面向BOM的設備管理信息系統研究

李 玲，李忍鎖

（中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所，陜西西安 710089）

0 引言

隨著科學技術的發展，現代設備具有集成化、大型化、復雜化、精密化、自動化、多樣化等特點[1]，設備作為企業資產的重要組成部分，是科研型號任務順利完成的重要物質和技術保證。設備狀態的好壞，直接影響科研型號的研制效率和試驗任務的正常進行，設備維護成本的高低很大程度上影響企業實現利潤的程度，因此如何提升設備管理水平已經成為企業亟待解決的問題。

1 設備管理研究現狀

設備管理是現代企業管理的重要組成部分，關系到企業實現利潤最大化的程度。要提高企業管理信息化水平，首先要提升設備管理水平。通過采用計算機技術和信息技術，搭建設備管理信息系統平臺，推進企業信息化建設。傳統粗放式設備管理模式存在以下缺陷。

（1）設備管理還處于手工管理水平，對設備的運營及維護情況僅僅是簡單記錄，沒有實現實時管理、動態管理。

（2）設備信息存儲于不同的部門和介質，形成信息孤島和信息不對稱現象，同質化信息許多人重復進行錄入及統計，造成人力資源不必要的浪費，信息無法共享。

（3）設備管理沒有精確到部位，比較粗放，主要以整臺設備為管理對象，沒有實現精細化管理。

（4）設備管理沒有形成電子檔案，技術資料、檔案等資料不齊全。

（5）缺乏對數據的挖掘與利用，沒有充分挖掘、利用數據價值，保養缺乏針對性。

近年來，設備管理受到了國內研究學者的廣泛關注。文獻[2]提出了一種基于BOM（Bill Of Material，物料清單）數據庫表的遍歷算法，并結合實際管理業務，研發了基于BOM 的Web 程序，成功應用于具體產品管理實踐。文獻[3]提出樹形BOM 數據組織結構，經過實驗，驗證了在物理層單一數據源的BOM 數據存儲，減少查詢時的表連接操作，提升了訪問速度。文獻[4]針對設備管理信息系統無法實時獲取設備的真實狀態的問題，提出了物聯網的解決方案，及時采集設備的狀態信息，并嵌入到設備管理信息系統中并應用于實際。雖然國內外對設備管理已經有廣泛研究，但管理模式較多以整臺設備為管理對象，沒有精確到部位，無法實現精細化管理。基于現有研究成果，以現代設備管理理論為指導，結合計算機技術和信息技術，提出了面向BOM的設備管理信息系統，以設備BOM 為基礎，實現對設備中期各個階段的管理[5]。

2 面向BOM 的設備管理信息系統架構

圖1 是面向BOM 的設備管理信息系統架構，整個系統以設備臺賬為核心，實現設備從保養、潤滑、維修等設備的中期過程管理。首先按照設備類別和規格型號，將整臺設備結構逐層分解為最小部位。以設備BOM 為基礎，建立設備部位與備件的對應關系，設備保養、潤滑、維修均以設備BOM 為依據，進行操作，并以工單形式完成。工單中需錄入備件使用情況、維修金額等。工單中有大量的維修信息，通過對故障發生頻數、故障原因、備件使用情況、維修金額等數據進行分類統計、數據挖掘，發現設備瓶頸制約因素，為事后維修向預防維修的轉變及設備的保養、維修計劃的制定以及備件的采購提供決策支持信息，最終提升設備的綜合效率水平。

3 系統設計

3.1 功能結構設計

根據面向設備BOM 的備件管理信息系統架構，將系統功能模塊劃分為8 個模塊（圖2）。

（1）基礎數據管理。包括單位組織目錄管理、員工目錄管理、區域目錄管理、設備部位目錄管理、設備類型目錄管理、供應商基本信息管理。

圖1 面向BOM 的設備管理信息系統架構

圖2 面向BOM 的設備管理信息系統功能模塊

（2）資產管理。包括設備臺賬管理、設備變動管理、設備樹瀏覽、設備統計、設備采購管理。

（3）故障管理。包括維修計劃類型管理、年度維修計劃管理、年度維修計劃審批、月度維修計劃管理、零星維修計劃管理、計劃維修工作單創建、故障報告與故障記錄管理、故障基礎信息管理、設備故障信息統計。

