淺談設(shè)備管理數(shù)據(jù)化模型的建立與應(yīng)用

戚洪軒

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東 日照 276805）

1 構(gòu)建設(shè)備管理數(shù)據(jù)化模型的重要性

企業(yè)的最終目的是盈利，盈利的根本是平穩(wěn)有序的完成企業(yè)制訂的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)目標(biāo)。對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)而言，設(shè)備的穩(wěn)定順行是企業(yè)平穩(wěn)有序達(dá)成生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)目標(biāo)的基石。從企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理者角度出發(fā)，低成本、高績(jī)效的確保設(shè)備經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行，是對(duì)所有設(shè)備管理者的最終要求。但既要求不斷降低設(shè)備管理成本，又要求設(shè)備保持穩(wěn)定可靠，這本身并不符合客觀現(xiàn)實(shí)規(guī)律。無(wú)論如何精心維護(hù)，設(shè)備劣化程度只會(huì)隨著時(shí)間遷移而增長(zhǎng)。隨著設(shè)備功能精度及設(shè)備穩(wěn)定性的劣化，加之原材物料及人工成本的逐年上漲，以及采購(gòu)備品備件及維修服務(wù)的科技附加值不斷增加，設(shè)備維護(hù)成本也必然會(huì)逐步提升。在這一過(guò)程中，如何以相對(duì)經(jīng)濟(jì)的成本保障設(shè)備狀態(tài)完全處于可控區(qū)間，讓經(jīng)濟(jì)性與可靠性這兩個(gè)互相矛盾的要求在一個(gè)受管控設(shè)備上達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡統(tǒng)一，是所有設(shè)備管理者所追求的最終工作目標(biāo)。要達(dá)到這一目標(biāo)，就要求設(shè)備管理者根據(jù)全廠設(shè)備對(duì)主線生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量等因素的影響大小，統(tǒng)籌考慮不同維修方式所產(chǎn)生的維修成本，在綜合維修成本最優(yōu)的前提下，采用最行之有效的維修方式。為達(dá)此目的，以預(yù)防性維修為主，多種維修方式并存的維修策略，因其靈活機(jī)動(dòng)，維修成本較單一維修方式更優(yōu)，更加適應(yīng)當(dāng)前設(shè)備種類功能多元化發(fā)展方向，便逐步成為各大生產(chǎn)企業(yè)普遍采用的維修策略。而預(yù)防性維修的核心則是基于對(duì)設(shè)備狀態(tài)信息精準(zhǔn)掌控基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備狀態(tài)劣化趨勢(shì)的預(yù)知預(yù)判。

在當(dāng)今各類大型企業(yè)設(shè)備智能信息化監(jiān)測(cè)設(shè)備迅猛發(fā)展的今天，利用各種設(shè)備在線/離線監(jiān)測(cè)設(shè)備收集、處理設(shè)備信息，再通過(guò)智能設(shè)備管理系統(tǒng)平臺(tái)匯總、診斷、分析設(shè)備信息，將設(shè)備壽命周期中各類影響因素完全數(shù)據(jù)化，建立設(shè)備全壽命周期數(shù)據(jù)管控模型，通過(guò)描繪數(shù)據(jù)模型肖像，確定設(shè)備全壽命周期內(nèi)的關(guān)鍵管控要素及影響要素，對(duì)設(shè)備壽命中期，即在線使用階段的各類要素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管控，并根據(jù)管控結(jié)果優(yōu)化設(shè)備前期、后期管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的全壽命周期的數(shù)據(jù)化管理，是確保預(yù)防性維修順利有效開(kāi)展的最有效手段。

