孫小軻+林維柏

設(shè)備是企業(yè)資產(chǎn)的重要組成部分，通過預(yù)防性維護(hù)、過程監(jiān)控等措施提升設(shè)備及產(chǎn)品質(zhì)量可靠性，提升設(shè)備綜合利用效率及延遲使用壽命，成為當(dāng)前及今后設(shè)備管理的重點(diǎn)之一。在《中國制造2025》戰(zhàn)略中明確提出促進(jìn)工業(yè)化與智能化融合，提出到2025年在關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率、全員生產(chǎn)勞動(dòng)生產(chǎn)效率等指標(biāo)，著力推進(jìn)制造過程智能化，實(shí)現(xiàn)人機(jī)智能化、制造工藝的數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實(shí)施監(jiān)測(cè)及自適應(yīng)控制等目標(biāo)，由此，設(shè)備信息化管理成為智能制造的基礎(chǔ)之一。隨著產(chǎn)品同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)加劇，產(chǎn)品質(zhì)量可靠及穩(wěn)定性成為關(guān)鍵因素之一，機(jī)械設(shè)備又是產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性保障的主要手段，實(shí)施設(shè)備預(yù)防性維護(hù)、加強(qiáng)設(shè)備過程監(jiān)控成為保障產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的主要措施。而通過延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命來提升設(shè)備可利用率，以降低企業(yè)設(shè)備投入，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

一、智能制造視角下設(shè)備信息化管理進(jìn)展

1.設(shè)備自主維護(hù)與專業(yè)維護(hù)研究。設(shè)備維護(hù)按不同維護(hù)參與者分為以設(shè)備操作者為主的自主維護(hù)及以設(shè)備維修人員為主的專業(yè)維護(hù)，許多學(xué)者研究了設(shè)備維修的重要性及其方法，齊二石、周海波（2007）隨著生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度提高，生產(chǎn)過程對(duì)設(shè)備的依賴程度加大，設(shè)備影響成為生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本等指標(biāo)的關(guān)鍵因素，建立設(shè)備全員維護(hù)體系來保證設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行顯得至關(guān)重要。周武靜、徐學(xué)軍、葉飛（2012）通過員工參與、準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)、全面質(zhì)量管理、設(shè)備全員性維護(hù)等精益生產(chǎn)要素進(jìn)行建設(shè)性檢驗(yàn)，證實(shí)員工參與正向影響設(shè)備全員性維護(hù)效果，同時(shí)設(shè)備全員性維護(hù)又有助于準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。宋杰書（2010）將5S與設(shè)備自主維護(hù)相結(jié)合，培育現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自主維護(hù)的企業(yè)文化，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境效益、社會(huì)效益、員工收入和個(gè)人能力提升的多贏局面，降低了制造成本并提升了企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。羅紅新（2008）推行企業(yè)設(shè)備全員自主維護(hù)存在兩方面障礙，一方面是設(shè)備操作工人缺乏長(zhǎng)期自主參與設(shè)備預(yù)防性維護(hù)的積極性，另一方面是設(shè)備操作工人文化素質(zhì)較低，越是精度要求高等先進(jìn)設(shè)備維護(hù)難以達(dá)成，因此需要建立設(shè)備操作工人自主維護(hù)的培訓(xùn)體系來提升其設(shè)備維護(hù)技能。設(shè)備維護(hù)按照維修時(shí)間分為設(shè)備故障發(fā)生前的預(yù)防性維護(hù)與設(shè)備故障發(fā)生后的事后維護(hù)。許多學(xué)者認(rèn)識(shí)到了事后維修的不足及其影響，李華飛（2013）企業(yè)在對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障檢修的過程中， 采取事后維修的方式，沒有體現(xiàn)時(shí)效性， 工作往往處于滯后的狀態(tài)， 對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營的連續(xù)性造成影響，直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。曹志娟（2009）我國煤礦企業(yè)采取定期維護(hù)、事后維修的方式，缺乏針對(duì)性，對(duì)設(shè)備故障運(yùn)行的保障能力較弱，同一設(shè)備的同一故障模式可能會(huì)有不同的后果，而預(yù)防不同的故障后果需要不同的維修策略。邵斐（2012）針對(duì)設(shè)備維護(hù)活動(dòng)的技術(shù)含量高而設(shè)備專業(yè)維護(hù)人員少的困境，若每臺(tái)設(shè)備都編制預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃，可能預(yù)防性維護(hù)活動(dòng)的可操作小，因此根據(jù)設(shè)備對(duì)生產(chǎn)或產(chǎn)品的重要程度分為關(guān)鍵設(shè)備的全面設(shè)備維護(hù)及普通設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)。在設(shè)備預(yù)防性維護(hù)管理中存在一個(gè)困境：預(yù)防性維護(hù)周期的確定，許多學(xué)者通過定性與定量相結(jié)合等方法來確定預(yù)防性維護(hù)周期，周曉軍、奚立峰、李杰（2005）傳統(tǒng)的等周期預(yù)防性維護(hù)策略會(huì)使設(shè)備的可靠性隨著未出次數(shù)及使用年限的增加而逐步降低，考慮了使用周期遞減因子和故障率遞增因子，引入混合型的故障率演化規(guī)則，建立基于設(shè)備可靠性的順序預(yù)防性維護(hù)模型。周炳海、高忠順（2012）提出帶緩沖區(qū)的設(shè)備預(yù)防性維護(hù)優(yōu)化建模方法，以預(yù)防性性維護(hù)時(shí)刻點(diǎn)作為隨機(jī)變量包含期望預(yù)防性維修成本、期望維護(hù)成本、期望持有成本及期望缺貨成本的期望成本模型，通過模型中多個(gè)參數(shù)的敏感性分析，在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，能有效減少下游設(shè)備的缺貨概率及降低生產(chǎn)成本。張春霞（2015）根據(jù)設(shè)備故障各階段特點(diǎn)，建立威布爾分布函數(shù)模型，利用預(yù)防性維護(hù)調(diào)整因子法對(duì)設(shè)備進(jìn)行“修復(fù)非新“建模，由威布爾分布的參數(shù)估計(jì)方法確定設(shè)備故障率分布函數(shù)，由此確定設(shè)備預(yù)防性維護(hù)周期。

