□ 廣州白云空港設備技術發(fā)展有限公司 林育鈿/文

在機場設備的日常維保工作中，現(xiàn)場維保人員的主要任務是對設備進行維修和保養(yǎng)。廣州白云機場行李自動分揀系統(tǒng)使用運行長達十余年，故障率較高，需要檢修來維持設備良好的運行狀態(tài)；另外，由于機場行業(yè)的特殊性，24小時的不間斷運行增加了維保工作者的壓力。因此，設備管理者需要結(jié)合現(xiàn)代技術發(fā)展，采取更加高效的設備管理模式，實現(xiàn)企業(yè)在激烈的國內(nèi)和國際市場競爭中的盈利和發(fā)展。

設備維修的分類及應用

按照設備發(fā)生故障的時間節(jié)點進行維修方式的分類，可以分為事前維修與事后維修：

（一）事后維修：主要是指在機械設備已經(jīng)發(fā)生故障或已經(jīng)出現(xiàn)明顯故障表象的情況下進行的緊急維修。由于事后修理是無計劃的，給企業(yè)帶來較大損失，因此事后維修已被先進的維修制度淘汰。

（二）事前維修：主要是指在機械設備沒有發(fā)生故障或尚未造成損壞的前提下，通過對產(chǎn)品的系統(tǒng)性檢查、設備測試和更換以防止功能故障發(fā)生。根據(jù)設備狀態(tài)和情況特性，事前維修可以分為兩大類：第1類是預防性維修，根據(jù)規(guī)定的維修間隔或者系統(tǒng)設備的工作時間，按照計劃進行維修決策，無需考慮系統(tǒng)設備的運行狀態(tài)；第2類是預測性維修，通過對設備和系統(tǒng)進行歷史數(shù)據(jù)的分析，找到故障發(fā)生的相關性，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)問題的先兆，在故障或表象發(fā)生前處理完成。

預防性維修、預測性維修與設備狀態(tài)關系如圖1所示。

機場行李自動分揀系統(tǒng)原理

廣州白云機場1號航站樓行李分揀系統(tǒng)主要由值機子系統(tǒng)、空筐子系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、早到子系統(tǒng)、分揀子系統(tǒng)、到達子系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等七部分組成，總設計行李處理能力為9193件/小時（其中出發(fā)處理能力為7393件/小時）。機場行李系統(tǒng)關鍵設備部件主要有分揀機、轉(zhuǎn)盤、輸送機、分流器等組成。

分揀機：主要由直線電機、小車、托盤、軌道擋板等組成，把行李分揀到對應滑槽。如出現(xiàn)故障將會導致分揀機停機，造成大量行李無法自動分揀，影響程度重大。

分流器：分為垂直分流器和水平分流器。主要由電機驅(qū)動上下或左右擺動，將行李送往不同的目的地處理。如出現(xiàn)故障會造成行李堆積或者不安全事件。

輸送機：主要由頭輪、尾輪、壓帶輪、調(diào)整輪等組成，由電機驅(qū)動。輸送機設備占整個行李處理系統(tǒng)60%的設備量。一旦某一段出現(xiàn)問題，將會導致值機島行李堆積。

轉(zhuǎn)盤：主要由驅(qū)動單元，轉(zhuǎn)盤小車，膠皮構成，是到達旅客提取行李的主要途徑。如果出現(xiàn)故障，則會導致到達旅客無法按時提取行李，造成旅客積壓。

目前該行李系統(tǒng)設備運行特征主要有以下四個方面：持續(xù)運行，機場行李系統(tǒng)需要24小時不間斷運行；數(shù)量龐大，機場行李系統(tǒng)設備數(shù)量達到了1850臺；可靠性較低，機場行李系統(tǒng)冗余少，存在運行停機風險；設備老化嚴重，機場行李系統(tǒng)已運行15年，故障率高導致維修成本高。

行李系統(tǒng)設備運行功能及缺陷分析

（一）現(xiàn)場設備保護

行李系統(tǒng)設備保護主要有安全裝置、安全門、急?；芈贰０踩b置由探測桿、限位開關、安裝支架、傳感器電纜等組成，用于檢測處于傾翻狀態(tài)的托盤上有無行李物品和異物。安全門由安全行程開關組成，用于防止設備處于維修狀態(tài)時意外啟動。急停回路主要采用串聯(lián)保護的方式，急停觸發(fā)或故障會導致整片區(qū)域停止運行。

由于安全裝置、急?；芈反罅坎捎脵C械式、電氣元件，導致靈敏度較差且維護成本較高。

（二）故障報警方法

MICS（管理信息和控制系統(tǒng)）是人機交互軟件，能夠?qū)υO備故障狀態(tài)進行報警，同時可以根據(jù)要求顯示設備的當前狀態(tài)，遠程控制設備的運行。

