现代企业设备管理及信息化技术

现代企业设备管理信息化的技术与方法中国设备管理协会计算机管理开发应用中心 刘德峰设备管理信息化已经由早期的以维护和维修为主的模式(CMM及PMIS,向现代的企业设备资产管理系统EAM( Enterprise Asset Management )发展。一个优秀的企业设备 资产管理系统，将利用计算机网络技术和强大的数字化管理技 术，结合先进的设备管理思想和方法，优化设备资产管理流程， 形成动态的设备管理工作平台， 利用对设备资产管理信息流与工 作流的控制，使企业更有效地配置包括设备资产在内的有形资 产，提高生产设备的可利用率及可靠性，控制维护及维修费用， 延长设备生命周期， 满足先进的生产设备对现代生产组织保障的 要求。基于设备管理信息化工作的重要性，中国设备管理协会于1997 年设立了计算机管理开发应用中心。六年多来，在中国设 备管理协会的领导下，在各地方与行业设备管理协会的支持下， 在广大企业的帮助和鼓励下， 在设备管理计算机应用研究与推广 应用中， 计算机管理开发应用中心不断发展， 已经成长为中国设 备资产管理领域计算机应用的最重要的技术服务机构， 在该领域 拥有重要的影响力， 也是国内唯一可与国外同类企业进行竞争的本土化软件服务机构现代企业设备管理信息化的技术与方法， 是计算机中心在总 结国内外设备资产管理软件设计与实施经验基础上， 结合中国企 业管理实际， 提出和形成的、 代表目前设备管理计算机应用先进 管理思想、管理方法和应用技术整体解决方案。 我们将以EAM为 基础，详细介绍设备资产管理信息化的国内外发展动态、EAM在企业设备资产管理、运行管理、维修管理、备件管理等主要工作 领域的计算机模型和实现方法、 希望这里的介绍， 能起到为企业 推进设备资产管理信息化工作，提供计算机技术、管理方法、实 施策略的支持与指导作用。第一部分 设备管理信息化的发展与正确途径一、EAM在企业信息化中的地位与作用中国工业经历了上世纪末的高速发展， 很多设备已进入故障 高发期，维护成本也开始增加。进入新世纪，中国更多的企业重 视新技术、 新工艺的引进， 先进的生产设备已成为中国工业化历 程中不断创新和发展的重要基础。 但是，随着全球性竞争等外部 环境的巨大变化， 一味地靠更新设备的方法并不能解决企业的竞 争力问题，况且，设备更新也意味着代价巨大的投资，而过去降 低企业管理费用的设备维护方法已经不能适应新的要求。 要整体 上解决设备管理发展的这一重要课题， 一项基础而重要的工作就 是实现设备管理的信息化。设备资产管理系统（以下简称“ EAM）在企业信息化中的地 位与作用主要表现在以下三个方面：1、 设备管理的信息化是企业信息化的重要组成部分：设备 管理作为现代企业重要的管理工作之一， 对企业的安全正常生产 和产品质量影响重大。 在企业信息化已经逐渐普及的今天， 将不 断地发生企业 ERP 系统及其他信息化系统，和设备资产资源之 间的冲突，并一般以生产排程的困难、物料供应的控制缺失、企 业产品提供能力的紧张为表现。 这些冲突现象的产生， 往往是因 为不能够给予生产设备的能力控制与维护功能以足够重视引起 的，尤其是当企业的设备管理不善， 不得不以更多的设备资产投 入来满足市场需求的时候， 冲突就会加剧， 并且会导致更多的设 备维护和运行成本的产生和更低的资产利用率， 在资产密集型企 业这一矛盾会更加突出。 EAM 将以为企业提供全面的设备资产 资源配置、设备生产能力控制和设备运行状况的数据信息处理功 能，而成为企业信息化中一个重要的子系统， 使设备资产管理的 数据信息成为企业信息化的一个重要组成部分， 在一个优化的管 理之中，确保设备的生产能力得到最大化的利用。2、通过实施EAM建立和完善具有先进管理思想与方法的 设备资产管理体系：EAM是与设备管理现代化同步发展起来的， 其管理思想主要融合了三类设备管理与维修理念： 前苏联和我国传统的计划维修、 欧美流行的预防维修、 设备综合工程学和全寿 命周期管理思想。因此，建立和实施 EAM系统，不仅仅是一个是 否实现信息化的问题，更重要的是通过实施EAM建立和完善具有先进管理思想与方法的设备资产管理体系， 全面提升设备管理 工作的质量和水平。EAM的全面解决方案，将帮助用户从合理使 用操作设备资产中， 获得管理效益、 通过重组企业资产管理流程 减少管理生产的费用和增强综合竞争力、 以先进的管理方式和管 理思想改良企业资产、 通过高透明度的工作组织最大程度地降低 运行与维护费用等。 对资产密集型企业， 特别是设备管理国优企 业，这个作用将更加明显。3、支持设备管理的持续改进与持续发展：建立EAM系统，将有效地促进设备管理的标准化、规范化运作，在此基础上，为 企业设备资产管理经验的积累、 先进管理技术的使用、 管理流程 的优化和管理的持续改进， 提供技计算机技术途径， 保证企业的 设备管理工作随着企业管理的发展而同步发展。二、国内外EAM的发展动态 国外的设备管理信息化的发展已经有 25 年的历史，我国的应 用也有 15 年的历史。从二十世纪八十年代初将计算机用于设备 维修管理的CMM（计算机化的维护维修系统，Computerized Maintenance Management Systems ）到现代的 EAM 利用计算机 进行设备管理经历了一个不断深入的过程。到目前为止，EAM解 决方案的软件供应商，大多集中在美国，共有 200 家左右的 EAM 专业公司，其中比较活跃的在 50家左右。我国的EAM软件供应 商有20家左右，其中能代表本土化 EAM软件发展水平的是中设 协计算机管理开发应用中心。国外的EAM发展呈现两个主要特点。