全生命周期設備管理系統在選煤廠的應用

榮 東

(平頂山中選自控系統有限公司，河南 平頂山 467000)

1 選煤廠設備管理存在問題

受傳統的管理模式影響，我國大部分選煤廠設備管理已不能適應目前市場經濟模式的需要，難以運用技術、經濟等手段對設備進行有效管理。相應地，設備也不能為選煤廠創造最大價值，潛力得不到正常發揮。目前，全國各選煤廠設備管理中普遍存在著以下問題：

(1)管理制度、規程不科學。選煤廠在以往的長期生產過程中固定下來的陳舊的或不完善的設備管理模式及規程，已不完全適應當前的管理要求。

(2)忽視設備的前期管理。選煤廠在設備投資方面普遍存在著只注重購置費用，而不考慮各種設備運營費用的現象，這樣就造成了設備普遍存在技術性能不良、技術狀態不佳的問題，使得選煤廠生產成本居高不下，經濟效益受到影響。

(3)設備監測診斷技術落后。目前，選煤廠設備故障仍以事后維修為主，科學有效的實時診斷監測技術還應用不多，大部分關鍵設備的故障還依賴于檢修人員的經驗判斷。一旦小故障得不到及時發現，就可能造成嚴重后果，增大維修量和維修費用。

(4)設備運行維護質量不高。計劃預防修理制度不能良好地執行，設備維護存在死角。同時，維護人員的技術水平以及設備本身制造工藝、加工材料的制約，都會對設備的運行維護產生不利影響。

(5)設備檔案資料管理混亂。雖然目前大多數選煤廠均對每臺設備都建立了檔案，但技術資料，尤其是使用情況、故障情況、維修更換情況等信息不完善，同時無法實現信息資源共享。

(6)設備維護流程不清晰。設備定期維護、故障維修、更換報廢等流程管理松散，沒有標準的維護流程，維護記錄不完善、信息不透明。

為了解決這些實際管理過程中存在的問題，需要針對現代化選煤廠的管理需要，建立一套全生命周期設備管理系統。

2 規范化設備管理制度與流程

流程管理是現代管理的重要方法和手段，全生命周期設備管理也著重體現在流程管理上。完善的管理制度和規范的管理流程是全生命周期設備管理的基礎。全生命周期設備管理系統對選煤廠設備管理的內容和流程進行了梳理，結合現代化設備管理的優秀思想，編制了規范的管理制度與管理流程。

全生命周期設備管理的核心流程主要包括設備使用計劃編制流程、設備采購計劃編制流程、采購入庫流程、資料管理流程、定期維護流程、點巡檢管理流程、故障處理流程、大修流程、更換流程、報廢流程、成本分析流程等，覆蓋前期計劃與采購、中期使用與維護、后期更換與報廢處理等各個階段。全生命周期設備管理系統規范了這些核心流程，編制了總體流程框圖和各個專項流程圖。其中總體流程框圖見圖1。

圖1 全生命周期設備總體流程示意

3 結構化管理設備靜態資料

以往的設備管理過程中，設備的資料往往沒有嚴格的格式標準。設備的參數整理不規范，圖紙、文檔等資料結構混亂，設備及附屬設備的組成部分(如膠帶運輸機的電機、滾筒、托輥等等)也沒有進行結構化的管理，絕大部分的設備靜態資料就是一張電子表格或是一疊紙，信息檢索、共享、傳輸困難，在設備的常規維護或故障處理時，往往需要費力查找或是依賴維護人員的經驗，導致管理維護效率低下。

全生命周期設備管理系統對設備的所有靜態資料進行了結構化的管理。首先，建立設備分類樹，并對分類的參數表進行管理。第二，將設備歸類到分類上，此時設備將繼承分類的參數表。第三，對設備的基礎參數、分類參數、自定義參數進行管理，形成設備參數表，以結構化的形式描述設備的屬性。第四，對設備的附屬設備、配件、圖紙資料、設備履歷信息、操作規程、安全規程等靜態資料進行管理。最終，形成全廠的結構化設備信息，可以進行快速檢索和查詢，比如電機電氣故障時查找設備的電氣參數、配件損壞時查找配件的型號規格及庫存信息。設備靜態資料的結構如圖2所示。

圖2 設備靜態資料結構示意

4 有效整合自動化系統和數字化檢測技術

傳統的設備管理，即使實現了信息化，也只是做到設備資料、維護記錄存儲進計算機系統中，替代了紙質管理，但本質上還是對傳統數據進行信息化的管理。

雖然自動化控制技術發展到目前已經相當完善，同時一些針對設備檢測的現代化技術也有著廣泛的應用，但是卻沒有很好的與設備管理相結合。全生命周期設備管理系統對這些系統的數據進行了有效整合，從而形成了一個互聯互通的有機平臺，不僅提升了管理的技術性，也提升了管理的系統性。

(1)整合自動化控制系統。選煤廠自動化控制系統目前主要使用的PLC技術，實現了設備的集控操作、邏輯處理、報警輸出等功能。全生命周期設備管理系統建立一個實時數據庫，連接并采集PLC控制系統中的數據，將這些數據以秒級存儲歸檔。對控制系統的數據分析，一是實現了根據設備運行信號計算設備的實際運行時間，為準確的設備定期維護提供基礎；二是分析設備的報警信息、電氣數據、工藝參數的變化等等，實現預測設備故障、提高設備效能的目的。

