設備后期管理是指設備運行過程中的綜合管理,主要包括設備的臺賬、維修、保養、報廢等方面的管理。當前,我國工業設備存量市場龐大,增量市場不斷擴張,但從整體來看工業設備信息化水平較低,工業企業對設備的后期管理大多停留在重資產管理而輕生命周期管理,重人工經驗而輕儀器診斷,重周期保養而輕動態維護,重故障報警處理而輕運行數據收集的機械化階段。
從數據維度來看,一方面是工業企業自身在使用設備時因為設備工藝參數等基礎屬性信息和運行、保養、維護時產生的即時信息散落在各環節,數據的傳遞和共享存在著不同程度的滯后,未能形成高時效性的數據鏈條;另一方面工業企業與設備制造商之間也受困于設備標識編碼的不統一造成難以實現跨系統的數據實時共享,各自運行在封閉的環境中不能形成完整的設備數據流、信息流,無法利用大數據、人工智能等技術手段開展工業設備的預警、研判等相關工作,導致工業企業難以對工業設備進行智能化的后期管理。
近年來,物聯網標識技術的發展使得解決上述問題成為可能。物聯網標識技術包括物聯網標識命名、尋址和發現三項主要技術,其基于在物聯網中被感知的物理或邏輯對象唯一標識,利用尋址和發現技術將唯一標識同標識對象附帶的信息數據鏈接起來,并基于標識對象的交互與協作對外提供服務。以我國自主創新、普遍兼容、安全可控的物聯網Ecode標識體系為核心,從數據的交互和共享維度出發,搭建基于Ecode標識體系的設備后期管理系統框架,并以JY-3C條碼檢測儀應用為實例,探討Ecode標識體系在設備后期管理中的應用。
基于Ecode標識體系的設備后期管理系統是從設備實時數據獲取、深度挖潛以及跨系統交互共享維度出發,以設備運行保障為重心,在原設備周期性維護基礎上,引入數據驅動的設備預見性動態維護理念的系統架構,分為設備運行、設備維保、備件管理、報廢處置、臺賬報表五個管理框架,如圖1所示。該系統一方面可利用Ecode標識技術將感知數據及人工監測數據等實時采集至信息系統端,實現不同傳感器網絡、異構設備之間的協議轉換;另一方面可利用Ecode標識技術同設備制造商實現數據共享,將在設備制造商端的設備維護、維修經驗以修正數據參數等形式完善預測模型和故障特征庫,提高設備動態維護的精確性。