受工作性質(zhì)、工作強(qiáng)度、大中院校畢業(yè)生工作選擇趨向性，甚至整個(gè)社會(huì)擇業(yè)理念等諸多因素影響，經(jīng)驗(yàn)豐富，技能水平高超的技術(shù)人員短缺，是各大生產(chǎn)企業(yè)均要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。同時(shí)，高庫(kù)存資金占用的大型事故件儲(chǔ)備，技術(shù)先進(jìn)、實(shí)力強(qiáng)勁的專業(yè)化維修力量資源探尋，優(yōu)質(zhì)備品備件供應(yīng)商名錄建立等問(wèn)題，也是各企業(yè)設(shè)備管理者所要共同面臨的難題。為解決以上問(wèn)題，打造一個(gè)集專業(yè)維修力量共享、大型事故件儲(chǔ)備共享、優(yōu)質(zhì)備品備件采購(gòu)供應(yīng)商共享、技術(shù)專家共享互助等功能于一身的工業(yè)智聯(lián)共享平臺(tái)，于同行業(yè)內(nèi)合理調(diào)配檢修及備品備件相關(guān)資源；共享優(yōu)質(zhì)設(shè)備專業(yè)維修服務(wù)供應(yīng)商、備品備件供應(yīng)商信息；充分發(fā)揮有限的高水平技術(shù)人員能力，在同行業(yè)中實(shí)現(xiàn)設(shè)備專家共享，是當(dāng)今世界政治格局演化下未來(lái)設(shè)備管理的發(fā)展方向，也是實(shí)現(xiàn)同行業(yè)內(nèi)物聯(lián)互通，降本增效，資源效率最大化，形成行業(yè)國(guó)際比較優(yōu)勢(shì)的重要手段之一。在這一過(guò)程中，充分利用設(shè)備數(shù)據(jù)管控模型，在元宇宙中構(gòu)建成臺(tái)套設(shè)備，甚至整個(gè)產(chǎn)線虛擬模型，共享設(shè)備數(shù)據(jù)信息，方便共享專家對(duì)設(shè)備問(wèn)題進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程技術(shù)培訓(xùn)，是整個(gè)平臺(tái)建立的重要基礎(chǔ)。

2 設(shè)備管理數(shù)據(jù)化模型的建立方法

設(shè)備管理數(shù)據(jù)化模型建立的首要，便是按照T/CAPE 10001-2017《設(shè)備管理體系要求》中的管控環(huán)節(jié)，根據(jù)設(shè)備出廠設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合高技能水平設(shè)備工程技術(shù)人員的豐富經(jīng)驗(yàn)，建立數(shù)據(jù)化模型的基礎(chǔ)框架。此框架初步包含設(shè)備使用的環(huán)境條件、載荷極限、操作規(guī)程、各零部件預(yù)期壽命、易損件明細(xì)、正常功能精度參數(shù)、常見(jiàn)故障外在表現(xiàn)數(shù)據(jù)、設(shè)備在線壽命周期分布、各周期參數(shù)變化規(guī)律、工藝操作影響因素、檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、備品備件使用記錄及供應(yīng)商信息等基礎(chǔ)構(gòu)成要素。

將基礎(chǔ)框架要素作為開(kāi)展點(diǎn)檢維護(hù)的依據(jù)，在設(shè)備在線使用壽命周期內(nèi)，通過(guò)在線/離線設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、日常工技人員點(diǎn)檢維護(hù)、專業(yè)檢測(cè)儀器等方式發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患及異常設(shè)備參數(shù)變化；對(duì)于出現(xiàn)的故障/事故進(jìn)行透徹的根因分析，切實(shí)找出故障/事故發(fā)生的最根本原因，明確故障/事故發(fā)生的一切要素參數(shù)，按照管理制度流程、環(huán)境參數(shù)變化、產(chǎn)品工藝變化、違規(guī)異常操作、備品備件質(zhì)量、控制系統(tǒng)故障、檢修質(zhì)量控制等進(jìn)行分門(mén)別類，最后，將各類要素參數(shù)補(bǔ)充至數(shù)據(jù)模型中；再依據(jù)設(shè)備隱患及異常參數(shù)，結(jié)合故障發(fā)生要素參數(shù)制定技改、檢修計(jì)劃，在整個(gè)檢修過(guò)程中通過(guò)對(duì)檢修現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施觀察分析，形成依托檢修計(jì)劃的過(guò)程數(shù)據(jù)；最后，根據(jù)技改、檢修結(jié)果，反饋基礎(chǔ)要素的準(zhǔn)確性，驗(yàn)證模型框架構(gòu)成要素中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與實(shí)際設(shè)備狀態(tài)變化是否相符合，進(jìn)而不斷優(yōu)化、完善基礎(chǔ)要素，形成管控閉環(huán)。

