張 鵬

（中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務(wù)分公司 天津 300000）

引言

上世紀(jì)九十年代，EAM（Enterprise Asset Management）的概念進(jìn)入中國(guó)，之后國(guó)內(nèi)的電力、石油、石化、鋼鐵等資產(chǎn)密集的大型企業(yè)相繼引進(jìn)并實(shí)施應(yīng)用。1996年中外合作的流花油田引進(jìn)了MRO公司開發(fā)的商業(yè)化資產(chǎn)管理軟件Maximo系統(tǒng)，在應(yīng)用過(guò)程中其先進(jìn)的設(shè)備管理理念逐漸被國(guó)內(nèi)海上作業(yè)者認(rèn)可。2002年中國(guó)海油開始引進(jìn)Maximo系統(tǒng)，并向所屬的自營(yíng)油田推廣應(yīng)用，旨在通過(guò)信息化手段，逐步推進(jìn)生產(chǎn)管理過(guò)程向精細(xì)化發(fā)展[1]。歷經(jīng)十多年的發(fā)展過(guò)程，Maximo系統(tǒng)在海上固定生產(chǎn)平臺(tái)、陸地終端、及其他大型生產(chǎn)設(shè)施已實(shí)現(xiàn)覆蓋應(yīng)用，“以企業(yè)資產(chǎn)為核心”，“審批流程信息化”、“優(yōu)化資源調(diào)度”，“積極的預(yù)防性維修”等現(xiàn)代資產(chǎn)管理理念被融入到生產(chǎn)管理過(guò)程中。隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的不斷發(fā)展，企業(yè)資產(chǎn)管理的內(nèi)容和范疇也在不斷豐富和深化。EAM系統(tǒng)不斷外延，人、財(cái)、物、供應(yīng)商、環(huán)境、無(wú)形資產(chǎn)等更廣泛的資源被納入管理，EAM系統(tǒng)與傳統(tǒng)信息化系統(tǒng)之間的信息共享與融合已不再是問(wèn)題。隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念的興起，EAM系統(tǒng)向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)延伸，實(shí)現(xiàn)與資產(chǎn)無(wú)縫連接，是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

1 EAM系統(tǒng)基本概念

EAM（Enterprise Asset Management）泛指企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)，是面向資產(chǎn)密集型企業(yè)的一系列信息化解決方案的總稱。以提高設(shè)備可利用率、降低企業(yè)運(yùn)行維護(hù)成本、追求設(shè)備壽命周期費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)和設(shè)備效能最高為目標(biāo)，通過(guò)信息化手段合理安排維修計(jì)劃及相關(guān)資源與活動(dòng)。EAM并不是一個(gè)專業(yè)的信息系統(tǒng)定義，而是軟件開發(fā)商出于營(yíng)銷目的，發(fā)明創(chuàng)新的詞語(yǔ)。其最初的原型來(lái)自于CMMS（Computer Maintenance Management System）計(jì)算機(jī)化的維護(hù)管理系統(tǒng)，用于對(duì)高價(jià)值的固定資產(chǎn)實(shí)現(xiàn)維護(hù)、保養(yǎng)、跟蹤等過(guò)程信息化管理。為了滿足企業(yè)一站式管理需求，EAM在CMMS的基礎(chǔ)上增加了采購(gòu)管理、庫(kù)存管理、安全管理、項(xiàng)目管理等一系列外延模塊。

2 EAM系統(tǒng)在海洋石油的應(yīng)用

海洋石油行業(yè)從引進(jìn)Maximo系統(tǒng)（圖A）后，在信息化層面不斷深化應(yīng)用，其間主要經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：

第一階段，對(duì)靜態(tài)資產(chǎn)數(shù)據(jù)電子化；對(duì)PR、PO、工單、物資發(fā)放、物資調(diào)撥等業(yè)務(wù)流程信息化；信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范化。

第二階段，大量應(yīng)用KPI報(bào)表分析，實(shí)現(xiàn)量化管理目標(biāo)；Maximo系統(tǒng)與Erp系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存管理從費(fèi)用化向資產(chǎn)化轉(zhuǎn)變；通過(guò)主數(shù)據(jù)清洗、物資共享、平衡利庫(kù)等一系列措施實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的庫(kù)存管理。

