信息化背景下的設備智能運維管理模式構建

趙偉 吳建軍 賈少堃 白潔 毛鵬

在我國“全產業(yè)鏈工業(yè)體系”視域下，設備管理的核心是確保其在生命周期之內安全、穩(wěn)定、持續(xù)運行，尤其是“流程工業(yè)”設備扎堆的產業(yè)鏈與企業(yè)組織中，更需要海量數(shù)據、詳細材料及實時數(shù)據去分析設備情況，以便未雨綢繆地做出運維管理決策。本文立足信息化背景，詳細分析設備智能運維管理價值，闡明設備智能運維管理需求，提出設備智能運維管理模式的構建策略，以供相關人士借鑒參考。

廣義上的“設備”泛指能夠滿足人類社會生產、生活需求的器具和物質，如一棟建筑或一臺發(fā)電機。狹義上的“設備”則屬于工業(yè)產品范疇，泛指工業(yè)體系中各種硬件設施，如儀器儀表、壓力鍋爐、人貨電梯等獨立形態(tài)設備，還包括以企業(yè)流水線為代表的大型成套設備等。很顯然，基于信息化技術構建的智能運維管理模式，主要是針對狹義上的“設備”而言的，究其原因，此類設備廣泛地存在于現(xiàn)代工業(yè)場景中，如電力、交通、化工、冶金、石油、航空等領域，且自身具備電子化、精密化、自動化等特點，能夠作為信息流、能量流、物資流的生產和傳遞媒介。

一、信息化背景下的設備智能運維管理現(xiàn)狀

從現(xiàn)實維度分析，雖然國內物聯(lián)網、5G、大數(shù)據、人工智能等技術飛速進步，但對于設備智能運維管理的支持十分有限，這一情況與智能運維管理行業(yè)標準化、體系化、精細化程度低有關。例如電力、交通、石油等產業(yè)中設備集成度很高，但設備來源分散，產業(yè)技術通用性不高，設備運維管理的標準以各個廠家為參照，這樣一來不僅影響了信息共享，也阻斷了智能運維的實踐路徑。

現(xiàn)階段，社會各行業(yè)、各領域對于機械設備的依賴程度，都呈現(xiàn)出逐漸增強的趨勢，尤其是一些連續(xù)化、長周期運轉的硬件設施，一旦出現(xiàn)故障極有可能是造成整個生產線、甚至產業(yè)鏈的斷裂。而隨著生產、管理秩序的破壞，損失的就不僅僅是物質經濟方面，還可能造成重大社會問題、環(huán)境污染及人員傷亡。例如，交通控制設備能否有效運轉和維護，直接影響到城市環(huán)境的安全、通順、快捷。國內常規(guī)設備管理主要采取“點檢定修制”，突出“預防為主”的運維原則與思路，當然不同組織結構對于設備管理制度、方法的設計，客觀上存在一定差異，但總體上證明點檢定修制是有效的。近年來，伴隨著設備管理信息化建設，設備運維在內容上強調“狀態(tài)性導向”，在運維策略上強調“效益性導向”，在運維途徑上強調“多元化導向”，旨在建立起更加精益化的管理模式。例如針對交通、電力等戶外設備采取的網格式管理框架，信息技術的全方位介入，不僅使得設備運維過程中資源配置更科學、技術匹配更合理、人員組織更優(yōu)化，同時也實現(xiàn)了設備運維的“全生命周期管理”效果；面向長遠發(fā)展，設備管理朝向低成本、無人化、智能型轉型，這就是設備智能運維管理模式的基本特點。

二、信息化背景下的設備智能運維管理需求

迄今為止，我國已經走在了第四次工業(yè)革命的前列，無論是推進“中國制造2025”戰(zhàn)略，還是實現(xiàn)“一帶一路”全球化倡議，都離不開工業(yè)設備產品運維管理效能支持。具體來說，各行業(yè)、各領域的設備管理過程中，應不斷地優(yōu)化技術效率、綜合效能、生產質量等，同時要確保運行時間、平均故障率/故障間隔、安全性等指標最優(yōu)化。基于此，在信息化背景下展開設備智能運維管理，必須滿足以下幾方面的需求。

（一）經濟性

隨著技術進步，現(xiàn)代設備投資門檻、規(guī)模也在提高，這倒逼企業(yè)盡可能壓縮總體成本。其中，通過提高運維費用的使用率，可以增強設備投資的回報率。一方面，在嚴格控制維修時長的基礎上，將維修人力成本、資源成本等控制到最低。另一方面，盡量規(guī)避不必要的維修檢查，這有賴于合理的點檢維修制度。

