數字化設備管理模式的探索和應用

張敏忠

（中車戚墅堰機車有限公司，江蘇常州 213011）

1 BPM 助力設備管理業務流程的信息化、數字化

BPM（Business Process Management，業務流程管理）是一種管理方法論，其中的流程指的是企業或組織中的各類業務和管理流程，通過對各類業務流程的建模、分析、優化和執行，可提高企業或部門的業務管理水平。

從設備全壽命管理過程來看，設備的各個環節都有相應的業務管理要求，如新設備采購管理、新設備安裝調試竣工驗收管理以及設備的資產管理、檔案管理、維修管理、定保小修計劃管理、運行狀態監控、數據統計分析、報廢（閑置、封存）管理等。本文結合中車戚墅堰機車有限公司（以下簡稱“公司”）的實際情況，利用BPM 軟件開發了幾款設備管理業務流程，以探索企業數字化轉型要求下設備管理的有效辦法。

1.1 利用BPM 開發“設備故障委托修理審批流程”

（1）背景介紹。現代裝備制造業的發展趨勢是信息實時化、生產過程透明化、管理高效、綠色低碳（圖1）。對于大中型企業來講，設備數量多、品種多，各類設備技術錯綜復雜。企業內部維修力量薄弱，維修人員不可能掌握全部的設備技術，有些復雜的設備故障需要依靠市場的人力和技術資源來解決，專業的事情需要交給專業的個人和單位來做。根據《公司設備管理辦法》中設備故障委托修理的相關規定，需要辦理相應的委托修理手續，并經公司相關領導審批同意后才能進一步實施維修。

圖1 現代裝備制造業的發展趨勢

（2）傳統紙質審批流程。車間設備員提出委托修理申請、車間領導審批、設備管理部門經辦人審批、設備管理部門領導審批、公司層級領導審批、審計部門經辦人審批、審計部門領導審批。傳統紙質審批流程對于經辦人員和審批人員來講，費時耗力、辦事效率低下，管理成本高，難以適應現代化管理的需求。

（3）BPM 業務審批流程。依托公司網絡化平臺，通過BPM軟件的開發，各節點的經辦人員和審批人員可以在第一時間收到提示信息、第一時間看到審批流程狀態，知道自己的待辦事項，可以及時輸出相應的審批意見。

1.2 利用BPM 開發“設備報廢、封存、閑置審批流程”

（1）背景介紹。為了加強設備使用過程中的管理和監督，上規模的企業設備管理部門一般需要對設備的報廢、封存、閑置狀態進行審批，提高設備的使用效率和安全性，減少設備資源的浪費，保障公司環境安全和員工健康的安全，有效節約企業的管理成本，使企業資產保值升值。

（2）傳統紙質審批流程。車間設備員提出“設備報廢、封存、閑置”申請、車間領導審批、設備管理部門經辦人組織評估和鑒定、設備管理部門領導審批，公司層級領導審批。對經辦人員和管理人員來講，同樣費時耗力、來回折騰，無法及時對設備進行效能評估，難以做到全面有效的管理和監督。

（3）BPM 業務審批流程。依托公司網絡化平臺，通過BPM軟件的開發，將“設備報廢、封存、閑置審批流程”進行流程化、節點化、信息化、數字化的設計，使各節點的經辦人員和審批人員第一時間收到信息、知道任務和需求，及時輸出相應的審批意見。

1.3 應用BPM 業務審批流程的心得體會

（1）BPM 審批流程的特點：流程可視化、響應快、責任明確，可跟蹤追溯、便于資料和及相關附件的保存，以及數據的統計。

（2）BPM 審批流程可以針對設備管理中某些重點、難點業務進行設計和開發，確定流程應用場景和使用范圍，一旦BPM審批流程應用于具體業務，將替代紙質審批流轉，便于組織管理，提升管理效率。

（3）BPM 設備管理的目標是通過一個完整的系統來管理設備，實現設備管理表單化、信息化、數字化和智能化，隨著人工智能技術的不斷進步，BPM 設備管理也越來越趨向于智能化，能夠自動化地完成數據分析、運行監測等各種任務，在提高設備運行效率的同時，優化生產流程，提高企業的產品質量和競爭力；BPM 設備管理通常是對企業內部所有的設備進行統籌管理，從統一的角度管理和協調各類設備與技術，BPM 可同樣成為企業其他各個業務環節的基礎管理平臺。

2 DNC 數控機床聯網技術在設備管理中的應用

如何對設備的運行狀態、數據、參數等進行實時、準確的監控和分析，以及發現設備的異常情況并及時處理，是設備管理中不可避免的問題，傳統的設備管理模式下大多數設備基礎數據來自于人工采集，缺乏實時可靠性，難以做到準確的數據分析。這里結合公司設備現狀和聯網情況，介紹DNC（Distributed Numerical Control，分布式數控）技術在設備管理中的應用（圖2）。

圖2 DNC 功能示意

（1）設備現狀。生產現場有數控車、銑、鏜、磨、鍛、焊、加工中心等眾多生產設備。

（2）聯網設備的選擇。一般在生產環境較好、數控機床相對集中、設備先進程度較高、設備使用效率較高的車間會考慮DNC設備聯網，這主要是出于聯網安全、可靠、合理、成本等因素的考慮。

