W公司計(jì)算機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)CMMS設(shè)計(jì)研究

楊天達(dá)　張雷　張永軍

摘 要：CMMS是對企業(yè)維修進(jìn)行全面管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化維修的管理平臺(tái)，對于企業(yè)提高設(shè)備管理水平和維護(hù)工作效率具有重要意義。盡管CMMS在上世紀(jì)90年代已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟，然而使用情況卻不盡如人意。本文通過系統(tǒng)需求分析、邏輯設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)等方面對CMMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：CMMS；計(jì)算機(jī)化維修管理系統(tǒng)；電子化維修

Abstract： CMMS is computer systems which conduct a comprehensive maintenance management of an enterprise， a platform to optimize maintenance management， and it is of great significance for an enterprise to improve the level of equipment management and maintenance work efficiency. Although CMMS has developed quite mature in the 1990s； but its usage is not satisfactory. This paper is concentrating on the requirement analysis and logical design and database system implementation in order to deeply research CMMS.

Key Words： CMMS， Computerized Maintenance Management Systems， Electronic Maintenance

1 CMMS系統(tǒng)介紹

計(jì)算機(jī)維修管理系統(tǒng)CMMS作為輔助企業(yè)運(yùn)營管理的重要工具，PM模塊所承之責(zé)愈重。現(xiàn)代企業(yè)為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要及市場需求，生產(chǎn)不斷提速，設(shè)備朝著高精尖方向發(fā)展，這對企業(yè)設(shè)備維修管理提出了更高挑戰(zhàn)。當(dāng)代企業(yè)設(shè)備管理普遍存在問題：如多以基于時(shí)間的計(jì)劃維修為主，事后維修為輔，但現(xiàn)實(shí)常常是預(yù)防性維修不足，臨時(shí)維修頻繁；維修控制缺乏嚴(yán)密科學(xué)手段，常出現(xiàn)過維修和欠維修現(xiàn)象；備品備件采購缺乏科學(xué)控制，庫存量不合理，呆滯庫存多，占用資金大；維修信息系統(tǒng)不完善，多信息系統(tǒng)散亂不集成；維修進(jìn)度和費(fèi)用無信息化管控等。此類問題常常引致企業(yè)付出巨大損失，遠(yuǎn)超過設(shè)備故障本身費(fèi)用貢獻(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的零故障、零缺陷、零傷亡、零公害的理想，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家先后提出了設(shè)備管理的計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)CMMS。

2 系統(tǒng)需求分析

管理信息系統(tǒng)是為組織的作業(yè)、管理和決策職能提供信息支持的綜合性的人--機(jī)系統(tǒng)[1]。信息需求的確定是系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)資源管理技術(shù)是信息系統(tǒng)必不可少的核心技術(shù)。有效的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及良好的數(shù)據(jù)環(huán)境是管理信息系統(tǒng)的基本要求[2]。

只有在合理的管理體制，完善的規(guī)章制度、穩(wěn)定的生產(chǎn)秩序、科學(xué)的管理方法和準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，信息系統(tǒng)方具開發(fā)條件。

系統(tǒng)開發(fā)有四種需求：

（1）整體規(guī)劃：開發(fā)或信息資源規(guī)劃，規(guī)劃描述信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容；

（2）應(yīng)用信息需求：個(gè)體或集體活動(dòng)的戰(zhàn)略、目標(biāo)、措施和行為；

（3）數(shù)據(jù)庫內(nèi)容：數(shù)據(jù)記錄按一定規(guī)律組織和存儲(chǔ)，代碼化以便支持共享、可用、鏈接和完整性；

（4）用戶接口需求：報(bào)表格式、模塊化、聯(lián)機(jī)交互、友好操作界面等。

在原有FMOS系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加PM模塊、預(yù)防性維修決策模塊，構(gòu)建“基于BDC的電子數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)維護(hù)管理支持平臺(tái)”，系統(tǒng)以對維修工單的全壽命過程進(jìn)行管理為主線，運(yùn)用新的維修決策體系，結(jié)合維修和故障數(shù)據(jù)庫，將企業(yè)維修工作放在企業(yè)全局的高度上統(tǒng)籌考慮。BDC&NWBC（NetWeaver Business Client）平臺(tái)主要功能模塊（圖略）：

（1）設(shè)備管理模塊：主要對設(shè)備臺(tái)賬、技術(shù)信息、設(shè)備關(guān)系樹等進(jìn)行管理，臺(tái)賬包括設(shè)備各類詳細(xì)信息、技術(shù)參數(shù)等；

（2）備件管理模塊：對備件基本信息進(jìn)行管理，庫存管理，自動(dòng)生成請購單，處理PM預(yù)留等；

（3） 人事管理模塊：主要對維修部門人事信息的管理和維修人員維修工時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析，以精確核算維修成本。

（4） 故障數(shù)據(jù)信息管理模塊：是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要包括設(shè)備功能失效信息管理、故障數(shù)據(jù)分析、故障模式分析三部分，功能失效信息對設(shè)備功能及功能故障進(jìn)行管理，信息的正確與全面關(guān)乎整個(gè)系統(tǒng)的效率及功能實(shí)現(xiàn)；故障數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)各設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測信息（從狀態(tài)信息接口獲得）和故障維修信息，結(jié)合維修知識(shí)庫進(jìn)行分析，其結(jié)果用于調(diào)整維修策略和故障監(jiān)測策略。

（5） 維修工作管理模塊：是系統(tǒng)核心模塊，主要包括：維修工單管理、維修工作分析、維修策略管理和故障數(shù)據(jù)信息管理等部分。

3 邏輯設(shè)計(jì)

