煙草生產設備狀態精確管控模式探索

李忠科　蘇明　王海英

摘要：項目基于設備自身監測技術的應用和發展，以信息系統為支撐，運用大數據理論對關鍵流程設備的狀態信息（運行參數、工藝質量、過程記錄等）進行獲取、篩選、分類、處理和利用，并開發數據圖形化工具全方位、多維度直觀、快捷監控設備的實時狀態和變化趨勢。文章對煙草生產設備狀態精確管控模式進行了探索。

關鍵詞：煙草生產；生產設備；設備狀態；精確管控模式；健康指數 文獻標識碼：A

中圖分類號：F273 文章編號：1009-2374（2017）03-0073-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.033

1 概述

由于現代生產制造流程化和柔性化的發展，企業對關鍵設備的穩定可靠、連續運行的要求越發明顯，而傳統的設備管理模式無論是事后維修還是預防維修都無法完全適應這種工業制造以及設備自身不斷技術升級的要求。事后維修是壞了再修，偏重經濟性，但缺乏計劃性，往往較小的設備問題就會引起重大損失。預防維修雖可以消除設備周期性及損耗性故障，但對維護周期的精準確定比較困難，且對突發性、缺陷性等非規律性故障難以預防，缺乏對每臺設備脾氣特點的掌控，容易導致過度維修和浪費現象。二者都不能實現維修的均衡。

隨著傳感器及監測裝置的廣泛應用，用數據和信息構建設備運行狀態，擬機為人，實時監控代表設備健康與否的指標和參數，根據其趨勢變化，及時、準確地指導設備管理和維護的方式，無疑是設備管理模式的又一次迭代更新。為此，狀態管理思想的應用已成為工業制造企業紛紛探索和研究的方向。

2 項目實施過程

2.1 設備狀態精確管控框架

2015年，我們在關鍵煙草機械設備中引入狀態管理的思想，探索構建設備狀態精確管理模式，具體實現路徑由六大模塊構建閉環控制系統。首先，以設備維護標準的體系化、運行的規范化為前提建立設備“保持狀態”的規則，并確定設備初始及正常狀態的參照信息；其次，通過“了解狀態”和“展示狀態”對設備的實時狀態進行監控，基于指標趨勢和異常波動，形成設備的“狀態分析”；再次，通過全面分析查明原因，制定可執行的改善計劃并實施，使設備及時“恢復狀態”；最后，跟蹤設備狀態的糾偏情況“驗證狀態”，取得成效后完善運維標準使其固化，返回源頭為設備的“保持狀態”提供可持續和有活力的支撐。六個方面相互銜接和支撐，形成PDCA閉環管理，持續優化、不斷提升對設備的掌控能力。

2.2 課題的實施

2.2.1 以規范管理保持狀態。主要通過設備技術標準和原始參數兩個方面的基礎工作，使設備保持良好狀態。

第一，建立完善設備技術標準，主要涵蓋操作規程，保養、潤滑、維修技術規范。制定時要依據充分，有國標、行標和企業標準的，以相應要求為準；沒有標準的，要經技術和使用人員充分論證，根據實際情況優化調整，形成可視化的設備作業基準書。

第二，規范原始狀態信息的采集和管理。原始信息是判定設備正常與否的重要依據，也是推進狀態管理的起點。為此，我們重點對四類原始信息進行規范采集和管理：（1）設備基礎信息，包括資產信息、結構和相關技術參數；（2）設備狀態的原始物理量值，如電流、溫度、電壓等；（3）維修記錄等信息系統的描述性信息；（4）工藝過程及質量信息。

2.2.2 以點檢六化了解狀態。狀態的了解主要依靠設備點檢，通過對設備運行狀態的立體監控，了解設備故障的初期信息，進而提前干預，實施針對性保健，將故障消滅在萌芽狀態，降低突發故障和產品質量波動。以點檢管理制度化、點檢隊伍專業化、點檢內容標準化、點檢過程規范化、點檢工作信息化、點檢結果效益化為主線，完善點檢管理流程，強化點檢標準的修訂，提升人員點檢技能，設置設備點檢巡查圖，建立點檢信息庫，及時發現和判斷設備故障隱患或劣化現象，進而采取正確有效的措施。

2.2.3 以導航平臺展示狀態。構建設備管理導航信息平臺，采集設備運行數據，呈現設備實時運行狀態，并通過科學的方法構建設備狀態健康指數，直觀、有效、及時和智能地展示設備多維度健康狀態。以管控需求為導向，選取設備有效作業率、故障頻度、故障強度、單位產量維修成本、煙支重量標偏、產品質量抽檢得分六項指標對設備進行整體健康評價。基于多元線性回歸模型的算法確定各狀態指標權重，并結合各指標的評分規則，綜合得出各關鍵生產設備的健康得分，按不同的時間周期形成設備健康指數趨勢，使設備管理和維修人員更精確、直觀地掌握設備運行情況，及時發現異常波動情況。

