大數(shù)據(jù)在高職院校后勤維修中的應(yīng)用研究

鄭健

摘要：高職院校的后勤維修工作信息化可分為三個層次，即管理工作的數(shù)字化、基礎(chǔ)設(shè)施的智能化、后勤服務(wù)的智慧化。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以對維修工作的情況進(jìn)行統(tǒng)計分析。利用維修歷史數(shù)據(jù)和設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)建模，可以對設(shè)施設(shè)備的狀態(tài)做出預(yù)判，提供預(yù)測性維修的執(zhí)行依據(jù)。對維修備件使用情況建模分析，可以預(yù)測備件的未來需求，幫助庫存采購調(diào)整策略。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)分析;后勤工作;維修工作;預(yù)測;備件

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）12-0086-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 引言

高職院校的后勤維修工作涉及學(xué)校教育教學(xué)、校園生活的方方面面，小到窗戶、桌椅，大到房屋、道路，都會有維修、保養(yǎng)的需求。有些院校成立了大后勤部門，還會涉及信息化管理、資產(chǎn)和采購管理等工作，除了傳統(tǒng)的后勤設(shè)施，還要面對信息化設(shè)施、教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備等維修問題。

后勤維修工作的類別繁多、服務(wù)面廣，有著復(fù)雜性、突發(fā)性、及時性、經(jīng)常性、危險性以及無償性等特點(diǎn)[1]。要緩解后勤維修的壓力，一方面要加強(qiáng)管理，進(jìn)行隊伍的專業(yè)化建設(shè)，另一方面要積極引入信息化手段，以數(shù)字化、智能化為基礎(chǔ)，通過大數(shù)據(jù)分析，提升維修工作的效率、降低維修的成本。

2 維修管理工作的信息化

維修管理工作的信息化可以分為三個層次。第一層次是管理工作的數(shù)字化，即通過建立維修工作管理信息系統(tǒng)（或數(shù)字校園、智慧校園平臺中的功能模塊），將紙質(zhì)、電話、微信群等途徑的報修統(tǒng)一在一個系統(tǒng)中，以數(shù)字化工單的形式管理從故障報修、維修處理、到反饋評價的維修工作流程。在工單的維修分類上，應(yīng)盡量詳盡細(xì)分，以便數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)計。工單的創(chuàng)建應(yīng)做到一物一單，例如用戶報修了一個房間的門鎖和窗戶有故障，那就應(yīng)當(dāng)建立兩個維修工單，而非合并在一起。不過由于用戶對報修的項目、內(nèi)容可能無法準(zhǔn)確描述、選擇，所以工單的受理人員或維修人員需要根據(jù)實際情況對工單的類別進(jìn)行調(diào)整，合并或拆分工單。維修的設(shè)施有些由于災(zāi)害或年久老化而損壞，有些是使用不當(dāng)導(dǎo)致的，維修人員的處理結(jié)果須分情況記錄。只有實現(xiàn)維修工作數(shù)字化，按要求處理工單，準(zhǔn)確描述和記錄信息，才能為后續(xù)的大數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)保障。

第二層次是基礎(chǔ)設(shè)施的智能化。對于學(xué)校的電網(wǎng)、自來水管網(wǎng)、供熱管網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)、大功率實訓(xùn)設(shè)備、空調(diào)等設(shè)施，雖然有專人會定期巡檢，但手工記錄在數(shù)據(jù)精確性、及時性以及數(shù)據(jù)量上都存在不足，并不能很好地反映設(shè)施狀態(tài)的變化情況。因此對這些傳統(tǒng)設(shè)施進(jìn)行改造，增加傳感器監(jiān)控設(shè)備，就能對這些資源進(jìn)行實時的狀態(tài)監(jiān)測，既減少人力投入，又提高了設(shè)施的安全性。再加上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、不間斷電源（UPS）等信息化設(shè)施本身都帶有傳感器和管理軟件，把它們也納入維修管理的監(jiān)測平臺中，就可以及時獲取設(shè)備的故障報警，盡早解決問題，減少損失，提升用戶滿意度。設(shè)施智能化會產(chǎn)生大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)分析提供了科學(xué)保障。

