卷煙生產企業設備故障維修知識庫設計探討

吳　頎

摘要：將卷煙生產企業維修人員日常維修所積累的經驗和知識按照車間/工段(打葉復烤、制絲、卷接包、物流)，具體工藝段，設備、總成、關鍵件，維修人員，維修時間，維修知識及故障征兆、故障原因、故障類別、故障子類別相互關聯錄入數據庫，為企業所有設備管理人員提供一個靈活、豐富的查詢和統計分析平臺，從而構建一個設備故障維修知識庫，最終為設備的保養、維修和故障處理提供強大的技術保障，有效提高設備有效作業率。設備故障維修知識庫將會有廣闊的應用前景。

關鍵詞：設備故障；維修；知識庫；結構；設計

中圖分類號：TP182文獻標識碼：A文章編號：1672-3198(2009)06-0285-02

1設備故障維修知識庫設計構想

設備維修主要針對設備生產過程中發生的非計劃性維修，也就是對于設備偶然發生、不在計劃之中的故障進行維修，這些維修是與設備密切相關的頻繁事件。設備非計劃維修發生的頻率之高，以致對于這些維修的登記工作非常繁重，但這些設備非計劃維修記錄正是反映設備運行狀況、潛在事故隱患和備件耗用情況的最有效和最可靠的依據。因此如何有效登記這些維修記錄，為設備故障維修提供指導是設備管理的一個重要方面。

知識庫是指為方便和有效地使用與管理大量的知識而把人類已經具有的知識以一定的形式表示存儲到計算機中所構成的系統，又稱知識庫系統。

設備故障維修知識庫的構想源于以下的思考：

圖書是知識最常見的載體，大量的圖書并不能成為知識庫，只有當書被編上了索引之后，圖書館才成為知識庫。同樣的道理，我們掌握的這些大量的設備故障維修知識需要加以分類整理才能成為知識庫。設備故障維修知識庫的設計就是基于這樣的理念：將企業各個生產工藝段的維修人員日常維修所積累的經驗和知識按照車間/工段(打葉復烤、制絲、卷接包、物流)，具體工藝段，設備、總成、關鍵件，維修人員，維修時間，維修知識及故障征兆、故障原因、故障類別、故障子類別相互關聯錄入數據庫，為企業所有設備管理人員提供一個靈活、豐富的查詢和統計分析平臺，從而構建一個設備故障維修知識庫。

1.1設備故障維修知識庫數據庫架構

為了使設備故障維修知識庫成為一個方便管理，記錄、查詢清晰、強健的系統，必須對需要進行管理的設備信息、故障信息、維修信息(知識信息)進行標準化，參數化的分類和整理。數據庫就存儲這些經過規范整理的數據，主要包括如下組成部分：

1.1.1設備相關信息

設備類型、總成和關鍵件信息：通過設備類型和總成信息的配置，使用戶方便地根據維修內容在系統中找到進行維修的具體設備和關鍵部位，而無需進行大量手工錄入。對于設備或關鍵部位的查詢可以通過設備編號或者設備中文別名的幾個關鍵字，系統將會自動篩選，并顯示最接近的符合查詢條件的設備名稱。

1.1.2故障相關信息

結合設備信息，通過故障類別、故障子類別、故障征兆的查詢，用戶可以對維修記錄中包含的故障維修知識等信息直接從系統保存的相關設備信息中進行查詢，而無需進行大量的文字錄入工作。系統根據用戶選取的設備類型、關鍵部位或用戶輸入的故障征兆關鍵字對系統保存的設備故障維修知識自動進行篩選并顯示最接近查詢條件的信息。

1.1.3維修相關信息(維修知識信息)

維修記錄、換件記錄和原因分析：對于維修過程中發生的設備維修內容、零備件更換和原因分析進行記錄，用戶可以根據系統中保存的關鍵件和易損件記錄方便地查詢到相關信息并對換件情況進行記錄。通過用戶錄入關鍵件編號或部分中文關鍵字，系統會自動檢索最符合查詢條件的關鍵件記錄提供用戶選擇。

1.2設備故障維修知識庫的數據收集

設備故障維修知識庫的數據收集可以通過多種方式實現：

(1)生產設備數據采集系統：通過對生產線控制系統的數據采集，設備故障維修知識庫可以收集設備故障位置、故障時間、故障設備類型等信息；

(2)維修記錄人工錄入：通過對故障提示的確認和維修記錄的人為錄入，系統可以收集大量的維修信息，作為知識庫的數據基礎；

(3)通過關聯的設備管理系統或ERP設備管理模塊獲得信息：通過這些系統，知識庫能夠及時更新設備基礎信息而無需進行額外的維護和整理。

1.3設備故障維修知識庫的靈活查詢功能

知識庫有序地積累大量的設備故障維修知識，靈活的查詢功能為維修人員方便、快捷地查詢和檢索這些信息提供幫助，最終為設備的保養、維修和故障處理提供強大的技術保障。查詢主要有如下方式：