第三階段，Maximo系統(tǒng)與多系統(tǒng)共享融合，建設(shè)全生命周期的設(shè)備完整性管理平臺(tái)。

Maximo系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程簡(jiǎn)圖（圖A）

3 EAM系統(tǒng)應(yīng)用問(wèn)題分析

PM（Preventive Maintenance）即預(yù)防性維修是指在機(jī)械設(shè)備沒(méi)有發(fā)生故障或尚未造成損壞的前提下即展開一系列維修的維修方式，通過(guò)對(duì)設(shè)備的系統(tǒng)性檢查、測(cè)試和更換以防止功能故障發(fā)生，使其保持在規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的全部活動(dòng)。PM是EAM系統(tǒng)在設(shè)備管理方面的重要理念，通常一個(gè)海上平臺(tái)的預(yù)防性維修工作達(dá)到200多項(xiàng)，包括周期性更換工作和周期性檢修工作。在具體實(shí)踐過(guò)程中，按照設(shè)備分級(jí)管理和設(shè)備缺陷管理的要求，將這些PM工作項(xiàng)目以計(jì)劃模板的形式在Maximo系統(tǒng)中固化下來(lái)，通過(guò)設(shè)置不同時(shí)間響應(yīng)頻率，周期性自動(dòng)觸發(fā)工作任務(wù)[2]。對(duì)于基于時(shí)間變化的故障規(guī)律（潤(rùn)滑、防腐、穩(wěn)定的磨損），這種定期維修是一種易于實(shí)現(xiàn)且行之有效的預(yù)防性維修方式。

20世紀(jì)六七十年代，美國(guó)航空業(yè)和海軍通過(guò)對(duì)資產(chǎn)失效過(guò)程的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：只有11%的故障遵循年齡退化模式；89%的故障是隨機(jī)發(fā)生的。英國(guó)可靠性科學(xué)先驅(qū)約翰·莫布雷認(rèn)為：在預(yù)防性維修中，70%的投資對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)間沒(méi)有影響。除非有一個(gè)明顯的具有時(shí)間特征的故障模式，否則基于時(shí)間的檢修不會(huì)提高復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性。因此，時(shí)間并不是評(píng)價(jià)資產(chǎn)健康狀態(tài)的一個(gè)最佳指標(biāo)，尤其是對(duì)于現(xiàn)代的復(fù)雜設(shè)備基于時(shí)間的預(yù)防性維護(hù)帶來(lái)幾個(gè)方面的問(wèn)題：①無(wú)法保證實(shí)施預(yù)防性維修后實(shí)際故障率一定能下降；②會(huì)造成維修過(guò)度，導(dǎo)致維修資源浪費(fèi)；③定期維修造成設(shè)備的使用效率降低。

P-F間隔曲線（圖B）

按照現(xiàn)代RCM(Reliability Centered Maintenance)以可靠性為中心的維修理論，維修策略應(yīng)根據(jù)故障的嚴(yán)重程度和維修的可行性在定期維修、狀態(tài)維修、事后維修、定期報(bào)廢四種方式進(jìn)行選擇。通常設(shè)備的失效過(guò)程是從發(fā)生隱患過(guò)渡到功能故障，P-F間隔曲線（圖B）描述了這個(gè)過(guò)程。在F故障點(diǎn)之后采取的維修措施是事后維修，這是最壞的一種維修方式，不僅造成停工停產(chǎn)，而且可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備永久失效。F故障點(diǎn)之前采取的維修措施屬于預(yù)防性維修，對(duì)不遵循時(shí)間退化規(guī)律的故障，在P隱患點(diǎn)之前頻繁的定期維修往往是盲目的，不僅造成維修資源浪費(fèi)，甚至?xí)胄碌膯?wèn)題。P隱患點(diǎn)到F故障點(diǎn)之間的這段時(shí)期是一個(gè)最佳的維修窗口期，通過(guò)對(duì)設(shè)備實(shí)施有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，持續(xù)跟蹤劣化過(guò)程，準(zhǔn)確把握維修時(shí)機(jī)，即實(shí)現(xiàn)狀態(tài)維修[3]。

