航天“智能廠房”的資產(chǎn)管理方法研究

趙曉旭

（北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，北京 100094）

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，未來具有“智慧”特征的制造業(yè)工廠將可以通過對(duì)數(shù)字化、智能化工具的創(chuàng)新研發(fā)和應(yīng)用，以及物料流和信息流的高效整合和優(yōu)化，不斷提升生產(chǎn)質(zhì)量和運(yùn)營效率。航空航天裝備已被確定為中國制造業(yè)2025主攻的“十大重點(diǎn)領(lǐng)域”之一。航天制造企業(yè)應(yīng)提前著手找準(zhǔn)新一代“工業(yè)革命”的切入點(diǎn)，結(jié)合自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，立足企業(yè)目標(biāo)進(jìn)一步提高資產(chǎn)管理的水平和效率，打好建立航天AIT“智能廠房”的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 智能制造的路線

1.1 屏障功能

探尋智能制造的戰(zhàn)略路線，首先要確定企業(yè)的生產(chǎn)形式和生產(chǎn)組織的特點(diǎn)。根據(jù)制造生產(chǎn)方式的不同，制造業(yè)一般可分為兩類：流程型制造企業(yè)和離散型制造企業(yè)。

流程型企業(yè)的生產(chǎn)物料是均勻的、連續(xù)的按一定工藝順序運(yùn)動(dòng)，其產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝相對(duì)穩(wěn)定，流程型生產(chǎn)包括化工、食品、造紙、電力等行業(yè)。離散性制造企業(yè)的產(chǎn)品往往由多個(gè)部件、零件經(jīng)過一系列不連續(xù)的工序加工裝配而成，例如航天器、武器裝備、飛機(jī)、船舶等制造業(yè)，都屬于離散型企業(yè)。

1.2 現(xiàn)狀分析

北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所作為中國航天器總裝、試驗(yàn)及環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備研制的核心部門，承擔(dān)多個(gè)任務(wù)型號(hào)航天器的總裝、集成與專業(yè)測(cè)試、環(huán)境試驗(yàn)工作。空間環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備及地面機(jī)械支持設(shè)備、設(shè)施作為重要的科研生產(chǎn)能力支撐，按照空間、位置、規(guī)格、專業(yè)都進(jìn)行了具體的部門劃分。在航天器產(chǎn)品的總裝與測(cè)試過程中，為多區(qū)域、多專業(yè)、多部門、多工種的復(fù)雜工況環(huán)境，是典型的離散性制造企業(yè)。與流程型生產(chǎn)企業(yè)相比，航天企業(yè)生產(chǎn)更復(fù)雜、設(shè)備更多樣，實(shí)施“智能制造”也更為困難，關(guān)鍵是如何打通企業(yè)內(nèi)部各部門間、各分系統(tǒng)間的“信息壁壘”。

1.3 智能制造整體設(shè)計(jì)

“智能廠房”利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備，加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，提高生產(chǎn)過程的可控性，采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，以及合理地編排生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)控生產(chǎn)進(jìn)度。

圖1 “智能廠房”總體框架圖

1.3.1設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是“智能廠房”的重要基礎(chǔ)，也是企業(yè)在自動(dòng)化建設(shè)中要最先完成的工作內(nèi)容，只有掌握齊備的設(shè)備設(shè)施監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)基于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理。其核心是將生產(chǎn)一線的數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)中心，管理層才能實(shí)時(shí)有效的掌握生產(chǎn)信息，并對(duì)設(shè)備、人員、計(jì)劃、質(zhì)量等生產(chǎn)要素進(jìn)行管理和控制。利用設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)生產(chǎn)廠房內(nèi)的設(shè)備、設(shè)施、物流、能源等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。

1.3.2 生產(chǎn)管理系統(tǒng)

生產(chǎn)管理系統(tǒng)是“智能廠房”建設(shè)中承接中轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)，通過將設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，利用生產(chǎn)管理系統(tǒng)計(jì)劃生產(chǎn)任務(wù)、調(diào)度生產(chǎn)資源。打破數(shù)據(jù)孤島，將生產(chǎn)活動(dòng)信息傳遞至其他信息系統(tǒng)，向下（設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)）傳遞生產(chǎn)任務(wù)和工作計(jì)劃，向上（企業(yè)智能決策系統(tǒng)）傳遞生產(chǎn)進(jìn)度和過程數(shù)據(jù)。生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)活動(dòng)、生產(chǎn)資源三者形成統(tǒng)籌規(guī)劃并有序分配，從而確保決策者、管理者和使用者掌握一手的生產(chǎn)信息，做出準(zhǔn)確的判斷并及時(shí)采取干預(yù)措施，最大限度地發(fā)揮生產(chǎn)效率。

1.3.3 智能決策支持系統(tǒng)

智能決策支持系統(tǒng)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)全面智能化的頂層應(yīng)用，不僅匯總了總裝過程和試驗(yàn)過程這些直接生產(chǎn)類數(shù)據(jù)，還有基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)提取分析得到的質(zhì)量信息和企業(yè)資源計(jì)劃信息，以及設(shè)備能源消耗和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等基礎(chǔ)保障類數(shù)據(jù)。信息的完整性、全面性、及時(shí)性和準(zhǔn)確性都能更好地將企業(yè)運(yùn)行情況直觀清晰地展示給管理層，建立專業(yè)數(shù)據(jù)分析處理工具，更加有效地提供決策支持。

