關于設備狀態監測與診斷在項目管理中的作用的研究

摘要隨著社會的發展和科學技術的不斷創新，現代企業逐步的向產品集約化、大型化，設備的復雜化，產品的多樣化、生產的連續化方向發展，其發展必然對生產設備和生產過程控制提出了更高的要求標準。利用設備檢測和診斷技術來提高設備的可靠性、可維修性，提高設備管理水平，降低成本已經成為各國企業當前發展的共識。

中圖分類號:C93文獻標識碼:A

1 設備狀態監測與診斷提出的背景和概況

1.1 設備狀態監測和診斷提出的背景

隨著社會的發展和現代科技的不斷進步，現代企業發展中的設備朝著大型化、系統化、流程化方向發展，設備運行的總體狀態直接影響著產品的質量和成本，進而影響到產品在市場的占有率。因此，狀態監測與故障診斷以及處理已成為與生產密切相關的技術。

設備診斷技術的出現，為提高設備系統的可靠性和安全性開辟了新的途徑。它的出現、興起和迅速發展，是現場的應用需求和支撐它的多學科理論不斷發展、交替作用的結果。它主要表現在兩個方面:首先，現代企業需要診斷技術作為把握狀態的主要手段，為現代化的維修和設備的發展提供前提條件;其次，計算機技術、信號處理技術日新月異的發展，為診斷技術提供了更加強有力的工具，從而推動了診斷技術在現代企業中的不斷發展。

利用診斷技術來提高設備的可靠性、可維修性，已經成為各國企業管理家的共識。近幾年來，世界500強中的一些大型設備生產企業通過兼并一些知名的設備狀態監測企業來提升市場競爭實力，增加市場占有份額。比如:美國的ROCKWELL自動化公司，兼并了ENTEK公司，美國的通用電氣公司兼并了英國的BENTLY公司等等，這些重要的實例都已表明，自動和控制過程已經引入了設備診斷的重要理念，從而為企業的發展創造基礎。再比如，日本的新日鐵、韓國的浦鋼及臺灣的中鋼等企業開發了自己的在線監測系統，以適合企業自身的設備管理需要，形成了自身獨有的設備監測網絡體系，提高了設備管理水平，降低了成本，進而促進了企業的不斷發展。

現代企業不斷地向集約化、大型化，設備的復雜化，產品的多樣化、生產的連續化方向發展，其發展必然對生產設備和生產過程控制提出了更高的要求。一次設備事故，有可能造成生產物流的混亂，甚至停產，帶來巨大的經濟損失。有些設備故障是由于綜合性因素造成的，常規的分析手段，現有的分析數據，難以及時、正確地作出判斷，及時消除故障。如何有效地、及時地預報設備故障;如何在故障發生后，能夠查詢完整的設備狀態信息，追溯故障源，這是設備人員長期追求的目標。

1.2 設備狀態監測和診斷的主要方式

設備不可能不發生故障，設備的維修有三種方式:一是事后維修的方式;二是定期檢修方式;三是基于狀態監測的預知性維修方式。多年來的實踐證明，這種維修方式仍然帶有較大盲目性，不可能避免過維修，亦不可能避免在兩次定修之間的突然事故，造成巨大的經濟損失。方式三是基于對設備的狀態監測及事故診斷的結果，決定是否維修、何時維修與維修什么等，其維修目的明確，不存在多余的檢修，這就必須要求有較完善的狀態監測系統與準確的診斷結果。所以從節省人力資源提高管理水平方面來說也有必要加強對設備的檢測和檢測技術。診斷現代化設備技術先進、結構復雜，一般來說故障因素很難靠人的感官和經驗檢查出來，對于復雜先進的設備又不允許隨便解體檢查，因此必須采用先進的儀器和科學的方法來診斷。

2 設備狀態監測與診斷的具體應用

近年來國內許多工業企業、科研單位、大專院校以及經濟主管部門都在積極開展設備診斷技術的生產應用、理論研究和政策探討等工作，但基本上還是以機械設備為對象的在線監測系統為主，對狀態診斷信息與工藝及過程控制的信息結合涉及較少，尤其是診斷技術與設備管理技術、與基礎自動化技術的結合更為薄弱。

設備診斷分為在線和離線兩種主要形式，以離線為主，在線、離線相結合。離線的主要工具為簡易測振儀表，對設備進行趨勢分析，發現異常或點檢難以把握時，再用精密儀器進行分析。對關鍵、重要設備，檢測公司則按診斷周期進行狀態分析。

在線診斷系統主要分兩部分。第一部分是設備原設計帶有的，在設備安裝時已經安裝好。第二部分是投產后根據實際需要，通過科研項目或技改項目實施的。

第一部分在線診斷系統，主要功能是監測。其中以振動在線監測為主，可分為以下三類:用渦流型非接觸式傳感器實時監測軸振動、接觸式速度型傳感器監測軸承座振動和振動開關。

這類裝置的優點是:(1)監測功能簡單明了。從表盤上一目了然可知設備狀態是否正常。有異常時“輕故障”報警。異常嚴重時“重故障”報警，并自動跳電停機。大多數是成熟的系統，性能較可靠，基本上能反映設備狀態正常與否。(2)操作簡單，維護較方便。

缺點是:(1)只有監測功能，沒有分析診斷功能。有異常時需依靠診斷人員，或采用其他測試分析儀器，才能作進一步分析判斷，確定故障的原因。(2)沒有瞬態記錄功能，無法進行數據追憶。當設備因故障跳機時，不能自動保存跳機前后的信息。為了分析原因，只能再次起動設備，重現故障。(3)只有表頭或液晶顯示，沒有A/D采樣功能，數據不能直接進計算機。今后搞設備狀態計算機管理時，這類裝置都需作進一步改造完善。(4)檢測點較少。在一般情況下，一個機組往往只對重要的齒輪箱進行有必要的檢測，電動機只有少量預裝的探頭，大部分只測風機(或壓縮機)本體。特別是沒有安裝反映振動相位的傳感器，這樣在分析設備異常原因時受到很大限制。(5)只適用于監測高速穩定運行的設備，不適用于變速、低速運行的設備狀態監測。(6)沒有將多種信號如振動、溫度、壓力、流量等信號集成于一個系統，不便于綜合分析。

第二部分診斷系統，主要是通過投產后的實際需要對設備進行有必要的檢修，比如說，在這一部分可以通過科研項目或技改項目的研發與改造，對設備進行檢修，從而提高設備的總體壽命，進而加強了設備檢修在項目管理中所起到的重要作用。

綜上所述，雖然現在狀態監測與故障診斷技術正在不斷的日趨完善和成熟，要達到完全預知維修尚有距離，但可靠的監測系統能檢測出較早期的故障和不正常的狀態，防止事故進一步擴大而造成惡性事故。從國內外相關領域的很多的實例可以看出來用診斷技術后經濟效益切實是顯著的。總之，必須重視設備狀態監測和診斷技術的應用、研究和開發，使之成為提升產品質量，降低生產成本的重要手段之一。

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