設備狀態監測系統（CMS）項目管理機制創新與實踐

陳磊

（日照鋼鐵控股集團有限公司，山東 日照 276800）

設備狀態監測（CMS）及維護服務是通過主動地、長期的、全面地對機器運行相關的各項指標和因素進行監測，了解設備的當前狀態，預測設備的發展趨勢，洞察故障發生的征兆，向客戶提供有關機器操作、應用、保養及日常維修的建議，幫助其按照規范開展標準的預防性保養和維修工作，努力維持設備的卓越性能，將設備故障解決于萌芽階段，避免設備發生災難性故障，減少設備的意外停機，提高設備的生產能力，降低維護成本。

1 實施背景

鋼鐵企業生產的特點是生產連續性強，自動化水平高。設備一旦發生故障，往往導致裝置停車，造成不菲的經濟損失。然而，鋼鐵生產設備主要由風機、TRT機組、軋機減速機、電機等各類旋轉機械組成，種類繁多、工作環境復雜。這些機組在生產中處于非常重要的地位，其運行狀況及管理狀況直接關系到企業的經濟效益。因此，現代化的流程企業必須運用先進的狀態監測與故障診斷技術對設備進行全方位的監測管理，時刻掌握設備運行狀態，杜絕設備事故，實現按狀態維修，避免資源浪費，在真正意義上做到預知維修和零故障管理，最終提高企業經濟效益。

2 實施目的

提升企業的生產設備管理水平，降低系統成本，提高設備整體運行效率；企業高級管理人員可以及時掌握設備運行狀態，實現企業提高設備管理水平、降本增效的總體目標。

3 實施方法

為全面準確地掌握設備運行狀態、有效地指導并逐步實現（預知）狀態維修，結合浦項、中鋼、寶鋼等企業設備管理方式，搭建離線點檢、無線檢測、在線監測合而為一的設備智能監測診斷平臺系統；組建支撐該系統運行的專業化技術團隊，使狀態結果參與設備維修；形成分工明確、信息共享的檢測、診斷、維修、反饋及持續提高的閉環網絡管理體系。

3.1 明確平臺建設思路

通過設備狀態監測（CMS）項目的實施，形成一個能夠有效把握設備狀態和信息統一處理的平臺—智能監測系統，依托 IMC 中心實時共享中央專家—設備負責人之間共同分析，構造問題解決體系。

確定覆蓋范圍及傳感網絡覆蓋范圍，將所有傳感器獲取信號“類聚”為有限的“專業模塊”，將功能模塊獲取的信息“類聚”為有限的“指標”，將指標“類聚”為有限的“結論”，將結論“類聚”為有限的“決策”，將決策出現的主要問題定義為“發展”的主要矛盾；持續改進，不斷提升。

3.2 建立以“三位一體”的設備狀態管理組織架構

運用科學合理的業務流程，以保證“功能、精度”為核心，設備管理、檢維修、診斷三方人員對設備全面系統的開展管理、檢查、維護、修理、監測和診斷工作。

3.3 搭建以量化的檢測數據為基礎的設備狀態管理體系

3.3.1 設備狀態監測系統搭建思路

統一規范、標準、技術，增強系統兼容性，打通信息孤島，實現數據共享與綜合利用，形成標準化的以數據為標準的點檢和實時監測方式，同時，診斷信息能夠直接參與設備維修；形成狀態檢測、分析診斷、維護維修、信息反饋、持續提高的良性循環，打破原有設備狀態監測系統分散、功能不一，點檢人員經驗不足，制約著專業化管理、設備預知管理工作開展的現狀。在此基礎上融合發展，與國內知名廠商安徽容知日新科技股份有限公司（以下簡稱“安徽容知”）探索建立基于物聯網的故障診斷專家系統——智能監測平臺。3.3.2 實施“千機受控”管理計劃

利用點檢儀器進行規范化精密點檢和在線監測實時跟蹤監測設備狀態，在此基礎上深化和發展，總結實施“千機受控”管理計劃，實現重點設備“狀態受控”目標。“千機受控”管理計劃是日照鋼鐵控股集團有限公司（以下簡稱“日照鋼鐵”）以創新管理思維提出的對關鍵生產設備運行狀態進行傾向管理的系統性項目。推進此計劃的目的在于：第一，在可靠性理論（RCM）指導下實踐“預防與預知相結合”的維修戰略。第二，為企業生產指標實現歷史性突破，提供有力的技術支持和管理支持。“千機受控”管理計劃以設備智能監測系統平臺為手段，以生產過程設備狀態參數為依據，通過對設備振動、溫度、液位、壓力、流量、電流、電壓等參數實行監測、分析和管理，掌握設備運行狀態、劣化趨勢，減少設備之異常故障，提高設備可用率，實現預知維修，確保維護之適當性與適時性，節約維護成本，最后達到“狀態受控、健康管理”的目的，提高產品質量、生產效率和管理水平。

3.3.3 開展設備檢測診斷的現場“八定法”

（1）定機組；（2）定人員；（3）定儀器；（4）定標準；（5）定測點；（6）定參數；（7）定路徑；（8）定周期。

3.3.4 遠程監測與診斷維護系統的搭建實施

設備遠程監測與診斷維護技術是利用本地計算機通過網絡系統，對傳感器、控制器等設備按照協議把任何物品相連接，實現信息交換和通訊，從而對遠端設備進行監視，完成對分散控制網絡的狀態監測及設備診斷維護等功能的技術，它是傳統的監測、故障診斷技術與計算機技術、網絡技術及其他現代通訊技術相結合的一種基于物聯網式的新型診斷技術。

