設備ITPM，未來設備管理新趨勢

陳澤波，王振鑫，李婷婷

（武漢海爾熱水器有限公司，湖北 武漢 430000）

隨著德國工業4．0和中國制造2025規劃的提出，各行業智能化工廠建設開始提速，新建超級工廠直接越級為自動化、智能化工廠。傳統的制造工廠為了提高生產效率、降低能耗和維護成本，也加速了進行工廠設備智能化的改造和升級，隨著設備自動化、信息化水平提升，設備管理需借助新的管理模式：設備ITPM。

1 傳統設備管理的痛點、難點

（1）目前傳統制造工廠在經營過程中，設備全流程管理工作存在以下的痛點、難點，主要有：①設備操作人員流動頻繁，經常出現無證操作、疲勞操作；②設備檢修、維保實際執行結果不受控；③設備單臺維護、能源費用居高不下；④無法精確顯示并傳遞設備運行狀態信息；⑤設備例行維修、大修改造無依據，尚處于事后“救火”或取決于管理者的經驗值；⑥設備備件采購預算不足、但庫存金額又居高不下，甚至出現超期、呆滯備件。

（2）在設備管理的實際工作中，傳統的設備基礎管理，基本處于紙質“一書三表”的點檢模式，設備維護費用、設備OEE、設備備件采購計劃等均需依靠人工報表統計，計算分析，對執行人的工作經驗、崗位技能、責任心等綜合素質能力要求較高。對制造業中小型、勞動密集型的工廠來說，設備維護管理存在極大的挑戰。

2 新的設備管理模式：ITPM系統

目前推出的新設備管理模式運用ITPM系統，是完全基于互聯網架構的智能設備管理云端解決方案，可以為目前存在的設備管理痛點、難點提供一套切實可行的解決方案。其可以實現線下數據采集，線上數據對比分析、預警功能，實現智能化、網絡化管理。ITPM系統從運轉模式上：將之前靠人員的經驗管理設備，升級為借助系統管理設備。可實現從設備的立項、采購、安裝、驗收、支付、改造、報廢全生命周期進行資產管理；ITPM系統全流程信息流傳遞，節點明確、信息處理可追溯。ITPM系統從具體配置上看，線體、設備通過具體到部位的不同類型傳感器，如溫度、壓力、流量、行程、液位、速度、能耗、濃度、震動傳感器等，進行數據采集，實現機器與機器互聯，人與機器的互聯。系統實施后，能夠實現的功能如下。

2.1 設備刷卡開機

實現設備操作證電子化，杜絕無證操作、實現操作者一人一機，授權持工作卡操作，非授權用戶刷卡，不能開機。

2.2 設備動態點檢

系統自動生成設備動態二維碼，手機掃描點檢，確保設備點檢落到實處、具體到設備、到部位，確保“真點檢”，避免流于形式，逐步取代傳統設備管理體系紙質文件。

2.3 設備維保工單自動下發

通過提前將設備點檢、潤滑、維保等內容及頻次（后期可優化）設置成設備維保工單，定期自動推送預設的執行終端及管理者手機APP軟件系統上，隨時進行工作提醒和督辦。

2.4 檢修計劃執行全過程監控

自動監控計劃的下發、完成情況，實時接收設備現場的異常報修和報警，上傳設備故障處理過程及結果、備件更換情況，形成設備故障維修歷史信息，便于后期維護參考。

2.5 搭建設備專家資源庫

組織內外部專家資源，制作詳細完備的設備故障維修手冊、維修步驟視頻給設備故障處理提供技術支持，拒絕“菜鳥”維修。同時可以在系統中設置內、外部專家資源庫，出現疑難設備故障時，可聯系預設置的專家進行遠程、在線技術指導。

2.6 設備數據資源庫共享

上傳每臺設備的全部技術資料到ITPM系統，使系統成為一個可移動、可共享的“數據庫”，供企業設備相關人員“碎片化”學習。隨時、隨地在線培訓，且具有統計學習學時、記錄成績等功能，使設備人員專業技能持續得到提升。另可以進行多工廠共享技術文檔資料及高級維護資源。

2.7 設備備件信息開放共享

系統自帶大數據分析功能，通過自定義設備的備件更換周期，從使用時間和工作頻次兩個緯度進行備件的壽命預測，調整強制更換的周期，定期提醒設備易損件。同時與備件安全庫存系統、設備保養工單（特別是檢修、故障工單）相關聯，可自動生成備件采購需求計劃，后期可升級建立備件庫存共享端口，工廠可以實時查詢供應商庫存和其他工廠的備件信息。

