文/内蒙古第一机械集团有限公司

关键词：一基双模  设备管理  设备智能管控  内蒙古第一机集团  智能制造

     内蒙古第一机械集团有限公司（以下简称一机集团）于2014年开始实施“一基双模”设备管控体系建设，是一项设备管理和设备保全创新项目。该项目以全面实现“预防维修”和“预知维修”为目标，以全面落实“一基双模”设备管理保全模式为手段，以“设备信息化智能管控平台”为工具，利用工业物联网技术，通过基础数据采集、数据自动分类汇总和人工智能分析，对设备管理水平、设备状态、精度性能、本质安全度等指标做出科学客观评估和精准判断，进而采取针对性措施，全面提升管理能力，改善设备状态，有效提高设备使用效率和使用效益。
     同时，充分利用计算机网络技术和工控技术以及工业传感技术，建立远程在线设备状态检测、故障诊断和维修网络，以全面满足智能制造生产线和数字车间设备保全的管理要求。
    
“一基双模”设备管控体系建设
1.搭建设备信息化智能管控基础平台
     一机集团拥有各类设备上万台，每时每刻都产生大量的基础数据，单纯依靠人工采集、分类汇总和统计分析这些异常庞大的数据，几乎是不可能完成的任务。因此，借助工业物联网技术，实现设备与设备、设备与系统、系统与系统、系统与软件、软件各功能模块之间互联互通，打造统一的管理平台，适时采集设备管理和保全数据，通过云计算和大数据分析，对管理效果、设备状态做出精准判断，是实现设备信息化智能管控的前提和基础。
2.做好设备管理数据日常化采集
     通过手工录入、人工“五感”点检、专业仪器检测及工业在线传感技术，采集相关数据，掌握设备及关键零部件状态。采集的数据包括：设备型号、规格、产地、安装使用时间、生产厂家及关键零部件的型号、规格、基数等基础数据；设备几何精度、重复定位精度等精度数据；关键部位或关键零部件的温度、压力、电流、电压、阻抗、感抗、振动、脉冲、转速等参数变化情况，设备润滑油、液压油的油品油质参数变化情况；同等工艺技术条件下的许用切削参数、产品质量等能效变化情况；设备故障发生时间、故障部位、故障现象、故障原因、故障排除方法、备品备件使用情况、故障排除时间等日常维保情况，以及恢复性修理、定检定修、更新改造及再制造相关数据。
（1）设备状态参数采集
     配有专业点检设备，定期对设备液压系统及润滑系统的油品油质、旋转部件的轴承和齿轮箱的振动脉冲信号和温度、设备几何精度和重复定位精度、电气系统线路等的相关参数进行采集，并通过平台接口将相关数据按照设备资产编号录入平台数据中心，为每台设备建立油液、轴承、齿轮、电气元器件检测档案，输送到设备数据中心模块统一管理。
（2）设备电气系统信号采集
     主要采集数控设备PLC、NC系统中关于设备运行、故障报警信息、设备开关机状态、运行程序、负载、功率、坐标等信息，并在信息化管控中心显示设备操作界面，监控加工进程。当设备发生软件类故障后，通过设备终端授权，接管设备PLC系统和NC系统，修改相关电气参数，恢复设备使用功能。
     另外，在电气系统发生故障后，利用电气线路感知软件，准确感知电气系统硬件故障点，并在信息化智能管控中心该设备的电路模拟图上直接显示，指导维修技术人员展开精准预知维修，减少故障诊断时间，加快维修进程，缩短故障维修时间。同时，将上述过程中所采集到的数据输送到设备数据中心模块集中管理。