第三層次就是后勤服務(wù)的智慧化。有了維修管理工作的數(shù)字化、基礎(chǔ)設(shè)施的智能化，就可以獲取大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括設(shè)施設(shè)備的狀態(tài)情況、維修的類別、工時、地點(diǎn)、損壞原因、材料或備件使用等，為大數(shù)據(jù)分析提供了有效保證。基于這些數(shù)據(jù)，經(jīng)過關(guān)聯(lián)、聚合，并進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，通過大數(shù)據(jù)分析的算法處理，可以獲取不同時期某類設(shè)施維修情況的對比，或?qū)S修量較大的設(shè)施進(jìn)行原因分析，再進(jìn)一步為預(yù)測性維修和維修備件的需求調(diào)整提供依據(jù)。

大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果往往較為復(fù)雜、信息量又大，所以可通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù)生成圖表、動態(tài)圖。后勤工作人員利用可視化的數(shù)據(jù)分析，能夠快速、有效地進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的篩選，獲取有價值的結(jié)論。

3 預(yù)測性維修

如果維修工作能在故障發(fā)生前進(jìn)行，將問題解決在萌芽階段或影響范圍擴(kuò)大之前，那就既能減輕工作人員的壓力，又能減少維修的費(fèi)用支出。要達(dá)到這樣的目的，工作中既要依靠定期的巡檢保養(yǎng)，又可以借助大數(shù)據(jù)分析，獲取預(yù)測性維修的執(zhí)行依據(jù)。

對于設(shè)施設(shè)備的故障預(yù)測方法有簡易的歷史故障數(shù)據(jù)模型，也有專業(yè)的物理模型方法。所需的數(shù)據(jù)信息包括：工程模型和數(shù)據(jù)、當(dāng)前狀態(tài)、可識別故障模式、歷史使用條件、維修歷史、失效歷史、失效變化曲線、系統(tǒng)退化及失效模式。基于不同的數(shù)據(jù)信息，可以把故障預(yù)測方法分為基于模型的方法和數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法兩類[2]。

基于模型的方法意味著需要建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，掌握設(shè)備、部件的特定失效機(jī)制，并能對其進(jìn)行監(jiān)控。例如大多數(shù)計算機(jī)硬盤都支持的S.M.A.R.T.（Self-Monitoring， Analysis and Reporting Technology）技術(shù)，通過對硬盤的磁頭、盤片、馬達(dá)、電路等運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史記錄進(jìn)行分析，再對比安全閾值即可實現(xiàn)故障的預(yù)警。有些研究在此基礎(chǔ)上運(yùn)用決策樹-CART算法（分類回歸樹算法），通過大數(shù)據(jù)分析，建立決策樹預(yù)測模型，進(jìn)一步降低了硬盤故障預(yù)測的誤報率[3]。但這類方法比較合適于信息化設(shè)施、專業(yè)設(shè)備等，對于后勤涉及的很多設(shè)施較難實現(xiàn)建模描述。

數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法通過實際數(shù)據(jù)來近似和追蹤部件退化特征，以達(dá)到預(yù)測系統(tǒng)的整體狀態(tài)之目的。例如對自來水的供水管網(wǎng)在加裝壓力監(jiān)測、流量監(jiān)測等傳感器后，可以結(jié)合歷年同期的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再加上管材類型、管徑、管長、敷設(shè)年代、現(xiàn)場條件、季節(jié)因素等不同參數(shù)進(jìn)行建模訓(xùn)練，根據(jù)學(xué)校實際運(yùn)行狀況設(shè)定預(yù)警值，幫助水電工及時發(fā)現(xiàn)水管滲漏或爆管的風(fēng)險。

在維修工作中，可以通過用戶報修的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，以圖形化展示，結(jié)合報修量閾值警示，提醒歸口負(fù)責(zé)人員及時關(guān)注或維修。如某個系統(tǒng)出現(xiàn)集中時段的故障報修，說明該時間段系統(tǒng)設(shè)備的承載壓力過大，比如早上上課時間段，計算機(jī)機(jī)房經(jīng)常跳閘，就需要考慮用電負(fù)荷過大或空氣開關(guān)故障的問題。

對于預(yù)測性維修，還應(yīng)結(jié)合設(shè)備固定資產(chǎn)的信息，在保養(yǎng)計劃的基礎(chǔ)上，考慮設(shè)備使用頻率、使用時長等因素，在達(dá)到預(yù)設(shè)時間或預(yù)設(shè)使用率后，通過系統(tǒng)提醒責(zé)任人及時檢修設(shè)備。

