陳澤波，王振鑫，李婷婷

（武漢海爾熱水器有限公司，湖北 武漢 430000）

隨著德國工業(yè)4．0和中國制造2025規(guī)劃的提出，各行業(yè)智能化工廠建設(shè)開始提速，新建超級工廠直接越級為自動化、智能化工廠。傳統(tǒng)的制造工廠為了提高生產(chǎn)效率、降低能耗和維護(hù)成本，也加速了進(jìn)行工廠設(shè)備智能化的改造和升級，隨著設(shè)備自動化、信息化水平提升，設(shè)備管理需借助新的管理模式：設(shè)備ITPM。

1 傳統(tǒng)設(shè)備管理的痛點(diǎn)、難點(diǎn)

（1）目前傳統(tǒng)制造工廠在經(jīng)營過程中，設(shè)備全流程管理工作存在以下的痛點(diǎn)、難點(diǎn)，主要有：①設(shè)備操作人員流動頻繁，經(jīng)常出現(xiàn)無證操作、疲勞操作；②設(shè)備檢修、維保實(shí)際執(zhí)行結(jié)果不受控；③設(shè)備單臺維護(hù)、能源費(fèi)用居高不下；④無法精確顯示并傳遞設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息；⑤設(shè)備例行維修、大修改造無依據(jù)，尚處于事后“救火”或取決于管理者的經(jīng)驗(yàn)值；⑥設(shè)備備件采購預(yù)算不足、但庫存金額又居高不下，甚至出現(xiàn)超期、呆滯備件。

（2）在設(shè)備管理的實(shí)際工作中，傳統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)管理，基本處于紙質(zhì)“一書三表”的點(diǎn)檢模式，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用、設(shè)備OEE、設(shè)備備件采購計(jì)劃等均需依靠人工報(bào)表統(tǒng)計(jì)，計(jì)算分析，對執(zhí)行人的工作經(jīng)驗(yàn)、崗位技能、責(zé)任心等綜合素質(zhì)能力要求較高。對制造業(yè)中小型、勞動密集型的工廠來說，設(shè)備維護(hù)管理存在極大的挑戰(zhàn)。

2 新的設(shè)備管理模式：ITPM系統(tǒng)

目前推出的新設(shè)備管理模式運(yùn)用ITPM系統(tǒng)，是完全基于互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智能設(shè)備管理云端解決方案，可以為目前存在的設(shè)備管理痛點(diǎn)、難點(diǎn)提供一套切實(shí)可行的解決方案。其可以實(shí)現(xiàn)線下數(shù)據(jù)采集，線上數(shù)據(jù)對比分析、預(yù)警功能，實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理。ITPM系統(tǒng)從運(yùn)轉(zhuǎn)模式上：將之前靠人員的經(jīng)驗(yàn)管理設(shè)備，升級為借助系統(tǒng)管理設(shè)備?？蓪?shí)現(xiàn)從設(shè)備的立項(xiàng)、采購、安裝、驗(yàn)收、支付、改造、報(bào)廢全生命周期進(jìn)行資產(chǎn)管理；ITPM系統(tǒng)全流程信息流傳遞，節(jié)點(diǎn)明確、信息處理可追溯。ITPM系統(tǒng)從具體配置上看，線體、設(shè)備通過具體到部位的不同類型傳感器，如溫度、壓力、流量、行程、液位、速度、能耗、濃度、震動傳感器等，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器互聯(lián)，人與機(jī)器的互聯(lián)。系統(tǒng)實(shí)施后，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能如下。

2.1 設(shè)備刷卡開機(jī)

實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作證電子化，杜絕無證操作、實(shí)現(xiàn)操作者一人一機(jī)，授權(quán)持工作卡操作，非授權(quán)用戶刷卡，不能開機(jī)。

2.2 設(shè)備動態(tài)點(diǎn)檢

系統(tǒng)自動生成設(shè)備動態(tài)二維碼，手機(jī)掃描點(diǎn)檢，確保設(shè)備點(diǎn)檢落到實(shí)處、具體到設(shè)備、到部位，確?！罢纥c(diǎn)檢”，避免流于形式，逐步取代傳統(tǒng)設(shè)備管理體系紙質(zhì)文件。

2.3 設(shè)備維保工單自動下發(fā)

通過提前將設(shè)備點(diǎn)檢、潤滑、維保等內(nèi)容及頻次（后期可優(yōu)化）設(shè)置成設(shè)備維保工單，定期自動推送預(yù)設(shè)的執(zhí)行終端及管理者手機(jī)APP軟件系統(tǒng)上，隨時(shí)進(jìn)行工作提醒和督辦。