實(shí)際上EAM系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中與RCM理論存在脫節(jié)，缺少有效的方法實(shí)現(xiàn)狀態(tài)維修。大多數(shù)的預(yù)防性維修工作采用定期維修策略進(jìn)行管理。EAM系統(tǒng)是互聯(lián)網(wǎng)層面的IT系統(tǒng)，信息按照“設(shè)備→人→系統(tǒng)”的方式進(jìn)行傳遞，由于人的信息收集能力、故障判斷能力、響應(yīng)速度等因素制約了對(duì)設(shè)備狀態(tài)的有效監(jiān)測(cè)。

4 EAM與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的融合

伴隨全球工業(yè)制造領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級(jí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，成為工業(yè)體系智能化變革的重要推手。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)表現(xiàn)出六大典型的技術(shù)特征：智能感知、泛在連通、精準(zhǔn)控制、數(shù)字建模、實(shí)時(shí)分析和迭代優(yōu)化。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐與發(fā)展自下而上包括四個(gè)階段[4]（圖C）：

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展階段（圖C）

第一階段，智能的感知控制階段。即利用智能感知技術(shù)，隨時(shí)隨地進(jìn)行工業(yè)數(shù)據(jù)的采集。

第二階段，全面的互聯(lián)互通階段。通過(guò)多種通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通手段，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的傳遞出去。

第三階段，深度的數(shù)據(jù)應(yīng)用階段。利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的充分挖掘和利用。

第四階段，創(chuàng)新的服務(wù)模式階段。利用信息管理、智能終端和平臺(tái)集成等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)智能化改造，提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值、優(yōu)化服務(wù)資源和激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

EAM系統(tǒng)通過(guò)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的深度融合可實(shí)時(shí)獲取資產(chǎn)健康狀態(tài)（圖D），并確定最佳的預(yù)防性維修策略，讓企業(yè)從一個(gè)無(wú)縫的平臺(tái)完整地了解自己的資產(chǎn)。根據(jù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的層級(jí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程還需要從以下三個(gè)方面開展一些列工作[5-6]：

基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的EAM系統(tǒng)模型（圖D）

（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)。加裝傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵物理特征信息的獲??；收集工業(yè)系統(tǒng)的閉環(huán)控制回路上產(chǎn)生的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；加大對(duì)智能裝備的應(yīng)用。建設(shè)能夠與各類型工業(yè)總線實(shí)現(xiàn)對(duì)接的高速可靠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)企業(yè)云存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的匯聚與存儲(chǔ)。

（2）故障模型分析系統(tǒng)建設(shè)。設(shè)備故障機(jī)理模型的選用與研究；設(shè)備隱患到劣化過(guò)程的跟蹤與預(yù)測(cè)；針對(duì)復(fù)雜故障，可通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式確立模型。

（3）故障代碼體系建設(shè)。持續(xù)完善EAM系統(tǒng)中的故障代碼庫(kù)和作業(yè)計(jì)劃模板，建立映射關(guān)系，形成知識(shí)沉淀。

結(jié)語(yǔ)

資產(chǎn)維護(hù)不足可能導(dǎo)故障頻發(fā)，帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)，這會(huì)對(duì)資產(chǎn)的使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。另一方面，對(duì)資產(chǎn)的過(guò)度維護(hù)導(dǎo)致維修資源的浪費(fèi)，這直接影響了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本和盈利能力。未來(lái)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)基于可靠性的預(yù)防性維修提供了理論和技術(shù)指導(dǎo)，這將是EAM系統(tǒng)向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)延伸的必然趨勢(shì)。同時(shí)，也要認(rèn)識(shí)到海洋石油行業(yè)的特殊作業(yè)環(huán)境所帶來(lái)的挑戰(zhàn)：①基于對(duì)設(shè)備高可靠性的要求，對(duì)新產(chǎn)品新技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用趨于保守；②現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備密集、控制系統(tǒng)通訊接口種類多，增加了數(shù)據(jù)匯聚難度；③海陸通訊帶寬低，制約海量數(shù)據(jù)的傳遞。