一是以EAM取代了传统的CMM，且形成了专业化的市场服务分工，如美国的INDUS公司主要服务于有高端应用需求的大型化企业，MR（与IFS公司主要服务于二类企业， Datastream 公司的优势是为中小企业提供 产品型服务等； 二是这些公司以各自的产品软件为主导， 正积极 地向外特别是向中国进行市场拓展。 由于国外软件主要以预防维 修管理体系为主进行功能设计， 与我国企业注重管理过程和现场 工作组织的管理特点有一定的差异， 且主要依靠软件产品开发商 提供技术支持， 对于国有大型企业有一个适应过程， 磨合期会比 较长。相比而言，本土软件的主要优势是熟悉中国企业的EAM管理实务与管理模式， 并拥有较多的设备管理与设备工程技术的专业 知识和服务能力，产品系列覆盖了从高端到低端的EAM市场用户，且可提供直接的客户化服务与管理咨询；尤其重要的是，本 土软件在发展过程中， 逐渐形成了符合中国企业实际的设备资产 管理思想， 如重视全过程与全寿命周期管理、 基于故障与停机分 析的运行管理、 以预防维修为主导的多元化维修模式的建立、 以 及在资产运营和经济技术管理方面的发展等。 本土软件和国外软 件之间的激烈竞争，无疑将推动EAM软件向更高的技术水平和更 好的服务发展。三、设备管理信息化的正确途径 企业信息化的成效建立在管理现实的基础上。先进的管理水 平与先进的计算机技术相结合， 无疑将促使企业实现降低成本和 提高利润率的目标。 而对管理基础不扎实和管理方法不完善的企 业来说， 照搬为管理先进的企业而设计的应用软件， 信息化建设 的目标是很难实现的。1、设备管理信息化的认识与工作误区 ：目前， 在我国企业设 备管理信息化的发展中， 存在着几个方面的认识与工作误区， 严 重影响了设备管理信息化的建设成效。（ 1）信息化工作目标不清晰： 通过建立设备管理信息化系统， 要达到什么工作目标、解决什么具体问题、采用什么技术方案、 如何进行实施组织等等， 存在着严重的认识模糊问题， 以为采用 先进的软件特别是国外的软件， 就解决问题了。 在制定信息化目 标时， 必须清楚自己要解决的主要管理问题是什么， 才能选择一 个合适的软件帮助自己解决问题。（ 2）需求定位过高： 企业只所以需要信息化系统， 目的是借 助信息化推进工作、改进工作并解决实际管理问题，因此，只有 符合企业管理实际的软件， 才是自己所需要的软件， 不是需求提 的越高越好。 软件向企业管理整合是第一步工作， 企业管理向软 件整合是第二步工作，就是说，对我国的绝大多数企业来说，通 过信息化实现了规范化管理之后， 才能向优化管理的更高要求发 展。（ 3）对设备资产管理的专业化性质重视不够： 设备资产管理 软件的专业性质非常强， 仅仅是有好的计算机技术， 是不能帮助 企业建立起一个好的设备管理信息化系统的， 只有具有丰富的设 备管理实际经验和设备工程技术能力的专业人士和专业技术服 务商， 才能正确地理解企业的管理需求和业务组织过程， 最终帮 助企业实现设备管理的信息化目标。 因此， 设备资产管理信息化 的实现，应依托专业的EAM软件技术服务商去进行， 企业的信息 化部门对此的认识不够。2、实现信息化的正确途径：总结国内外企业在实施 EAM方 面的成功经验， 特别是针对解决我国企业在实施设备管理信息化 中的工作与认识误区， 对不同管理水平的企业， 设备资产管理信 息化的正确途径应该是：（1）对管理基础不够扎实、管理体系尚需完善的企业，首 要目标是“用上”计算机软件，根据软件系统所提供的标准化、 规范化管理功能， 调整与完善管理基础与工作体系， 为今后的管 理发展和信息化发展打下一个良好的工作基础。（2）对有一定计算机应用基础、 管理基础工作较好的企业， 应将设备管理信息化的目标定位在“规范化运作”上，通过规范 化管理，提高管理效能并有效降低设备的维护成本与管理成本， 保障设备资产的安全正常运行。实现“规范化运作”所需要的软 件，是那些符合中国国情、 具有一定管理先进性和完善管理体系 的产品型EAM软件。（3）已经实现或基本实现“规范化运作的企业” ，可制定较 高的信息化目标，立足于“优化管理流程和改进管理体系” ，建 立企业级的EAM系统，将企业的设备资产作为企业的重要资源进 行管理， 以追求资产的优化和资产投资回报的最大化， 并通过引 进先进的管理思想与管理方法，如故障分析、状态监测分析、可 靠性管理、合理维修周期分析、合理备件库存分析、KPI 管理、决策分析等， 解决企业设备管理持续发展的问题， 为产品结构调 整、生产计划制定、设备更新改造提供决策分析支持。四、最新的技术实现方法EAM 自身随着计算机技术的发展而不断发展，最新的技术实 现方法，主要围绕着最佳工作流程设计和最大程度地应用集成， 这两个方向发展。1、面向工作流程的设计方法：管理信息系统（MIS）设计方 法，经历过面向过程向面向对象的发展， 目前所见到的设备资产 管理信息系统， 都还是以面向对象的设计方法为主。 这种设计方 法仍在发展之中， 但在实际的软件实现过程中， 这种方法未能解 决需求与设计之间的矛盾， 软件产品应用适应性仍不能很好满足 企业的需要， 主要表现在软件系统的柔性较差、 开发效率仍然不 高、设计难度较大、实施周期较长。因此，一种寻求解决这些问 题的新的设计方法正在形成，这就是面向工作流程的设计方法。 该方法的主要特点是：（ 1）面向企业的管理流程进行系统结构设计， 将管理流程置 于界面与表单设计 （界面与表单的设计是面向对象设计方法的首 要工作）之上，根据管理流程需要配置界面与建立表单，系统设 计的基础不再仅仅是数据与数据关系的实现， 而是管理流程的设 计与组织， MIS 系统的设计重点就从数据关系转向管理流程。