2.4 檢修計(jì)劃執(zhí)行全過程監(jiān)控

自動監(jiān)控計(jì)劃的下發(fā)、完成情況，實(shí)時(shí)接收設(shè)備現(xiàn)場的異常報(bào)修和報(bào)警，上傳設(shè)備故障處理過程及結(jié)果、備件更換情況，形成設(shè)備故障維修歷史信息，便于后期維護(hù)參考。

2.5 搭建設(shè)備專家資源庫

組織內(nèi)外部專家資源，制作詳細(xì)完備的設(shè)備故障維修手冊、維修步驟視頻給設(shè)備故障處理提供技術(shù)支持，拒絕“菜鳥”維修。同時(shí)可以在系統(tǒng)中設(shè)置內(nèi)、外部專家資源庫，出現(xiàn)疑難設(shè)備故障時(shí)，可聯(lián)系預(yù)設(shè)置的專家進(jìn)行遠(yuǎn)程、在線技術(shù)指導(dǎo)。

2.6 設(shè)備數(shù)據(jù)資源庫共享

上傳每臺設(shè)備的全部技術(shù)資料到ITPM系統(tǒng)，使系統(tǒng)成為一個(gè)可移動、可共享的“數(shù)據(jù)庫”，供企業(yè)設(shè)備相關(guān)人員“碎片化”學(xué)習(xí)。隨時(shí)、隨地在線培訓(xùn)，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)學(xué)時(shí)、記錄成績等功能，使設(shè)備人員專業(yè)技能持續(xù)得到提升。另可以進(jìn)行多工廠共享技術(shù)文檔資料及高級維護(hù)資源。

2.7 設(shè)備備件信息開放共享

系統(tǒng)自帶大數(shù)據(jù)分析功能，通過自定義設(shè)備的備件更換周期，從使用時(shí)間和工作頻次兩個(gè)緯度進(jìn)行備件的壽命預(yù)測，調(diào)整強(qiáng)制更換的周期，定期提醒設(shè)備易損件。同時(shí)與備件安全庫存系統(tǒng)、設(shè)備保養(yǎng)工單（特別是檢修、故障工單）相關(guān)聯(lián)，可自動生成備件采購需求計(jì)劃，后期可升級建立備件庫存共享端口，工廠可以實(shí)時(shí)查詢供應(yīng)商庫存和其他工廠的備件信息。

2.8 設(shè)備生產(chǎn)管理系統(tǒng)

整合生產(chǎn)管理系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)部分功能，配置生產(chǎn)管理系統(tǒng)，如：動態(tài)采集并顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、到線體到小時(shí)的產(chǎn)量、單班產(chǎn)能、設(shè)備停機(jī)時(shí)間等主要功能。 能源管理系統(tǒng)功能包括：自動采集并顯示能源耗量和當(dāng)班產(chǎn)量，計(jì)算出單臺能源費(fèi)率，顯示用能設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并帶數(shù)據(jù)分析功能，根據(jù)預(yù)設(shè)定的目標(biāo)值，進(jìn)行能耗預(yù)警及差異分析，自動推送到管理者手機(jī)APP軟件系統(tǒng)中。

2.9 設(shè)備績效數(shù)據(jù)管理

通過MES、SCADA或工廠數(shù)據(jù)采集服務(wù)器接口傳遞的設(shè)備能耗數(shù)據(jù)，在設(shè)備iTPM系統(tǒng)中計(jì)算并記錄設(shè)備開機(jī)、關(guān)機(jī)、待料時(shí)間、故障停機(jī)起止時(shí)間等，可設(shè)定自定義公式計(jì)算出：設(shè)備開動率、設(shè)備故障率、設(shè)備OEE、MTBF/MTTR、設(shè)備利用率等指標(biāo)，通過主控大屏或者APP推送給設(shè)備管理、決策部門，并可以推送給績效管理部門生成月度設(shè)備管理績效考核表。

2.10 安全報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置

可通過設(shè)置設(shè)備開機(jī)時(shí)間，來防止設(shè)備疲勞運(yùn)行，設(shè)置設(shè)備例保周期，來杜絕超耗使用；設(shè)置安全裝置狀態(tài)報(bào)警，來規(guī)避設(shè)備“帶病”運(yùn)行；可以將線體附屬的冷卻、排風(fēng)、超壓、泄露、設(shè)備保護(hù)接地等安全設(shè)施，關(guān)聯(lián)報(bào)警停機(jī)裝置，防止設(shè)備運(yùn)行期間出現(xiàn)安全隱患。

