信息化時(shí)代的設(shè)備管理與維修

本刊記者 吳建卿

莫欣農(nóng)，清華大學(xué)動(dòng)力學(xué)與控制專業(yè)碩士，現(xiàn)受聘于清華大學(xué)軟件學(xué)院擔(dān)任兼職教授，擔(dān)任國(guó)家863計(jì)劃的PLM通用業(yè)務(wù)參考模型、實(shí)施效益評(píng)價(jià)和實(shí)施方法論研究課題組組長(zhǎng)，參與國(guó)家863計(jì)劃的MRO課題研究，介入設(shè)備管理中維修模式和制造業(yè)結(jié)構(gòu)化轉(zhuǎn)型的探討，先后發(fā)表各類論文30多篇。曾參加船舶制造、衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)、CAD/PDM系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用、擔(dān)任外資軟件公司顧問(wèn)等。

記者：信息化技術(shù)大幅度提高了制造業(yè)的生產(chǎn)力，拉動(dòng)了工業(yè)的快速發(fā)展，在工業(yè)企業(yè)中的地位愈發(fā)重要。目前，信息化技術(shù)給企業(yè)的設(shè)備管理都帶來(lái)了哪些變化？對(duì)企業(yè)的設(shè)備管理提出哪些新的要求？

莫欣農(nóng)：隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代設(shè)備在運(yùn)行性能、可靠、安全、環(huán)保等方面都有大幅提升，并具有自動(dòng)化、綜合化、模塊化等特點(diǎn)。可以說(shuō)，信息化技術(shù)的應(yīng)用給設(shè)備管理和維護(hù)都注入了新的活力。

特別是近幾年，網(wǎng)絡(luò)通信成本越來(lái)越低，這促進(jìn)了全球經(jīng)濟(jì)一體化的迅速發(fā)展，使企業(yè)的設(shè)備管理和維護(hù)活動(dòng)成為全球化的組分之一：通過(guò)傳感器獲得的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，利用網(wǎng)絡(luò)將狀態(tài)參數(shù)發(fā)送到地球任何需要的地方；執(zhí)行器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收任何地方發(fā)來(lái)的指令，控制設(shè)備完成相應(yīng)的操作。

以上這些變化，為企業(yè)帶來(lái)前所未有的設(shè)備新品和便利，同時(shí)也給企業(yè)的設(shè)備管理提出了很多新的課題和要求。

首先是設(shè)備基本信息管理方面。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展變化，企業(yè)的分工越來(lái)越細(xì)化，企業(yè)的設(shè)備數(shù)量、種類也隨之成倍地增長(zhǎng)，企業(yè)以前的設(shè)備管理方式已經(jīng)明顯不再適用。比如，對(duì)設(shè)備基本信息的管理，編碼位數(shù)從8位增加到18位，甚至更多，顯然人工編碼的方式將無(wú)法滿足設(shè)備信息量增長(zhǎng)的要求。引入資產(chǎn)管理信息化手段已成為企業(yè)的必然選擇。

其次就是設(shè)備運(yùn)行信息和維修信息的管理，這也是比較典型的。設(shè)備的運(yùn)行信息一方面顯示出設(shè)備完成任務(wù)的信息，另一方面也記錄下設(shè)備性能發(fā)生的變化。而維修信息的作用是，除了排除已有的故障外，還有可能發(fā)現(xiàn)其他故障隱患。這種信息雖然記錄在紙上，但由于缺乏一種監(jiān)督和提醒設(shè)備潛在故障信息的機(jī)制，盡管都有記錄，在實(shí)際上卻沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的作用，不僅白白浪費(fèi)了這些信息資源，還會(huì)增加企業(yè)的設(shè)備運(yùn)維成本，降低企業(yè)效益。

另外，現(xiàn)代設(shè)備的復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)歷史上同類產(chǎn)品，特別是嵌入式軟件，通常屬于保密的知識(shí)資產(chǎn)，不可能交給最終用戶。在缺乏完整的設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下，用戶如果單純地依靠計(jì)劃維修指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)維修，有時(shí)不僅達(dá)不到維護(hù)、檢修的目的，甚至還會(huì)造成設(shè)備的人為故障。這對(duì)企業(yè)的維修人員提出了更高的要求：一方面，設(shè)備的可靠性高、故障率低，維修人員平時(shí)沒(méi)有很多維修業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)生疏，一旦發(fā)生大問(wèn)題就解決不了；另一方面，企業(yè)不愿意在培養(yǎng)自己的維修人員方面花費(fèi)很大的資金，所以設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題后需要廠家的專門(mén)技術(shù)人員進(jìn)行維修。

