設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（CMS）項目管理機制創(chuàng)新與實踐

陳磊

（日照鋼鐵控股集團有限公司，山東 日照 276800）

設備狀態(tài)監(jiān)測（CMS）及維護服務是通過主動地、長期的、全面地對機器運行相關的各項指標和因素進行監(jiān)測，了解設備的當前狀態(tài)，預測設備的發(fā)展趨勢，洞察故障發(fā)生的征兆，向客戶提供有關機器操作、應用、保養(yǎng)及日常維修的建議，幫助其按照規(guī)范開展標準的預防性保養(yǎng)和維修工作，努力維持設備的卓越性能，將設備故障解決于萌芽階段，避免設備發(fā)生災難性故障，減少設備的意外停機，提高設備的生產(chǎn)能力，降低維護成本。

1 實施背景

鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的特點是生產(chǎn)連續(xù)性強，自動化水平高。設備一旦發(fā)生故障，往往導致裝置停車，造成不菲的經(jīng)濟損失。然而，鋼鐵生產(chǎn)設備主要由風機、TRT機組、軋機減速機、電機等各類旋轉機械組成，種類繁多、工作環(huán)境復雜。這些機組在生產(chǎn)中處于非常重要的地位，其運行狀況及管理狀況直接關系到企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，現(xiàn)代化的流程企業(yè)必須運用先進的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術對設備進行全方位的監(jiān)測管理，時刻掌握設備運行狀態(tài)，杜絕設備事故，實現(xiàn)按狀態(tài)維修，避免資源浪費，在真正意義上做到預知維修和零故障管理，最終提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

2 實施目的

提升企業(yè)的生產(chǎn)設備管理水平，降低系統(tǒng)成本，提高設備整體運行效率；企業(yè)高級管理人員可以及時掌握設備運行狀態(tài)，實現(xiàn)企業(yè)提高設備管理水平、降本增效的總體目標。

3 實施方法

為全面準確地掌握設備運行狀態(tài)、有效地指導并逐步實現(xiàn)（預知）狀態(tài)維修，結合浦項、中鋼、寶鋼等企業(yè)設備管理方式，搭建離線點檢、無線檢測、在線監(jiān)測合而為一的設備智能監(jiān)測診斷平臺系統(tǒng)；組建支撐該系統(tǒng)運行的專業(yè)化技術團隊，使狀態(tài)結果參與設備維修；形成分工明確、信息共享的檢測、診斷、維修、反饋及持續(xù)提高的閉環(huán)網(wǎng)絡管理體系。

3.1 明確平臺建設思路

通過設備狀態(tài)監(jiān)測（CMS）項目的實施，形成一個能夠有效把握設備狀態(tài)和信息統(tǒng)一處理的平臺—智能監(jiān)測系統(tǒng)，依托 IMC 中心實時共享中央專家—設備負責人之間共同分析，構造問題解決體系。

確定覆蓋范圍及傳感網(wǎng)絡覆蓋范圍，將所有傳感器獲取信號“類聚”為有限的“專業(yè)模塊”，將功能模塊獲取的信息“類聚”為有限的“指標”，將指標“類聚”為有限的“結論”，將結論“類聚”為有限的“決策”，將決策出現(xiàn)的主要問題定義為“發(fā)展”的主要矛盾；持續(xù)改進，不斷提升。

3.2 建立以“三位一體”的設備狀態(tài)管理組織架構

運用科學合理的業(yè)務流程，以保證“功能、精度”為核心，設備管理、檢維修、診斷三方人員對設備全面系統(tǒng)的開展管理、檢查、維護、修理、監(jiān)測和診斷工作。

3.3 搭建以量化的檢測數(shù)據(jù)為基礎的設備狀態(tài)管理體系

3.3.1 設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)搭建思路

統(tǒng)一規(guī)范、標準、技術，增強系統(tǒng)兼容性，打通信息孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與綜合利用，形成標準化的以數(shù)據(jù)為標準的點檢和實時監(jiān)測方式，同時，診斷信息能夠直接參與設備維修；形成狀態(tài)檢測、分析診斷、維護維修、信息反饋、持續(xù)提高的良性循環(huán)，打破原有設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)分散、功能不一，點檢人員經(jīng)驗不足，制約著專業(yè)化管理、設備預知管理工作開展的現(xiàn)狀。在此基礎上融合發(fā)展，與國內知名廠商安徽容知日新科技股份有限公司（以下簡稱“安徽容知”）探索建立基于物聯(lián)網(wǎng)的故障診斷專家系統(tǒng)——智能監(jiān)測平臺。3.3.2 實施“千機受控”管理計劃