（2）为企业提供一个可自定义的基于数字化管理技术的工作 平台，是系统设计的最高出发点。 系统支持用户自定义管理流程、 工作节点与管理职责， 并以此形成系统的工作任务列表， 且根据 工作人员的权限定义， 自动将待办任务推到工作人员的桌面， 实 现工作任务的准时下达。 当企业某一具体的管理流程或流程中的 工作节点需要调整时， 只需要重新定义管理流程及其相关工作控 制属性， 即可执行优化后的管理流程。 这就保证了企业管理机构 改革、管理流程调整、管理资源整合、岗位与人员变动时，可通 过管理流程的重新定义（维护） ，使系统能够不受影响地继续高 效运行。2、实现最大程度地应用集成 ：企业的信息化系统正在走向 数据信息与管理业务的整合与集成， 以便解决多个异构系统的信 息资源的高效利用问题。因此，EAM也按照这一发展趋势，使自身与企业的ERP系统、0A系统、各个单项的子系统（如财务系统、物资系统、生产系统、人力资源系统等）以及现场监测系统（如DCS PLC状态监测系统等）之间实现最大程度地应用集 成。支持EAM系统与其他系统进行应用集成的技术实现方法多 种多样， 目前的趋势是， 基于 Java 技术和 . net 技术的多层 B/S 结构体系软件，提供了更好的集成性能与集成效率。软件技术总是在不断发展的，比这更重要的是管理自身的发 展。因此，我们将着重介绍设备资产管理的计算机模型建立与技 术处理方法。第二部分 建立全寿命周期的动态设备资产基础管理体系一、设备资产树的建立与基础信息结构设计 设备管理计算机系统与工业企业其他应用软件系统的最主 要区别 , 是管理对象涉及面广、管理事务繁杂、数据类型多、保 障性质强。 因此，系统的成败主要取决于对设备管理业务理解的 准确性，而不仅仅是基于计算机的对数据关系的认识。可以说， 一方面由于设备管理业务的专业性很强， 一般的软件开发人员无 法很好地掌握好设备管理工作的特性， 另一方面， 设备管理工作 者由于计算机开发能力的限制， 也不容易成功地设计一套设备管 理软件 , 这正是目前社会上大多数设备管理软件难以为设备管 理业界认同的主要原因。 为设备管理系统建立标准的信息结构和 合理地设计设备资产树，是成熟和实用的EAM产品必须解决的两 大重要问题。1、建立标准的信息结构 ：在设备管理的众多数据信息中， 是可以进行类的分划的。 每一个与其他类不相同的类， 或者代表 着一个方面的管理行为， 或者代表着一个予以追求的信息价值目 标。从计算机的信息观点来看， 设备管理系统的数据信息可从四 个角度进行类的分划：（1）管理层级分类：指设备管理的管理程序层级，一般可分 为管理与控制级、执行与调度级、作业与事务处理级三个层级。（2）设备管理的信息分类： 按工作对象可分为投资规划信息 （ 对应于前期管理 ） 、设备资产与变动信息 （对应于资产台帐及档 案管理）、技术与运行状态信息、维护与维修信息、备件信息和 人员管理信息等。按信息的性质可分为计划信息、作业实施信息和统计信息 等；按资金运用又可分为资金计划信息、 作业费用信息和效益评 价信息等。（3）设备的管理元素分类：包括部门设置、设备分类、主次 设备、用途分类、变动形式、管理类型、财务分类等。（4）设备管理的作业分类 : 主要按设备管理的作业类型进行 划分，主要包含 12 大类的作业事务，如购置、资产建帐、资产 变动、 运行记录、 点检检查检验作业、 故障事故处理、 保养作业， 润滑作业、维修作业、备件采购、库存管理、设备报废等。不同角度的这些信息，在进行结构化的统一组织和设计后，才能形成EAM的标准信息结构，作为 EAM的数据信息处理基础。2、设备资产树的设计：EAM标准信息结构统一组织的基础， 是设备资产树的合理设计。 一般有两种类型的设计方法， 第一种 是固定结构的设备资产树，设备树的节点定义后不支持用户的扩 展；第二种是开放结构的设备资产树， 支持用户按管理的需要建 立多节点的设备树，每一节点作为管理的一个层次，节点越多， 数据信息的集成性就越高。常见的设备资产树如图一所示。在EAM中，以单体设备作为管理对象和以设备部位作为管理 对象，是完全不同的两种管理方法， 使用软件所能达到的效果也 完全不同。以部位为对象进行设计和管理，分可将设备的点检、故； 障、保养、单体设备丨工作机构润滑、技术分析、维修和备件的数据信息，图一 设备部位 进行统一的量化管理，为管理工作提供量设备树 零部件（备件） 的决策分析支持；这是以单体设备为对象的 管理所难以做到的。所以，设备资产树的设 计及其不同的设计方法，事实上为企业提供 了不同的管理与工作组织平台。 能否在计算机技术的支持下， 对 设备进行全寿命周期的动态化管理， 就看软件是否支持按设备部 位进行数据信息的组织和处理。二、设备全寿命周期管理模型设计对设备资产进行全过程的或一生的管理，必须以全寿命周期 理论为指导。实现全寿命周期管理的关键， 是建立计算机化的寿 命周期管理模型。由于设备资产的周期费用的采集， 工作量大，准确性要求高， 分析所依赖的数据基础样本的科学性要求高，我们提供的寿命周期费用管理，只能是一个简便而符合寿命周期管理理论的实际模 型，如图二。