（3）设备振动、脉冲、温度、转速等运行信号采集
     在设备机械系统关键部件的旋转零部件部位安装信号传感器，上传到平台在线状态检测模块，通过振动和脉冲信号分析，准确感知轴承、齿轮等关键零部件的损坏程度，并利用虚拟3D模型与物理实体同步运行，准确显示故障部位及损坏情况，预知事实故障发生时间，提前予以处置，从而实现精准预知维修。并将采集到的各项数据传送到设备数据中心，进行统一管理。
3.及时分析处理应用设备管理数据
     利用设备信息化智能管控平台，将采集到的各项数据按照固定的格式形成计算机可识别和利用的标准化文档和多媒体资料，并分类归档，形成数据中心，为后续人工智能分析提供基础数据。同时，对数据进行人工智能分析。对设备的故障预期、精度变化、状态变化、能效变化和维保费用做出精准计算和准确评估，并出具分析报告，输出与设备相关的各项管理指标。如故障率、重复故障率、平均故障维修时间、利用率、启动率、备件使用成本等。
     具体来说，根据日常检查考核数据，对各分子公司的设备日常维护、保养、点检、设备本质安全度管理、季度同业务竞赛等日常管理工作进行自主评价，指导各单位不断强化管理意识，提升管理能力；根据设备操作证管理和日常检查考核数据，对设备操作者的日常维护保养点检到位情况、规范操作使用考核情况进行统计汇总，指导操作者等级评价和积分制考核工作；根据备件出入管理模块数据，对每台设备维保费进行统计；根据油液管理数据，对设备油液是否过滤、再利用和更换提供指导，实现状态换油；根据效能监测模块数据，对设备利用率、启动率进行统计，指导各单位合理利用设备，提高生产效率；根据当年定检定修开展情况，自主编制下一周期定检定修计划，并提前一至两周自动换新，确保相关设备设施在检定周期内使用；按照恢复性修理过程中零部件更换情况，自动更新设备配置，为设备关键零部件状态确认和备件采购提供参考；根据故障记录、备件使用、点检数据、点检定修中小修精度检测数据和在线状态检测数据，对设备老化/劣化情况、精度流失情况以及零部件状态给出评估结果，为预防维修和恢复性修理等决策提供数据支撑；自动计算各项设备管理指标，对设备保全管理能力和水平进行评估，指导企业不断创新管理方法、改善管理手段，持续提升管理保全能力和水平。
4.推行“双模并行”设备管控模式与信息化有机结合
     根据分析报告和设备管理指针性指标，发现设备管理、设备保全和设备使用维护保养过程中存在的问题，并制定相应对策，逐一予以落实。主要包括：管理重心调整；维保策略优化；应急抢修方案策划和实施；预防维修、维修预防和精准预知维修方案策划和实施；恢复性修理、更新改造及再制造和报废决策、实施等，重点对“两多、一长、一高”设备（在评估周期内“故障多、重复故障多、故障停机时间长、维保费用高”的设备）及时采取针对性措施，抓重点、治难点，有效提升保全效率，全面推行和有效落实TPM设备管理模式和“四系十六制”设备保全模式，最终形成“双模并行”“双效监控”“人机协调”的立体化设备综合管控格局。
5.形成体系支撑与保障
     一机集团建有设备信息化智能管控中心，负责各种设备和远程数据采集设备运行监管；同时负责对现场操作者操作行为、设备安全状态、维修人员维修行为等进行监管；接受网络报故信息，通过手机App派工和下达现场突发情况处置指令；定期对人工智能分析结果进行整理归档。同时，建立健全“四级”设备管理组织体系，在班组内部开展设备点检管理、日常维保管理、故障管理、备品备件成本核算等基础管理活动，确保集团公司级设备管理理念、管理策略和管理方法真正贯彻到生产一线、落实到机台和人员。重点要把设备信息化智能管控平台的终端设在生产一线、设在机台旁边，确保基础数据的及时性、真实性和可靠性。

    
“一基双模”设备管控体系实施效果
1.建立信息化智能管理体系，有效提升管理能力
     一是设备基础管理全面实现了基于流程的信息化管理，有效提升了办公效率。二是有效规范作业行为，实现标准化保全。三是数据真实可靠，均来自设备日常维保、点检等基础作业以及在线自动采集，数据的真实性和可靠性较强。四是决策科学客观，设备恢复性修理、升级改造以及报废决策的发起，主要源于对设备状态数据的人工智能分析。数据采集全面、准确，人工智能分析基于真实数据，规避了人为感情因素影响，有效提升决策的客观性和科学性。五是以设备固定资产编号为索引的平台架构，确保各项管理工作必须围绕机台以及与机台相关的人和物开展，对象明确、针对性强，管理效率高。
2.建立起诊断维修数据库，提供强大数据支撑
     一机集团的“一基双模”信息化智能设备管控体系建有设备保全知识库，经过多年积累，目前共计建立有效记录36000余条，几乎囊括了各类设备的各种常见故障，并详细记载每一个维修人员的诊断和维修方法。这些相关记录不仅为后续同类型故障诊断和维修提供借鉴和参考，同时为专业技术人才提供不可多得的实践教材，有利于企业的人才队伍建设和持续稳定发展。
     此外，通过对相关记录的汇总和整理，梳理出不同类型设备、不同系统故障的程式化诊断维修方法，通过去粗取精、去伪存真、不断矫正，最终形成标准化诊断维修工艺技术文件。可以促进平台中具备自学能力的人工智能模块成长，增强其智能分析的准确性，减少保全工作对维修技术人员的依赖性。
3.提高设备综合使用效益，促进质量效益型发展
     在经济效益上，通过备品备件出入库管理模块，实现各分子公司数据共享和内部调剂，有效降低库存数量，减少库存积压，并逐步建立起安全库存。该项目实施三年累计节创价值8305.5万元。
     在社会效益上，“一基双模”信息化智能设备管控体系的建成，强化了企业设备管理和保全能力，有力地支持了企业军民品生产。同时，有效降低个人感情因素对设备管理效果和设备状态确认的影响，提升评价真实性和准确性，提高设备管理及保全决策客观性和针对性。
     此外，一机集团通过不断完善，先行先试，为该体系大面积推广应用创造条件，以期对机械制造行业的设备保全工作产生推进作用。■

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栏目主编 程丹丹