2.設(shè)備全生命周期管理研究。設(shè)備生命周期包含設(shè)備采購安裝的前期管理階段、投入生產(chǎn)后設(shè)備運(yùn)行階段及報(bào)廢后處置階段，不同生命階段設(shè)備管理重點(diǎn)各有差異，現(xiàn)有研究成果中主要集中在設(shè)備運(yùn)行管理階段。劉盛軻（2010）設(shè)備管理中目前存在設(shè)備管理的定位不準(zhǔn)確、方法不規(guī)范、缺乏理論指導(dǎo)等問題，亟需進(jìn)行以信息化設(shè)備管理信息系統(tǒng)的設(shè)備全生命周期管理，來指導(dǎo)設(shè)備采購、運(yùn)行監(jiān)控及設(shè)備處置流程。張勝、張?jiān)葡瑁?015）針對(duì)設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的故障建立電力設(shè)備全生命周期缺陷庫，收集設(shè)備在制造、抽檢、施工、驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)等過程的缺陷信息，并從多個(gè)維度描述缺陷和消缺結(jié)果，形成設(shè)備缺陷檔案，評(píng)價(jià)設(shè)備的健康狀況，為設(shè)備運(yùn)維策略和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供數(shù)據(jù)支持。方彥軍等（2014）構(gòu)建三維虛擬可視化平臺(tái)提出火電廠設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)，在三維虛擬平臺(tái)上查詢?cè)O(shè)備各類信息，利用這些信息對(duì)火電廠設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)和歷史狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析，從而預(yù)測(cè)設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)。李春梅、曾富洪（2013）依據(jù)設(shè)備全壽命周期管理理念， 構(gòu)建設(shè)備管理的功能模型和信息模型， 設(shè)計(jì)開發(fā)出基于JZEE構(gòu)架的設(shè)備管理系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)信息集成、資源共享。蔣曉菲（2016）設(shè)備全生命周期管理產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，找出隱藏在數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，進(jìn)一步完善設(shè)備和人員管理制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，在一定程度上提高設(shè)備的利用率。

3.設(shè)備過程監(jiān)控與履歷研究。建立設(shè)備履歷管理，提升設(shè)備信息數(shù)據(jù)化與集成化，肖興等人（2013）傳統(tǒng)的紙質(zhì)履歷存在信息引入不準(zhǔn)、不全、不詳?shù)膯栴}，紙質(zhì)履歷信息共享率低，梳理履歷信息化過程具備的條件和關(guān)聯(lián)性，提出以信息化履歷為中心的ATP車載設(shè)備信息管理模型實(shí)現(xiàn)履歷信息共享，有效提高了設(shè)備信息管理效率和科學(xué)化水平。白海榮（2016）設(shè)備履歷實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理數(shù)據(jù)化、信息化，實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和空間位置信息，為設(shè)備管理人員及事故搶修指揮人員制定最佳搶修方案提供及時(shí)、準(zhǔn)確的決策依據(jù)，保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。由于設(shè)備手工臺(tái)賬及ERP系統(tǒng)對(duì)設(shè)備管控的結(jié)果導(dǎo)向，在實(shí)踐中許多企業(yè)通過MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)設(shè)備過程監(jiān)控，李照蘭、張永亮、仲梁維（2014）根據(jù)設(shè)備的具體運(yùn)行狀況、故障記錄、先前故障登記，以及重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)的檢查數(shù)據(jù)等信息，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)計(jì)劃的自動(dòng)生成，規(guī)范設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)預(yù)警提示信息及故障處理措施。陳磊、高春能、潘庭龍（2015）建立設(shè)備數(shù)據(jù)三維模型，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全過程、全生命動(dòng)態(tài)和靜態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)了小麥加工企業(yè)設(shè)備管理的信息化、規(guī)范化和可追溯性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備成本、效率等管控目標(biāo)。

二、智能制造視角下設(shè)備信息化管理展望

綜合現(xiàn)有研究成果來看，學(xué)界與企業(yè)界已經(jīng)逐步開展設(shè)備信息化管理研究及應(yīng)用，在設(shè)備過程控制及維護(hù)方面已經(jīng)取得一定的經(jīng)驗(yàn)及成果。在未來的研究中，需要通過加強(qiáng)智能設(shè)備集成化控制、設(shè)備數(shù)據(jù)分析及處理、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)及自適應(yīng)等方面研究，由點(diǎn)到面地實(shí)現(xiàn)設(shè)備與生產(chǎn)線的智能化升級(jí)，促進(jìn)設(shè)備過程穩(wěn)定性提升產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性，通過設(shè)備預(yù)防維護(hù)及在線狀態(tài)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)設(shè)備過程可視化管控等。

（作者單位：湖南工業(yè)大學(xué)商學(xué)院）endprint