主要思路如圖1所示，當(dāng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)庫中已有的案例相匹配，檢索出相似的案例。將匹配方案作為解決現(xiàn)故障的建議重新使用并測試是否成功。若檢索出的案例不能完全和新問題匹配，解決方案可能需要經(jīng)過修改，最終形成一個(gè)新的被保留下來的案例及解決方案[3，4]。人員在系統(tǒng)中報(bào)修，或者當(dāng)系統(tǒng)計(jì)劃列表中存在當(dāng)前時(shí)刻任務(wù)時(shí)，PM策略模塊就會(huì)觸發(fā)，調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理，生成一個(gè)新的工單，當(dāng)該工單發(fā)出且被執(zhí)行后，新的數(shù)據(jù)就會(huì)反饋給到系統(tǒng)，反饋數(shù)據(jù)就會(huì)通過PM策略模塊對下一次維修計(jì)劃產(chǎn)生影響，實(shí)現(xiàn)對結(jié)果的動(dòng)態(tài)運(yùn)用。

系統(tǒng)有三種觸發(fā)條件，分別是報(bào)修、監(jiān)測計(jì)劃和PM計(jì)劃，不同的是報(bào)修進(jìn)入系統(tǒng)后，需要進(jìn)行一些故障的判斷以及故障推理的處理再調(diào)用維修策略模塊，而監(jiān)測計(jì)劃和PM計(jì)劃是由系統(tǒng)根據(jù)PM策略生成，因此觸發(fā)系統(tǒng)時(shí)可以直接調(diào)用PM策略模塊。

底層的數(shù)據(jù)庫則主要包括以下幾個(gè)主要內(nèi)容：

（1） 維修知識(shí)庫：基于維修知識(shí)管理模型所建立的數(shù)據(jù)庫，用于存貯相應(yīng)的規(guī)范化的維修知識(shí)信息，并且為故障的判斷和推理以及預(yù)防性維修策略的制定提供支持；

（2） 維修歷史數(shù)據(jù)庫：按照預(yù)先設(shè)計(jì)的格式存貯相關(guān)設(shè)備所有報(bào)修、受理、工單下達(dá)以及維修記錄等信息，是預(yù)防性維修策略優(yōu)化最原始數(shù)據(jù)來源，同時(shí)也是企業(yè)設(shè)備及維護(hù)管理最有價(jià)值的數(shù)據(jù)；

（3） 設(shè)備數(shù)據(jù)庫：所有要管理的設(shè)備數(shù)據(jù)，以及設(shè)備相關(guān)的技術(shù)資料、圖表文檔和臺(tái)賬等信息，是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要的劃分標(biāo)準(zhǔn)之一；

（4） 維修資料數(shù)據(jù)庫：企業(yè)中所有與維修相關(guān)的人員、工具、備件資料、部門和外協(xié)等信息。

根據(jù)上述分析，結(jié)合預(yù)防性維修交互優(yōu)化模型以及基于BDC故障信息數(shù)據(jù)庫，提出系統(tǒng)預(yù)防性維修管理模塊的E-R圖[5，6]。

通過建立規(guī)范化設(shè)備結(jié)構(gòu)模型對設(shè)備的組成部分及其相互關(guān)系進(jìn)行描述，再按照該結(jié)構(gòu)模型描述基礎(chǔ)之上，對每一部分所實(shí)現(xiàn)的功能執(zhí)行分解整理，同時(shí)通過借助功能故障矩陣方法獲得各功能的潛在失效模式；對于每一種失效模式，借助設(shè)備維護(hù)資料、維修工程師的經(jīng)驗(yàn)等整理出相應(yīng)的維修方法，該方法按照另所述BDC表達(dá)模型進(jìn)行處理，存貯在數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)，該故障數(shù)據(jù)庫可以通過維修工單的整理、分析進(jìn)一步擴(kuò)充。另一方面，當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障后，由相應(yīng)人員報(bào)修，報(bào)修后系統(tǒng)生成維修工單，當(dāng)該維修任務(wù)被執(zhí)行時(shí)，該任務(wù)執(zhí)行人員、所領(lǐng)用備件以及相應(yīng)的維修方法被錄入系統(tǒng)。

4 小結(jié)

設(shè)備維護(hù)管理信息系統(tǒng)CMMS設(shè)計(jì)完成后，加上友好的人機(jī)界面，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理信息的計(jì)算機(jī)化管理，亦能便捷地通過企業(yè)內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行信息共享，增強(qiáng)設(shè)備管理人員及其部門管理水平，使設(shè)備管理水平和維修維護(hù)工作效率可以得到很大幅度提升，能夠及時(shí)地給予決策層提供準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] James A. OBrien， George M. Marakas， Introduction to information systems， Beijing：Renmin University of China Press 2013 15th ed.

[2] 薛華成. 管理信息系統(tǒng). 北京：清華大學(xué)出版社. 2013 （6）

[3] George Vachtsevanos ... [等]著 袁海文 …[等]譯. 工程系統(tǒng)中的智能故障診斷與預(yù)測. 北京：國防工業(yè)出版社， 2013（1）

[4] Vachtsevanos ， George J， Frank L. Lewis， Michael Roemer， Andrew Hess， Biqing Wu. Intelligent fault diagnosis and prognosis for engineering systems. Wiley， c2006.9（1）

[5] 左洪福， 蔡景， 王華偉. 維修決策理論與方法. 北京：航空工業(yè)出版社 2008（1）

[6] Jiang ， Renyan.， Murthy ， Prabhakar. Maintenance ： Decision models for management. Beijing： Science Press， 2008.6 （1）.

作者簡介

楊天達(dá)（1985-），男，浙江諸暨市，工程碩士，主要研究方向?yàn)轫?xiàng)目管理。

張雷（1986-），男，上海靜安，工程碩士，主要研究方向?yàn)橘|(zhì)量管理。