这一简便与实际的模型，允许不采集和分析那些等 同费用与等同价值表现的设备周期费用，而对与设备使用、维投资战略与必要性环境要求技术进步技术标准保持/延伸设 备寿命/价值设备状况（维 修或替换）评估设 备投资 需求对产品和服 务需求改变设备的能力 和性能评估和 报告运 行效果竞争者能力 和产品设计 备选 方案大修与工程项目管理L（设计、组织、施工）11批准 项目批准预算1采购申请、供应商名录、库存控 制、成本控制、 预算控制-设备资产投资决策过程（含大修与技术改造）制定实施方案记录和更新 变动信息竣工 移交I1备件材料管理 |l jI务资产管理|设备运行、维护与维修管理 （含点| 检、监测、停机、故障、维护、维修）|转固定资产设备添置购入、变动和报废、 估值和折旧、 设备资产清查、 资产价值重估价值变动记录图二 全寿命周期管理的实用计算机模型护、维修及其价值运动密切相关的费用的采集和分析作为管理与 分析的基础，使企业管理者可通过排序的方法评价设备资产的周 期费用表现与价值表现，从而为设备维修、改造与更新，提供决 策分析服务。三、全寿命周期费用分析的计算机实现方法设备资产寿命周期管理的重要工作之一是对全寿命周期费 用进行采集与计算。这一直是人工管理情况下，对设备实行寿命 周期管理的工作障碍；即使对计算机来说，也是一个难题。下面 我们介绍设备经济寿命的计算机分析方法、基于全寿命周期费用的设备运行价值分析方法、以及利用这两种计算结果进行设备维 修与更新改造的决策分析方法。1设备的经济寿命计算与分析方法T = 2( P-L 厂M其中：T:设备的经济寿命，即最佳使用年限；P:设备的原值；L :设备年终的残值，L=净残值拆除费用； M年平均 递增的维持费用，且假定第一年的维持费用按年平均维持费用的 一半计算。计算设备的经济寿命，P值是确定的，L值是已知的，关键 是M值，有两种具体的算法：(1) 假定该设备未投入实际运行，它本身未发生维持费用， 我们以企业中同类设备的已发生的维持费用作为计算依据。 如按 同类设备统计，该同类设备共有 D 台，在一个已知使用年限 T 的维持费用（包括运行、维护与维修费用） ，合计为 N , 则每 台设备的年平均维持费用为N = N / T D,这时，M = 2N / T ;（2）统计该台设备在一个已知使用年限 T的维持费用（包 括运行、维护与维修费用） ，假定该设备的合计维持费用为 N， 则该设备的年平均维持费用为：N = N / T ，这时，M = 2N / T ;设备经济寿命的分析，以A类设备为主进行计算，求得设备 的经济寿命后，应将经济寿命与物理寿命作对比分析。2 、设备资产的运行价值分析V = F / CV :设备资产运行价值，表明设备资产的使用价值；F:设备资产产出价值，以产量或产量的经济价值表示；C:设备资产运行成本，以全寿命周期费用表示。设备的全寿命周期费用 C = C1 + C2 + C3;其中：拥有 费用C1:设备资产购置费用（包括各种税金）、设备资产安装费 用、更新改造费用；运行费用C2:设备能源介质消耗费用、特种设备检验费、资产保险费用、综合管理费用等；维护费用C3:设备维修费用、设备润滑费用、设备保养费用、备件材料消耗费用、点检、检查、检验、化验、故障与异常处理费用等。上述这些寿命周期费用， 有的是可以在软件系统中直接读取 的，对不能直接读取而软件系统中又无法获得的费用， 可直接通 过键盘输入获得。设备资产运行价值的分析结果， 只有在两种情况下， 才具有 分析的意义， 一种是同类型设备之间进行比较， 一种是同一设备 的不同时间周期之间进行比较。3、利用全寿命周期费用分析为设备维修、 改造与更新决策提 供支持（1）当设备的维修计划费用大于其设备资产的当前净值时， 该设备的维修计划应予重新评估；（2）当设备的使用年限超过其经济寿命周期， 且维修费用的 增加不能导致设备运行价值的同比增加时 （由于维修而可能增加 的产量或产量的经济价值由键盘输入） ，该维修计划应予重新评 估，且考虑进行技术改造的可能性；（3）设备技术改造后，所增加的设备寿命周期费用，所引起 的设备的运行价值不能同比增加时， 该设备技术改造方案应予重 新评估；（4）出现上述第三种情况时，该设备应列入更新计划。四、利用计算机建立设备管理 KPI 评价体系1、动态的设备资产基础管理体系的建立：以设备资产树和生产线单体设备工作机构设备部位零部件的设备体系 结构为基础， 建立动态的设备资产基础管理体系， 对计算机系统 有三项基本的工作要求：（1）以设备部位为对象，建立完整的设备技术工作标准： 如基于设备部位的故障体系、维修标准、保养标准及设备点检、 完好检查、精度检验、状态检测、润滑五定标准等，使这些技术 标准成为运行、维护与维修的现场工作依据；（2）自动集成有关一台设备的各种数据信息记录，包括现场数据采集、历史数据整理与关键绩效指标（KPI）的处理与分析等； 其中关键绩效指标的分析， 已经成为衡量基础管理工作质 量的重要方法，为越来越多的企业所采纳。（ 3）实现设备资产、运行、维修、备件管理工作的一体化 计算机管理， 形成设备整个寿命周期的完善的基础管理体系、 完 整的数据信息体系及其统计报表体系； 在此基础上， 自动生成包 含动态数据在内的完整的设备管理档案。2、利用计算机建立设备管理KPI 评价体系： 设备资产管理的关键绩效指标（Key Performanee Indicator ，KPI）分析方法， 建立在全寿命周期管理基础之上，即以全寿命周期费用为基础， 综合地对设备基础管理的质量和效果进行量化评价， 通过量化指 标，反映设备的运行性能、设备管理工作质量和工作效率等。(1)关键指标( KPI )指标的确定与计算方法 建立企业关键绩效评价指标体系和进行绩效管理的重点， 是 确定关键指标 (KPI )指标，并通过计算机系统自动计算 KPI 值。 