基于信息化平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)在設(shè)備管理中的實(shí)踐

黃宏杰

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，基于信息化平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)正在被越來(lái)越多地應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域的各個(gè)方面，運(yùn)用現(xiàn)代監(jiān)測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法挖掘數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，將基于數(shù)據(jù)分析技術(shù)基礎(chǔ)上總結(jié)提煉的科學(xué)結(jié)論應(yīng)用于生產(chǎn)，進(jìn)一步提升設(shè)備過(guò)程控制能力，是一種動(dòng)態(tài)的設(shè)備管理創(chuàng)新模式。

關(guān)鍵詞：信息化平臺(tái)；數(shù)據(jù)分析技術(shù)；設(shè)備管理

中圖分類號(hào)： F273.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）11-139-2

1 設(shè)備管理和數(shù)據(jù)分析概念分析

設(shè)備管理是以設(shè)備作為研究對(duì)象，應(yīng)用一系列理論和方法，通過(guò)一系列技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的科學(xué)型管理，包括如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備的合理和正確使用、設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備的創(chuàng)新改進(jìn)等內(nèi)容。

數(shù)據(jù)分析是指采用統(tǒng)計(jì)分析的方法對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)數(shù)據(jù)加以詳細(xì)研究和概括總結(jié)，提取有用信息和形成結(jié)論的過(guò)程。

2 基于信息化平臺(tái)設(shè)備數(shù)據(jù)分析的必要性

近些年來(lái)，企業(yè)在引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和生產(chǎn)線的同時(shí)，也汲取了國(guó)內(nèi)外成熟的設(shè)備管理模式，逐步形成了一套較完善和制度化的設(shè)備檢修管理方法。從以預(yù)防維修為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皺C(jī)會(huì)檢修”和“預(yù)知維修”為主導(dǎo)，通過(guò)深入開(kāi)展設(shè)備精密點(diǎn)檢，讓“預(yù)知維修”成為檢修項(xiàng)目的“來(lái)源”，指導(dǎo)檢修項(xiàng)目科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹贫?，從而保持設(shè)備良好的狀態(tài)與能力滿足生產(chǎn)需要。但是“預(yù)知維修”是基于對(duì)設(shè)備精密點(diǎn)檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后的結(jié)果，缺少有效的數(shù)據(jù)分析，就不可避免地造成局部過(guò)修和失修現(xiàn)象，影響了設(shè)備管理效能。主要表現(xiàn)為：

①隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，很多無(wú)紙化辦公逐步替代了紙質(zhì)記錄，但是仍不能避免設(shè)備管理沿用傳統(tǒng)方法，依賴手工作業(yè)記錄大量的紙質(zhì)數(shù)據(jù)信息資料，當(dāng)需要對(duì)設(shè)備的點(diǎn)、巡檢記錄和維護(hù)記錄等各種資料進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查找時(shí)，十分不容易。設(shè)備管理記錄信息化的轉(zhuǎn)化，是進(jìn)行高效設(shè)備管理的基礎(chǔ)。

②縱觀多年來(lái)企業(yè)信息化的發(fā)展過(guò)程，注重IT系統(tǒng)的建設(shè)和信息化辦公推進(jìn)，但是利用信息平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合卻重視不足，數(shù)據(jù)信息分散在各不同開(kāi)發(fā)系統(tǒng)內(nèi)，數(shù)據(jù)內(nèi)容定義的表述不一致，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容的準(zhǔn)確性和完備性關(guān)注度也不高。設(shè)備管理數(shù)據(jù)的碎片化，形成了許多“信息孤島”，阻礙了對(duì)數(shù)據(jù)信息的進(jìn)一步分析利用，導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)的信息共享十分困難。

③長(zhǎng)期積累的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和判斷經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有形成累積效應(yīng)，數(shù)據(jù)信息沒(méi)有被有效地挖掘利用，未能指導(dǎo)設(shè)備維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，從而在設(shè)備管理中表現(xiàn)出，設(shè)備點(diǎn)檢的適用性不強(qiáng)，設(shè)備檢修項(xiàng)目的制定更多地依靠個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)判斷，非利用數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析的結(jié)果，未能對(duì)設(shè)備變化趨勢(shì)做充分深入研究分析。