3.4 建立以點檢和故障分析為核心的設備運行預警體系

實行機器健康等級防護機制，對缺陷部件進行壽命預測、傾向管理。設備主管部門專家組每周發布《關鍵設備狀態評估報告》，為改善工況條件、設備傾向管理、合理維護提供科學參考，使適應高水平穩定生產的設備系統保障能力得到進一步增強。同時，智能監測平臺與EMSI系統的無縫對接，實現設備隱患“發現→跟蹤→改善→監控”PDCA式的閉環管控，同時可通過運行記錄、停機記錄、故障記錄、事故記錄、完好檢查、精度檢驗、點檢、狀態監測等常規管理方法和現代化技術手段，記錄設備以往的狀況并準確監測設備的當前運行狀況，分析設備運行的可靠性與經濟性，為制定合理的維修與維護策略，提供量化依據。

3.5 構建模塊化的智能制造設備狀態信息大數據平臺

融合多設備、多狀態、多專業、多領域的數據，構建智能制造設備狀態信息大數據。

3.5.1 監測

基于狀態監測系統或自控系統判別設備運行狀態，通過對設備運行狀態自動采集，實現設備運行狀態與相應記錄一一對應，保證數據采集的客觀性、準確性。

3.5.2 分析

具有實時在線監測診斷分析、報警分級發送、設備異常報警分級確認、診斷建議即時發布。

3.5.3 統計

基于運行信息和檢修信息、自動生成設備管理報表，實現設備可靠性、可用率、耗材、故障數據統計，為維修費用制定提供依據。

3.5.4 決策

基于設備預警信息、診斷結論、剩余工作壽命和設備重要度參數可進行維修任務/生產排程優化，確定最佳維修內容和維修時間，為日常的設備維修、保養等提供維修決策支持。

3.6 立足動態檢測技術實驗室促進技術精進發展

在京華日鋼創新控股集團有限公司的新一輪戰略發展規劃中，鋼鐵主業的跨越式發展需要更強大的專業技術支撐。為了更好地應用和開發鋼鐵行業的前沿無損檢測技術，日照鋼鐵與安徽容知深化合作融合度，依托企業行業優勢，充分利用各自資源，共同建設“日鋼-容知動態檢測技術實驗室”。通過實驗室合作，日照鋼鐵獲取安徽容知提供的相關技術支持，對設備運行狀態和工況進行監測、預測和故障診斷，提出維修策略等建議，保證設備在運行過程中經常處于良好技術狀態，并有效地降低維修費用，實現設備全壽命跟蹤管理。

3.7 無縫銜接EMSI系統實現設備全壽命周期

以全壽命周期理論為指導，對設備資產進行全過程或一生的管理。日照鋼鐵依托設備綜合信息管理“大數據”平臺——EMSI系統，將流程固化于系統，承接設備制度與規定實現設備管理的所有實際業務，作業標準與要點對各業務執行過程進行精細化、規范化管控，實現各環節有據可尋，有理可依，對設備全壽命周期實施全過程管理。系統具有資產臺賬，設備管理，維修工時和成本管理等基本功能，通過與CMS系統無縫對接后，實現設備狀態的“PDCA”閉環管控。同時，探索CMS系統優化升級，逐步實現集振動、溫度、壓力、流量、電流、電壓等信號提取設備狀態信息于一體，對設備運行狀態和工況進行監測、預測和故障診斷，提出維修策略，優化操作、改進機器設計等建議，保證設備在運行過程中經常處于良好技術狀態，并有效地降低維修費用，實現設備全壽命跟蹤管理。

4 機制建立后的水平描述及經濟效益

設備狀態管理與維修的有機結合，實現主作業線、重點設備預知狀態維修，有效控制設備的功能、精度和可靠性，實現最大限度降低維修費用，減少設備故障停機時間，減少備品備件庫存量及消耗量，為生產的穩定運行和產品質量不斷提高提供有力的保證；提高設備診斷技術覆蓋率，提高掌握設備狀態的效率，使有限的人力資源和設備資源得到更加充分的利用，提升企業設備管理的水平。通過診斷技術方法、手段的應用開發，建立設備診斷標準體系，使設備診斷的水平有質的突破，從而取得更大的社會效益。

5 智能監測系統的發展規劃思路

日照鋼鐵在探索推進“智能監測”的過程中，充分參考《鋼鐵工業調整升級規劃（2016～2020年）》，對包括智慧人機管理、智慧檢測執行、智慧決策支持、智慧業務協同、智慧設備管控五個層面為著力點，最終建成具有國際先進水平的設備智能監測平臺，助力日照鋼鐵“智能化工廠”建設，進而達到推動企業整體管理水平和技術水平提高的最終目的。

6 結語

通過對設備智能監測技術方法、手段的應用開發，建立設備診斷標準體系，形成大數據分析中心，實現泛工廠化服務，使設備狀態監診的水平有質的突破，促進日照鋼鐵建立預知性維護理念下全新的管、維、檢、修體系，可有效控制設備的功能、精度和可靠性，為生產的穩定運行和產品質量不斷提高提供有力的保證，提升企業設備管理的水平，加快實現企業轉型升級，助力日照鋼鐵早日實現“世界鋼鐵行業先進管理水平”的戰略目標。