我们推荐以下九项 KPI 指标：全寿命费用评价：单位产能维修费用(=PT / CM );设备的可用性：设备实际利用率(= PT ST) / PT );设备运行性能：期间产能与设计产能的性能利用率分析(=TP / DP )；设备质量性能：期间产能与产品质量水平分析(=(TP-QP/ TP )；设备管理质量评价：事故故障停机率(=FST / PT );设备可靠性评价：MTBF与MTTF分析；备件库存状态评价：备件库存资金周转率(= 备件库存资 金 / 每年备件采购资金) ；工作计划完成率：评价工作计划完成情况(=WGZ / GZ);工作效率评价：按规定时间完成工作计划的比率(=XGZ /GZ)。( 3)设备资产 KPI 管理评价体系企业可依据确定的 KPI 指标，制定企业设备资产管理的总体 目标，并将目标分解， 形成分厂与车间的 KPI 的年度计划与月度 计划、及其 A 类设备的 KPI的月度计划与重点工作计划， 是管理的质量基线。计算机可依据 全寿命周期管理所提供的数据， 自动进行企业、分厂和A类设备 的实际KPI值计算，并与KPI计划值进行比较分析；在这个分析 基础上，部门或KPI管理责任人可提出KPI绩效评估报告，分析 和提出影响KPI执行效果的原因与主要薄弱工作缓解， 给出提高 或改善KPI的具体措施。企业通过建立KPI评价管理体系，不断 提高与改善设备管理的基础工作。第三部分 建立以点检和故障分析为核心的设备运行预警体系我国企业设备管理的一个重要趋势，是以管理为中心替代以检修为重心，且逐步由预防维修、在线检修替代事后维修。这就要求将设备运行管理的重点放在提早发现隐患、在使用中对隐患整改、对故障进行预测分析等。 所以建立以点检和故障分析为核 心的设备运行预警体系， 就显得十分重要。计算机系统可通过运 行记录、停机记录、点检、完好检查、定期检查、精度检验、故 障记录、事故记录、状态监测等常规管理方法和现代化技术手段， 记录设备以往的状况并准确监控设备的当前运行状况，分析设备运行的可靠性与经济性， 为制定合理的维修与维护策略， 提供量 化依据。一、点检的计算机受控管理我国企业一般比较重视设备的点检工作，尽管力度和水平不 同，但确实将设备点检作为基础管理工作的核心予以重视和推 行。特别是在大型制造和加工企业中，逐步建立了岗位点检、定 期巡检、专业点检和精密点检的分级点检工作体系，以点检为核心的预防维修体系在国有大型企业中已经初步建立。但是，因点检的基础工作性质和庞大的点检记录的存在，如何对点检进行受控管理，保证点检工作的质量，是企业面临的一个重要问题。计 算机的应用为解决这一问题提供了一个重要手段。图四为点检受控管理的计算机工作模型，其工作方法如下。(1)将点检点分为受控点检点和一般点检点两类，并实行分级管理；关键设备、主要设备制定一般设备点检标准的关键点检部位作为受控点一般点检点V日常专业点检、点检异常记录不难以确认点检与复查层受控点检点精密点检点检异常记录._ 复查” F检点，建立统一的计算机点检标准与点检记录档案，实现企业级的统一管理与点检工作监督，一般点检点的点检工作由车间或分厂直接负责管理。（ 2）依据统一的点检工作标准，自动生成包括点检完成时限在内的点检工作计划，分级实施点检并进行 点检记录处理。（3）建立点检异常记录及其处理的闭环工作体系，通过计 算机网络将异常记录及隐患整改、检维修建议送达相关责任人 员，与预防维修体系形成闭环工作网络， 使点检真正成为预防维 修的重要工作基础。为了保证点检工作的可验证性 （在规定的时间取得可靠的记录）,还可引入PDA技术，将点检点、点检执行时间、点检人、 点检记录等，置于计算机的控制与监督之下。二、故障代码体系设计与故障分析计算机模型1、故障代码体系的建立故障总是设备运行中伴随着性能劣化趋势而客观存在的。 对 故障进行量化分析， 是设备技术管理的基础， 也是设备运行管理 的及其重要的工作。 为了建立故障分析模型， 需要对故障进行编 码管理。由于故障总是发生在某一具体的设备部位， 因此故障编码应 以设备部位为对象建立 （与设备资产树中的部位划分保持一致） ， 且一个部位的不同故障现象可作为一个故障进行编码。 由于同类 （小类）设备的故障机理大致上相同，故障编码可用一组10 位数代码表示： XXXXXX XX XX前六位为设备分类代码，中间 2 位为故障部位，后 2 位为故 障编码。一个故障编码包含的内容为：故障名称、故障编码、故 障分类、故障原因、故障程度、故障描述（现象） 、故障机理及 消除技术方法、修理内容及所需要的备件材料、工种工时、费用 等。在计算机系统中，会将来自于点检、完好检查、定期检查、 精度检验、状态监测、保养和维修中的故障或缺陷以及突发故障， 按统一的故障编码进行管理。 当一个故障发生或出现时， 对设备 故障进行记载， 记载内容中必须填写故障原因、 故障程度和故障 编码，如果该故障已经有编码， 可调阅故障代码库中的故障记录， 如果故障编码库中没有， 可作为一个新的故障进行编码， 有关该 故障的管理内容即以标准化的方式被存储在系统中， 该故障的维 修要求和所需要的备件材料、 工种工时、 费用等也同时被系统管2、故障分析计算机模型如果条件允许，企业应尽量建立比较完善的故障编码体系， 特别是建立主要设备的故障代码体系库，以便支持对设备进行设备故障分析与可靠性管理等。计算机系统的故障分析，将以设备缺陷记录、设备故障记录、 设备事故记录为基础进行，由于不同设备的故障发生机理不同， 建立设备的故障分析计算机模型，是一项难度很高的工作。但计算机系统可基于常规的故障分析方法，提供一些常规的故障分析 方法：如故障停机率倾向分析、故障频率分析、故障强度率分析、 故障原因分析、典型故障分析等，这些分析可以按设备系统、分 厂（车间）、单体设备进行，也可按设备部位（通常情况下）进 行，通过定性和定量地分析故障的特点和规律，为找出管理工作中的薄弱环节，采取针对性措施，预防或减少故障，加强设备预 防性维修提供支持。