(1)分類查詢：通過選擇生產工段、設備類型、設備總成、關鍵件、故障類型等檢索條件，可以方便地檢索到具體設備的相關故障信息和維修記錄；

(2)時間段查詢：允許用戶追溯一段特定時間內設備故障情況和維修記錄，為設備保養和項修提供依據；

(3)關鍵字查詢：用戶甚至可以僅僅輸入與發生的設備故障相關的幾個關鍵字而查詢所有可能的或者接近的維修記錄和故障處理方法，從而為維修提供豐富的參考，盡可能地縮短故障處理時間。

1.4設備故障維修知識庫的統計分析

設備管理系統每天都會記錄大量設備維修信息，這些維修記錄是幫助設備管理人員制定設備維修保養計劃和備件采購計劃的有力依據，因此對這些維修記錄進行有效的統計分析非常重要，可以側重于以下幾個方面對設備維修進行統計分析：

(1)對“設備”的分析：根據設備類型、生產線、車間、班次、工序對維修進行查詢和統計，讓設備管理人員能夠對某一個范圍或時間段內的設備運行情況進行深入了解和比較，從而優化預防維修機制，制定科學合理的設備維保計劃(計劃維修、大修)，同時，也可以為設備技術攻關指明方向。

(2)對“人”的分析：根據參加和負責維修的人員對設備維修進行分類查詢和統計，包括統計每一個維修工在一定期間內所完成的所有維修工作(累計計劃用時，累計實際用時)及所完成工作的質量(維修計劃檢查的合格率、同一設備相同故障出現頻次的統計等)。我們還可以進一步分析和統計設備維修人員的工作數量和工作質量，規范車間人員管理。

(3)對“故障”的分析：根據設備的故障征兆和故障原因對設備的維修進行分類查詢和統計，可以發現維修過程中最容易出現的故障征兆和故障原因，有目的地針對排在前列的故障征兆和原因優先進行處理和改進，這種抓主要矛盾的方法能以較小的投入大大降低設備的故障率，提高設備生產效率。

多種方式對設備維修進行統計，顯示查詢統計分析結果，包括：

數據表格：包含了較全面的數據，但是不夠直觀，如果數據量較多，不便于快速發現問題；

柱狀圖：能夠直觀的反映統計查詢各項數據之間的對比關系。

降勢圖：對于設備的故障征兆和故障原因分析尤為有效。通過降勢圖可以快速地發現排在查詢結果中排前幾位或占較大比例的設備故障征兆和故障原因，對這些故障優先進行排除和改進將更有效降低設備故障率。

1.5數據庫構建的經驗

在確定了設備故障維修知識庫的數據結構之后需要規劃一個強健和清晰的關系型數據庫以實現大量設備維修信息的合理存儲，同時也能夠滿足多種方式高效、靈活的查詢。數據庫結構的合理性、兼容性和標準化直接決定了整個系統運行效率和性能。根據我們的實踐，總結經驗如下：

(1)數據庫的規劃必須清晰合理：每個數據表只用于存儲一個明確的信息內容，如設備類型表、關鍵件表、故障表、故障原因表等，避免數據的重復存儲而造成信息混亂和增加數據查詢的復雜性；

(2)所有數據表通過標準化的關鍵字進行關聯，構建成結構簡潔、明晰的關系型數據庫；

(3)設備維修數據庫必須具有良好的兼容性：數據表、字段和關鍵字的命名、數據表各字段的數據類型必須與通用的數據管理系統數據庫或ERP設備管理模塊數據庫保持高度統一，以使設備維修數據庫能夠順利地與其他管理系統進行接口或者合并。

2設備故障維修知識庫構建流程小結

2.1數據庫搭建

在確立了設備故障維修知識庫的數據表結構后，可以基于目前任何關系型數據庫進行構建設備維修數據庫，這樣可以充分憑借企業現有的生產或設備管理系統平臺進行設備故障維修知識庫的搭建。

2.2設備基本信息建立

通過與企業現有設備管理系統或ERP系統對接，設備故障維修知識庫的基本信息得以自動更新和同步，而無需再次進行人工錄入和維護。

2.3故障維修信息采集

設備故障維修知識庫從運行到真正發揮作用并不是一朝一夕可以完成的，需要維修人員日積月累，但是隨著系統的持續運行，知識庫將會發揮越來越大的作用。

2.4知識庫維護

必須對采集到的信息進行定期整理和維護。由于維修人員在任務記錄和故障分析的過程中，描述語言總會存在不統一，不規范的情況，也有可能出現類別錯亂、分析錯誤的問題，因此需要定期規范和糾正，這也是保證整個知識庫的正確性和權威性的有力保證。

2.5知識庫拓展

在知識庫正常運行并開始發揮作用后，設備故障維修知識庫將具有廣闊的拓展空間，這個系統可以通過進一步開發而拓展成為設備維修專家系統，從而能夠智能地提供一些解決方案，同時基于知識庫數據結構的兼容性和標準化，該系統可以融入企業整個信息化管理系統或者ERP系統。

3結語

通過以上論述，建立卷煙生產企業設備故障維修知識庫可以為卷煙生產企業設備維修工作提供強有力的技術支持，為設備管理提供豐富的經驗和信息支持，提高了設備有效作業率。知識庫信息查詢靈活、檢索方便、貼近日常設備管理工作，系統結構清晰、易于搭建、易于移植、兼容性好、具有拓展潛力。