（4）保養管理。包括保養類型管理、保養大綱管理、年度保養計劃管理、月度保養計劃管理、保養工作單創建。

（5）工作單管理。包括工作單管理、工作單驗收、工作單狀態管理。其中，工單類型包括計劃維修工單、保養工單、零星維修工單。

（6）備件管理。包括倉庫代碼管理、貨位目錄管理、備件類型目錄管理、備件臺賬管理、備件庫存監控、備件采購、備件信息管理、備件信息查詢、備件信息統計（通過積累備件使用信息，并對數據進行統計分析，可以發現設備故障瓶頸制約因素，進而為事后維修向預防維修的轉變提供依據）。

（7）設備狀態監測。包括設備檢測管理、設備點檢管理。

（8）系統維護與管理。包括用戶管理、備份與修復、權限管理、密碼管理，確保系統的日常運行及系統的安全性能。

3.2 數據庫設計

圖3 數據庫表關系

圖4 設備臺賬管理界面

面向BOM 的設備管理信息系統的本質是數據的集成，數據庫設計的合理性直接影響信息系統的成功與否。建立一個良好的數據庫，能迅速、準確地查找所需要的數據。面向BOM的設備管理信息系統，完整保存了管理業務各方面的信息，而且避免了數據冗余現象。圖3 為主要數據庫表結構關系，其中，各個數據庫表均有主鍵PK（Primary Key）和外鍵FK（Foreign Key），通過主鍵和外鍵建立表之間的聯系，形成數據庫網絡。

4 系統實現

面向BOM 的設備管理信息系統運行的硬件環境為計算機構成的網絡，因此除計算機外還需要網卡、網絡連線以及集線器一臺。軟件方面，本系統開發采用Oracle 10g 數據庫和.NET Framework 平臺下的ASP.NET，后臺的ORACLE 用來存儲各子系統的數據，采用B/S（Browser/Server）架構，Web 服務器上的ASP.NET 應用程序用來操作后臺數據庫，最終實現數據共享。圖4 以設備臺賬管理頁面為例展示系統的典型模塊界面。

5 結束語

開發以設備臺賬為核心，以設備BOM 為基礎，以設備狀態監測、資產管理、故障管理、保養管理、工作單管理、備件管理為主要功能模塊的信息系統，旨在實現設備運行監測、維護保養各個階段信息的一體化管理；消除各部門間的信息孤島和信息不對稱現象，提升管理效率；最終實現對設備臺賬、設備保養、設備維修等各階段的優化管理。通過故障信息及解決措施的不斷積累，快速準確地為維修決策提供決策支持信息，通過對維修實施過程中的信息進行統計與分析，挖掘和尋找故障劣化規律，為事后維修向預防維修的轉變以及備件與維修材料的儲備與采購提供決策支持[6]。最終，從設備的時間運轉率、性能運轉率及良品率等方面提高設備的OEE（Overall Equipment Efficiency）水平[7]。應用信息系統共有以下4 個優勢。

（1）實現信息追溯。信息平臺積累了設備保養、潤滑、保養各個階段的信息，使各個環節可追溯，為維修計劃的制定、故障維修提供參考依據。

（2）實現信息及時傳達。通過實時錄入設備點檢信息、維修保養信息，使信息能夠及時傳遞，實現了信息的上通下達，消除信息孤島現象。

（3）實現標準化和精細化管理。基于BOM 的設備管理信息系統，實現了對設備故障的準確定位，規范和細化了設備管理過程。

（4）充分利用數據價值。充分挖掘海量設備維修、保養數據，按照設備BOM 來統計故障發生的部位及原因，得出設備故障瓶頸制約因素，為設備性能升級、設備采購、備件儲備、維修保養計劃制定提供參考依據。