記者：每個(gè)企業(yè)都有許多設(shè)備，設(shè)備的運(yùn)行和維修信息都將是海量的，企業(yè)應(yīng)如何保存和利用好這些信息？

莫欣農(nóng)：現(xiàn)代設(shè)備基本上都是機(jī)械、電氣/電子和軟件一體化的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)、制造、使用和維修的各個(gè)階段都需要有不同類型的知識(shí)，通過(guò)深度挖掘和使用維修的海量數(shù)據(jù)，企業(yè)可以發(fā)現(xiàn)大量的未知的知識(shí)和信息。數(shù)據(jù)挖掘除了需要大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)、信息，更離不開(kāi)完整的設(shè)計(jì)、制造知識(shí)。例如，某企業(yè)搜集全國(guó)各地維修記錄，發(fā)現(xiàn)某個(gè)地區(qū)的起重機(jī)吊臂故障頻繁。經(jīng)調(diào)查該地區(qū)起重機(jī)主要用于起吊鋼材。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)仿真和改進(jìn)設(shè)計(jì)，凡是銷往該地區(qū)的起重機(jī)吊臂均采用特殊的加強(qiáng)措施，使用戶買(mǎi)到了可靠的設(shè)備，該企業(yè)也因此占領(lǐng)了該地區(qū)的起重機(jī)市場(chǎng)。這就是對(duì)維修信息很好的利用。

還有，高速動(dòng)車組上都裝有多臺(tái)計(jì)算機(jī)，分別負(fù)責(zé)采集各部分設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、外部運(yùn)行環(huán)境等信息，分析和控制全部設(shè)備的協(xié)調(diào)工作。同時(shí)，計(jì)算機(jī)將動(dòng)車組的運(yùn)行指令、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行位置和環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線和有線相結(jié)合的方式發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)上。運(yùn)營(yíng)商和制造商根據(jù)雙方事先設(shè)定的權(quán)限和各自擁有的知識(shí)資產(chǎn)從物聯(lián)網(wǎng)上獲取上述參數(shù)：運(yùn)營(yíng)商按照每輛動(dòng)車組的狀態(tài)合理安排運(yùn)行計(jì)劃，制造商根據(jù)全體動(dòng)車組的狀態(tài)開(kāi)展合理的綜合維修活動(dòng)。這也是合作雙方互利的一個(gè)案例。制造商主導(dǎo)的維修服務(wù)模式使得運(yùn)營(yíng)商避開(kāi)了復(fù)雜裝備維修人員和備件的困擾。制造商利用預(yù)測(cè)維修的方法既保證動(dòng)車組的出勤率，又大幅度降低維修成本，從中謀取高額的回報(bào)。例如，美國(guó)GE公司就在出售動(dòng)車組的同時(shí)，還附帶簽訂了10年的保修合同，保修費(fèi)用是銷售費(fèi)用的140%左右。

維修知識(shí)的積累要求具備制造方和使用方兩方面的知識(shí)，需要提供足夠的知識(shí)資產(chǎn)保護(hù)的技術(shù)手段，才能獲取和發(fā)揮這些知識(shí)的作用。維修知識(shí)不僅可以提高設(shè)備使用方的生產(chǎn)力，更重要的是為制造方提供最寶貴的產(chǎn)品創(chuàng)新的源泉。

記者：你前面提到了物聯(lián)網(wǎng)在動(dòng)車上的應(yīng)用，其實(shí)很多企業(yè)也很關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)方面的動(dòng)態(tài)和信息，工信部在今年發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。請(qǐng)你簡(jiǎn)單介紹一下物聯(lián)網(wǎng)在企業(yè)設(shè)備管理與維護(hù)方面的重要作用。

莫欣農(nóng)：物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代信息技術(shù)成果應(yīng)用的典型代表，是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。它對(duì)現(xiàn)代設(shè)備的維修模式和發(fā)展趨勢(shì)都有很重要的影響。