进一步深入的故障分析，可提供对下一次故障可能发生时间 的预测，这一预测的准确性受故障记录数据采集连续性和准确性 的影响较大，并且在一个长时间周期内如果故障发生的频率较低 的话，将影响这一方法的可靠性。下图为采用拟合曲线推定方法， 预测故障可能发生时间的一个计算机模型。三、利用计算机进行可靠性管理 利用计算机对设备进行可靠性管理，一是指采用MTBF 与MTTR两个评价设备可靠性的指标，对关键设备的可靠性进行动 态性评价， 二是针对重复性故障提供维修的指导性策略， 以期通 过改修结合的策略， 提高设备运行的可靠性。 可靠性管理的重点 是：找出重复性故障，通过改进设计加以消除；通过性能检 验，确保维修后的设备无故障隐患； 按照严格的精度要求维修 和安装；辨认和消除各种影响设备寿命的因素。因此， 利用计算机系统进行可靠性管理， 主要依赖于管理过 程中，对以下记录和数据信息的处理与分析：（1）通过故障库的建立，记录、统计和分析单台设备或一类 设备相同故障部位的故障， 辅助进行故障趋势分析与故障因果分 析。（2）通过MTBF（故障间隔时间）、MTTR（平均修复时间）的 动态计算，掌握反映设备及系统的可靠性参数。3）通过维修项目标准库的建立，提供对单台设备或一类设备的相同维修要求的重复性维修技术支持。（4 ）建立完整的设备档案与维修历史记录，形成设备与维修 的知识库，支持对同类设备在系统及工厂范围内以及公司不同工 厂之间进行可靠性比较。其中，过MTBF（故障间隔时间）与 MTTR（平均修复时间） 数值的计算，将在设备运行记录、故障记录和维修记录的基 础上，动态地反映在设备卡片中。MTBF与 MTTR勺计算方法如下：MTBF = （t1 + t2 + t3 + tn-2 + tn-1 + tn ） / n1 + tn 0) / n0MTTR = (t10 + t20 + t30 , + tnO其中：n为故障次数（含故障与预防修复排除故障的次数）n0为修理次数；t1、t2、t3、tn-1、tn为观测期内故障间隔时间，即设备的运行时间；t10、t20、t30、tn0-1、tnO为观测期内故障修复时间（含事后修复与预防修复排除）；数据t30t3tn-2tn-1tn四、离线监测数据分析处理与状态监测系统数据接口设计状态监测作为设备运行预警的主要手段， 在企业中已经得到 普遍的认可，不少大型企业为关键设备建立了在线监测系统，还配备了比较齐全的离线监测设备开展离线监测。但是，监测数据的分析、特别是在线监测系统的实时数据与管理系统的接口问 题，一直比较难以解决。在这里，我们特别介绍解决这两类问题 的技术方案。1、离线监测数据的分析处理离线监测数据分析处理的基础， 是建立监测项目的技术标准， 以 便可以将实测值与标准值进行比较分析。下图为离线监测工作控制过程与数据处理分析的一个计算机模型。图七离线监测数据分析处理模型在该模型中，监测周期是用来自动生成离线监测工作计划 的，监测项目标准提供了监测项目的技术标准参数。在监测记录录入计算机后，系统将自动进行相关的定量分析、比较分析与统计分析，用来指导维护维修工作。如设定实测值与标准值、允用 值、门阙值之间的逻辑关系，即可由计算机系统定量地判别是需 要维修、保养还是润滑。2、与状态监测系统的数据接口实现通常情况下，状态监测系统是一个数据采集与数据分析的技 术系统，与管理系统可能遵循不同的传输协议，且数据处理速度也不一致，两者之间的数据信息交换必须要有动态数据服务器予 以支持。因此，设备管理系统与状态监测系统（或其他的在线监 控系统，如DCS、PLC等）之间实现数据接口的核心技术，是 在两个系统之间配置动态数据服务器，并提供一个动态数据接收分析系统软件。其技术方案如下图。图八 与在线监控系统的数据接口技术方案(1) 在企业信息网中配置一台动态数据服务器，来采集存 放所有的动态数据，同时提供给设备管理信息系统读取动态的或 者历史的在线监测数据，向信息网的其他用户提供历史数据及实 时数据的查询功能。(2) 各在线监测系统向实时数据服务器发送数据的方式是： 在每套在线监测系统网络中配置一台网关机，此网关机有两块网卡，第一块网卡连接到系统网，第二块网卡为以太网卡，连接到 管理网上。网关机通过第一块网卡取得在线监测系统的数据后， 通过第二块网卡把数据以 UDP数据包的方式发送到企业网中的实时数据服务器，在信息网上的管理人员就可以通过访问实时数 据服务器来获得在线监测系统的数据了。(3) 动态数据接收分析系统：安装在动态数据服务器上， 用来接收网关机器上传来的实时数据，并且对这些数据进行分 析，保存到数据库系统中；这个系统同时能对设备管理系统提供 实时的在线监测系统数据。(4) 状态监测数据自动分级上传：在设备管理系统中定义数据的分级传递路径，实现数据与分析报告的自动上传。设备管理系统40 Ill I III ill监测点机动科动态数据服务器H公司领导总工程师4机动部部长精密点检员点检站数据与报告分析报告机动部管理科室4机动部区管工程师图九 状态监测数据与分析报告的自动分级上传第四部分 利用计算机技术建立多元化维修管理体系一、符合中国实际的多元化维修管理 在建立现代企业管理制度中， 维修管理作为设备资产管理的 重心工作，始终是企业设备管理自身改革与发展的一项工作重 点，以点检为核心的预防维修体系在我国大中型企业中已经初步 建立。在推行预防维修的过程中，企业还依据自己的实际，提出 和实行了其他的维修管理方法， 如建立检修与生产共同体， 修改 结合、持续改进，检、修分离，部件化快速修理，在线检修与在 线更换结合，工序系统同步检修，事后维修，计划性大修，模拟 社会化维修等， 符合中国企业实际、 具有中国特色的多元化维修 管理体系正在逐渐形成。 