④利用有效、便捷的檢測(cè)工具（測(cè)震儀、測(cè)溫儀、容知綜合點(diǎn)檢儀等）深入地開(kāi)展精密點(diǎn)檢，為專業(yè)工程師與點(diǎn)檢員共同關(guān)注設(shè)備劣化趨勢(shì)提供了技術(shù)手段。對(duì)設(shè)備狀態(tài)做判斷往往需要用到不止一個(gè)的數(shù)據(jù)特征值，獲取到數(shù)據(jù)特征值的單點(diǎn)數(shù)據(jù)，也不能反映出設(shè)備狀態(tài)變化，需要運(yùn)用綜合的數(shù)據(jù)分析方法，才能得出準(zhǔn)確的判斷。由于沒(méi)有方便、直觀的數(shù)據(jù)分析方法應(yīng)用，導(dǎo)致設(shè)備數(shù)據(jù)信息分析缺少系統(tǒng)整體性和歷史延續(xù)性。

3 信息化平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)是設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的抽象表現(xiàn)形式，可以深刻地反映出設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行的變化趨勢(shì)及好壞，通過(guò)因子分析、時(shí)間序列分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并且挖掘數(shù)據(jù)潛在價(jià)值是實(shí)現(xiàn)由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力的關(guān)鍵。

3.1 基于因子分析法的設(shè)備因子影響識(shí)別

因子分析法是一種常用的多變量分析技術(shù)，采集相對(duì)較少的幾個(gè)因子數(shù)據(jù)信息，來(lái)反映原來(lái)許多相互關(guān)聯(lián)的變量之間的依賴關(guān)系。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)各項(xiàng)設(shè)備狀態(tài)因子打分，統(tǒng)計(jì)得出每日生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)總分。根據(jù)設(shè)備監(jiān)測(cè)的不同主體及對(duì)設(shè)備狀態(tài)的不同要求，運(yùn)用多維尺度分析的主要思路，對(duì)生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行不同維度得分進(jìn)行分析。

3.1.1 根據(jù)設(shè)備狀態(tài)要求的不同

生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)總分 = 功能設(shè)備得分+精度設(shè)備得分

3.1.2 根據(jù)設(shè)備監(jiān)測(cè)主體的不同

生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)總分 = 點(diǎn)檢打分項(xiàng)得分+工藝打分項(xiàng)得分+操作打分項(xiàng)得分

采用因子分析法通過(guò)觀測(cè)不同設(shè)備因子的得分進(jìn)行分析，可以方便地找出影響生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)總分的主要因素是哪些，以及它們的影響力。

3.2 基于指數(shù)平滑法的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

指數(shù)平滑法是通過(guò)計(jì)算指數(shù)平滑值利用時(shí)間序列態(tài)勢(shì)所具有的穩(wěn)定性或規(guī)則性，來(lái)對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)生產(chǎn)線設(shè)備總體運(yùn)行得分趨勢(shì) 圖1所示，掌握全線設(shè)備運(yùn)行態(tài)勢(shì)變化。

觀察設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)曲線的平滑性，在總結(jié)歷史趨勢(shì)運(yùn)行規(guī)律的基礎(chǔ)上，完善各項(xiàng)設(shè)備狀態(tài)因子權(quán)重分布，研究分析設(shè)備總體運(yùn)行趨勢(shì)曲線和生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行之間的關(guān)聯(lián)度，預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，提前做出更加合理、科學(xué)的決定，通過(guò)控制趨勢(shì)曲線的平穩(wěn)，把握生產(chǎn)計(jì)劃組產(chǎn)和設(shè)備檢修節(jié)奏。

