W公司計算機維護管理系統CMMS設計研究

楊天達　張雷　張永軍

摘 要：CMMS是對企業維修進行全面管理的計算機系統，是實現優化維修的管理平臺，對于企業提高設備管理水平和維護工作效率具有重要意義。盡管CMMS在上世紀90年代已經發展得相當成熟，然而使用情況卻不盡如人意。本文通過系統需求分析、邏輯設計、數據庫實現等方面對CMMS系統設計過程進行研究。

關鍵詞：CMMS；計算機化維修管理系統；電子化維修

Abstract： CMMS is computer systems which conduct a comprehensive maintenance management of an enterprise， a platform to optimize maintenance management， and it is of great significance for an enterprise to improve the level of equipment management and maintenance work efficiency. Although CMMS has developed quite mature in the 1990s； but its usage is not satisfactory. This paper is concentrating on the requirement analysis and logical design and database system implementation in order to deeply research CMMS.

Key Words： CMMS， Computerized Maintenance Management Systems， Electronic Maintenance

1 CMMS系統介紹

計算機維修管理系統CMMS作為輔助企業運營管理的重要工具，PM模塊所承之責愈重。現代企業為了適應社會發展需要及市場需求，生產不斷提速，設備朝著高精尖方向發展，這對企業設備維修管理提出了更高挑戰。當代企業設備管理普遍存在問題：如多以基于時間的計劃維修為主，事后維修為輔，但現實常常是預防性維修不足，臨時維修頻繁；維修控制缺乏嚴密科學手段，常出現過維修和欠維修現象；備品備件采購缺乏科學控制，庫存量不合理，呆滯庫存多，占用資金大；維修信息系統不完善，多信息系統散亂不集成；維修進度和費用無信息化管控等。此類問題常常引致企業付出巨大損失，遠超過設備故障本身費用貢獻。為實現工業生產的零故障、零缺陷、零傷亡、零公害的理想，各工業發達國家先后提出了設備管理的計算機化系統CMMS。

2 系統需求分析

管理信息系統是為組織的作業、管理和決策職能提供信息支持的綜合性的人--機系統[1]。信息需求的確定是系統建設的基礎。數據資源管理技術是信息系統必不可少的核心技術。有效的數據庫技術、穩定的數據基礎及良好的數據環境是管理信息系統的基本要求[2]。

只有在合理的管理體制，完善的規章制度、穩定的生產秩序、科學的管理方法和準確的原始數據基礎上，信息系統方具開發條件。

系統開發有四種需求：

（1）整體規劃：開發或信息資源規劃，規劃描述信息系統結構和內容；

（2）應用信息需求：個體或集體活動的戰略、目標、措施和行為；

（3）數據庫內容：數據記錄按一定規律組織和存儲，代碼化以便支持共享、可用、鏈接和完整性；

（4）用戶接口需求：報表格式、模塊化、聯機交互、友好操作界面等。

在原有FMOS系統基礎上，增加PM模塊、預防性維修決策模塊，構建“基于BDC的電子數據信息系統維護管理支持平臺”，系統以對維修工單的全壽命過程進行管理為主線，運用新的維修決策體系，結合維修和故障數據庫，將企業維修工作放在企業全局的高度上統籌考慮。BDC&NWBC（NetWeaver Business Client）平臺主要功能模塊（圖略）：

（1）設備管理模塊：主要對設備臺賬、技術信息、設備關系樹等進行管理，臺賬包括設備各類詳細信息、技術參數等；

（2）備件管理模塊：對備件基本信息進行管理，庫存管理，自動生成請購單，處理PM預留等；

（3） 人事管理模塊：主要對維修部門人事信息的管理和維修人員維修工時的統計分析，以精確核算維修成本。

（4） 故障數據信息管理模塊：是系統的基礎，主要包括設備功能失效信息管理、故障數據分析、故障模式分析三部分，功能失效信息對設備功能及功能故障進行管理，信息的正確與全面關乎整個系統的效率及功能實現；故障數據分析模塊根據各設備狀態監測信息（從狀態信息接口獲得）和故障維修信息，結合維修知識庫進行分析，其結果用于調整維修策略和故障監測策略。