（3）機床實時數據的類型一般包括：①機床開機、關機、故障時間，及機床的運行狀態；②轉速和進給值，可以實時反饋當前的主軸轉速S 和進給速度F 的倍率值；③報警信息，能夠實時反饋機床報警信息，報警號是多少；④加工程序信息；⑤其他信息。主要目的是想通過機床實時數據的采集，統計設備的開機率、主軸運轉率、主軸負載率、運行率、故障率、加工效率、OEE（Overall Equipment Effectiveness，綜合利用率）等指標。

（4）DNC 軟件的功能，如機床聯網通信功能、機床狀態監控與數據采集功能、數控程序編輯與仿真功能、高端數控程序管理功能等。

（5）DNC 機床聯網技術應用的心得體會。DNC 聯網技術是一款數字技術與機床加工深度融合的技術，經歷了專用網絡階段、Internet 應用階段、云計算時代各個不同階段，聯網技術和應用逐步走向成熟。當前，隨著云計算技術的快速發展，DNC 系統逐漸向云平臺轉變，實現了實時監控，遠程控制等功能，所有的加工程序集中在服務器上，機床只是作為一個終端用于加工作業，每臺數控機床均可以按要求調用所需的加工程序，即“按需分配”，根據生產計劃合理分配機床負荷，當機床因故障等原因無法正常工作時，可以靈活轉移工作任務，為制造業數字化轉型升級提供有力的技術支撐。設備管理人員通過一臺計算機，就可以在辦公室進行遠程監控，掌握機床的實時狀況。

3 RFID 在設備資產管理上的應用

RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）是一種無線電頻率識別技術，可以自動識別和跟蹤特定物品或物體，它基于無線電波通過一組讀寫器和標簽之間的相互作用來實現目標的快速、準確和無接觸的識別，給每個固定資產貼上RFID 標簽并聯網，實現固定資產行為追蹤監控。利用RFID 技術可以實現固定資產在位盤點、固定資產快速搜索、實現對固定資產數字化、精細化管理。鑒于RFID 技術的特點，規模較小的企業可以選擇相對簡單、易操作的RFID 設備資產管理系統；而規模較大的企業需要更高級、全面的RFID 設備資產管理系統，以滿足企業管理的需求。

總之，RFID 設備資產管理可以幫助各種規模的企業提高資產管理的效率和準確性。

4 在設備管理數字化轉型中常用的軟件和系統

對于二維碼標簽管理模式、物聯網在線管理模式、MES（Manufacturing Execution System，制造執行系統）、CMMS（Computerized Maintenance Management System，計算機維修管理系統）、EAM（Enterprise Assets Management，企業資產管理系統）、SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，監控和數據采集系統）、ERP（Enterprise Resource Planning，企業資源計劃）軟件、IoT（Internet of Things，物聯網）平臺，可考慮借助系統中的設備管理模塊，用于跟蹤、監控和管理企業的設備和設施，幫助企業管理設備清單、資產保養計劃、維修記錄、設備狀態等信息。企業可以根據自身的框架設計、業務和經營狀況、設備規模等因素，選擇相適應的數字控制、通信技術和軟件工具，建設適合自身發展需要的數字化設備管理模式。本公司是一個大中型國有企業，設備數量多、各種業務多、信息量大、流程環節多、各種需求多，在已構建的信息化、數字化、集成化管理平臺上，數字化設備管理模式只是其中的重要一環。對于中小企業而言，業務流程短，在一定規模內信息比較集中，建議企業結合自身特點、量力而行，將有限的資源聚焦到最核心業務，選擇合適的數字技術、通信技術、應用軟件，借助云服務，利用大平臺資源，幫助企業實現“小而美”的數字化轉型。

圍繞選擇何種數字化技術手段，判斷一個管理模式是不是真正被利用起來，關鍵要看它的功能設計是否易用，真正降低終端用戶應用的難度，提高了工作效率；系統數據是否及時完整，準確率高，從而提高管理人員的判斷能力和決策能力。這也是建設數字化設備管理模式的價值體現。

5 數字化設備管理模式需要遵循的原則

目前大多數企業設備管理面臨的現狀和問題是設備數量多、分布廣、人工采集和統計數據慢、且不準確，業務流程繁瑣、管理成本高，同時企業數字化轉型也面臨整體規劃模糊、技術支持薄弱、數據管理不規范等問題。如何通過數據驅動和管理模型驅動，確保數據的廣泛采集并適合多場景應用，建設數字化設備管理模式需要遵循以下原則。

（1）用戶導向：數字化管理需從企業需求和用戶體驗出發，提高用戶滿意度和使用便捷性。

（2）數據為核心：數字化管理需要從數據入手，通過數據挖掘和分析，提高設備的效率和績效。

（3）高效運營：數字化管理需要通過優化流程、管理、維護等環節，提高設備的運營效率。

（4）創新驅動：數字化管理需要加強技術創新和研發，提高設備的智能化、自動化和可持續發展能力。

（5）安全可靠：數字化管理需要加強網絡安全管理和安全預防機制，確保設備數據和信息安全。

企業數字化轉型是大數據、云計算、人工智能、工業互聯網等多種數字技術的集群式創新突破，與設計研發、生產制造、倉儲物流、銷售服務等進行深度融合，進行全流程、全鏈條、全要素的改造，充分發揮數據要素的價值創造作用。數字化設備管理模式應根據企業自身的應用場景和管理上的痛點難點，選擇標準化和模塊化的技術部件，同時考慮系統兼容性的問題，以利于現在和將來的設備選型及聯網集成，搭建自主可控、安全可靠的數字化設備管理平臺。