3.3 基于時(shí)間序列分析法的設(shè)備性能觀察

時(shí)間序列分析是研究觀察目標(biāo)與時(shí)間過(guò)程之間的演變關(guān)系，通過(guò)時(shí)序化的一組數(shù)字曲線，預(yù)測(cè)未來(lái)事物的發(fā)展動(dòng)態(tài)。利用趨勢(shì)的慣性原則，可以研究變化發(fā)展的延續(xù)性；觀察趨勢(shì)的類似性原則，可以推導(dǎo)類似變化發(fā)展的周期性；通過(guò)趨勢(shì)的概率性原則，可以預(yù)測(cè)隨機(jī)性變化的發(fā)生幾率。在圖2所示，開(kāi)卷機(jī)輸出軸操作側(cè)的溫度數(shù)據(jù)中，不難發(fā)現(xiàn)設(shè)備溫度隨著季節(jié)溫度發(fā)生周期性變化，設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)與室溫成正相關(guān)。

圖2 開(kāi)卷機(jī)輸出軸操作側(cè)的溫度數(shù)據(jù)

通過(guò)時(shí)間序列分析法，對(duì)歷史設(shè)備溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，找出室溫對(duì)設(shè)備溫度變化影響的幅度，從而在未來(lái)對(duì)設(shè)備性能觀察中，通過(guò)溫度變化的異常，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。

3.4 基于綜合評(píng)價(jià)分析法的設(shè)備指標(biāo)量化

生產(chǎn)線設(shè)備總體狀態(tài)得分構(gòu)成是多種因素綜合作用的結(jié)果，而各個(gè)因素的變動(dòng)方向和變動(dòng)程度對(duì)總分構(gòu)成的影響不一，單一因素分值，難以恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)生產(chǎn)線總體運(yùn)行狀態(tài)，因此，需要運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)分析的方法，對(duì)各設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行量化，包括以下四個(gè)步驟：

①構(gòu)建生產(chǎn)線設(shè)備總體狀態(tài)得分綜合評(píng)價(jià)體系，這是綜合評(píng)分系統(tǒng)的基礎(chǔ)。對(duì)生產(chǎn)線設(shè)備總體狀態(tài)得分的構(gòu)成，要注意系統(tǒng)指標(biāo)選擇的全面性和代表性。

②對(duì)影響生產(chǎn)線穩(wěn)定運(yùn)行的各項(xiàng)設(shè)備狀態(tài)指標(biāo)要進(jìn)行評(píng)分量化處理，細(xì)分到不同狀態(tài)下設(shè)備扣分的分值。

③科學(xué)地評(píng)價(jià)生產(chǎn)線設(shè)備總體狀態(tài)得分，需要根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)所處的地位和對(duì)總體影響程度不同，確定不同指標(biāo)的權(quán)數(shù)，優(yōu)化指標(biāo)分值的占比。

④對(duì)設(shè)備指標(biāo)各項(xiàng)得分進(jìn)行匯總，計(jì)算生產(chǎn)線設(shè)備當(dāng)日總分，并據(jù)此作出總體評(píng)價(jià)。

通過(guò)查看生產(chǎn)線每日具體設(shè)備得分情況，可以深入剖析設(shè)備總體運(yùn)行影響制約因素，進(jìn)而有針對(duì)性的采取措施。

上述通過(guò)因子分析法、指數(shù)平滑法、時(shí)間序列分析法、綜合評(píng)價(jià)分析法等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)數(shù)據(jù)分析，只是應(yīng)用了最基本、比較簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理，如果再進(jìn)行深層次的數(shù)據(jù)挖掘分析，還需要運(yùn)用到更多統(tǒng)計(jì)分析工具，在此不再贅述。

4 結(jié)束語(yǔ)

信息化技術(shù)的發(fā)展及數(shù)據(jù)分析技術(shù)的深入應(yīng)用為設(shè)備管理方式的變革提供了科技力量，技術(shù)人員可以利用信息化平臺(tái)跟蹤掌握設(shè)備運(yùn)行的真實(shí)狀況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析技術(shù)挖掘監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，將基于數(shù)據(jù)分析技術(shù)基礎(chǔ)上總結(jié)提煉的科學(xué)結(jié)論應(yīng)用于生產(chǎn)，從而進(jìn)一步提升設(shè)備過(guò)程控制能力。