实际上， 企业维修工作的合理组织要求 一种能融合各种维修方式的管理体系， 这一体系中的主要维修方 式如下，它们将通过管理信息系统而实现有机地结合。( 1)故障维修 BM( Break Maintenance ): 设备发生故障、 事故 , 或者性能、精度降低到合格水平以下时所进行的非计划性 修理。故障维修也称事后维修。( 2)定期维修或预防性维修 PM( Prevention Maintenance )： 为了防止设备性能、 精度劣化 , 以时间为依据， 预先设定检修工 作内容与周期； 特点是 , 根据设备的磨损规律 , 事先确定修理的 类别、 修理要求、 修理间隔、 修理工作量、 需要的备件、 材料等。 定期维修在现代逐步发展为将事后处理变为事前预测分析， 事前 防范，即通常所说的预防性维修（ Preventive Maintenance ）体 系，也称为计划维修（SM）或周期性维修（TBM）。（3） 状态维修 CBM（Condition-based Maintenance）：也 叫预知性维修 （PDM， Predictive Diagnostic Maintenance） 。 这种检修方式以设备当前的工作状况为依据，通过状态监测手 段，诊断设备健康状况， 从而确定设备是否需要检修或最佳的检 修时机。通常，我们所讲的基于点检、状态监测、故障诊断提供 的设备技术状态信息， 经过统计分析、 处理, 来判定设备的性能、 性能劣化程度和局部缺陷 , 并在可能出现故障之前有针对地进 行维修，即为预知维修或状态维修。（4） 可靠性维修 RC（MReliabilityCentered Maintenance ）: 为了消除设备的先天性缺陷或频发性故障 , 对设备的局部结构或 零件的设计加以改进 , 以提高设备可靠性与维修性的措施。 系统 的可靠性维修来源于故障分析。（5）零部件更换：也称无维修设计，基于理想设计而在实 用过程中无维修要求。 设备的局部无维修设计要求在设计寿命到 时，更换零部件。（6）设备大修：这是我国企业特有的一种维修管理方式，其来源有两类，一类是定期维修中的大修级别所派生的大修计 划，另一类是根据实际工作需要而进行的设备解体检修工程。因大修管理的管理流程与过程控制比较复杂，很多企业对大修有专门的管理方法或管理方案，而使大修与其他的维修工作区别开 来。二、以预防维修为主导的多元化维修管理的计算机模型费用计划 备件计划 人力资源 生产日程 优先级别图十实现多元化维修管理的计算机模型(1 )定期维修(预防维修PM计划的生成，依赖于定期维修 的维修周期定标， 而维修周期的分析， 对定期维修具有重要的管 理价值， 当维修周期因采纳分析结果而调整时， 未进入执行阶段 的定期维修计划将需要重新计算生成， 因此， 定期维修计划与维 修周期是一个互动的动态关系， 定期维修计划将因维修周期的调 整而需要动态的自动调整。(2) 维修工作计划的制定，其依据是维修资源的合理安排与 平衡，维修资源平衡算法的建立是一个复杂的工作。另外，应考 虑到，维修资源平衡过程中所涉及的备件材料计划与资金计划， 需要进行申报， 申报前的维修资源平衡结果， 在申报批准后有可 能会发生变化。(3) 制定维修计划时，备件材料的需求计划，将影响到备件 的管理， 也需要得到备件管理的数据支持， 这里牵涉到几个数据 关系的处理，我们将在备件管理部分详细介绍。三、维修标准的制定与合理维修周期分析1 、维修标准项目库的建立 计算机系统应对维修标准项目库中的维修项目实行编码管 理。维修项目编码的属性规定包括：维修类型(策略) 、维修级 别、维修优先级别、维修预备工作时间、备件清单、工种工时清 单、维修费用计划、维修工具清单、维修合格供方、维修技术标 准与修理方法、维修适应的设备与工程项目等。维修标准项目库可支持维修周期定标与维修计划编制， 即要 求有关维修属性的规定在表现方式和数据字段结构上保持全系 统的一致性。同时要求，在进行维修周期定标或制定维修计划， 当输入设备编号（工程项目类型）与设备名称后，可自动过滤生 成一个与该设备（工程）相匹配的维修项目列表，供操作者选择 维修标准项目。 维修标准项目库的建立， 实际上是将企业的维修 经验和维修实践进行标准化与知识加工的过程， 对大型企业集团 来说，可借助标准项目库，快速推广好的维修经验，并有效控制 维修的质量与费用预算。2、定期维修的维修周期定标 维修标准是制定维修计划、 考核修理中各种消耗及分析修理 活动经济效益的依据。 维修周期标准的制定是一个动态的合理化 过程，唯有定量的分析设备生命周期中不同阶段的合理维修周 期，才能确实避免维修不足与维修过度的问题，因此，维修周期 的时间标准将根据维修周期的分析结果进行调整。维修周期定标的内容包括： 各类设备的不同维修级别的维修 周期、工时标准（钳工、机工、电工、热工、仪表及其他） 、主 要材料标准、费用标准（人工费、材料费、管理费、其他费用、 修理费合计） 和修理停歇天数标准、 维修技术标准 （大修、 中修、 小修的修理技术方法、对工具、安全、动火等的要求与修理后应 达到的技术性能要求）等。维修周期标准的具体内容，可直接从 维修标准项目库中调取。3、合理维修周期分析一个实用可行的维修周期分析方法，是最小费用周期法。在 系统中，将定期维修、故障维修及其他维修分别进行维修费用与 维修间隔时间的统计分析，在一个分析期内，一个级别的维修(大 修、中修、小修)至少需要 5次以上的记录。