基于信息化平臺的數據分析技術在設備管理中的實踐

黃宏杰

摘 要：隨著科學技術的日益發展，基于信息化平臺的數據分析技術正在被越來越多地應用于生產領域的各個方面，運用現代監測技術、通信技術、計算機技術，通過數理統計方法挖掘數據潛在價值，將基于數據分析技術基礎上總結提煉的科學結論應用于生產，進一步提升設備過程控制能力，是一種動態的設備管理創新模式。

關鍵詞：信息化平臺；數據分析技術；設備管理

中圖分類號： F273.4 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）11-139-2

1 設備管理和數據分析概念分析

設備管理是以設備作為研究對象，應用一系列理論和方法，通過一系列技術手段，實現設備的科學型管理，包括如何實現設備的合理和正確使用、設備的維護保養、設備的創新改進等內容。

數據分析是指采用統計分析的方法對獲取的數據進行分析，對數據加以詳細研究和概括總結，提取有用信息和形成結論的過程。

2 基于信息化平臺設備數據分析的必要性

近些年來，企業在引進先進設備和生產線的同時，也汲取了國內外成熟的設備管理模式，逐步形成了一套較完善和制度化的設備檢修管理方法。從以預防維修為主，轉變為以“機會檢修”和“預知維修”為主導，通過深入開展設備精密點檢，讓“預知維修”成為檢修項目的“來源”，指導檢修項目科學、嚴謹的制定，從而保持設備良好的狀態與能力滿足生產需要。但是“預知維修”是基于對設備精密點檢數據進行分析后的結果，缺少有效的數據分析，就不可避免地造成局部過修和失修現象，影響了設備管理效能。主要表現為：

①隨著計算機應用的普及，很多無紙化辦公逐步替代了紙質記錄，但是仍不能避免設備管理沿用傳統方法，依賴手工作業記錄大量的紙質數據信息資料，當需要對設備的點、巡檢記錄和維護記錄等各種資料進行歷史數據查找時，十分不容易。設備管理記錄信息化的轉化，是進行高效設備管理的基礎。

②縱觀多年來企業信息化的發展過程，注重IT系統的建設和信息化辦公推進，但是利用信息平臺對數據進行整合卻重視不足，數據信息分散在各不同開發系統內，數據內容定義的表述不一致，對系統數據內容的準確性和完備性關注度也不高。設備管理數據的碎片化，形成了許多“信息孤島”，阻礙了對數據信息的進一步分析利用，導致企業內的信息共享十分困難。

③長期積累的設備狀態數據和判斷經驗，沒有形成累積效應，數據信息沒有被有效地挖掘利用，未能指導設備維護技術標準的動態優化，從而在設備管理中表現出，設備點檢的適用性不強，設備檢修項目的制定更多地依靠個人的經驗判斷，非利用數據進行綜合分析的結果，未能對設備變化趨勢做充分深入研究分析。

④利用有效、便捷的檢測工具（測震儀、測溫儀、容知綜合點檢儀等）深入地開展精密點檢，為專業工程師與點檢員共同關注設備劣化趨勢提供了技術手段。對設備狀態做判斷往往需要用到不止一個的數據特征值，獲取到數據特征值的單點數據，也不能反映出設備狀態變化，需要運用綜合的數據分析方法，才能得出準確的判斷。由于沒有方便、直觀的數據分析方法應用，導致設備數據信息分析缺少系統整體性和歷史延續性。

3 信息化平臺的數據分析技術應用

數據是設備及系統運行狀態的抽象表現形式，可以深刻地反映出設備及系統運行的變化趨勢及好壞，通過因子分析、時間序列分析等數理統計方法，對監測數據進行分析并且挖掘數據潛在價值是實現由監測數據轉變為生產力的關鍵。