2.2.4 以虛擬數據中心分析狀態。建立設備虛擬數據中心，根據不同業務需求選取相應數據，設計開發統計報表和效能看板，實時監控設備管理績效指標完成進度，并對異常波動數據進行分析和報警。

第一，維修成本的精算統計。對零配件的領用記錄進行按不同屬性進行歸類和關聯，自動實現費用統計到工段、機型和機臺，精確監控費用的具體流向，從經濟指標反映設備狀態，為設備升級改造提供依據。

第二，設備效能的精確診斷。通過識別規則，自動聚焦效率變化最大、效率最低、質量得分最低、維修頻次高等處于亞健康的設備，然后通過歷史相關數據追蹤具體的部位和現象，為精確診斷提供痕跡化依據。

第三，備件需求的精準預測。以品種編碼為跟蹤源將零配件從計劃、領用、維修換件到庫存儲備串聯起來，形成完整數據鏈，根據平均故障維修周期（MTTR）分析單一品種備件平均使用壽命、領用頻次的統計，結合零配件ABC的分類，科學設置安全庫存，精準預測需求，降低庫存成本。

2.2.5 以精準治療恢復狀態。利用設備健康信息平臺聚焦狀態較差設備，通過分析診斷，形成針對性的治療措施，及時糾偏，迅速恢復設備健康狀態。

第一，建立糾偏機制，精確干預，并持續優化技術規范。運用TOP2、排列圖等精益工具和方法對故障、小停機、質量缺陷進行科學統計分析，追溯聚焦問題源頭，實施防呆、優化維修策略的方式持續改善。

第二，建立設備維修經驗庫，實現知識共享和故障的快速排除。對典型疑難故障進行分析、總結形成圖文并茂的經驗案例上傳到知識平臺，實現與電子圖紙、操作手冊、培訓視頻的一站式接入，并借鑒百度文庫檢索技術，通過關鍵詞對故障的解決方案進行查詢，提高解決故障的效率。

2.2.6 以現場終端推送驗證狀態。主要是檢查故障治療的效果。具體是實施糾偏后，跟蹤觀察各項狀態指標趨勢是否好轉，過程中及時調整和優化直至設備恢復正常性能和健康狀態。同時，通過設備健康狀態現場看板將設備狀態各項指標實時推送到車間現場管理平臺上，設備狀態信息公開、透明，既便于員工了解所在機臺在車間的排名，激發比學趕超的勞動熱情，也便于形成全員對設備維護質量關注和監督的工作氛圍，有利于設備保持在良好的狀態下運行。

3 項目取得效果

第一，通過在煙草生產設備上實施狀態管控，初步實現生產過程的五個即時：（1）強化數據采集應用，實現即時狀態監測；（2）通過構建健康評價模型，實現即時異常發現；（3）完善故障分析機制，實現即時問題分析；（4）深化信息數據服務，實現即時工作跟進；（5）細化崗位職責指標，實現即時績效評價。

第二，通過項目推進提升了設備運行效能，實現了降本增效。2015年底ZJ17-ZB45機組有效作業率同比提升2.1%，M5-FX2機組有效作業率同比提升4.84%。按設備標稱能力和機臺數計算，效率提升后全年可增加產能為19454箱，每年可減少實際工作日7.24天，直接節約水電氣能耗成本108.6萬元。

4 結語

設備管理只有起點，沒有終點。雖然我們圍繞行業和公司的精益管理要求，在設備管理精益化方面開展了一些工作，初步取得了一點成績，但對照要求，與先進企業相比仍存在一定差距。下一步我們將繼續以黃山“精品”制造為目標，以信息化為支撐，以技術規范和制度為依據，以設備績效評價為引領，不斷推進設備狀態管理更科學和精確。通過加強專業知識的學習、科學方法的運用和真誠、有效的溝通，切實提升工作能力和管理水平，最終實現“設備狀態可控、管理過程可控、經濟成本可控”，為黃山品牌的發展提供堅實和可靠的設備保障。

參考文獻

[1] 張孝桐，等.規范化的設備點檢體系（第1版）[M].

北京：機械工業出版社，2014.

[2] 印德春.煙草行業精益管理指南（第1版）[M].天

津：天津科學技術出版社，2015.

（責任編輯：蔣建華）