其分析的数据采集 模型如下：0 元 5008405204809205405106008905501 1 1 1 11 11 1 1 1 11 1 丨A0A1 B1A2A3B2A4A5A6 B3A70 小时 20032052072084010401240144016001800假定：A为周期型维修(小修)，共发生了 7次；B为故障维 修及其他维修，共进行了 3次，设备运行总时间TH 1800小时， 定期维修周期T1= 200小时；贝V：计划维修平均费用 F= 3700/7 =529 兀，平均故障维修费用 GF= 2650/3 = 883元，假定在发生故障前进行维修，可节省维修费用F1 = (883-529)*3= 1062 元，合理维修周期 T= 1800/(3700+2650-1062)/529= 180 小时。在计算机系统中，当需要对某设备进行维修周期分析时，应 先列出纳入分析的设备的所有维修记录，且按维修类型，排列每次维修的间隔台时与维修费用，计算给出合理维修周期的时间推荐值。四、合理组织维修资源，最大程度地保障企业生产 维修资源包括人力资源、 备件材料、 资金费用、技术资源（设 计）、维修工具及维修供方等。这些资源的系统化组织，是实现 维修管理计算机化的一个难点； 也是降低维修成本、 保障生产顺 利进行的关键。1、维修资源的协调平衡方法 为了合理使用维修资源，应确定每一维修项目的优先级别， 以便进行维修工单安排时， 可保证所有待修设备的安排最小程度 地影响企业的生产。通常按紧急维修（含抢修） 、优先维修、一 般维修三个次序来进行维修资源的协调平衡。 在计算机系统， 实 现维修资源组织平衡的方法是：平衡策略一： 按维修项目的优先级别排列人力资源， 给出各 维修任务的维修时间规划； 其中，在满足抢修项目的维修时间要 求下，给出所有非委外项目的最大可支配人力资源分析表。平衡策略二： 在按策略一满足抢修项目前提下， 对优先级的 维修项目，结合企业生产进程计划，以周为单位，计算企业每天 可提供的人力资源总量， 并匹配维修项目， 以此确定优先维修项 目的具体维修时间安排； 并计算在本周时间内， 为了执行计划的 维修项目，而需要的人力资源状况。平衡策略三： 在满足前两个策略前提下， 给出其余维修项目 的建议维修时间计划，并结合企业生产计划（生产日历）的安排 予以调整，形成维修计划时间表。平衡策略四：按维修优先级别和时间（以周为单位），计算分析各维修项目需要的备件材料清单，并与库存备件、维修控制备件、在途预达备件进行比较分析，给出每周需要的备件量、缺 少备件量、需要补库的备件量；对缺少备件和需要补库备件，应 同时生成备件紧急采购计划和补库计划；在紧急采购不能满足维 修需要时（往往因采购周期），调整维修项目或给出备件问题的 解决方案。平衡策略五：按维修优先级别，统计各维修项目需要的资金 费用，形成维修资金计划表，并在资金计划受到限制时，调整维 修工作计划。平衡策略六：按维修优先级别，给出每周的维修工具使用台 帐，如果现有维修工具不能满足需要时， 应确定是否申请购买维 修工具，或制定一个维修工具使用协调通知（必要时） 。平衡策略七：以上策略的运用，其分析的前提是企业内部的 维修资源，因此，在执行以上维修策略时，所有已经确定需要委 外修理的维修项目不参与分析计算； 但当内部维修资源不能满足 维修需要时，可提出委外维修建议。平衡策略八：因生产计划原因或维修资源不能满足维修需 要，而需要延后或取消维修任务时， 生成待修设备清单或停止维 修设备清单。2、维修任务工单处理工单的排程是工单管理的重点。 在进行工单工作日程安排时， 一般采用的方法是：系统将同时显示四个窗口， 首先显示按工单 的优先级别由大到小排列的待处理工单，每一个工单包括子项目附表页、人员安排页、工具页和备件材料页四个附页，这是排程 的主窗口，三个辅助窗口分别为按可利用率排序的人员清单、可用的工具清单和备件库存清单。 这样，用户在工单排程时将对当 时的资源情况一目了然，并可通过从辅助窗口向排程主窗口进行 记录的拖放来完成。图一 工单排程时维修资源处理的主辅窗口3、不断优化维修管理体系通过使用计算机技术，可以对维修管理的工作管理进行合理 的优化， 缩短维修周期和提高维修工作效率， 最大程度地保障企 业生产。（ 1）合理延长关键设备的维修周期： 依据合理维修周期分析， 尽可能地延长关键设备的大修周期。 大修周期的合理延长， 既延 长了设备的连续运行时间， 相对增加了设备的生产效能， 也在一 个较长的时间周期内， 减少了维修费用， 并减少了由于修理带来 的先进技术水平设备的整体性能的结构性损伤。（2）逐步降低周期性计划维修类型的比重：强化点检管理， 建立点检的专业工程师体制， 以量化点检为重要数据基础， 采用 多元化维修策略，减少、避免和控制设备故障与事故的发生。（ 3）按专业化化维修要求， 提高维修质量， 控制并降低维修 费用： 车间或分厂负责中小修的管理、 组织实施和维修力量的配 置，并以日常修理为自己的主要任务；机动部（设备处）以专业 化维修为主配置维修力量，主要负责大修管理和维修费用的分 配、使用监督和费用结算审核， 并基于计算机强大的数据处理能 力实施统一的维修计划管理、费用管理与质量监控。第五部分 备件管理的计算机化解决方案一个优秀的备件管理计算机解决方案， 将能有效地为备件品 种多而储备规模较大的企业，实现备件管理的科学化重组，按 “零库存”思想和“准时制”原理，对备品备件的计划、采购、出入库、盘点、库存等进行动态控制与预警管理，通过有效控制供应商、采购计划、采购价格、采购质量，达到降低库存、备件 费用和及时保障维修需要的管理要求。 在本部分中， 我们重点介