淺談采用信息化手段實現設備運維管理數字化

梁建寶，王志軍

（中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161002）

1 傳統設備管理的主要方法

1.1 設備檔案管理

設備檔案是設備全壽命管理中最基本的記錄文件，記錄了一臺設備從工藝提出、規格確認、簽訂合同（招標）、執行采購、安裝調試、最終驗收、投入使用、維護保養、大修改造、報廢處置的全過程。設備檔案主要內容包括設備說明書、圖紙、技術采購要求、驗收記錄、修理（改造）記錄、易損件明細、備件更換記錄、相關檔案以及原始憑證等表單記錄。這些記錄大多數是紙質單據，有一些是存放在檔案室，大多數是隨著設備存放在使用單位管理人員的手里，隨著管理人員的更替，這些資料經常有殘缺現象，對于設備更新改造、調撥、轉讓或作為二手設備處置時影響較大。

1.2 設備日常管理

通用設備的日常管理從運用部門的角度來講，主要是日常的維護保養，包括日常運用人員的保養，基層單位專職人員的定保小修。設備操作者應嚴格執行點檢基準書、操作規程等文件的要求，按規定要求正確地使用和保養設備；維修工按照巡檢基準書對設備進行巡檢，設備管理人員則應定期對正在運行的各類設備的現狀進行分析并按照其所承擔的具體作業情況，運用期限，不斷修訂相應的維護保養和操作規范。那么，現場設備運行含設備異常保修單在內的各類紙質表單10種以上，這些表單無論是編寫還是保存，都需要較大的空間并且需要有專人定期進行維護，造成了物力、財力及人力的極大浪費。

2 建立資產數字化管理平臺

2.1 建設信息化管理平臺

信息化平臺將資產管理框架、管理標準、管理流程，通過7個信息系統97個模塊來實現和固化。企業資產管理信息化系統有7個：ERP SAP系統、艾默生資產管理監控系統、現場管理動態信息系統、可視化監控系統、設備運行能源管控及關鍵設備智能監控平臺、資產處置網絡銷售系統和固定資產運維管理平臺。ERP SAP系統主要進行固定資產成本管理；艾默生資產管理監控系統用于重點設備運行監測、異常分析；現場管理動態信息系統是通過掃描設備二維碼，實現設備（工裝）點巡檢以及故障處理；可視化監控系統是針對公司關鍵設備設置攝像頭進行現場監控；能源管控及關鍵設備智能監控平臺主要記錄固定資產能源消耗及運行監控；資產處置網絡銷售系統是對閑置及報廢資產在網上競拍；固定資產運維管理平臺是企業于2019年自行開發的管理平臺，平臺記錄固定資產從納固、日常維護保養、大修改善直至報廢全過程工作節點，同時增加了與管理過程相適應的業務人員工作標準、業務范圍，以及記錄工作能力的管理創新、創意改善、技術攻關等內容；平臺按時間節點、按項目重要程度，時時提醒業務人員尚未完成的工作。為了杜絕管理孤島，固定資產運維管理平臺與六大信息系統建立連接，將關鍵設備運行監控視頻、ERP SAP系統的費用結果、能源管控及關鍵設備智能監控平臺的重點設備監控數據在固定資產運維管理平臺展示；固定資產運維管理平臺采集艾默生資產管理監控系統和現場管理動態信息等系統的數據，將設備運行、故障、備件、費用、預防維修、報廢資產銷售情況等項工作有效的關聯起來，建立資產管理大數據庫，實現設備運行維護、處置過程數字化管理。

圖1

2.2 建設二維碼運維平臺

企業在主要生產設備上粘貼專屬二維碼，操作者、維修工、設備管理人員通過掃碼進行設備點檢、巡檢、周檢、月檢；管理人員及時獲得設備運行、維護信息；同時設定上傳人員的位置，保證了精準實時設備工裝日常保養。通過掃碼，能夠查詢設備操作維護規程、點檢清掃潤滑基準書、作業指導書等現場作業標準；通過操作者對每道工序開工、完工進行掃碼，系統自動計算工序節拍，為公司精益標準作業提供依據。管理人員通過手機和平臺獲取現場設備預檢、小修定保、故障修理等動態信息，與操作者、維修人員配合系統操作，取消各類基準書、作業指導書、操作規程、交接班記錄簿（設備工裝）等10種現場紙質表單，實現了現場管理無紙化辦公，提高現場管理的時效性、真實性和準確性。通過掃碼，各級管理與維修人員及時了解設備異常信息，制定應急處理措施實現快速響應；利用二維碼系統，操作者、維修工能夠及時全面記錄設備故障的詳細信息，形成完整的設備故障跟蹤履歷，有效利用故障履歷，防止故障的重復發生。

2.3 開展監控與診斷

企業針對關鍵設備、供水、供電、供風、供暖等涉及生產、環境和職業健康安全危害的設備設施安裝運行監測儀器，實現點對點監控。相關人員隨時掌握設備設施運行維護狀況，實時采集設備開動、停臺以及負載等相關數據。設備異常自動識別是通過對設備監控數據的自動分析，結合關鍵設備智能測點，系統自動與知識庫中的設備測點標準進行比對，當出現異常的時候，檢修人員、管理人員通過信息系統及時收到待辦消息。為了高效應對設備突發異常，建立應急響應體系，制定應急預案，協同配合，快速響應，提供有力支持。

