沖壓設(shè)備智能監(jiān)控與預(yù)維保系統(tǒng)規(guī)劃方案

文/陳浩，袁國，王天勝·東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院有限公司

本文主要分析沖壓設(shè)備的智能監(jiān)控及預(yù)維保系統(tǒng)（圖1），通過監(jiān)控設(shè)備關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)，基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)的積累、云平臺計(jì)算分析，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備提前預(yù)警，減少設(shè)備異常停機(jī)，在線提供故障解決方案和技術(shù)指導(dǎo)，并鑒于維保行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，給終端用戶提供多種應(yīng)用模式分析。

智能監(jiān)控與預(yù)維保規(guī)劃方案

對于生產(chǎn)設(shè)備，要實(shí)時監(jiān)控它們的運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)，減少異常停機(jī)的風(fēng)險，才能保證其穩(wěn)定運(yùn)行，智能監(jiān)控就顯得尤為重要，也是實(shí)現(xiàn)車間智能制造必不可少的環(huán)節(jié)。

只有維護(hù)好沖壓生產(chǎn)線上的生產(chǎn)設(shè)備才能確保零件滿足工藝要求，才能真正發(fā)揮設(shè)備最大的生產(chǎn)效率，為在生產(chǎn)中能提前預(yù)警設(shè)備故障，并最終實(shí)現(xiàn)自動生成設(shè)備預(yù)防性維護(hù)方案，整套系統(tǒng)需必備圖2所示的功能。

圖1 沖壓生產(chǎn)線設(shè)備監(jiān)控狀態(tài)

⑴數(shù)據(jù)采集及傳輸。主要實(shí)現(xiàn)對設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的采集，采集生產(chǎn)線每臺壓力機(jī)上傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，來完成對壓力機(jī)的監(jiān)測，監(jiān)控終端需具備遠(yuǎn)程通信功能，將壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中的關(guān)鍵參數(shù)上傳到中央監(jiān)控系統(tǒng)云平臺。

⑵實(shí)時監(jiān)測。通過制定統(tǒng)一的設(shè)備接口規(guī)劃，自動獲取沖壓生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)，按設(shè)備維護(hù)等級、組織架構(gòu)分類，實(shí)時對生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，同時監(jiān)控數(shù)控裝置需保證可靠性及安全性，能保證其在各種工況下工作，以及在信息傳送過程中不會發(fā)生泄露。

⑶數(shù)據(jù)管理與診斷。通過云平臺計(jì)算分析，能將壓機(jī)上電機(jī)電流、飛輪轉(zhuǎn)速、壓力、溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管（圖3）。在監(jiān)測的壓機(jī)部件出現(xiàn)惡化趨勢時，及時將故障信息，包括故障描述、位置及可能原因等信息推送給終端用戶，并跟蹤問題解決狀態(tài)及時升級報警，以及推算預(yù)測出設(shè)備下一個循環(huán)周期內(nèi)的停機(jī)時間、可能性故障、維修部位。

圖2 系統(tǒng)功能示意

圖3 壓機(jī)采集參數(shù)類型示意

⑷決策?；诖髷?shù)據(jù)積累，系統(tǒng)通過自主學(xué)習(xí)可以分析故障時各項(xiàng)參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，依據(jù)系統(tǒng)生成各種統(tǒng)計(jì)報表、診斷結(jié)果、維保方案，并提前推送至設(shè)備管理人員，由其組織安排針對性的預(yù)防維護(hù)，減少了應(yīng)急維護(hù)的停機(jī)時間，提升了設(shè)備整體的綜合運(yùn)行效率以及優(yōu)化了人員的工時效率。

設(shè)備監(jiān)控及預(yù)維保系統(tǒng)可以對設(shè)備的異常情況做到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早解決，大幅度降低設(shè)備維護(hù)及停產(chǎn)時間，同時在用戶遇到相同設(shè)備問題時，系統(tǒng)還可以提供最及時的報警和最標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。

設(shè)備維保業(yè)務(wù)應(yīng)用模式分析

企業(yè)自持維修部能力方面不能滿足生產(chǎn)線的維修任務(wù)，且經(jīng)濟(jì)效果方面負(fù)擔(dān)重，企業(yè)自行維修不如委托專業(yè)維修單位進(jìn)行維修合算，傳統(tǒng)企業(yè)設(shè)備維修部大而全的組織方式，亟待改進(jìn)。設(shè)備維保業(yè)務(wù)可由主機(jī)廠自建，也完全可開展社會化協(xié)作，降低企業(yè)的設(shè)備維修成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

因此，有必要建立一種社會化、專業(yè)化的體制，設(shè)備維保向社會化、專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，建立設(shè)備維保供應(yīng)鏈，充分利用供應(yīng)鏈的技術(shù)與裝備能力?，F(xiàn)提供幾種應(yīng)用模式分析：

⑴供應(yīng)商僅參與預(yù)維保業(yè)務(wù)。供應(yīng)商不參與數(shù)據(jù)監(jiān)控，主機(jī)廠開放設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障信息、備件領(lǐng)用等數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)供應(yīng)商從主機(jī)廠的設(shè)備運(yùn)維信息系統(tǒng)獲取，上傳到供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫，對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，例如設(shè)備電機(jī)及相關(guān)連接件，得出設(shè)備的預(yù)維保方案，供應(yīng)商在此方式下僅提供預(yù)維保方案。

⑵供應(yīng)商參與數(shù)據(jù)采集及預(yù)維保業(yè)務(wù)。1）由供應(yīng)商布局設(shè)備的數(shù)據(jù)采集模塊，利用工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)皆O(shè)備上位機(jī)，設(shè)備上位機(jī)可通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到主機(jī)廠的服務(wù)器，然后轉(zhuǎn)到供應(yīng)商的云平臺。2）通過云平臺計(jì)算分析模塊，對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，設(shè)定周期報警提醒和實(shí)時異常報警。同時可將公開的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)提供給各大電器元件、氣動元件、液壓元件、輸送部件的供應(yīng)商，用于設(shè)備的改進(jìn)升級。

⑶在第二種業(yè)務(wù)下增加備件管理模塊（圖4）。該方式下設(shè)備維修備件由供應(yīng)商依據(jù)主機(jī)廠提供的備件用量信息，建立備件庫。在該種模式下，主機(jī)廠不用考慮備件倉庫，完全由供應(yīng)商來實(shí)施，供應(yīng)商則可通過集中采購的方式降低備件的采購成本。對備件的消耗供應(yīng)商可以從海量數(shù)據(jù)中，根據(jù)模型智能預(yù)測備件的壽命及消耗情況，降低備件損壞引起的停機(jī)及備件庫存成本。

圖4 備件中心示意

結(jié)束語

只有維護(hù)好生產(chǎn)線上的生產(chǎn)設(shè)備才能確保產(chǎn)品工藝要求，只有生產(chǎn)線上每個生產(chǎn)設(shè)備協(xié)調(diào)管理好，才能真正發(fā)揮最大的生產(chǎn)效率，這是企業(yè)的核心市場競爭力。

未來可建立設(shè)備管理第三方平臺，打造設(shè)備管理全產(chǎn)業(yè)鏈，不僅僅是設(shè)備監(jiān)控、預(yù)維保、備件管理等功能，未來平臺還可擴(kuò)展到設(shè)備采購選型建議、設(shè)備技術(shù)文件共享、設(shè)備狀態(tài)評估、維修人員技能水平等方面，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理工作的系統(tǒng)化、數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化，也實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的全生命周期管理。