在制定標(biāo)準(zhǔn)-依標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施作業(yè)-驗(yàn)證優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)管控過(guò)程中，要充分考慮設(shè)備在線壽命周期中各參數(shù)變化趨勢(shì)，將設(shè)備在線壽命周期也劃分為前(初上線磨合期)、中（平穩(wěn)使用期）、后（因狀態(tài)劣化導(dǎo)致即將下線期）三個(gè)階段，制定符合每個(gè)階段設(shè)備狀態(tài)特性的設(shè)備數(shù)據(jù)階段模型。通過(guò)不斷優(yōu)化完善模型基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，使虛擬模型不斷接近實(shí)物設(shè)備，進(jìn)一步強(qiáng)化虛擬模型的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義，使基于模型數(shù)據(jù)開(kāi)展的設(shè)備狀態(tài)預(yù)知預(yù)判更加精準(zhǔn)。

3 設(shè)備管理數(shù)據(jù)化模型的應(yīng)用

（1）故障是設(shè)備成本最大的浪費(fèi)源，設(shè)備管理數(shù)據(jù)化模型的應(yīng)用，可以大大增加點(diǎn)檢準(zhǔn)確性，提升設(shè)備的預(yù)知預(yù)控精準(zhǔn)度，降低設(shè)備故障發(fā)生率?，F(xiàn)今各大企業(yè)設(shè)備管理制度基本均采用點(diǎn)檢定修制，點(diǎn)檢與檢修是整個(gè)制度的開(kāi)端與終結(jié)。點(diǎn)檢是掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，是檢修計(jì)劃、備品備件更換計(jì)劃、技改技措計(jì)劃制定的依據(jù)，是業(yè)務(wù)的開(kāi)端；而檢修則是解決隱患故障問(wèn)題，是實(shí)施備品備件更換、技改技措的載體，是業(yè)務(wù)的終結(jié)。點(diǎn)檢形成了設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與設(shè)備維修費(fèi)用計(jì)劃，而檢修則驗(yàn)證了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)也是維修費(fèi)用計(jì)劃落實(shí)的途徑。通過(guò)數(shù)據(jù)化模型的構(gòu)建與應(yīng)用，不斷地驗(yàn)證優(yōu)化完善點(diǎn)檢維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，使標(biāo)準(zhǔn)更加貼合實(shí)際，具備強(qiáng)大的業(yè)務(wù)指導(dǎo)意義，強(qiáng)化設(shè)備狀態(tài)掌控程度，更有針對(duì)性的管控設(shè)備隱患，依據(jù)點(diǎn)檢產(chǎn)生的各類計(jì)劃更加精準(zhǔn)，將設(shè)備隱患消滅于萌芽，減少設(shè)備故障產(chǎn)生的成本浪費(fèi)。

（2）檢修作為點(diǎn)檢定修制業(yè)務(wù)的結(jié)果端，其本身便是最大的設(shè)備成本集中項(xiàng)，設(shè)備管控?cái)?shù)據(jù)模型建立后，通過(guò)不斷完善模型構(gòu)架中的檢修模塊，可以對(duì)降低檢修成本形成強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。檢修實(shí)施前依據(jù)模型中維修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定詳盡的檢修實(shí)施方案，細(xì)致規(guī)劃?rùn)z修時(shí)間節(jié)點(diǎn)、作業(yè)點(diǎn)、檢修施工力量、工器具準(zhǔn)備、安全隱患辨識(shí)，明確各節(jié)點(diǎn)參檢工種、人數(shù)、工器具種類及數(shù)量、檢修安全管控措施、現(xiàn)場(chǎng)施工管控措施等。在檢修過(guò)程中進(jìn)行寫(xiě)實(shí)分析，查找檢修過(guò)程中的浪費(fèi)點(diǎn)，確保檢修過(guò)程中每個(gè)節(jié)點(diǎn)均參檢人員數(shù)量合理，無(wú)閑置或短缺人員現(xiàn)象；工器具準(zhǔn)備充足，無(wú)臨場(chǎng)尋找或制作工器具情況；安全隱患辨識(shí)全面且完全受控；施工現(xiàn)場(chǎng)整潔有序。最終對(duì)比優(yōu)化維修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及檢修實(shí)施方案，形成相對(duì)固定的檢修管理模塊，以達(dá)到減少檢修作業(yè)時(shí)間、提升檢修效率、降低檢修安全隱患、優(yōu)化壓減檢修人工成本的目的。其相關(guān)數(shù)據(jù)也是維修業(yè)務(wù)服務(wù)商評(píng)價(jià)最重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

