劉建偉

摘 要：預(yù)測(cè)性維護(hù)是近幾年發(fā)展比較快的一種設(shè)備維護(hù)模式。本文從討論設(shè)備維護(hù)的三種模式比較以及預(yù)測(cè)性維護(hù)的現(xiàn)狀開(kāi)始，對(duì)DCS所實(shí)現(xiàn)的幾種預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案作了介紹。

關(guān)鍵詞：預(yù)測(cè)性維護(hù);預(yù)防性維護(hù);診斷

一、前言

當(dāng)今的過(guò)程控制工業(yè)，對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性要求越來(lái)越高，一般都要求控制系統(tǒng)能滿足連續(xù)可靠的工作，突發(fā)的故障停機(jī)會(huì)造成極大的損失。因此，也對(duì)控制系統(tǒng)的維護(hù)提出了較高的要求，以最大程度的避免生產(chǎn)的損失和材料的浪費(fèi)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在 1981 年，美國(guó)的工廠花費(fèi)在維護(hù)其關(guān)鍵裝置系統(tǒng)上的成本超過(guò)了 6000 億美元。在 1991 年，這種成本已經(jīng)升至 8000 多億美元，而在 2000 年更是破記錄地達(dá)到 12000 億美元。這些數(shù)據(jù)表明，這些成本的三分之一到二分之一由于采用無(wú)效的維護(hù)管理方法而被浪費(fèi)掉。雖然在中國(guó)沒(méi)有這方面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，但是相信中國(guó)目前在這方面的情況和美國(guó)當(dāng)時(shí)差不多。

選擇錯(cuò)誤和原始的維護(hù)手段和落后的維護(hù)觀念是這種無(wú)效使用維護(hù)支出的主要原因。在強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益的今天，也有越來(lái)越多的用戶開(kāi)始意識(shí)到過(guò)去那種單純依靠人的直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)執(zhí)行控制系統(tǒng)維護(hù)計(jì)劃的方式已經(jīng)不能再滿足過(guò)程工業(yè)的生產(chǎn)需求了。

二、控制系統(tǒng)維護(hù)的模式

控制系統(tǒng)維護(hù)一般有三種模式：事后維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

事后維護(hù)，也有人稱之為“補(bǔ)救性維護(hù)”，“故障后維護(hù)”，“運(yùn)轉(zhuǎn)至出現(xiàn)故障管理”，顧名思義，也就是說(shuō)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)它進(jìn)行維修。這是種“不出故障就不維修”的維護(hù)方式，也是最初級(jí)最簡(jiǎn)單也是目前在國(guó)內(nèi)被用戶采用最多的維護(hù)運(yùn)行手段。采用運(yùn)轉(zhuǎn)至出現(xiàn)故障管理的工廠在機(jī)器或系統(tǒng)出現(xiàn)故障之前不會(huì)在維護(hù)上花費(fèi)任何資金。運(yùn)轉(zhuǎn)至出現(xiàn)故障是一種反應(yīng)性的管理技術(shù)，它會(huì)在采取任何維護(hù)行動(dòng)之前等待機(jī)器或設(shè)備出現(xiàn)故障。確切地說(shuō)，這是一種“無(wú)維護(hù)”管理方法。它也是最為昂貴的維護(hù)管理方法，分析表明，在反應(yīng)性或事后維護(hù)模式下進(jìn)行維修的成本是有計(jì)劃或預(yù)防性維護(hù)模式下進(jìn)行的相同維護(hù)的成本的 3 倍。對(duì)維修進(jìn)行計(jì)劃安排可使工廠將維修時(shí)間和有關(guān)的勞動(dòng)力成本降到最低。它還提供了一種可減少快速交付和生產(chǎn)下降等負(fù)面影響的方法。

與這種維護(hù)管理相關(guān)的主要費(fèi)用是：

高備件庫(kù)存成本;

高超時(shí)勞動(dòng)力成本;

機(jī)器停機(jī)時(shí)間長(zhǎng);

生產(chǎn)能力低。

預(yù)防性維護(hù)（Preventive Maintenance）和預(yù)測(cè)性維護(hù)（Predictive Maintenance）都屬于事先維護(hù)。

一般地講，預(yù)防性維護(hù)可以分為三種類型：

基于時(shí)間的維護(hù)計(jì)劃

基于性能的維護(hù)計(jì)劃

基于條件的維護(hù)計(jì)劃

基于時(shí)間的維護(hù)計(jì)劃：在特定周期中執(zhí)行基于時(shí)間的維護(hù)計(jì)劃的維護(hù)，例如，每隔兩個(gè)月或每隔六個(gè)月。

基于性能的維護(hù)計(jì)劃：可在控制系統(tǒng)設(shè)備間里安裝的計(jì)數(shù)器讀數(shù)來(lái)進(jìn)行。某些設(shè)備要根據(jù)許多參數(shù)或狀態(tài)來(lái)進(jìn)行操作。這些參數(shù)或狀態(tài)信息可能由控制系統(tǒng)設(shè)備間里安裝的計(jì)數(shù)器讀數(shù)提供。設(shè)備上的計(jì)數(shù)器到達(dá)一定讀數(shù)時(shí)，系統(tǒng)就進(jìn)行維護(hù)，例如，每隔 100 個(gè)小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間等。

基于條件的維護(hù)計(jì)劃：控制系統(tǒng)將通過(guò)實(shí)時(shí)狀態(tài)或操作參數(shù)如溫度等進(jìn)行控制。這些參數(shù)為實(shí)時(shí)讀數(shù)，需要實(shí)時(shí)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。

