有效安排”功能，则可以采用基于对维护周期的计算来实现。为了满足以上要求，提出设备运维实时管理的四层结构框架，包括设备信息采集层（EIC）、实时监控管理层（RTM）、效能分析层（ECA）和设备调度管理层（ESM）。

4设备信息采集层与实时监控管理层

对造成设备停机的原因进行自动检测和准确区分，是设计一个智能化的设备管理系统的关键之一。设备信息采集层的主要作用，是与生产设备的电气系统或者控制系统相连接，自动检测设备的运行数据，包括设备参数（如温度、压力、时间等），停机纪录，故障状态等信息。对于复杂程度较高的设备，造成停机可能有多种因素。例如对于“机器人故障”这一事件类别，可能有“传动系统失效”，“控制程序失效”、“外部安全连锁”等等具体的引起停工的原因。因此需要在基于设备状态信息采集的基础之上，对各种停机原因进行逻辑判断和代码定义，对每个事件类别里的所有停机事件进行设置。实时监控管理层的主要任务，是在统一的软件平台上实时有效地监控所有生产设备的动态信息，并且实现以下功能：1）及时地提供报警信息给维护人员；2）记录停机设备、停机时间、停机代码、停机恢复时间等信息，以便将来的进一步分析；3）提供各种管理报表，作为管理决策的依据。与普通的自动化监控SCADA系统不同，用于设备管理的实时监控管理系统不仅要反映现场设备的运行状态，还需要记录设备的维修时间、维护频率、维修人员、操作与环境条件等等。设备的实时化管理与生产活动密切相关，因此实时监控管理层还需要具备与生产调度的信息接口（如计划排产、物料装载数量、周期时间等），以及对设备可用状态的各种设置功能（如生产交班、清洗、停产等）。OPC是以OLECOM机制作为应用程序级的通信标准，适用于工厂设备层的信息交换和共享。OPC标准定义了现场设备与上层计算机间交换自动化实时数据的方法。在实际设计的设备信息采集与实时监控管理子系统中，可以包含以下几个功能模块：底层设备数据采集、通信处理，数据处理，设备SCADA监控等。

5设备维修与管理的相关举措

5.1树立现代化设备管理理念

企业设备管理的理念要随着社会的进步而变革，从经济性、技术性、可靠性三方面综合考虑，建立石化企业设备的管理体系，以追求设备使用寿命最大化、维修费用达到最低、运行故障频率最低，促使企业安全运行。石化企业应树立以人为本的工作原则，培养维修管理相关人才，提升专业人才的工作能力，同时培养其现代化维修思维，将现代化信息科技与设备维修与管理工作紧密相连，依赖先进的科学技术将现代化设备管理理念在整个企业进行推广，追求企业设备管理的规范化、现代化、经济化。利用现代化设备管理理念促进企业安全有效生产，进而提升企业经济效益。

5.2优化设备管理流程

设备管理的传统流程根据职责的不同而分配工作，致使在不同部门衔接时出现大量等待的情况，影响企业工作流程，时间被大量浪费。无形中增加了人力资源，对企业安全生产也造成了一定的影响。因此，优化设备管理流程，转变内部分工合作模式，将不同技能、不停专业的人员组织在一起，针对企业发展实际情况做出相关作业流程计划，满足生产的需求。抓住关键性流程，配备相关人员，辅助其他作业流程人员进行相关维修管理工作，以此方法提升设备维修管理效率，促进企业安全生产。

5.3强化设备维修管理约束机制

5.3.1计划约束

石化企业的设备购置工作不是随意开展的，而是需要使用部门提出相关计划，主管人员予以签字同意，再经过汇总上报至机动部门汇编并广泛征求意见与专业人员的准核后，结合设备的性能、重要性、计提折旧率等相关数据分析才能准予是否购进设备。在购置设备时受到计划约束，以保证设备使用频率达到最大，有助于企业安全生产。在设备投入使用后也要定期维修，有计划的进行检查与管理，并做好相关备案工作确保设备不会被過度维修。

5.3.2检修质量约束

企业安全生产的必备条件便是设备的正常运作，因此约束检修质量是必要手段。构建完善的质量检验体制，根据设备的性能要求，提升检修人员工作素养，在检修过程中严格对比检修结果与检修质量要求的标准，一旦未达到要求视情况严重情况考虑是否上报。

6结束语

通过对制造企业生产设备运行维护实时管理系统的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的实施方案。

参考文献

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