(2)整合設備狀態在線檢測系統。設備狀態在線檢測，又叫在線點檢，可以實時在線測量設備的電流電壓、溫度、電機的振動頻譜等數據，全生命周期設備管理系統將這些實時數據也采集歸檔到實時數據庫中，實現對設備健康狀況的分析，與設備維護建立有機結合。同時，提供向控制系統進行信號回傳的功能，比如當溫度過高或振動嚴重超限時，可向控制系統發送指令，直接將設備停機，以避免人工處理不及時導致更嚴重的設備損壞等情況。

(3)整合設備點檢系統。在線檢測系統雖然實時性高，但檢測的內容不如手持點檢儀全面，所以可以選擇同時采用兩套系統，以提高設備檢測的準確性。全生命周期設備管理系統整合點檢系統的數據，實現更全面的管理。

實時數據庫有別于關系數據庫，可以高速可靠地處理海量的實時數據，并將這些數據進行壓縮歸檔，可以以較小體積長期保存生產數據。

實時數據的引入和分析解決了傳統管理模式中只能事后處理的問題，可以分析設備的健康狀態，提前預測可能的問題，從而在設備產生故障之前提醒管理維護人員對設備進行維護保養，大大提高設備的使用壽命。同時，實時數據的歷史歸檔也對問題的追蹤回溯提供支持，例如可以從實時數據庫中查詢模擬量的趨勢曲線、報警記錄、操作記錄等信息。

5 工作流驅動的設備維護與檢查機制

傳統的設備維護或巡檢等活動約束性較低，往往需要管理人員進行額外的監督與提醒。全生命周期設備管理系統以工作流(Workflow)技術驅動維護與檢查任務的執行，實現業務流程的自動化，減少人為的流程干預和監督。

工作流驅動的任務主要包含：

(1)設備定期維護任務。根據設備維護需要，配置定期的潤滑、檢修、配件改換等任務，可以根據設備的實際運行時間作為周期計算依據。當達到維護時間時，向負責人的手機端APP發送任務；負責人在執行完成維護后，提交維護結果；管理人員對結果確認后關閉維護任務；以當前時間為起點，重置計算周期。如果超期、遺漏，將形成報警通知管理人員。

(2)設備巡檢任務。管理人員配置巡檢任務、巡檢路線、設備檢查內容、負責人員等信息后，系統將按設定的周期自動向相關負責人員的手機端APP發送巡檢任務；負責人員按規劃好的路線執行巡檢并提交設備檢查情況；路線執行完成并由管理人員確認后關閉巡檢任務。同時在巡檢過程中可以提交缺陷報告并拍攝照片，對可能存在的隱患或缺陷進行登記。

(3)缺陷管理。管理人員根據已提交的缺陷報告，向相關負責人員手機端APP發送缺陷整改任務；負責人可以查詢缺陷的詳細情況、設備資料等相關信息并執行整改，整改完成后提交整改結果；管理人員對結果確認后消除缺陷并關閉整改任務。

6 設備資產經濟化管理

全生命周期設備管理系統的資產管理除了覆蓋設備主體資產，也對設備的附屬設備、配件、材料等內容進行管理，并且將這些資產的日常消耗與設備的使用與維護進行結構化關聯，實現設備全生命周期的成本分析和經濟化的庫存管理。

(1)消耗關聯。在設備的定期維護、常規檢修、故障處理等過程中，所使用的潤滑油脂、更換的配件、消耗的材料、人員工時等成本數據會被關聯記錄，可用于設備的使用成本分析。

(2)庫存經濟化管理。根據全廠材料配件的消耗情況，對資產進行分類法管理，對所有材料配件根據消耗的頻率、數量和材料的采購成本、采購周期等因素進行綜合分類。根據分類的等級，分配不同的需求庫存量，保證使用需求，同時減少庫存積壓，達到經濟化管理的目標。

7 簡單高效的二維碼設備卡片

全生命周期設備管理系統對設備的所有靜態資料、動態運行信息、診斷維護記錄等全方位的數據進行集中管理、集中展現，并采用統計和圖表技術對部分數據進行分析處理，以直觀的方式顯示數據的趨勢、波形等。

每臺設備擁有專屬二維碼，可粘貼于設備現場，也可以用于網絡共享。管理維護人員使用手機掃描二維碼，即可直接查看設備的所有相關資料，如設備參數、操作說明、安全規程、圖紙附件、開停車記錄、報警信息、檢修維護記錄、健康狀況等。這不但提高了信息查詢和分享效率，而且提高了設備管理維護效率。

8 結 語

全生命周期設備管理系統，以全生命周期管理理論為基礎，整理、規范了設備管理制度和流程，結構化管理設備檔案；整合生產控制自動化系統、設備狀態在線監測系統、設備點檢系統等現代化技術，綜合分析設備全方位的靜態信息和生產動態數據，以工作流技術為驅動方式，對設備的使用維護進行流程化、標準化的管理，可以有效解決預防設備故障、設備維修不足或過度維修等問題，降低設備故障率，提高設備無故障運行時間；同時對設備材料配件等資產進行經濟化的管理，達到提高選煤廠經濟效益的目的；借助手機等移動設備的便利性，可提高管理的及時性。

全生命周期設備管理系統為實現選煤廠的智能化提供了強大支持。