首先是設(shè)備維修模式轉(zhuǎn)變。現(xiàn)代設(shè)備最大的特點(diǎn)是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)可以隨時(shí)隨地了解設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，評(píng)估當(dāng)前設(shè)備的健康狀態(tài)和預(yù)測(cè)剩余壽命。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原理和規(guī)范，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備的運(yùn)行計(jì)劃，在合適的時(shí)候、采用合適的維護(hù)維修策略，以最小的代價(jià)換取最高的運(yùn)行效率。這種以預(yù)測(cè)為基準(zhǔn)的維修模式稱之為預(yù)測(cè)維修。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用預(yù)測(cè)維修設(shè)備的故障率可以降低90%以上。因此，預(yù)測(cè)維修模式將逐步成為現(xiàn)代設(shè)備的主要維修模式。

其次是維修主體的轉(zhuǎn)移。預(yù)測(cè)維修和計(jì)劃維修有本質(zhì)的區(qū)別。計(jì)劃維修是根據(jù)設(shè)計(jì)與使用規(guī)范中相關(guān)參數(shù)，結(jié)合使用經(jīng)驗(yàn)制訂剛性的日常保養(yǎng)和各級(jí)維修計(jì)劃。而預(yù)測(cè)維修則根據(jù)以下關(guān)鍵信息制訂柔性的日常保養(yǎng)和各級(jí)維修計(jì)劃：關(guān)鍵部件性能參數(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和容許偏差；關(guān)鍵部件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和組合偏差；關(guān)鍵部件實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)變化率；關(guān)鍵部件發(fā)生故障的類型及相關(guān)影響程度；設(shè)備近期運(yùn)行計(jì)劃。

柔性計(jì)劃一方面要適應(yīng)防止設(shè)備發(fā)生故障的需要，另一方面又要適應(yīng)設(shè)備運(yùn)行管理的需要。它可以做到在合適的時(shí)候、執(zhí)行合適的維護(hù)維修工作，為設(shè)備運(yùn)行取得最大效益提供保障。只有用信息化解決及時(shí)獲取設(shè)備關(guān)鍵部件實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的難題后，這種理想的維修模式才有可能成為現(xiàn)實(shí)。目前以航空發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、高速軌道交通、工程機(jī)械等行業(yè)為代表，具有權(quán)限的用戶通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)可以獲得設(shè)備在線運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，從而奠定預(yù)測(cè)維修的基礎(chǔ)。

最后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還促進(jìn)了制造業(yè)模式的轉(zhuǎn)變。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品之初，設(shè)備制造商在產(chǎn)品中增加很多傳感器只是為了提高產(chǎn)品的性能。但隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，制造商還增加很多用于通信的接口，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)上。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)一旦上傳到物聯(lián)網(wǎng)，設(shè)備制造原廠商即可利用自身的設(shè)備知識(shí)優(yōu)勢(shì)為設(shè)備運(yùn)行商提供預(yù)測(cè)維修的服務(wù)。原廠商在不同地區(qū)建立維修服務(wù)中心和備件配送中心。中心服務(wù)人員面對(duì)該地區(qū)多個(gè)企業(yè)提供統(tǒng)一的、規(guī)范的、高質(zhì)量的維修服務(wù)。一方面大大降低整體的維修成本，還解決了運(yùn)行商自己維修的技術(shù)與人員的難題，另一方面又能收集寶貴的設(shè)備運(yùn)行知識(shí)，有利于產(chǎn)品的改進(jìn)和創(chuàng)新。現(xiàn)代設(shè)備維修的主體由設(shè)備使用方逐步向設(shè)備制造方轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)將隨著信息化技術(shù)推廣而不斷擴(kuò)大。

目前，由于價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致在短期的制造、銷售環(huán)節(jié)中利潤(rùn)越來(lái)越微弱。為了應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)，制造商必須充分利用掌握在自己手里的產(chǎn)品核心技術(shù)，在長(zhǎng)期的維修服務(wù)階段，通過(guò)不斷降低維修服務(wù)成本、提供優(yōu)質(zhì)預(yù)測(cè)維修服務(wù)、不斷改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、結(jié)合用戶需求開(kāi)發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品等方面獲取更大的利益。以設(shè)備制造為核心的模式稱之為生產(chǎn)性制造，以維修服務(wù)為核心的模式稱之為生產(chǎn)性服務(wù)，信息化時(shí)代的設(shè)備管理將引領(lǐng)中國(guó)制造業(yè)走出一條生產(chǎn)性服務(wù)的新道路。