通過預防性的分析和預警，一方面，可以幫助維修技術人員提前安排重要的預防維修措施，防止突發故障停機；另一方面，通過對預防維護的智能調度，公司有充分的時間為設備升級或更新做準備。采用診斷設備監控系統對大功率電機實施核心指數監測，及時發現了10噸精煉爐除塵器132kW高壓電動機存在旋轉元件松動問題，通過調整生產計劃、及時組織了停產檢修消除了事故隱患，為避免突發故障甚至設備事故，保障生產起到了重要作用。

2.4 建設智能產線

企業堅持創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念，以數字化、智能化制造技術研究為切入點，以提質降本增效為原則，積極開展工藝技術創新，率先從用工量大、通用性強的零件入手，開展智能產線的先試先行工作，先后規劃完成了上心盤、交叉桿端頭、剪沖折三條智能產線的建設，并相繼投入使用，初步完成了智能產線示范性應用及驗證，為后期其他零部件的智能化產線研發以及智能車間建設打下良好的基礎。

鍛造上心盤智能加工產線、交叉桿端頭智能加工產線、板材剪沖折智能產線，實現了槽（角）鋼類工件從剪切、校平、沖裁、折壓到成品碼放的全工序智能制造。上心盤線配合多關節機器人，實現全智能工作域；交叉桿端頭產線智能化托盤定位配合多自由度上下料單元，實現機床與設備產線的無縫對接；剪沖折產線多工位串聯式作業模式，實現一體化流水式生產。在充分實現減員、優員的基礎上，又通過工序集成，大幅降低了物流運輸成本。在質量控制方面，有效降低了人為作業因素帶來的產品質量波動，產品質量穩定可靠。

3 開展裝備智能升級改造

近年來，企業先后完成了上心盤、交叉桿端頭、剪沖折三條智能產線的建設使用，為提高公司核心競爭力，探索鐵路貨車智能化、少人化制造的技術路線，打造智能化生產車間。主要做法是，按照公司工藝改善、管理提升、設備技術改造等方面要求承接任務，甄別各類設備在提質增效工作中存在的制約因素，重點圍繞大型數控系統異常管理開展攻關活動，依據公司生產運營特點，科學合理制定升級方案，開展裝備智能化升級（國產化）改造工作，提高老舊設備的生產效率、降低設備故障停機率，實現公司裝備制造能力創新突破。

2020年，齊車公司各部們合作，按照企業資產數字化發展要求，自主設計、制造五軸上下料機械人，并在教研室和生產現場得到有效應用，滿足從工藝布局、產線智能化設計、到后期的設備使用維護保養修理等全流程全鏈條工作要求。

該項目的成功研發，有效提高企業生產效率和設備本質安全度、降低勞動強度、降低維修費用、減少故障停臺時間、提升設備自動化程度，提升資產的投入產出比、提高資產使用的效率及效益；尤其是，該項目突破高精尖設備技術壁壘，實現公司大型液壓設備上下了自動化、智能化升級改造，運用多點位仿圓弧工作原理首創性的實現了PLC可編程控制器控制與伺服驅動器配合控制6軸機器人的初步設想。

4 建設企業信息化手段的互聯互通

4.1 快速推進既有智能產線信息化示范應用

在智能產線建設完成的基礎上，依托5G、物聯網等技術智能聯通現場設施裝備，打通信息數據流，建立面向工位、動態響應、智能決策的生產指揮系統（MES），實現車間從訂單下達到成品交出全過程的可視化管控。

4.2 同步強化新建智能產線信息化建設力度

在智能產線新建過程中，結合公司業務管理流程以及智能產線研制情況，開展MES系統功能需求研究及建設，建立面向上層計劃管理和底層工業控制之間的制造執行系統。

4.3 著力打造信息化管理系統體系架構

逐步完善企業既有的ERP、PDM、TCM、EMS等信息化管理系統，引入APS和WMS等系統，并有效融合車間MES系統，構建智能工廠體系架構，實現公司整體資源的合理分配、協同運行，促進公司運營管理水平的不斷提升。

4.4 協同推進非智能裝備的信息化升級

基于信息化示范應用和管理系統體系架構建設，通過增加傳感器、數采系統以及信息和客戶端交互系統，實現對既有非智能裝備和產線的信息化管控，進一步擴大信息化應用場景范圍。

逐步完成MES系統與既有ERP、PDM、TCM等系統集成，實現信息數據協同，搭建數字化管理平臺，形成智能工廠體系構架，推動鐵路貨車智能工廠建設，基本實現智能化、數字化轉型。

5 結語

信息化、智能化、智能制造是設備管理的必然趨勢，通過開展信息化管理在設備管理中的應用，可以有效減少設備管理過程中的浪費，全面提高工作效率，以最低的管理成本為企業謀得最大的效益。