利用點檢儀器進行規(guī)范化精密點檢和在線監(jiān)測實時跟蹤監(jiān)測設備狀態(tài)，在此基礎上深化和發(fā)展，總結實施“千機受控”管理計劃，實現(xiàn)重點設備“狀態(tài)受控”目標?！扒C受控”管理計劃是日照鋼鐵控股集團有限公司（以下簡稱“日照鋼鐵”）以創(chuàng)新管理思維提出的對關鍵生產(chǎn)設備運行狀態(tài)進行傾向管理的系統(tǒng)性項目。推進此計劃的目的在于：第一，在可靠性理論（RCM）指導下實踐“預防與預知相結合”的維修戰(zhàn)略。第二，為企業(yè)生產(chǎn)指標實現(xiàn)歷史性突破，提供有力的技術支持和管理支持?！扒C受控”管理計劃以設備智能監(jiān)測系統(tǒng)平臺為手段，以生產(chǎn)過程設備狀態(tài)參數(shù)為依據(jù)，通過對設備振動、溫度、液位、壓力、流量、電流、電壓等參數(shù)實行監(jiān)測、分析和管理，掌握設備運行狀態(tài)、劣化趨勢，減少設備之異常故障，提高設備可用率，實現(xiàn)預知維修，確保維護之適當性與適時性，節(jié)約維護成本，最后達到“狀態(tài)受控、健康管理”的目的，提高產(chǎn)品質量、生產(chǎn)效率和管理水平。

3.3.3 開展設備檢測診斷的現(xiàn)場“八定法”

（1）定機組；（2）定人員；（3）定儀器；（4）定標準；（5）定測點；（6）定參數(shù)；（7）定路徑；（8）定周期。

3.3.4 遠程監(jiān)測與診斷維護系統(tǒng)的搭建實施

設備遠程監(jiān)測與診斷維護技術是利用本地計算機通過網(wǎng)絡系統(tǒng)，對傳感器、控制器等設備按照協(xié)議把任何物品相連接，實現(xiàn)信息交換和通訊，從而對遠端設備進行監(jiān)視，完成對分散控制網(wǎng)絡的狀態(tài)監(jiān)測及設備診斷維護等功能的技術，它是傳統(tǒng)的監(jiān)測、故障診斷技術與計算機技術、網(wǎng)絡技術及其他現(xiàn)代通訊技術相結合的一種基于物聯(lián)網(wǎng)式的新型診斷技術。

3.4 建立以點檢和故障分析為核心的設備運行預警體系

實行機器健康等級防護機制，對缺陷部件進行壽命預測、傾向管理。設備主管部門專家組每周發(fā)布《關鍵設備狀態(tài)評估報告》，為改善工況條件、設備傾向管理、合理維護提供科學參考，使適應高水平穩(wěn)定生產(chǎn)的設備系統(tǒng)保障能力得到進一步增強。同時，智能監(jiān)測平臺與EMSI系統(tǒng)的無縫對接，實現(xiàn)設備隱患“發(fā)現(xiàn)→跟蹤→改善→監(jiān)控”PDCA式的閉環(huán)管控，同時可通過運行記錄、停機記錄、故障記錄、事故記錄、完好檢查、精度檢驗、點檢、狀態(tài)監(jiān)測等常規(guī)管理方法和現(xiàn)代化技術手段，記錄設備以往的狀況并準確監(jiān)測設備的當前運行狀況，分析設備運行的可靠性與經(jīng)濟性，為制定合理的維修與維護策略，提供量化依據(jù)。

3.5 構建模塊化的智能制造設備狀態(tài)信息大數(shù)據(jù)平臺

融合多設備、多狀態(tài)、多專業(yè)、多領域的數(shù)據(jù)，構建智能制造設備狀態(tài)信息大數(shù)據(jù)。

3.5.1 監(jiān)測

基于狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)或自控系統(tǒng)判別設備運行狀態(tài)，通過對設備運行狀態(tài)自動采集，實現(xiàn)設備運行狀態(tài)與相應記錄一一對應，保證數(shù)據(jù)采集的客觀性、準確性。

3.5.2 分析

具有實時在線監(jiān)測診斷分析、報警分級發(fā)送、設備異常報警分級確認、診斷建議即時發(fā)布。

3.5.3 統(tǒng)計

基于運行信息和檢修信息、自動生成設備管理報表，實現(xiàn)設備可靠性、可用率、耗材、故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為維修費用制定提供依據(jù)。