2 資產(chǎn)管理新實(shí)踐

2.1 設(shè)備管理體系化

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織于2014年發(fā)布了《資產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)體系》（ISO55000：2014），我國出臺(tái)了《資產(chǎn)管理國家標(biāo)準(zhǔn)》（GB33172-2016）。利用資產(chǎn)管理體系的核心思想，就是要從企業(yè)的目標(biāo)出發(fā)。航天企業(yè)在確保型號(hào)任務(wù)的同時(shí)，還要實(shí)現(xiàn)利潤總額的年度考核目標(biāo)。在保證資產(chǎn)運(yùn)行高效且可靠的基礎(chǔ)上，提高資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率成為當(dāng)前資產(chǎn)管理的重要任務(wù)。目標(biāo)的結(jié)果需要量化進(jìn)行考察和評(píng)價(jià)，建立評(píng)價(jià)資產(chǎn)和資產(chǎn)管理的績效，落實(shí)到具體的資產(chǎn)、資產(chǎn)組，可使用具體業(yè)務(wù)指標(biāo)來考量。

2.2 設(shè)備管理指標(biāo)化

資產(chǎn)管理目標(biāo)主要考慮安全、效率、質(zhì)量、能耗、成本等方向。資產(chǎn)設(shè)備技術(shù)狀態(tài)是否良好，直接決定了企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營的品質(zhì)，最終影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效果。設(shè)備維修成本由三部分構(gòu)成：固定費(fèi)用，包括固定資產(chǎn)本身的折舊；直接費(fèi)用，包括設(shè)備使用中所消耗的成本，如人工、材料、備件、工具、能源等；間接費(fèi)用，包括設(shè)備事故損失、維修占用生產(chǎn)時(shí)間的損失等。三類費(fèi)用分別降低才能使設(shè)備維修成本減小，在生產(chǎn)管理中利用下表的指標(biāo)來對(duì)具體設(shè)備和設(shè)備組進(jìn)行綜合評(píng)定。

表1 設(shè)備考量指標(biāo)

2.3 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控化

對(duì)資產(chǎn)/資產(chǎn)組、資產(chǎn)管理持續(xù)的狀態(tài)監(jiān)控、分析并進(jìn)行量化評(píng)估，來發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)和計(jì)劃的變化，將結(jié)果作為資產(chǎn)管理的一部分持續(xù)改進(jìn)地輸入系統(tǒng)。

圖2 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控

資產(chǎn)/資產(chǎn)組的狀態(tài)主要包括運(yùn)行狀態(tài)和業(yè)務(wù)狀態(tài)，前者包括使用時(shí)長、運(yùn)行狀況、故障停機(jī)時(shí)間、測(cè)量精度、能源消耗等設(shè)備使用過程中采集的數(shù)據(jù)；后者包括設(shè)備健康狀況、維修情況、保養(yǎng)情況、計(jì)量情況、采購周期、壽命成本等業(yè)務(wù)累計(jì)的數(shù)據(jù)。設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)在各部門中分散監(jiān)管，設(shè)備的業(yè)務(wù)狀態(tài)在部級(jí)資產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)管。

資產(chǎn)/資產(chǎn)組的狀態(tài)監(jiān)控是通過局部、微觀入手；而資產(chǎn)管理的狀態(tài)監(jiān)控則以全局、宏觀入手。從時(shí)間跨度長、業(yè)務(wù)流程全、設(shè)備種類多等方面考慮，數(shù)據(jù)積累越豐富，越能夠提取分析重要信息，越能有效客觀的評(píng)價(jià)資產(chǎn)管理活動(dòng)的綜合水平和效果。

2.4 設(shè)備數(shù)據(jù)集中化

北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所資產(chǎn)管理系統(tǒng)在匯總設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的同時(shí)，還與包括514計(jì)量數(shù)據(jù)平臺(tái)、合同管理系統(tǒng)、IT自助服務(wù)平臺(tái)等其他管理系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)連通，構(gòu)成了統(tǒng)一的設(shè)備數(shù)據(jù)平臺(tái)。打通設(shè)備狀態(tài)信息與設(shè)備運(yùn)行信息的數(shù)據(jù)通路，構(gòu)建了資產(chǎn)管理系統(tǒng)的試驗(yàn)網(wǎng)平臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用模塊，并建立了實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)同步機(jī)制。

試驗(yàn)管理系統(tǒng)可以自動(dòng)獲得試驗(yàn)中所用設(shè)備的維修信息、保養(yǎng)記錄、計(jì)量信息，并可回傳設(shè)備使用情況、運(yùn)行時(shí)間、參與試驗(yàn)等信息。利用RFID、二維碼技術(shù)可獲得地面支持設(shè)備的位置、軌跡等信息，這些信息回傳至資產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的共享，達(dá)到設(shè)備的智能物流管理。

圖3 設(shè)備數(shù)據(jù)集中化

3 總結(jié)

建造航天器AIT“智能廠房”既是千載難逢的機(jī)遇更是時(shí)代交予的重任，同樣也面臨著諸多的困難。本文通過分析研究與應(yīng)用實(shí)踐，得到以下結(jié)論：

（1）航天企業(yè)具有離散型制造企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控是為難點(diǎn)和重點(diǎn)。

（2）建設(shè)系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)上下互聯(lián)、左右互通的數(shù)據(jù)連接，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是智能系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。

（3）建立規(guī)范的體系、設(shè)計(jì)量化的指標(biāo)、保持持續(xù)地監(jiān)控和收集全面的數(shù)據(jù)，才能構(gòu)建更為完善的智能設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。