劉博

（英國東安格利亞大學(xué)-諾維奇商學(xué)院）

我國在“十三五”發(fā)展規(guī)劃綱要中，推出了“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的深度融合等一系列國家戰(zhàn)略舉措，并配套制訂了《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》等指導(dǎo)性文件。同時，多個世界發(fā)達(dá)國家也從國家方面提出了類似的戰(zhàn)略規(guī)劃。在這種大環(huán)境下，建成數(shù)字化企業(yè)已經(jīng)成為企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)。

1 設(shè)備管理的數(shù)字化是建成數(shù)字化企業(yè)的重要工作

產(chǎn)品是通過設(shè)備加工出來的。從整個生產(chǎn)過程看，給設(shè)備輸入材料、能源和人員，就會輸出產(chǎn)量、質(zhì)量、交貨期、成本、安全、環(huán)保、工作情緒等。設(shè)備凝聚著人類社會最高的科學(xué)技術(shù)，具有自動化、集成化、精密化、高速化、智能化、柔性化等特點(diǎn)，企業(yè)科研生產(chǎn)的順利進(jìn)行，越來越依賴設(shè)備能否正常運(yùn)行。在GB/T37393《數(shù)字化車間 通用技術(shù)要求》就有設(shè)備管理的專門規(guī)定。所以，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理數(shù)字化是建成數(shù)字化企業(yè)的重要工作。

2 遵循設(shè)備綜合管理的理念，因地制宜地開展設(shè)備管理數(shù)字化建設(shè)

企業(yè)花費(fèi)巨資開展數(shù)字化建設(shè)是為了獲得更好的經(jīng)營效益。按照設(shè)備綜合管理的理念開展設(shè)備管理數(shù)字化建設(shè)，有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)備壽命周期費(fèi)用LCC最佳，符合企業(yè)的初衷。

注：設(shè)備綜合管理，即根據(jù)企事業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)，通過采取技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、組織措施，從設(shè)備規(guī)劃選型、購置、安裝驗(yàn)收、使用、維護(hù)、修理改造、更新、報(bào)廢的全過程進(jìn)行綜合管理，追求設(shè)備壽命周期費(fèi)用最佳。它是我國在80年代，在前蘇聯(lián)的計(jì)劃預(yù)修體制基礎(chǔ)上，吸收生產(chǎn)維修工程（Maintenance Engineering）、設(shè)備綜合工程學(xué)（Terotechnology）、后勤工程（Logistics Engineering）和日本全員生產(chǎn)維修TPM等內(nèi)容，提出的一種設(shè)備管理理念。

建設(shè)數(shù)字化企業(yè)不能一蹴而就，開展設(shè)備管理數(shù)字化建設(shè)應(yīng)因地制宜。因?yàn)槠髽I(yè)數(shù)字化建設(shè)不是在“一張白紙”上實(shí)施，需避免對現(xiàn)有生產(chǎn)的影響，多采取 “全員參與、小步快跑、先局部再全面”的策略。多從生產(chǎn)計(jì)劃、工藝、財(cái)務(wù)、物資等領(lǐng)域先開展數(shù)字化建設(shè)，但這樣也造成了企業(yè)內(nèi)多個數(shù)字管理系統(tǒng)共存的情況，例如，在生產(chǎn)計(jì)劃領(lǐng)域就有MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、DCS分布式控制系統(tǒng)和MDC數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等。在這些不同的管理系統(tǒng)中散布著各種設(shè)備的信息，如設(shè)備的狀態(tài)（工作、空閑、故障維修）、實(shí)時技術(shù)參數(shù)和累計(jì)遠(yuǎn)轉(zhuǎn)臺時等。

2.1 建設(shè)全覆蓋的設(shè)備管理數(shù)字化系統(tǒng)的方式

數(shù)字化的設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)既涵蓋設(shè)備一生的工作流程，又能監(jiān)控采集設(shè)備的實(shí)時信息。

首先，企業(yè)遵循設(shè)備綜合管理的理念，圍繞追求設(shè)備壽命周期費(fèi)用LCC最佳，統(tǒng)籌規(guī)劃，由設(shè)備部門發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢“牽針引線”，組織確定企業(yè)各部門在設(shè)備的“選型、購置、安裝調(diào)試驗(yàn)收、使用維護(hù)、修理改造、事故處理和報(bào)廢等”一生環(huán)節(jié)的職責(zé)、業(yè)務(wù)流程和工作標(biāo)準(zhǔn)，以及應(yīng)采集設(shè)備信息的名單和考核指標(biāo)等。并且實(shí)現(xiàn)日常管理信息化（無紙化）。其次，企業(yè)實(shí)施其他數(shù)字系統(tǒng)如涉及設(shè)備時，其工作流程應(yīng)符合既定的設(shè)備管理流程，凡在名單內(nèi)的設(shè)備信息均應(yīng)采集（如下面舉例的MDC數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)），并能傳輸?shù)搅硪粋€指定的平臺/信息系統(tǒng)。企業(yè)將這些采集的設(shè)備數(shù)據(jù)和流程整合開發(fā)，形成企業(yè)的設(shè)備數(shù)字管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)具備涵蓋設(shè)備一生的工作流程、采集設(shè)備實(shí)時狀態(tài)信息和統(tǒng)計(jì)分析功能等。