3.5.4 決策

基于設備預警信息、診斷結論、剩余工作壽命和設備重要度參數(shù)可進行維修任務/生產(chǎn)排程優(yōu)化，確定最佳維修內容和維修時間，為日常的設備維修、保養(yǎng)等提供維修決策支持。

3.6 立足動態(tài)檢測技術實驗室促進技術精進發(fā)展

在京華日鋼創(chuàng)新控股集團有限公司的新一輪戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃中，鋼鐵主業(yè)的跨越式發(fā)展需要更強大的專業(yè)技術支撐。為了更好地應用和開發(fā)鋼鐵行業(yè)的前沿無損檢測技術，日照鋼鐵與安徽容知深化合作融合度，依托企業(yè)行業(yè)優(yōu)勢，充分利用各自資源，共同建設“日鋼-容知動態(tài)檢測技術實驗室”。通過實驗室合作，日照鋼鐵獲取安徽容知提供的相關技術支持，對設備運行狀態(tài)和工況進行監(jiān)測、預測和故障診斷，提出維修策略等建議，保證設備在運行過程中經(jīng)常處于良好技術狀態(tài)，并有效地降低維修費用，實現(xiàn)設備全壽命跟蹤管理。

3.7 無縫銜接EMSI系統(tǒng)實現(xiàn)設備全壽命周期

以全壽命周期理論為指導，對設備資產(chǎn)進行全過程或一生的管理。日照鋼鐵依托設備綜合信息管理“大數(shù)據(jù)”平臺——EMSI系統(tǒng)，將流程固化于系統(tǒng)，承接設備制度與規(guī)定實現(xiàn)設備管理的所有實際業(yè)務，作業(yè)標準與要點對各業(yè)務執(zhí)行過程進行精細化、規(guī)范化管控，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)有據(jù)可尋，有理可依，對設備全壽命周期實施全過程管理。系統(tǒng)具有資產(chǎn)臺賬，設備管理，維修工時和成本管理等基本功能，通過與CMS系統(tǒng)無縫對接后，實現(xiàn)設備狀態(tài)的“PDCA”閉環(huán)管控。同時，探索CMS系統(tǒng)優(yōu)化升級，逐步實現(xiàn)集振動、溫度、壓力、流量、電流、電壓等信號提取設備狀態(tài)信息于一體，對設備運行狀態(tài)和工況進行監(jiān)測、預測和故障診斷，提出維修策略，優(yōu)化操作、改進機器設計等建議，保證設備在運行過程中經(jīng)常處于良好技術狀態(tài)，并有效地降低維修費用，實現(xiàn)設備全壽命跟蹤管理。

4 機制建立后的水平描述及經(jīng)濟效益

設備狀態(tài)管理與維修的有機結合，實現(xiàn)主作業(yè)線、重點設備預知狀態(tài)維修，有效控制設備的功能、精度和可靠性，實現(xiàn)最大限度降低維修費用，減少設備故障停機時間，減少備品備件庫存量及消耗量，為生產(chǎn)的穩(wěn)定運行和產(chǎn)品質量不斷提高提供有力的保證；提高設備診斷技術覆蓋率，提高掌握設備狀態(tài)的效率，使有限的人力資源和設備資源得到更加充分的利用，提升企業(yè)設備管理的水平。通過診斷技術方法、手段的應用開發(fā)，建立設備診斷標準體系，使設備診斷的水平有質的突破，從而取得更大的社會效益。

5 智能監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃思路

日照鋼鐵在探索推進“智能監(jiān)測”的過程中，充分參考《鋼鐵工業(yè)調整升級規(guī)劃（2016～2020年）》，對包括智慧人機管理、智慧檢測執(zhí)行、智慧決策支持、智慧業(yè)務協(xié)同、智慧設備管控五個層面為著力點，最終建成具有國際先進水平的設備智能監(jiān)測平臺，助力日照鋼鐵“智能化工廠”建設，進而達到推動企業(yè)整體管理水平和技術水平提高的最終目的。

6 結語

通過對設備智能監(jiān)測技術方法、手段的應用開發(fā)，建立設備診斷標準體系，形成大數(shù)據(jù)分析中心，實現(xiàn)泛工廠化服務，使設備狀態(tài)監(jiān)診的水平有質的突破，促進日照鋼鐵建立預知性維護理念下全新的管、維、檢、修體系，可有效控制設備的功能、精度和可靠性，為生產(chǎn)的穩(wěn)定運行和產(chǎn)品質量不斷提高提供有力的保證，提升企業(yè)設備管理的水平，加快實現(xiàn)企業(yè)轉型升級，助力日照鋼鐵早日實現(xiàn)“世界鋼鐵行業(yè)先進管理水平”的戰(zhàn)略目標。