圖1 基于Ecode標識體系的設備后期管理系統框架
設備運行管理主要記錄設備運行時的參數設定、運行狀態、操作人員及指令等信息并以Ecode編碼為主鍵將各屬性字段存入企業信息系統的數據庫,在設備運行偏離預定參數等異常情況發生時,將先行提取故障特征進行設備自我診斷分析并嘗試自動糾偏修正,如仍無法解決問題則向系統發起故障報警,進入緊急故障維修階段。
設備維保管理是建立在故障特征庫和預測模型基礎上的動態維護管理。故障特征庫通過Ecode標識技術實現同設備制造商的數據共享,橫向借鑒所有工業企業設備使用的維保經驗,在設備進入緊急維修階段時通過故障特征庫判斷故障原因實施精準維修;設備運行時各傳感器實時感知的數據,技術人員通過輔助設備獲取的檢測數據,設備自身故障報警信息,巡檢點檢錄入的信息等以Ecode編碼為主鍵存入對應的數據庫,并與歷史感知數據等數據信息建立數學分析模型,分析和判斷設備的劣化趨勢、故障部位及原因并預測變化發展,針對性地提出防范措施,防止和控制可能的故障出現。工業企業進行基于設備實際運行狀態的動態維護,不僅避免設備故障停機造成的產能損失,也可避免過度維護帶來的成本損失及人力浪費。
設備主體的Ecode編碼作為主碼,關聯其關鍵零部件的Ecode編碼,依據設備預測模型的分析結果結合設備實際工況形成設備備件需求信息,對接工業企業采購系統等信息系統。零部件供應商通過解析接收到的零部件Ecode編碼,獲取零部件型號等信息,安排生產發貨,工業企業收到備件后完成備件采購流程,在備件替換時及時更新備件Ecode編碼至信息系統。
設備的報廢一是因設備使用超過其自然壽命,二是自然壽命結束前因技術原因被淘汰。第一種情況的判斷依據通常是依靠設備制造商設定的安全使用年限或在使用過程中因主要結構和主要部件的磨損老化等導致設備性能已達不到最低生產工藝要求且不能修復或成本過高,通過預測模型可更加精確地界定報廢時間,增強設備使用安全,降低使用成本;第二種情況涉及的設備通常配置給其他產線或以折舊售出等方式銷售給其他工業企業,此時可通過Ecode標識技術解析到設備歷史數據,實現設備生產數據的遷移及生產環境的適配。
設備臺賬通過信息系統調用以設備主體Ecode編碼為主鍵的數據庫各屬性字段直接生成,后續根據業務需求,配置可視化插件,設備臺賬可以數據大屏的方式直觀展示,便于設備的臺賬管理。統計報表是設備臺賬管理的延伸,定制化分析,面向不同的相關群體提供不同的統計報表,如維保人員提供設備缺陷統計分析、工作票統計分析、檢修工時統計分析等,可用折線圖、柱狀圖、餅狀圖等對設備的OEE表、MTTR表等進行直觀展示。
作為物聯網標識,Ecode可以將設備后期管理中所涉及的人、機、料等因素產生的基礎信息和實時信息以數據的形式關聯起來形成以Ecode編碼為主鍵的數據鏈,工業企業可通過Ecode標識技術將內部數據鏈鏈接至設備制造商的服務鏈,實現設備維保經驗共享,設備制造商也可通過此數據鏈實現設備缺陷分析和快速迭代。
工業企業設備使用時產生的信息流往往只在企業內部信息系統間發生交互,一旦涉及到外部交互時通常需采取手動操作,在溝通的準確性、及時性上存在較多弊端,設備制造商對設備有內部的編碼方法,例如,采用型號+特征碼+順序號的編碼方式,使用企業則一般是按照固定資產的管理方法來進行編碼,兩者之間的編碼涵義完全不同,彼此之間的信息交互需由全局唯一的中間編碼來進行映射,定位于無歧義一物一碼的Ecode編碼便可完成映射過程。
JY-3C條碼檢測儀由北京東方捷碼科技開發中心(以下簡稱東方捷碼)研制,廣泛應用于條碼質量檢測部門、印刷企業、商業系統、郵政系統、倉儲物流系統等領域,具有條碼數據采集、碼制自動識讀、條碼印刷質量分析等功能。采用Ecode10096碼對JY-3C條碼檢測儀主機及關鍵零部件進行唯一標識,探索Ecode標識體系在設備后期管理中的應用。
單個JY-3C條碼檢測儀賦予主碼1009614773 040187474065427,應用的Ecode10096編碼結構:V(版本)=1,NSI(編碼體系標識)=0096,DC(分區碼)=1,AC(應用碼)=4,IC(標識碼)由18位隨機數字組成,總長度為25位。JY-3C條碼檢測儀標識信息,見表1。其關鍵零部件賦予Ecode編碼后關聯到產品主碼,企業內部編碼采用BOM組件號+系列號標識到單品(BOM組件號定位到品類,系列號采用生產年份+順序號擴展到單品),如表1所示,利用Ecode編碼作無含義且無歧義映射(系列號可以反映出工業企業產能等信息,隨機生成不重復的Ecode編碼則可避免敏感信息外泄,且具備防偽功能),工業企業通過Ecode國家物聯網標識管理與公共服務平臺同東方捷碼實現系統對接,獲取設備型號、技術參數、關鍵零部件Ecode編碼等基礎信息后錄入到信息系統,Ecode主碼按用戶權限解析后可連接到東方捷碼的維保服務數據庫,實現關鍵零部件備件、故障特征庫和預測模型的動態更新,設備使用情況可在工業企業授權后錄入到Ecode國家物聯網標識管理與公共服務平臺,為設備閑置交易等應用場景提供數據存證。

表1

從數據的交互與共享維度,搭建的基于Ecode標識體系的設備后期管理系統框架,以設備運行保障為重心引入了數據驅動的設備預見性動態維護理念,利用Ecode標識技術實現了工業企業同設備制造商之間的數據交互和共享,并通過在條碼檢測儀產品上的應用實踐,探索了Ecode標識體系在設備后期管理中的應用。