2.2 統(tǒng)籌策劃，從“源頭”抓起

企業(yè)應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，讓設(shè)備部門盡早參與涉及設(shè)備的數(shù)字化管理系統(tǒng)調(diào)研選型階段的工作，發(fā)揮其專業(yè)優(yōu)勢“牽針引線”，遵循設(shè)備綜合管理的理念，提出有關(guān)設(shè)備管理的要求。

例如，生產(chǎn)計(jì)劃部門牽頭實(shí)施MDC數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)）項(xiàng)目時，設(shè)備部門可圍繞設(shè)備綜合效率OEE中的時間開動率、性能開動率、合格品率和維修費(fèi)用等提出應(yīng)采集的有關(guān)設(shè)備的信息：（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則應(yīng)遵循國內(nèi)、國際和相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》和GB/T37393《數(shù)字化車間 通用技術(shù)要求》等；（2）系統(tǒng)可對車間內(nèi)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控、采集、數(shù)據(jù)傳輸、分析和展示；（3）系統(tǒng)的信息可導(dǎo)出，也可與企業(yè)現(xiàn)有的其他管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通；（4）可進(jìn)行后續(xù)開發(fā)。充分考慮建成的系統(tǒng)具有擴(kuò)展性和互聯(lián)性，既滿足當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用要求，又能適應(yīng)今后系統(tǒng)擴(kuò)展的需要；（5）系統(tǒng)支持市場主流的多種數(shù)控設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)（工作、空閑、故障、維修）、報(bào)警信息、聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)、電壓、電流、主軸轉(zhuǎn)速、各軸坐標(biāo)信息等，并可以一條程序運(yùn)行過程的形式展示相關(guān)數(shù)據(jù)；（6）聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自身配置的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)具有自身監(jiān)測和狀態(tài)故障診斷的功能，并能傳輸信息；（7）系統(tǒng)可關(guān)聯(lián)或配備設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化（故障）模型和策略的“專家?guī)臁?，?shí)現(xiàn)設(shè)備故障分析及故障預(yù)測功能。支持對設(shè)備報(bào)警信息和故障狀態(tài)進(jìn)行記錄（包括歷史故障查詢、故障時間分布、故障概率分布、全部設(shè)備故障對照等），實(shí)時顯示故障設(shè)備信息和報(bào)警，對采集的數(shù)據(jù)可以從數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)出，并以Excel等結(jié)構(gòu)化格式進(jìn)行保存；（8）系統(tǒng)具備計(jì)算設(shè)備綜合效率OEE、設(shè)備的平均故障間隔期MTTR、平均修理時間MTBF、停機(jī)待修時間MWT、單臺設(shè)備可利用率等指標(biāo)統(tǒng)計(jì)功能。實(shí)時獲知每臺設(shè)備當(dāng)前加工的工件和工件生產(chǎn)數(shù)量、工件的實(shí)際加工時間。實(shí)現(xiàn)設(shè)備歷史狀態(tài)展示，可查詢出某時間點(diǎn)設(shè)備加工的產(chǎn)品，以及某段時間內(nèi)設(shè)備加工的產(chǎn)品；（9）系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)傳出和導(dǎo)入功能，采集的數(shù)據(jù)可實(shí)時傳輸?shù)狡髽I(yè)制定的信息系統(tǒng)（平臺）；當(dāng)從財(cái)務(wù)系統(tǒng)導(dǎo)入維修數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)具備統(tǒng)計(jì)維修開支的功能，將每次設(shè)備故障和修理所發(fā)生的各種費(fèi)用應(yīng)關(guān)聯(lián)顯示；（10）做到目視化管理要求：可根據(jù)車間現(xiàn)場的設(shè)備布局情況設(shè)計(jì)制作布局圖，并直觀展現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)。支持以餅圖、柱圖、統(tǒng)計(jì)表格等多種形式計(jì)算展示設(shè)備開機(jī)率、設(shè)備故障率和廢品率等信息。

2.3 通過數(shù)字化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理精細(xì)化

設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化后，管理的策略和方法都有改變和提升，維護(hù)修理實(shí)現(xiàn)了精益化和透明化，更有利于追求壽命周期費(fèi)用LCC最佳。

（1）實(shí)現(xiàn)狀態(tài)維修CBM，避免設(shè)備“突發(fā)”故障。企業(yè)通過數(shù)字化建設(shè)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時、全面和連續(xù)采集設(shè)備技術(shù)狀態(tài)信息，設(shè)備部門可實(shí)時掌握設(shè)備技術(shù)狀態(tài)和劣化趨勢，可及時準(zhǔn)確地制訂和安排設(shè)備的維護(hù)修理和更新改造等工作，提高維修效率，減少維修停機(jī)時間，避免設(shè)備“突發(fā)”故障而影響生產(chǎn)。設(shè)備日常維護(hù)修理工作從以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防維修和事后維修轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)維修CBM。

