大數(shù)據(jù)在立柱維修流水線的應用

摘 要：工業(yè)大數(shù)據(jù)領域的研究和應用正在快速發(fā)展，隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)蘊含的價值正在飛速提高，以工業(yè)大數(shù)據(jù)為主線的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢也越發(fā)顯現(xiàn)。順應大數(shù)據(jù)的發(fā)展，神東煤炭集團設備維修中心利用大數(shù)據(jù)技術(shù)去解決立柱維修流水線中的瓶頸，提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化管理。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；立柱流水線；瓶頸；預測

1 概述

對于眾多企業(yè)來說，大數(shù)據(jù)是一個熟悉又陌生的概念，在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)蒸蒸日上的時代，傳統(tǒng)企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的管理者對海量數(shù)據(jù)的規(guī)模和其爆炸性的增速毫不陌生，但卻對不同來源數(shù)據(jù)交叉形成的大數(shù)據(jù)具有巨大的潛在價值這一事實將信將疑。事實上，大數(shù)據(jù)開啟了一個重大的時代轉(zhuǎn)型，正在改變著我們的生活以及理解世界的方式，成為新發(fā)明和新服務的源泉。大數(shù)據(jù)將帶來思維、商業(yè)和管理的變革。

神東煤炭集團設備維修中心立柱維修流水線在整個精益改善過程中，只能做到持續(xù)的消除浪費和流程優(yōu)化，無法做到預知性維修。而利用大數(shù)據(jù)的先進技術(shù)，充分挖掘數(shù)據(jù)，可以預測維修過程中的瓶頸，從而落實科學決策、減耗增效，讓數(shù)據(jù)發(fā)揮效益，進一步提升維修中心的生產(chǎn)和管理水平。

2 立柱維修流水線瓶頸分析

2.1 立柱維修流水線介紹

立柱是液壓支架中將頂梁和底座連接起來的部件，承受頂板的載荷，是支架的主要承載部件。在設備維修中心目前的體制和管理中，立柱維修是按照項目有計劃地推進，每年的維修量約5500根。立柱維修流水線共有10道工序：噴砂、拆解、珩磨、檢測、缸口修復、打磨、清洗、組裝、打壓、噴漆。54個一線員工投入各工序維修，每天作業(yè)7小時，質(zhì)檢人員進行立柱維修的全過程質(zhì)量管控、跟蹤工作。

2.2 立柱流水線瓶頸

目前，立柱維修流水線雖然按照項目有計劃推進，但是具體每一套支架立柱的維修量是多少，每一道工序的維修量在維修前無法預知，這樣的瓶頸給車間安排生產(chǎn)帶來了困難，經(jīng)常出現(xiàn)生產(chǎn)任務過量或者不足的現(xiàn)象，不能均衡生產(chǎn)。

具體對于這一維修流水線，我們的瓶頸其實就是我們想提前預測的內(nèi)容，所以如果我們能夠提前預測如下信息，將大大提升生產(chǎn)效率。（1）立柱年度維修總量。通過年度的維修總量數(shù)據(jù)，我們可以制定年度的生產(chǎn)、人員計劃。（2）不同機型立柱年度故障率。通過各種機型立柱的故障率數(shù)據(jù)，可以指導我們的采購導向、配件提報計劃。（3）立柱月度維修量。通過月度維修量的數(shù)據(jù)，我們可以制定月度計劃，月度內(nèi)均衡生產(chǎn)。（4）立柱各工序月度維修量。通過月度工序維修量的數(shù)據(jù)，我們提前得知立柱各工序月度維修量，使得立柱維修流水線的管理、人員、設備、材料得到最佳匹配。（5）立柱月度維修配件需求量。通過配件需求量的數(shù)據(jù)，我們能夠提前組織配件。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)對立柱維修流水線瓶頸預測

3.1 立柱生命周期數(shù)據(jù)庫建設

對立柱進行全壽命管理，需要給每根立柱建立自己的“身份證”，即從立柱采購、入井使用、定期檢修到立柱淘汰，在這一循環(huán)過程中與立柱壽命相關的信息有立柱基本信息、礦井基本信息、井下使用信息、設備檢測信息、維修資源信息、維修記錄信息。因此，建立立柱“身份證”的數(shù)據(jù)采集列表包含三個基本數(shù)據(jù)庫，三個設備行為庫，其核心任務是將立柱所涉及到的信息數(shù)據(jù)，通過“身份證”進行鏈接，立柱到哪里，就有到哪里的相關數(shù)據(jù)。

具體而言，三個基本數(shù)據(jù)庫為立柱庫、維修資源庫、礦井庫。立柱庫主要包括廠商、型號、購入時間、設備的相關參數(shù)、使用總體情況和維修總體情況。是了解立柱總體情況，鏈接各部分的核心數(shù)據(jù)庫。維修資源庫包含人員、配件和自有設備三大部分，是作為后期業(yè)務預警的關鍵數(shù)據(jù)庫。礦井庫主要包含檢測時間、礦井相關參數(shù)、水質(zhì)參數(shù)等，是礦井環(huán)境數(shù)據(jù)庫。三個設備行為庫為設備檢測庫、井下使用庫、維修歷史庫。設備檢測庫主要包括相關檢測和檢測時間數(shù)據(jù)，是設備運行檢測數(shù)據(jù)庫，用于了解設備實時情況，對后期挖掘起到十分關鍵的作用。井下使用庫主要包括礦井情況和立柱具體使用情況數(shù)據(jù)，是鏈接礦井、立柱的數(shù)據(jù)庫，同時起到數(shù)據(jù)關聯(lián)和后期挖掘的作用。維修歷史庫主要包括維修的時間、部位以及維修的標準參數(shù)，用于確定設備運行的具體故障。