3 ITPM系統(tǒng)的應(yīng)用舉例

以某家電制造工廠成品組裝線體通用全自動打包機(jī)設(shè)備為例，將線體類別基礎(chǔ)資料進(jìn)行建模輸入ITPM系統(tǒng)中。

（1）人員信息模塊：對接人力資源系統(tǒng)信息，上傳入職時(shí)間，崗位、可操作設(shè)備、設(shè)備操作證，上傳員工照片及字模、指模影像。

（2）設(shè)備信息模塊：上傳設(shè)備身份證信息，如設(shè)備采購時(shí)間、設(shè)備廠家、設(shè)備說明書及電氣、機(jī)械圖紙等。上傳導(dǎo)入每臺設(shè)備對應(yīng)的重點(diǎn)備件明細(xì)，包括：備件使用壽命、數(shù)量、品牌、規(guī)格型號、備件強(qiáng)制更換周期，備件庫存等，可實(shí)現(xiàn)更換逾期預(yù)警和自動生成備件采購計(jì)劃。

（3）設(shè)備維保模塊：錄入維保工單、檢修計(jì)劃、檢修工單、故障工單等格式信息，并可生成維修及檢修記錄單。

（4）在設(shè)備安全模塊：設(shè)置關(guān)鍵安全參數(shù)監(jiān)控、高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備故障預(yù)警，設(shè)備故障點(diǎn)、故障原因等。

（5）能耗管理模塊：設(shè)置設(shè)計(jì)能耗的智能儀表參數(shù)、如水、電、氣、汽的單耗，對接班前班后時(shí)間，自動生成能耗報(bào)表。

（6）資源共享模塊：導(dǎo)入內(nèi)部專家及外部專家信息，錄入設(shè)備相關(guān)技術(shù)文檔、培訓(xùn)音頻資料、高級維修資源等。

（7）設(shè)備績效管理模塊：可自動生成：設(shè)備停機(jī)時(shí)、設(shè)備OEE、設(shè)備故障率、設(shè)備單臺維護(hù)費(fèi)用等信息。ITPM系統(tǒng)中每個(gè)模塊數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)動態(tài)更新并記錄員工可根據(jù)自己的崗位職責(zé)，通過手機(jī)APP登錄ITPM系統(tǒng)各個(gè)模塊查看相關(guān)設(shè)備信息。

4 ITPM系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐及潛在風(fēng)險(xiǎn)：

可推廣應(yīng)用于石油、電力、食品、家電等行業(yè)；其中某知名家電制造集團(tuán)在旗下50余家制造工廠全面上線，互聯(lián)設(shè)備達(dá)到8000余臺套。據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)已上線工廠2017-2018年度智能工廠系統(tǒng)數(shù)據(jù)：自動預(yù)警數(shù)達(dá)到70萬條，設(shè)備OEE提升19%，設(shè)備故障率下降72%，設(shè)備停機(jī)時(shí)下降47．2%，單臺維護(hù)費(fèi)用下降9．5%。不僅使工廠在設(shè)備自動化、信息化、停機(jī)時(shí)控制等方面提升明顯，還可以將設(shè)備管理者從原有的現(xiàn)場巡檢、記錄表格、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析等繁重工作中解脫出來，將工作的重心聚焦于設(shè)備的技術(shù)改善及管理創(chuàng)新，將更多資源用于工廠設(shè)備的智能化改造升級，朝著超級工廠的方向推進(jìn)。

當(dāng)然，ITPM系統(tǒng)的上線是基于設(shè)備自動化，網(wǎng)絡(luò)化信息化硬件匹配齊套的基礎(chǔ)上實(shí)施的，是順應(yīng)于未來自動化及智能化發(fā)展新趨勢。但對于目前處于轉(zhuǎn)型期的企業(yè)，新上ITPM系統(tǒng)還存在一定的弊端和風(fēng)險(xiǎn)。

（1）ITPM系統(tǒng)上線的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)未提前統(tǒng)一制定。

（2）工廠未在設(shè)備選型、采購前期加入ITPM上線要求，后期再重建系統(tǒng)，會造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。

（3）若現(xiàn)有工廠設(shè)備自動化程度低、軟硬件條件差，升級改造后會造成投入成本較大、投入產(chǎn)出回收期長。隨著智能化工廠的建設(shè)，ITPM系統(tǒng)的實(shí)施和推廣將是智能制造升級一個(gè)無法回避的課題與挑戰(zhàn)。從現(xiàn)狀考慮，以上這些問題和風(fēng)險(xiǎn)需要公司的決策者或設(shè)備的管理者進(jìn)行整體規(guī)劃和審慎的思考。但從公司發(fā)展的長遠(yuǎn)考慮， ITPM系統(tǒng)的投入建設(shè)和使用，勢必會大大增加智能化制造工廠的管理競爭力。