4 維修備件的需求管理

高職院校后勤社會化改革已深入開展，在后勤保障工作中，維修備件的采購和庫存成本控制是重要的一環(huán)。后勤維修備件的品類眾多，可達(dá)上千種。與企業(yè)相比，高校的維修備件消耗呈現(xiàn)周期性、季節(jié)性的特點(diǎn)，而備件庫存的數(shù)量往往由維修人員的經(jīng)驗決定。如因備件缺貨導(dǎo)致維修工作不能進(jìn)行，會嚴(yán)重影響師生的滿意度和學(xué)校的聲譽(yù)。因此，維修備件的需求預(yù)測和采購策略成為維修服務(wù)品質(zhì)提升的重要保證。通過準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)建模分析、合理的信息化手段，可以有效地改進(jìn)備件管理工作。

首先要對維修備件進(jìn)行合理分類，建立包含關(guān)鍵系數(shù)、可替代性、供應(yīng)商數(shù)量、單價、需求量、采購提前量這幾項的指標(biāo)體系[4]22。關(guān)鍵系數(shù)需要業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人根據(jù)歷史經(jīng)驗判斷，由設(shè)施設(shè)備的重要性和備件的關(guān)鍵性共同決定[4]22。備件的一般分類可以按ABC分類法，以金額、消耗量為主要依據(jù)排序。參考上述的關(guān)鍵系數(shù)等指標(biāo)，可以對備件分類進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)學(xué)校的實際運(yùn)行所需。通常A類備件排在前10%～20%，B類備件排在前30%～50%，余下的就屬于C類備件了[4]21。

其次對備件的需求要進(jìn)行分類預(yù)測。高職院校的后勤維修備件需求根據(jù)其使用情況可以分為持續(xù)性需求和偶發(fā)性需求。對于持續(xù)性需求，可以采用Holt-Winters模型對時間序列分析和預(yù)測，建模的結(jié)果與實際歷史數(shù)據(jù)較為接近。對于偶發(fā)性需求，可以采用Croston方法，把一個時間段內(nèi)的需求平均分配到其中每個需求時段，分別進(jìn)行指數(shù)平滑預(yù)測[4]44。

最后可對不同類別的備件設(shè)定不同的采購策略。對于A類備件，屬于比較重要、缺貨的后果較為嚴(yán)重，可通過動態(tài)批量模型來確定采購策略。例如對于單品種備件采購，要確定總成本最小，算法最優(yōu)解則滿足：

[It×Qt+1=0， t=1，2，…，n-1]

[It]是t階段的期末庫存量，[Qt]是t階段的采購量，[dt]是t階段的需求，因此，[Qt=0]或[Qt=dt+dt+1+…+dt+j][4]49。

對于B類和C類備件，可以采用定量或定期的策略進(jìn)行采購。可參考最佳訂貨量Q的求解為：[Q=2KDh]。

其中K是訂貨費(fèi)用，D是需求量，h是單位時間的庫存費(fèi)[4]56。

訂貨點(diǎn)s的求解為：[s=dL+ss]。

其中ss是安全庫存量，[d]是提前期內(nèi)平均需求量，[L]是提前期平均值[4]57。

維修備件的需求預(yù)測和采購策略制定都要根據(jù)學(xué)校的實際狀況來調(diào)整模型的參數(shù)，這是一個不斷調(diào)優(yōu)的過程。而且大數(shù)據(jù)的預(yù)測分析也有賴于嚴(yán)格的庫存管理制度和認(rèn)真地執(zhí)行操作，才能在有效的數(shù)據(jù)中獲取真實的結(jié)論。

5 結(jié)束語

高職院校的后勤工作是學(xué)校教育教學(xué)工作順利開展的重要保障，而維修工作涉及的面廣量大，對后勤服務(wù)質(zhì)量提升有著重要影響。推進(jìn)維修工作的信息化，需要結(jié)合學(xué)校的智慧校園規(guī)劃設(shè)計，分步實施。維修管理系統(tǒng)的用戶報修端要盡量簡便、多渠道，而維修人員的管理端則應(yīng)功能詳盡、靈活。維修管理系統(tǒng)也可以將維修結(jié)果反饋到資產(chǎn)采購系統(tǒng)，對經(jīng)常出現(xiàn)故障的設(shè)備或備件品牌、型號的數(shù)據(jù)處理確認(rèn)后，可以列入采購預(yù)警目錄。

以統(tǒng)一的公共數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分獲取基礎(chǔ)設(shè)施的實時性海量數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上發(fā)揮大數(shù)據(jù)預(yù)測的核心價值，實現(xiàn)設(shè)施故障的主動提示，提高工作效率，并設(shè)法降低維修的成本，才能讓師生感受到后勤服務(wù)的誠意，體現(xiàn)后勤工作信息化的價值。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：王力】