（3）設(shè)備管控?cái)?shù)據(jù)模型對(duì)備件管控也提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐。依據(jù)備件價(jià)值及消耗原因?qū)浼?kù)存結(jié)構(gòu)分為三大類，工藝件（隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，受高溫、磨損等原因必然會(huì)不斷消耗的備件）、事故件（影響大、高價(jià)值、難采購(gòu)、生產(chǎn)周期長(zhǎng)的備件）、日常消耗件（日常定期更換或故障消耗的備件）。其中工藝件消耗隨著產(chǎn)量及工藝的變動(dòng)而變動(dòng)，但工藝不變的情況下，歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析理論上應(yīng)呈現(xiàn)出噸產(chǎn)品月度消耗處于一個(gè)小幅區(qū)間內(nèi)的相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值。事故件理論上必然會(huì)長(zhǎng)期固定占用庫(kù)存資金份額。日常消耗件可以分為定期維護(hù)消耗和故障消耗兩類，其中定期維護(hù)消耗理論上也屬于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值，應(yīng)與備件壽命掛鉤，是備件質(zhì)量、承諾壽命兌現(xiàn)率的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是備件供應(yīng)商評(píng)價(jià)的重要支撐；而故障消耗受故障及事故影響，數(shù)值波動(dòng)較大。通過(guò)收集以上基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，加之在數(shù)據(jù)模型中錄入備件供應(yīng)商、預(yù)期壽命、技術(shù)參數(shù)等信息，并對(duì)備件在線狀態(tài)進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)，最終建立以壽命、質(zhì)量、噸鋼消耗曲線、劣化趨勢(shì)為主要內(nèi)容的備件管控模塊。通過(guò)預(yù)期壽命與實(shí)際壽命對(duì)比、備件下線根因分析、備件質(zhì)量評(píng)價(jià)、噸鋼消耗曲線指標(biāo)制定、劣化趨勢(shì)周期測(cè)算等方式，建立結(jié)構(gòu)合理、相對(duì)穩(wěn)定的備件庫(kù)存數(shù)據(jù)，可以最大限度壓縮庫(kù)存資金占用，降低設(shè)備成本。同時(shí)，也可以根據(jù)模型對(duì)備件供應(yīng)商進(jìn)行公平合理的評(píng)價(jià)，是備件新品采購(gòu)、備件修復(fù)業(yè)務(wù)開(kāi)展的最重要數(shù)據(jù)依據(jù)。盡可能避免各類供應(yīng)商評(píng)價(jià)過(guò)程中的人為干擾因素，從選擇依據(jù)方面最大程度降低紀(jì)檢監(jiān)察方面風(fēng)險(xiǎn)。

（4）設(shè)備管理數(shù)據(jù)化模型是行業(yè)元宇宙智聯(lián)共享平臺(tái)的根基。隨著5G 網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的應(yīng)用、元宇宙概念的興起，依據(jù)數(shù)據(jù)模型整合現(xiàn)實(shí)設(shè)備管理系統(tǒng)信息，在元宇宙中搭建虛擬工廠產(chǎn)線，創(chuàng)建模擬管理平臺(tái)，再通過(guò)手機(jī)APP 實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息實(shí)時(shí)掌控，對(duì)智能設(shè)備、產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、點(diǎn)檢維護(hù)，提升工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人工成本，已逐步成為未來(lái)設(shè)備管理發(fā)展方向。

4 結(jié)語(yǔ)

設(shè)備管理數(shù)據(jù)化模型的建立與應(yīng)用是企業(yè)經(jīng)營(yíng)的保障，是設(shè)備管理的本質(zhì)要求，是解決當(dāng)前設(shè)備管理諸多難題的最優(yōu)解，也是在科技日新月異的當(dāng)下，提升行業(yè)國(guó)際地位的最有效手段。