3.1 基于因子分析法的設備因子影響識別

因子分析法是一種常用的多變量分析技術，采集相對較少的幾個因子數據信息，來反映原來許多相互關聯的變量之間的依賴關系。通過對生產線設備狀態各項設備狀態因子打分，統計得出每日生產線設備狀態總分。根據設備監測的不同主體及對設備狀態的不同要求，運用多維尺度分析的主要思路，對生產線設備運行不同維度得分進行分析。

3.1.1 根據設備狀態要求的不同

生產線設備狀態總分 = 功能設備得分+精度設備得分

3.1.2 根據設備監測主體的不同

生產線設備狀態總分 = 點檢打分項得分+工藝打分項得分+操作打分項得分

采用因子分析法通過觀測不同設備因子的得分進行分析，可以方便地找出影響生產線設備狀態總分的主要因素是哪些，以及它們的影響力。

3.2 基于指數平滑法的發展趨勢預測

指數平滑法是通過計算指數平滑值利用時間序列態勢所具有的穩定性或規則性，來對未來的發展趨勢進行預測。根據生產線設備總體運行得分趨勢 圖1所示，掌握全線設備運行態勢變化。

觀察設備運行趨勢曲線的平滑性，在總結歷史趨勢運行規律的基礎上，完善各項設備狀態因子權重分布，研究分析設備總體運行趨勢曲線和生產穩定運行之間的關聯度，預測發展趨勢，提前做出更加合理、科學的決定，通過控制趨勢曲線的平穩，把握生產計劃組產和設備檢修節奏。

3.3 基于時間序列分析法的設備性能觀察

時間序列分析是研究觀察目標與時間過程之間的演變關系，通過時序化的一組數字曲線，預測未來事物的發展動態。利用趨勢的慣性原則，可以研究變化發展的延續性；觀察趨勢的類似性原則，可以推導類似變化發展的周期性；通過趨勢的概率性原則，可以預測隨機性變化的發生幾率。在圖2所示，開卷機輸出軸操作側的溫度數據中，不難發現設備溫度隨著季節溫度發生周期性變化，設備的溫度數據與室溫成正相關。

圖2 開卷機輸出軸操作側的溫度數據

通過時間序列分析法，對歷史設備溫度數據進行研究分析，找出室溫對設備溫度變化影響的幅度，從而在未來對設備性能觀察中，通過溫度變化的異常，提前發現設備故障。

3.4 基于綜合評價分析法的設備指標量化

生產線設備總體狀態得分構成是多種因素綜合作用的結果，而各個因素的變動方向和變動程度對總分構成的影響不一，單一因素分值，難以恰當地評價生產線總體運行狀態，因此，需要運用綜合評價分析的方法，對各設備指標進行量化，包括以下四個步驟：

①構建生產線設備總體狀態得分綜合評價體系，這是綜合評分系統的基礎。對生產線設備總體狀態得分的構成，要注意系統指標選擇的全面性和代表性。

②對影響生產線穩定運行的各項設備狀態指標要進行評分量化處理，細分到不同狀態下設備扣分的分值。

③科學地評價生產線設備總體狀態得分，需要根據各項指標所處的地位和對總體影響程度不同，確定不同指標的權數，優化指標分值的占比。

④對設備指標各項得分進行匯總，計算生產線設備當日總分，并據此作出總體評價。

通過查看生產線每日具體設備得分情況，可以深入剖析設備總體運行影響制約因素，進而有針對性的采取措施。

上述通過因子分析法、指數平滑法、時間序列分析法、綜合評價分析法等數理統計方法對數據分析，只是應用了最基本、比較簡單的數據處理，如果再進行深層次的數據挖掘分析，還需要運用到更多統計分析工具，在此不再贅述。

4 結束語

信息化技術的發展及數據分析技術的深入應用為設備管理方式的變革提供了科技力量，技術人員可以利用信息化平臺跟蹤掌握設備運行的真實狀況，通過數據分析技術挖掘監測數據的潛在價值，將基于數據分析技術基礎上總結提煉的科學結論應用于生產，從而進一步提升設備過程控制能力。