該監(jiān)控系統(tǒng)由交換機負責傳輸信息，如交換機發(fā)生故障則無法對設備狀態(tài)進行評估，嚴重影響安全生產(chǎn)。

（三）監(jiān)控手段實現(xiàn)

MICS采集信息主要依靠各個PLC主機和MICS之間利用局域網(wǎng)進行鏈接，使用交換機采用環(huán)網(wǎng)進行連接。

采用環(huán)網(wǎng)的設計也存在安全隱患，一旦發(fā)生誤操作將造成“網(wǎng)絡風暴”，導致整個環(huán)網(wǎng)癱瘓，幾乎失去所有功能。

行李系統(tǒng)運行維護特征

（一）24小時運行壓力大

機場設備需要24小時不間斷運行，存在運行壓力大、設備損耗高的風險；行李量巨大、設備冗余少的特性，使得無法停機進行全面性的維修保養(yǎng)工作。日常維保需要在航班間隙的“短短”一至兩小時內(nèi)完成，容易發(fā)生漏查漏修、事前維修時間不足的情況。24小時不間斷運行也會增大設備的運行壓力，設備長時間處于損耗狀態(tài)，影響設備使用壽命。

（二）設備使用不均衡

雖然設備眾多，但每臺設備的使用時長都是不一致的。存在使用不均衡的現(xiàn)象，一條輸送線可能需要24小時運行，但另一條可能每天只需要使用不到3小時。這就會造成對設備的摩擦、潤滑等預防性維護出現(xiàn)不精確。進行專項維修等大批量更換時可能對一些損耗較小的器件進行更換，浪費維修成本。還會因為預防性維修不精確造成區(qū)域性故障，對系統(tǒng)服務安全運行造成隱患，打亂對人員的正常安排調(diào)度。

（三）預防性維護不到位

1.預防性檢查和維修標準不完善。目前主要是維保員使用日檢單進行檢查，但維保員兼顧運行保障工作，存在檢查時間少、設備無法停機檢查、人力檢查不準確的情況。

2.設備存在磨損和疲勞情況，但檢查工具落后，對于細微的溫度變化、震動、異響檢測能力有限。還是需要依靠經(jīng)驗進行主觀判斷，準確度較低。

（四）人員維護局限性

1.維保人員工作能力參差不齊，人員流動性較大，容易出現(xiàn)較為嚴重的技術斷層，進而影響故障排查及時性。

2.由于人體構造局限性，人力點檢存在不足，且精力有限，無法與電子設備精確度比較。維保員一般采用倒班工作制度，存在精力不足、容易疲憊、效率較低導致維保效率低下，降低設備運行狀態(tài)。

行李自動分揀系統(tǒng)維修新模式及趨勢分析

（一）行李系統(tǒng)維修情況分析

2010至2018年來白云機場行李系統(tǒng)設備故障及維護情況如表1。

從表1可以看出，事前維修率占比逐年提升，機場行李分揀系統(tǒng)的可靠性逐年增強。

（二）目前維修方式不足

1.目前普遍采用的預防性維修難以保證不會發(fā)生隨機性較強的功能性故障，而且不能保證實際維修效果；

2.目前采用的預防性維修方式過度依賴于人力資源，由此延伸了一系列問題：①因為預防性維修較為依賴設備狀態(tài)評估的準確性，對維保人員的業(yè)務水平要求較高，容易發(fā)生人為錯誤；②對于工作環(huán)境有一定的要求，如果環(huán)境干擾會造成維保人員發(fā)生誤判，排查故障時間也將浪費大量人工成本；③人員無法長時間高負荷工作，因此造成人和物不安全事件發(fā)生。

3.行李分揀系統(tǒng)近80%的保護性裝置均由機械傳動控制觸發(fā)，這些較為落后的工作環(huán)境與工作方式存在一定缺陷：①機械裝置存在較大誤差，無論是作為保護裝置還是作為檢測裝置，精度都無法與電子設備媲美；②機械裝置在檢測和數(shù)據(jù)采集比電子設備更為困難。

表1：2010～2018年白云機場行李系統(tǒng)維修情況對比分析

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術在行李系統(tǒng)維修中的應用

1.物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設備，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)的目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡的連接，方便識別、管理和控制。我們也可以簡單的把物聯(lián)網(wǎng)理解為物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。

