沖壓設備智能監控與預維保系統規劃方案

文/陳浩，袁國，王天勝·東風設計研究院有限公司

本文主要分析沖壓設備的智能監控及預維保系統（圖1），通過監控設備關鍵部件的運行狀態，基于數據采集系統、大數據的積累、云平臺計算分析，實現對設備提前預警，減少設備異常停機，在線提供故障解決方案和技術指導，并鑒于維保行業現狀及未來發展趨勢，給終端用戶提供多種應用模式分析。

智能監控與預維保規劃方案

對于生產設備，要實時監控它們的運行狀態及參數，減少異常停機的風險，才能保證其穩定運行，智能監控就顯得尤為重要，也是實現車間智能制造必不可少的環節。

只有維護好沖壓生產線上的生產設備才能確保零件滿足工藝要求，才能真正發揮設備最大的生產效率，為在生產中能提前預警設備故障，并最終實現自動生成設備預防性維護方案，整套系統需必備圖2所示的功能。

圖1 沖壓生產線設備監控狀態

⑴數據采集及傳輸。主要實現對設備關鍵參數的采集，采集生產線每臺壓力機上傳感器監測的數據，來完成對壓力機的監測，監控終端需具備遠程通信功能，將壓機運行狀態中的關鍵參數上傳到中央監控系統云平臺。

⑵實時監測。通過制定統一的設備接口規劃，自動獲取沖壓生產線上的數據，按設備維護等級、組織架構分類，實時對生產線的運行狀態和參數進行監測，同時監控數控裝置需保證可靠性及安全性，能保證其在各種工況下工作，以及在信息傳送過程中不會發生泄露。

⑶數據管理與診斷。通過云平臺計算分析，能將壓機上電機電流、飛輪轉速、壓力、溫度等參數進行實時監管（圖3）。在監測的壓機部件出現惡化趨勢時，及時將故障信息，包括故障描述、位置及可能原因等信息推送給終端用戶，并跟蹤問題解決狀態及時升級報警，以及推算預測出設備下一個循環周期內的停機時間、可能性故障、維修部位。

圖2 系統功能示意

圖3 壓機采集參數類型示意

⑷決策。基于大數據積累，系統通過自主學習可以分析故障時各項參數的關聯關系，依據系統生成各種統計報表、診斷結果、維保方案，并提前推送至設備管理人員，由其組織安排針對性的預防維護，減少了應急維護的停機時間，提升了設備整體的綜合運行效率以及優化了人員的工時效率。

設備監控及預維保系統可以對設備的異常情況做到早發現、早預警、早解決，大幅度降低設備維護及停產時間，同時在用戶遇到相同設備問題時，系統還可以提供最及時的報警和最標準的解決方案。

設備維保業務應用模式分析

企業自持維修部能力方面不能滿足生產線的維修任務，且經濟效果方面負擔重，企業自行維修不如委托專業維修單位進行維修合算，傳統企業設備維修部大而全的組織方式，亟待改進。設備維保業務可由主機廠自建，也完全可開展社會化協作，降低企業的設備維修成本，提高經濟效益。

因此，有必要建立一種社會化、專業化的體制，設備維保向社會化、專業化、網絡化發展，建立設備維保供應鏈，充分利用供應鏈的技術與裝備能力。現提供幾種應用模式分析：

⑴供應商僅參與預維保業務。供應商不參與數據監控，主機廠開放設備的運行狀態、故障信息、備件領用等數據，該數據供應商從主機廠的設備運維信息系統獲取，上傳到供應商數據庫，對統計數據進行分析，例如設備電機及相關連接件，得出設備的預維保方案，供應商在此方式下僅提供預維保方案。

⑵供應商參與數據采集及預維保業務。1）由供應商布局設備的數據采集模塊，利用工業以太網傳輸到設備上位機，設備上位機可通過無線網絡傳送到主機廠的服務器，然后轉到供應商的云平臺。2）通過云平臺計算分析模塊，對設備運行狀態等相關數據進行計算分析，設定周期報警提醒和實時異常報警。同時可將公開的統計數據提供給各大電器元件、氣動元件、液壓元件、輸送部件的供應商，用于設備的改進升級。

⑶在第二種業務下增加備件管理模塊（圖4）。該方式下設備維修備件由供應商依據主機廠提供的備件用量信息，建立備件庫。在該種模式下，主機廠不用考慮備件倉庫，完全由供應商來實施，供應商則可通過集中采購的方式降低備件的采購成本。對備件的消耗供應商可以從海量數據中，根據模型智能預測備件的壽命及消耗情況，降低備件損壞引起的停機及備件庫存成本。

圖4 備件中心示意

結束語

只有維護好生產線上的生產設備才能確保產品工藝要求，只有生產線上每個生產設備協調管理好，才能真正發揮最大的生產效率，這是企業的核心市場競爭力。

未來可建立設備管理第三方平臺，打造設備管理全產業鏈，不僅僅是設備監控、預維保、備件管理等功能，未來平臺還可擴展到設備采購選型建議、設備技術文件共享、設備狀態評估、維修人員技能水平等方面，最終實現設備管理工作的系統化、數據化、網絡化，也實現了設備的全生命周期管理。