（2）實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理透明化。通過數(shù)字管理系統(tǒng)可對設(shè)備一生各個環(huán)節(jié)的工作進(jìn)行實(shí)時查詢和展示，便于全方位的監(jiān)督和考核。

（3）建立和數(shù)字系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化（故障）模型和策略的專家?guī)?，提高故障診斷的準(zhǔn)確性和工作效率。設(shè)備部門組織設(shè)備維修人員維護(hù)組、操作者、工藝技術(shù)人員和調(diào)度人員，甚至借用設(shè)備生產(chǎn)廠家的力量，用故障樹分析法FTA、故障模式影響與嚴(yán)重性分析法FMECA、“頭腦風(fēng)暴法”和5W2H等科學(xué)方法，找出設(shè)備每個可能的故障、故障機(jī)理、對應(yīng)的修理技術(shù)方案工藝要求、監(jiān)測項(xiàng)目和數(shù)值范圍。要求如下：①全面查找確定設(shè)備可能發(fā)生的故障，尤其是影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，導(dǎo)致人身安全事故、環(huán)境污染的設(shè)備事故和故障，以及修理周期長、維修復(fù)雜，備件供應(yīng)困難的設(shè)備故障；②查找確定設(shè)類備故障的早期征兆，以及能夠反映掌握設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的項(xiàng)目（判斷和預(yù)測設(shè)備故障劣化的發(fā)展趨勢和嚴(yán)重程度）；③確定監(jiān)測的設(shè)備部位、方法、監(jiān)測周期、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（正常、預(yù)警、故障）等；④確定的監(jiān)測采集信息項(xiàng)目要定量化。

專家?guī)鞈?yīng)是開放性的，可以和企業(yè)任何數(shù)字管理系統(tǒng)關(guān)聯(lián)；要做到PDCA循環(huán)和持續(xù)改進(jìn)，定期檢查并補(bǔ)充完善。

2.4 制定更科學(xué)的管理目標(biāo)

實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理數(shù)字化后，應(yīng)制訂更科學(xué)的管理目標(biāo)，促使生產(chǎn)計(jì)劃、車間、工藝和物資供應(yīng)等部門和設(shè)備管理部門齊心合力做好設(shè)備管理工作。如采用國際上常用的設(shè)備綜合效率OEE。其公式如下。

公式顯示，如果由于日常維護(hù)保養(yǎng)和修理不善會造成設(shè)備性能劣化或故障，會導(dǎo)致時間開動率、性能開動率和合格品率下降，體現(xiàn)出對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的影響；可指導(dǎo)日常維護(hù)修理等工作，以及開展追求設(shè)備壽命周期費(fèi)用LCC最佳的活動。其它指標(biāo)還有平均故障間隔期MTTR、平均修理時間MTBF、停機(jī)待修時間MWT、單臺設(shè)備可利用率等。

2.5 其他

（1）企業(yè)數(shù)字化建設(shè)是一項(xiàng)長期性工作，涉及企業(yè)各方面，包含技術(shù)、管理和服務(wù)等方面，且數(shù)字系統(tǒng)上運(yùn)行的不少信息涉及企業(yè)的核心機(jī)密。企業(yè)必須建立一個可靠可信、懂技術(shù)會管理的部門負(fù)責(zé)日常管理，如軟硬件的日常維護(hù)、改造、二次開發(fā)和保密等。（2）確定重點(diǎn)設(shè)備時，應(yīng)依據(jù)數(shù)字管理信息系統(tǒng)獲得的設(shè)備日常使用頻率、承擔(dān)的產(chǎn)品和工序等真實(shí)情況。（3）設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)值化實(shí)時監(jiān)控后，維護(hù)組和設(shè)備部門仍應(yīng)開展日?，F(xiàn)場檢查。（4）企業(yè)要舍得給設(shè)備配備監(jiān)測傳輸儀器。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)就顯示，鋼鐵、電力、化工等設(shè)備先進(jìn)、資金密集、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的行業(yè)，給設(shè)備配套的監(jiān)測傳輸儀器的投入一般只占設(shè)備初期總費(fèi)用的1%～5%，與突發(fā)故障停機(jī)造成的損失比較非常小。（5）企業(yè)開展數(shù)字化建設(shè)要善于“借助外腦”以少走彎路。如多外出調(diào)研取經(jīng)學(xué)習(xí)，根據(jù)自身實(shí)際情況慎重挑選數(shù)字化的合作伙伴等。

3 結(jié)語

設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，是建設(shè)數(shù)字化企業(yè)工作的重點(diǎn)，也是設(shè)備管理的提升。其建設(shè)需要統(tǒng)籌策劃和全員參與，應(yīng)從思想、組織、人、財(cái)、物等方面予以保障。