當前，5 G網(wǎng)絡覆蓋白云機場，結(jié)合5 G、L o R a和N B-I o T的特點，我們將通過各類不同的組合形式，將物聯(lián)網(wǎng)技術引入到行李系統(tǒng)的設備故障診斷中來。將設備的溫度、振動、潤滑程度、電渦流、噪音、位置、張緊度等的數(shù)據(jù)進行采集，通過L o R a或N B-I o T實時傳輸?shù)轿覀兊臄?shù)據(jù)分析庫中，再通過數(shù)據(jù)的分析歸類，按照數(shù)據(jù)變化趨勢和經(jīng)驗設定的閾值提供預警和預測。人與物之間又能夠通過移動終端A P P進行聯(lián)動，對設備進行遠程管理，實現(xiàn)對設備的預測性維護，如圖2所示。

2.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的行李系統(tǒng)的維修

在主要或關鍵核心設備上加裝對應的傳感器，實時監(jiān)控每一臺設備的運行情況。采用A I控制的自動檢測機器人，從上到下依次進行自動化收集，通過物聯(lián)網(wǎng)將信息發(fā)送至后臺進行大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合過往案例分析得出設備高危點，自動通過移動終端安排維保員對問題設備進行預測性維修。實現(xiàn)情況如下：

（1）值機島。通過柜臺面板（加裝可互聯(lián)的新型面板）與A I進行交互，記錄稱量及按鈕狀態(tài)、三段式輸送機的震動、溫度、皮帶厚度等數(shù)據(jù)。

（2）輸送線。通過輸送機時，將自動檢測電機溫度、震動情況，同時收集軸承、滾筒磨損信息。通過光電時將自動檢測光電信號強弱，并對皮帶狀態(tài)、張緊度等情況進行收集。

（3）分流器。對分流器驅(qū)動電機溫度等信息收集，并且記錄擺動速度、光眼信號等。

（4）分揀機。記錄分揀機速度有無異常，檢測軌道震動地點，檢測I OT T、T T S等保護裝置有無正常工作。以及對噪音的收集，托盤有無異物等信息收集。途徑直線電機時，會對直線電機溫度進行檢測。

考慮到分揀機是線性循環(huán)不間斷運行的特點，可以改裝一臺小車，固定安裝各類的傳感器、發(fā)射和接收等設備，檢測分揀機如振動，光眼校驗情況，異物超聲波檢測，震動、偏移、噪音大小等?？梢愿鶕?jù)不同點位，安裝局限性（如電源，有線網(wǎng)絡等）確定使用有源傳感模塊，或采取無源R F I D等，收集周邊設備傳感器數(shù)據(jù)和定位。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術，機場行李分揀系統(tǒng)詳細監(jiān)測內(nèi)容見表2所示。

目前，基于物聯(lián)網(wǎng)技術，白云機場行李分揀系統(tǒng)設備改造情況如表3所示。

表2：應用物聯(lián)網(wǎng)技術的行李分揀系統(tǒng)監(jiān)測

表3：應用物聯(lián)網(wǎng)技術的行李分揀系統(tǒng)改造情況分析

（四）對未來預測性維修模式的趨勢分析

1.未來將采用以物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)為基礎的預測性維修取代原有的維修方式。該種新型的維修方式有更多的優(yōu)點：

（1）通過對設備的數(shù)據(jù)實時連續(xù)監(jiān)控，減少隨機性較強的突發(fā)故障，提高維保的實際效果。

（2）通過計算機智能算法客觀得出維護建議，最大限度節(jié)約人力物力。

（3）利用大數(shù)據(jù)計算得出的“碎片時間”進行維修，可以無需停機停產(chǎn)完成維保。

2.利用信息化、集成化更高的電子檢測裝置替代原有的機械式檢測裝置，能有效的提高數(shù)據(jù)的準確率。這種物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)結(jié)合的平臺具有更為實用的效果：

（1）電子化設備更為精確，無論作為檢測亦或是保護裝置效果都比機械裝置更為完美。

（2）使用壽命長，因為電子裝置具有高度集成化的優(yōu)點，維修簡單快捷。

（3）通過物聯(lián)網(wǎng)技術可以達到信息的及時傳遞，由A I把控的信息收發(fā)系統(tǒng)可以有效避免錯誤的信息傳達。

綜上所述，基于物聯(lián)網(wǎng)的機場行李自動分揀系統(tǒng)預測性維修模式是未來發(fā)展趨勢，通過安裝各類的傳感器并對采集到的信息進行大數(shù)據(jù)分析和比對，參照維護標準，建立維護檔案，輸出最優(yōu)秀維修方案，最終達到零停機的預測性維修目的。

結(jié)束語：

隨著科技飛速發(fā)展，設備管理理念要與時俱進，實施有效設備管理方法進行設備維護，通過基于物聯(lián)網(wǎng)對設備預測性維護新模式，為設備管理提供詳細的解決方案，同時更清楚地了解設備運行的狀態(tài)，使設備在故障前得到最有效的處理，確保設備的正常運行，最終提升機場服務質(zhì)量。