2.8 設備生產管理系統

整合生產管理系統和能源管理系統部分功能，配置生產管理系統，如：動態采集并顯示設備運行狀態、到線體到小時的產量、單班產能、設備停機時間等主要功能。 能源管理系統功能包括：自動采集并顯示能源耗量和當班產量，計算出單臺能源費率，顯示用能設備的實時狀態，并帶數據分析功能，根據預設定的目標值，進行能耗預警及差異分析，自動推送到管理者手機APP軟件系統中。

2.9 設備績效數據管理

通過MES、SCADA或工廠數據采集服務器接口傳遞的設備能耗數據，在設備iTPM系統中計算并記錄設備開機、關機、待料時間、故障停機起止時間等，可設定自定義公式計算出：設備開動率、設備故障率、設備OEE、MTBF/MTTR、設備利用率等指標，通過主控大屏或者APP推送給設備管理、決策部門，并可以推送給績效管理部門生成月度設備管理績效考核表。

2.10 安全報警系統設置

可通過設置設備開機時間，來防止設備疲勞運行，設置設備例保周期，來杜絕超耗使用；設置安全裝置狀態報警，來規避設備“帶病”運行；可以將線體附屬的冷卻、排風、超壓、泄露、設備保護接地等安全設施，關聯報警停機裝置，防止設備運行期間出現安全隱患。

3 ITPM系統的應用舉例

以某家電制造工廠成品組裝線體通用全自動打包機設備為例，將線體類別基礎資料進行建模輸入ITPM系統中。

（1）人員信息模塊：對接人力資源系統信息，上傳入職時間，崗位、可操作設備、設備操作證，上傳員工照片及字模、指模影像。

（2）設備信息模塊：上傳設備身份證信息，如設備采購時間、設備廠家、設備說明書及電氣、機械圖紙等。上傳導入每臺設備對應的重點備件明細，包括：備件使用壽命、數量、品牌、規格型號、備件強制更換周期，備件庫存等，可實現更換逾期預警和自動生成備件采購計劃。

（3）設備維保模塊：錄入維保工單、檢修計劃、檢修工單、故障工單等格式信息，并可生成維修及檢修記錄單。

（4）在設備安全模塊：設置關鍵安全參數監控、高風險設備故障預警，設備故障點、故障原因等。

（5）能耗管理模塊：設置設計能耗的智能儀表參數、如水、電、氣、汽的單耗，對接班前班后時間，自動生成能耗報表。

（6）資源共享模塊：導入內部專家及外部專家信息，錄入設備相關技術文檔、培訓音頻資料、高級維修資源等。

（7）設備績效管理模塊：可自動生成：設備停機時、設備OEE、設備故障率、設備單臺維護費用等信息。ITPM系統中每個模塊數據可實時動態更新并記錄員工可根據自己的崗位職責，通過手機APP登錄ITPM系統各個模塊查看相關設備信息。

4 ITPM系統的應用實踐及潛在風險：

可推廣應用于石油、電力、食品、家電等行業；其中某知名家電制造集團在旗下50余家制造工廠全面上線，互聯設備達到8000余臺套。據系統統計已上線工廠2017-2018年度智能工廠系統數據：自動預警數達到70萬條，設備OEE提升19%，設備故障率下降72%，設備停機時下降47．2%，單臺維護費用下降9．5%。不僅使工廠在設備自動化、信息化、停機時控制等方面提升明顯，還可以將設備管理者從原有的現場巡檢、記錄表格、數據統計、計算、分析等繁重工作中解脫出來，將工作的重心聚焦于設備的技術改善及管理創新，將更多資源用于工廠設備的智能化改造升級，朝著超級工廠的方向推進。

當然，ITPM系統的上線是基于設備自動化，網絡化信息化硬件匹配齊套的基礎上實施的，是順應于未來自動化及智能化發展新趨勢。但對于目前處于轉型期的企業，新上ITPM系統還存在一定的弊端和風險。

（1）ITPM系統上線的技術要求和標準未提前統一制定。

（2）工廠未在設備選型、采購前期加入ITPM上線要求，后期再重建系統，會造成資源嚴重浪費。

（3）若現有工廠設備自動化程度低、軟硬件條件差，升級改造后會造成投入成本較大、投入產出回收期長。隨著智能化工廠的建設，ITPM系統的實施和推廣將是智能制造升級一個無法回避的課題與挑戰。從現狀考慮，以上這些問題和風險需要公司的決策者或設備的管理者進行整體規劃和審慎的思考。但從公司發展的長遠考慮， ITPM系統的投入建設和使用，勢必會大大增加智能化制造工廠的管理競爭力。