根據(jù)對需求的深入分析，數(shù)據(jù)采集部分使用SDABAS PA產(chǎn)品， SDABAS PA是一款ETL產(chǎn)品，可以完成數(shù)據(jù)的抽取，轉(zhuǎn)換和加載工作，可以整合各種異構(gòu)的數(shù)據(jù)源并最終將數(shù)據(jù)以一種指定的格式流出。

數(shù)據(jù)庫建設一是為數(shù)據(jù)收集提供有效的存儲場所，二是為數(shù)據(jù)挖掘提供良好的前期保障，達到承前啟后的作用。

3.2 數(shù)據(jù)的挖掘

數(shù)據(jù)挖掘是利用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘軟件，對生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行預測評估，預測立柱維修流水線中的瓶頸。根據(jù)實際的業(yè)務數(shù)據(jù)情況和業(yè)務目的，可以選擇多種的數(shù)據(jù)挖掘模型來完成建模的工作。

比如立柱故障預測，是先通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預測出立柱所處具體環(huán)境、環(huán)節(jié)的估值，來整體描述和評估需要維修套別的特征，再關聯(lián)到其損壞特征，由此確定立柱的損壞部位和數(shù)量。

數(shù)據(jù)庫建設完備后，可以通過數(shù)據(jù)挖掘的手段把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成模型，來指導我們的工作，并且這個過程是一個反復優(yōu)化循環(huán)的過程。最終還能結(jié)合維修資源、立柱維修的流水工序，來判斷實際維修生產(chǎn)所需的資源配置，甚至給出相應建議。

3.3 預測結(jié)果展示

結(jié)果展示可以為不同需求的用戶，提供數(shù)據(jù)的錄入功能、查詢功能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計展現(xiàn)功能、以及數(shù)據(jù)挖掘分析結(jié)果的展現(xiàn)功能。具體會為決策者提供全面的圖形展示，以方便總覽全局；為管理者提供表單，以便他們使用和查看具體數(shù)據(jù)；為生產(chǎn)者提供定制表單，簡化他們的操作使用難度。

SDABAS DM是一款數(shù)據(jù)挖掘產(chǎn)品，提供強大的數(shù)據(jù)挖掘算法庫，可根據(jù)需要構(gòu)建模型進行分析挖掘。此次應用將使用DM構(gòu)建各業(yè)務預測分析模型，運行預測模型并將預測結(jié)果寫回數(shù)據(jù)庫中。使用DM根據(jù)數(shù)據(jù)情況和預測內(nèi)容不同，選取不同的算法構(gòu)建不同的挖掘模型，不斷訓練模型、優(yōu)化模型，最終將模型固化發(fā)布。通過調(diào)度在數(shù)據(jù)導入后對模型進行優(yōu)化，對新數(shù)據(jù)應用模型得出預測結(jié)果，將結(jié)果寫回數(shù)據(jù)庫中。

4 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)是社會發(fā)展到一定階段必然產(chǎn)生的科學技術(shù)之一，是當今生產(chǎn)力的代表之一。大數(shù)據(jù)技術(shù)將應用到社會生活的各個領域，目前最突出的是應用在基于互聯(lián)網(wǎng)的各類商業(yè)應用上。同時，對于政府管理和國家安全也有十分重要的意義。未來，大數(shù)據(jù)技術(shù)必然會產(chǎn)生產(chǎn)品與服務的高度個性化，產(chǎn)品和服務定制化、單獨化、“不復制化”是必然的趨勢，實現(xiàn)這一點的前提就是大數(shù)據(jù)。

而針對實體行業(yè)來講，生產(chǎn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)裝備數(shù)據(jù)、經(jīng)營數(shù)據(jù)等，都可以利用大數(shù)據(jù)工具進行相應的優(yōu)化提升，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本將是大數(shù)據(jù)給他們帶來的最終目的。神東煤炭集團是中國神華集團有限公司的核心煤炭生產(chǎn)企業(yè)，神東科學管理一直走在全國煤炭行業(yè)前列。神東煤炭集團設備維修中心是專門負責對煤炭設備進行檢修維護的部門，近年來，維修中心建立的國內(nèi)一流的維修流水作業(yè)線，大大提升了檢修效率，月度檢修量提高一倍以上。為了進一步提升檢修效率，現(xiàn)以立柱維修為主線，利用大數(shù)據(jù)的先進技術(shù)與理念，幫助設備維修中心立柱維修實現(xiàn)預測性維修、減耗增效，讓數(shù)據(jù)發(fā)揮價值和效益，進一步提升維修中心生產(chǎn)、管理水平。因此，我們亟需一套可以查詢、統(tǒng)計維修歷史數(shù)據(jù)，并依據(jù)歷史數(shù)據(jù)對維修業(yè)務相關進行有效預測的大數(shù)據(jù)展現(xiàn)平臺，為部門各業(yè)務環(huán)節(jié)提供有效、全方位的數(shù)據(jù)信息支持。

參考文獻

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作者簡介：李二霞（1984-），女，漢族，陜西，神東煤炭集團設備維修中心，本科，研究方向：機械設計制造及其自動化。