（5） 維修工作管理模塊：是系統核心模塊，主要包括：維修工單管理、維修工作分析、維修策略管理和故障數據信息管理等部分。

3 邏輯設計

主要思路如圖1所示，當運行過程中出現故障，數據庫中已有的案例相匹配，檢索出相似的案例。將匹配方案作為解決現故障的建議重新使用并測試是否成功。若檢索出的案例不能完全和新問題匹配，解決方案可能需要經過修改，最終形成一個新的被保留下來的案例及解決方案[3，4]。人員在系統中報修，或者當系統計劃列表中存在當前時刻任務時，PM策略模塊就會觸發，調用基礎數據和信息進行處理，生成一個新的工單，當該工單發出且被執行后，新的數據就會反饋給到系統，反饋數據就會通過PM策略模塊對下一次維修計劃產生影響，實現對結果的動態運用。

系統有三種觸發條件，分別是報修、監測計劃和PM計劃，不同的是報修進入系統后，需要進行一些故障的判斷以及故障推理的處理再調用維修策略模塊，而監測計劃和PM計劃是由系統根據PM策略生成，因此觸發系統時可以直接調用PM策略模塊。

底層的數據庫則主要包括以下幾個主要內容：

（1） 維修知識庫：基于維修知識管理模型所建立的數據庫，用于存貯相應的規范化的維修知識信息，并且為故障的判斷和推理以及預防性維修策略的制定提供支持；

（2） 維修歷史數據庫：按照預先設計的格式存貯相關設備所有報修、受理、工單下達以及維修記錄等信息，是預防性維修策略優化最原始數據來源，同時也是企業設備及維護管理最有價值的數據；

（3） 設備數據庫：所有要管理的設備數據，以及設備相關的技術資料、圖表文檔和臺賬等信息，是整個系統數據主要的劃分標準之一；

（4） 維修資料數據庫：企業中所有與維修相關的人員、工具、備件資料、部門和外協等信息。

根據上述分析，結合預防性維修交互優化模型以及基于BDC故障信息數據庫，提出系統預防性維修管理模塊的E-R圖[5，6]。

通過建立規范化設備結構模型對設備的組成部分及其相互關系進行描述，再按照該結構模型描述基礎之上，對每一部分所實現的功能執行分解整理，同時通過借助功能故障矩陣方法獲得各功能的潛在失效模式；對于每一種失效模式，借助設備維護資料、維修工程師的經驗等整理出相應的維修方法，該方法按照另所述BDC表達模型進行處理，存貯在數據庫中，同時，該故障數據庫可以通過維修工單的整理、分析進一步擴充。另一方面，當設備在運行過程中出現故障后，由相應人員報修，報修后系統生成維修工單，當該維修任務被執行時，該任務執行人員、所領用備件以及相應的維修方法被錄入系統。

4 小結

設備維護管理信息系統CMMS設計完成后，加上友好的人機界面，即可實現設備管理信息的計算機化管理，亦能便捷地通過企業內網進行信息共享，增強設備管理人員及其部門管理水平，使設備管理水平和維修維護工作效率可以得到很大幅度提升，能夠及時地給予決策層提供準確的統計數據。

參考文獻

[1] James A. OBrien， George M. Marakas， Introduction to information systems， Beijing：Renmin University of China Press 2013 15th ed.

[2] 薛華成. 管理信息系統. 北京：清華大學出版社. 2013 （6）

[3] George Vachtsevanos ... [等]著 袁海文 …[等]譯. 工程系統中的智能故障診斷與預測. 北京：國防工業出版社， 2013（1）

[4] Vachtsevanos ， George J， Frank L. Lewis， Michael Roemer， Andrew Hess， Biqing Wu. Intelligent fault diagnosis and prognosis for engineering systems. Wiley， c2006.9（1）

[5] 左洪福， 蔡景， 王華偉. 維修決策理論與方法. 北京：航空工業出版社 2008（1）

[6] Jiang ， Renyan.， Murthy ， Prabhakar. Maintenance ： Decision models for management. Beijing： Science Press， 2008.6 （1）.

作者簡介

楊天達（1985-），男，浙江諸暨市，工程碩士，主要研究方向為項目管理。

張雷（1986-），男，上海靜安，工程碩士，主要研究方向為質量管理。