航天“智能廠房”的資產管理方法研究

趙曉旭

（北京衛星環境工程研究所，北京 100094）

基于工業互聯網技術，未來具有“智慧”特征的制造業工廠將可以通過對數字化、智能化工具的創新研發和應用，以及物料流和信息流的高效整合和優化，不斷提升生產質量和運營效率。航空航天裝備已被確定為中國制造業2025主攻的“十大重點領域”之一。航天制造企業應提前著手找準新一代“工業革命”的切入點，結合自身業務特點，立足企業目標進一步提高資產管理的水平和效率，打好建立航天AIT“智能廠房”的數據基礎。

1 智能制造的路線

1.1 屏障功能

探尋智能制造的戰略路線，首先要確定企業的生產形式和生產組織的特點。根據制造生產方式的不同，制造業一般可分為兩類：流程型制造企業和離散型制造企業。

流程型企業的生產物料是均勻的、連續的按一定工藝順序運動，其產品和生產工藝相對穩定，流程型生產包括化工、食品、造紙、電力等行業。離散性制造企業的產品往往由多個部件、零件經過一系列不連續的工序加工裝配而成，例如航天器、武器裝備、飛機、船舶等制造業，都屬于離散型企業。

1.2 現狀分析

北京衛星環境工程研究所作為中國航天器總裝、試驗及環境模擬試驗設備研制的核心部門，承擔多個任務型號航天器的總裝、集成與專業測試、環境試驗工作。空間環境模擬試驗設備及地面機械支持設備、設施作為重要的科研生產能力支撐，按照空間、位置、規格、專業都進行了具體的部門劃分。在航天器產品的總裝與測試過程中，為多區域、多專業、多部門、多工種的復雜工況環境，是典型的離散性制造企業。與流程型生產企業相比，航天企業生產更復雜、設備更多樣，實施“智能制造”也更為困難，關鍵是如何打通企業內部各部門間、各分系統間的“信息壁壘”。

1.3 智能制造整體設計

“智能廠房”利用工業互聯網領域的相關技術和設備，加強信息管理和服務，提高生產過程的可控性，采集生產現場數據，以及合理地編排生產計劃、調控生產進度。

圖1 “智能廠房”總體框架圖

1.3.1設備狀態監控系統

設備狀態監控系統是“智能廠房”的重要基礎，也是企業在自動化建設中要最先完成的工作內容，只有掌握齊備的設備設施監控數據才能實現基于生產現場的精細化管理。其核心是將生產一線的數據采集到數據中心，管理層才能實時有效的掌握生產信息，并對設備、人員、計劃、質量等生產要素進行管理和控制。利用設備狀態監控系統可對生產廠房內的設備、設施、物流、能源等信息進行實時采集。

1.3.2 生產管理系統

生產管理系統是“智能廠房”建設中承接中轉的重要環節，通過將設備狀態監控系統中的數據進行匯總，利用生產管理系統計劃生產任務、調度生產資源。打破數據孤島，將生產活動信息傳遞至其他信息系統，向下（設備狀態管理系統）傳遞生產任務和工作計劃，向上（企業智能決策系統）傳遞生產進度和過程數據。生產計劃、生產活動、生產資源三者形成統籌規劃并有序分配，從而確保決策者、管理者和使用者掌握一手的生產信息，做出準確的判斷并及時采取干預措施，最大限度地發揮生產效率。

1.3.3 智能決策支持系統

智能決策支持系統是企業實現全面智能化的頂層應用，不僅匯總了總裝過程和試驗過程這些直接生產類數據，還有基于生產數據提取分析得到的質量信息和企業資源計劃信息，以及設備能源消耗和設備運行狀態等基礎保障類數據。信息的完整性、全面性、及時性和準確性都能更好地將企業運行情況直觀清晰地展示給管理層，建立專業數據分析處理工具，更加有效地提供決策支持。

2 資產管理新實踐

2.1 設備管理體系化

國際標準化組織于2014年發布了《資產管理標準體系》（ISO55000：2014），我國出臺了《資產管理國家標準》（GB33172-2016）。利用資產管理體系的核心思想，就是要從企業的目標出發。航天企業在確保型號任務的同時，還要實現利潤總額的年度考核目標。在保證資產運行高效且可靠的基礎上，提高資產周轉率成為當前資產管理的重要任務。目標的結果需要量化進行考察和評價，建立評價資產和資產管理的績效，落實到具體的資產、資產組，可使用具體業務指標來考量。

2.2 設備管理指標化

資產管理目標主要考慮安全、效率、質量、能耗、成本等方向。資產設備技術狀態是否良好，直接決定了企業生產運營的品質，最終影響企業的經濟效果。設備維修成本由三部分構成：固定費用，包括固定資產本身的折舊；直接費用，包括設備使用中所消耗的成本，如人工、材料、備件、工具、能源等；間接費用，包括設備事故損失、維修占用生產時間的損失等。三類費用分別降低才能使設備維修成本減小，在生產管理中利用下表的指標來對具體設備和設備組進行綜合評定。

表1 設備考量指標

2.3 設備狀態監控化

對資產/資產組、資產管理持續的狀態監控、分析并進行量化評估，來發現風險和計劃的變化，將結果作為資產管理的一部分持續改進地輸入系統。

圖2 設備狀態監控

資產/資產組的狀態主要包括運行狀態和業務狀態，前者包括使用時長、運行狀況、故障停機時間、測量精度、能源消耗等設備使用過程中采集的數據；后者包括設備健康狀況、維修情況、保養情況、計量情況、采購周期、壽命成本等業務累計的數據。設備的運行狀態在各部門中分散監管，設備的業務狀態在部級資產管理系統進行集中監管。

資產/資產組的狀態監控是通過局部、微觀入手；而資產管理的狀態監控則以全局、宏觀入手。從時間跨度長、業務流程全、設備種類多等方面考慮，數據積累越豐富，越能夠提取分析重要信息，越能有效客觀的評價資產管理活動的綜合水平和效果。

2.4 設備數據集中化

北京衛星環境工程研究所資產管理系統在匯總設備狀態數據和管理業務數據的同時，還與包括514計量數據平臺、合同管理系統、IT自助服務平臺等其他管理系統進行了數據連通，構成了統一的設備數據平臺。打通設備狀態信息與設備運行信息的數據通路，構建了資產管理系統的試驗網平臺和現場應用模塊，并建立了實時的數據同步機制。

試驗管理系統可以自動獲得試驗中所用設備的維修信息、保養記錄、計量信息，并可回傳設備使用情況、運行時間、參與試驗等信息。利用RFID、二維碼技術可獲得地面支持設備的位置、軌跡等信息，這些信息回傳至資產管理系統實現信息的共享，達到設備的智能物流管理。

圖3 設備數據集中化

3 總結

建造航天器AIT“智能廠房”既是千載難逢的機遇更是時代交予的重任，同樣也面臨著諸多的困難。本文通過分析研究與應用實踐，得到以下結論：

（1）航天企業具有離散型制造企業的生產特點，生產設備的數據采集和監控是為難點和重點。

（2）建設系統架構，實現上下互聯、左右互通的數據連接，設備狀態監控系統是智能系統的重要基礎。

（3）建立規范的體系、設計量化的指標、保持持續地監控和收集全面的數據，才能構建更為完善的智能設備狀態監控系統。