（二）適應性

信息化背景下的各種技術更新較快、轉瞬迭代，設備本身在設計、制造及運用的過程中，要充分考慮兼容性及功能可擴展性，以更好地適應外部環(huán)境變化，以及設備產品體系的技術創(chuàng)新。例如，以“小批量、多品種”的供應方式取代“大批量、單一性”的供應方式。

（三）數(shù)字化

想要實現(xiàn)設備智能運維管理效果，設備自身必須具備生產及傳遞數(shù)字流的功能，在此基礎上，設備維護、檢修、安裝、更換等工作可依據設備性能（數(shù)字化狀態(tài)指示）進行。同時，數(shù)字化是實現(xiàn)信息聯(lián)網、共享的前提，圍繞設備建立信息流分析及利用機制，有利于技術人員協(xié)同合作，“多管齊下”地維護設備性能。

（四）智能化

設備智能運維管理主要是針對“智能化運維系統(tǒng)”而言的，在大數(shù)據、物聯(lián)網及AI等技術的支持下，可以形成“以設備為中心”的萬物互聯(lián)狀態(tài)，智能化運維系統(tǒng)本身通過機器學習，形成自動識別、自動判斷、自動維護等功能，可以為構建“無人化運維”模式奠定基礎。

三、設備智能運維管理模式的有效構建策略

基于平臺化思想，充分適應于不同場景的設備智能運維管理模式構建，可從三個角度著手。

（一）促進設備管理體系規(guī)范化

摒棄傳統(tǒng)企業(yè)設備管理“點對點”的模式，引入PDCA循環(huán)，將組織內部設備管理打造成“運維閉環(huán)”。具體來說，一方面要提高設備管理的標準化，如以企業(yè)制度的方式，形成《設備安全運行管理制度》《設備故障預防與維修保障制度》等，實現(xiàn)設備管理流程化、統(tǒng)一化。另一方面，在設備運維過程中引入全生命周期理念，設備作為一種工業(yè)產品，其性能表現(xiàn)不是線性結構的，而是存在“引進、使用、維修、報廢”等非線性特征的，按照運行前、中、后不同階段，制定針對性的設備運維管理方案，可以大幅度壓縮設備故障間隔時長，減少運行中斷現(xiàn)象。

（二）構建設備運維知識管理庫

“知識庫”是設備智能運維管理模式實用性的保障。究其原因，智能化運維系統(tǒng)無法理解自然語言，想要其對某一種設備故障做出正確反應，就需要事先提供“知識管理庫”承擔比對、識別作用。當然，設備運維知識管理庫中的內容，也可以用于運維人員培訓教學使用，因為它本身就源自運維人員的實踐經驗；知識管理庫的建設主要包括兩部分，其一是結構建設，可劃分為“經驗知識庫”“故障知識庫”“運行知識庫”“檢修知識庫”四種，其二是建立知識圖譜，將故障現(xiàn)象、故障分類、故障原因與運維原理、運維方法、運維資源等聯(lián)系起來。

（三）建立健全信息流傳播渠道

在信息化背景下，通常的信息流傳播渠道，是實現(xiàn)設備智能運維管理的前提，以設備為中心形成的信息流傳播渠道主要有三個：其一，通過對設備監(jiān)控收集相關信息，將其傳遞給設備生產制造商，用來分析運行數(shù)據是否存在異常，可提前準備介入、未雨綢繆。其二，將設備信息傳遞給專業(yè)運維企業(yè)，一般是在設備出現(xiàn)顯著問題后，專業(yè)運維企業(yè)技術人員可根據歷史數(shù)據分析故障成因，提供解決方案。其三，將設備信息傳遞給用戶（企業(yè)），企業(yè)通過統(tǒng)計故障原因、頻次，以及維修成本、難度等，用來衡量此后是否要繼續(xù)購進此類設備，同時將積累的經驗上傳到運維知識管理庫。

（四）搭建設備可視化管理平臺

“可視化”是設備智能運維管理的重要特征之一，在智能化運維系統(tǒng)的基礎上，引入監(jiān)控設備及軟件，可以實現(xiàn)對設備遠程監(jiān)督，系統(tǒng)根據返回的數(shù)據對比“運維知識管理庫”的內容，進而實現(xiàn)實時查詢、異常報警、自動開合等操作。此外，“可視化”也指數(shù)據生成、分析、利用等方面，例如交通部門通過對過去一年的交通設備故障總結，從中篩選出信號燈的故障頻率、品牌、價格等信息，生成直方圖或折線圖等資料，可以更直觀地觀察設備的穩(wěn)定性。

綜上所述，隨著信息技術與設備管理的深度結合，各行各業(yè)構建設備智能運維管理模式是一個重要趨勢，一旦建成統(tǒng)一的、標準化的智能化運維管理系統(tǒng)，將大幅度提高設備運用價值與運維成本。

作者單位：國家電網有限公司客戶服務中心信息運維中心