所有這些預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃的共同標(biāo)志是它們都具有計(jì)劃安排指南。所有預(yù)防性維護(hù)管理計(jì)劃都假設(shè)，設(shè)備狀況將在通常適用于該類特定設(shè)備的統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)惡化。例如，某種控制系統(tǒng)的主控單元和工程站、操作員站的計(jì)算機(jī)通常運(yùn)轉(zhuǎn)6個(gè)月后就要檢查易損部件部件。使用預(yù)防性維護(hù)技術(shù)，這種方法的問(wèn)題是，主控單元和計(jì)算機(jī)內(nèi)部的風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、灰塵的會(huì)直接影響機(jī)器的正常工作壽命。如果該計(jì)算機(jī)在6個(gè)月之后可能就不需要進(jìn)行維護(hù)也能正常工作，采用預(yù)防性維護(hù)的第二種選擇甚至更為麻煩。但是，這樣可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命 ?。

預(yù)測(cè)性維護(hù)（PM），也被稱之為預(yù)知性維護(hù)或策略性維護(hù)。預(yù)測(cè)性維護(hù)集設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、故障（狀態(tài)）預(yù)測(cè)、維護(hù)決策支持和維護(hù)活動(dòng)于一體，足近年來(lái)新興的一種先進(jìn)維護(hù)方式。

預(yù)測(cè)性維護(hù)實(shí)際上是一種運(yùn)轉(zhuǎn)狀況驅(qū)動(dòng)的預(yù)防性維護(hù)程序。預(yù)測(cè)性維護(hù)不依賴于工業(yè)或工廠內(nèi)平均壽命統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（即平均無(wú)故障時(shí)間）來(lái)計(jì)劃安排維護(hù)活動(dòng)。

克服預(yù)防性維護(hù)的盲目性，具有很強(qiáng)的針對(duì)性。根據(jù)狀態(tài)的不同采取不同的處理方法，降低運(yùn)行檢修費(fèi)用。

減少停運(yùn)（總維護(hù)）時(shí)間，提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，更好地貫徹“安全第一.預(yù)防為主”的方針。

減少維護(hù)工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于減員增效，提高經(jīng)濟(jì)效益。

三、預(yù)測(cè)性維護(hù)的現(xiàn)狀

在過(guò)去的幾年里，隨著給予微處理器或計(jì)算機(jī)的儀器儀表的迅速發(fā)展，以及維護(hù)管理系統(tǒng)的不斷完善，尤其是先進(jìn)以現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)等通訊技術(shù)的高速發(fā)展和普及，國(guó)內(nèi)外各大廠家推出了各種先進(jìn)的預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)。美國(guó)的FitCh博士更是在預(yù)測(cè)性維護(hù)的基本上創(chuàng)立了主動(dòng)性維護(hù)的概念和理論。

總體質(zhì)量管理（TQM）與lSO 9000的實(shí)施也使對(duì)PDM計(jì)劃的需求倍增。TQM與lSO 9000都有維護(hù)計(jì)劃程序的要求，以保證流程及所有組成部分都能連續(xù)發(fā)揮高性能。

預(yù)測(cè)性維護(hù)在概念的內(nèi)涵和外延上有狹義和廣義之分。

狹義的預(yù)測(cè)性維護(hù)立足于“狀態(tài)監(jiān)測(cè)”，強(qiáng)調(diào)的是“故障診斷”是指不定期或連續(xù)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)其結(jié)果.查明裝備有無(wú)狀態(tài)異?；蚬收馅厔?shì)，再適時(shí)地安排維護(hù);廣義的預(yù)測(cè)性維護(hù)將狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、狀態(tài)預(yù)測(cè)和維修決策多位合一體，狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷是基礎(chǔ)，狀態(tài)預(yù)測(cè)是重點(diǎn)，維護(hù)決策得出最終的維護(hù)活動(dòng)要求。是一個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程。它將維護(hù)管理納入了預(yù)測(cè)性維護(hù)的范疇。通盤考慮整個(gè)維護(hù)過(guò)程，直至得出與維護(hù)活動(dòng)相關(guān)的內(nèi)容。

四、結(jié)束語(yǔ)

任何一種技術(shù)都一定會(huì)有它的局限性，選擇和制定最合適的維護(hù)方案，必須是從現(xiàn)場(chǎng)工況和自身的實(shí)際情況來(lái)判斷決定。隨著電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和通訊技術(shù)方面不斷突破，我們相信會(huì)有越來(lái)越多的預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案推向市場(chǎng);我們也相信因?yàn)榻鹑谖C(jī)的影響，會(huì)有越來(lái)越多的用戶開(kāi)始考慮如何節(jié)約維護(hù)成本的問(wèn)題，而不僅僅是減少投資成本。當(dāng)然，預(yù)測(cè)性維護(hù)本身是個(gè)動(dòng)態(tài)的可持續(xù)的管理過(guò)程，不可能僅僅依靠幾個(gè)部門或供應(yīng)商的努力就能實(shí)現(xiàn)，還需要更多人的關(guān)注和參與才能體現(xiàn)它的價(jià)值。

任何一種先進(jìn)的技術(shù)都不能脫離人的因素，無(wú)論是哪一種維護(hù)技術(shù)都不能脫離人的參與，無(wú)論是預(yù)防性維護(hù)，還是預(yù)測(cè)性維護(hù)，甚至主動(dòng)性維護(hù)，都需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)分析，制定最合適的維護(hù)方案，才是達(dá)到最理想的效果。

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