設備ITPM，未來設備管理新趨勢

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、降低能耗和維護成本，也加速了進行工廠設備智能化的改造和升級，隨著設備自動化、信息化水平提升，設備管理需借助新的管理模式：設備ITPM。

1 傳統(tǒng)設備管理的痛點、難點

（1）目前傳統(tǒng)制造工廠在經(jīng)營過程中，設備全流程管理工作存在以下的痛點、難點，主要有：①設備操作人員流動頻繁，經(jīng)常出現(xiàn)無證操作、疲勞操作；②設備檢修、維保實際執(zhí)行結果不受控；③設備單臺維護、能源費用居高不下；④無法精確顯示并傳遞設備運行狀態(tài)信息；⑤設備例行維修、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)驗值；⑥設備備件采購預算不足、但庫存金額又居高不下，甚至出現(xiàn)超期、呆滯備件。

（2）在設備管理的實際工作中，傳統(tǒng)的設備基礎管理，基本處于紙質“一書三表”的點檢模式，設備維護費用、設備OEE、設備備件采購計劃等均需依靠人工報表統(tǒng)計，計算分析，對執(zhí)行人的工作經(jīng)驗、崗位技能、責任心等綜合素質能力要求較高。對制造業(yè)中小型、勞動密集型的工廠來說，設備維護管理存在極大的挑戰(zhàn)。

2 新的設備管理模式：ITPM系統(tǒng)

目前推出的新設備管理模式運用ITPM系統(tǒng)，是完全基于互聯(lián)網(wǎng)架構的智能設備管理云端解決方案，可以為目前存在的設備管理痛點、難點提供一套切實可行的解決方案。其可以實現(xiàn)線下數(shù)據(jù)采集，線上數(shù)據(jù)對比分析、預警功能，實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡化管理。ITPM系統(tǒng)從運轉模式上：將之前靠人員的經(jīng)驗管理設備，升級為借助系統(tǒng)管理設備?？蓪崿F(xiàn)從設備的立項、采購、安裝、驗收、支付、改造、報廢全生命周期進行資產(chǎn)管理；ITPM系統(tǒng)全流程信息流傳遞，節(jié)點明確、信息處理可追溯。ITPM系統(tǒng)從具體配置上看，線體、設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，進行數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)機器與機器互聯(lián)，人與機器的互聯(lián)。系統(tǒng)實施后，能夠實現(xiàn)的功能如下。

2.1 設備刷卡開機

實現(xiàn)設備操作證電子化，杜絕無證操作、實現(xiàn)操作者一人一機，授權持工作卡操作，非授權用戶刷卡，不能開機。

2.2 設備動態(tài)點檢

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

2.3 設備維保工單自動下發(fā)

通過提前將設備點檢、潤滑、維保等內容及頻次（后期可優(yōu)化）設置成設備維保工單，定期自動推送預設的執(zhí)行終端及管理者手機APP軟件系統(tǒng)上，隨時進行工作提醒和督辦。

2.4 檢修計劃執(zhí)行全過程監(jiān)控

自動監(jiān)控計劃的下發(fā)、完成情況，實時接收設備現(xiàn)場的異常報修和報警，上傳設備故障處理過程及結果、備件更換情況，形成設備故障維修歷史信息，便于后期維護參考。

2.5 搭建設備專家資源庫

組織內外部專家資源，制作詳細完備的設備故障維修手冊、維修步驟視頻給設備故障處理提供技術支持，拒絕“菜鳥”維修。同時可以在系統(tǒng)中設置內、外部專家資源庫，出現(xiàn)疑難設備故障時，可聯(lián)系預設置的專家進行遠程、在線技術指導。

2.6 設備數(shù)據(jù)資源庫共享

上傳每臺設備的全部技術資料到ITPM系統(tǒng)，使系統(tǒng)成為一個可移動、可共享的“數(shù)據(jù)庫”，供企業(yè)設備相關人員“碎片化”學習。隨時、隨地在線培訓，且具有統(tǒng)計學習學時、記錄成績等功能，使設備人員專業(yè)技能持續(xù)得到提升。另可以進行多工廠共享技術文檔資料及高級維護資源。

2.7 設備備件信息開放共享

系統(tǒng)自帶大數(shù)據(jù)分析功能，通過自定義設備的備件更換周期，從使用時間和工作頻次兩個緯度進行備件的壽命預測，調整強制更換的周期，定期提醒設備易損件。同時與備件安全庫存系統(tǒng)、設備保養(yǎng)工單（特別是檢修、故障工單）相關聯(lián)，可自動生成備件采購需求計劃，后期可升級建立備件庫存共享端口，工廠可以實時查詢供應商庫存和其他工廠的備件信息。

2.8 設備生產(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)采集并顯示設備運行狀態(tài)、到線體到小時的產(chǎn)量、單班產(chǎn)能、設備停機時間等主要功能。 能源管理系統(tǒng)功能包括：自動采集并顯示能源耗量和當班產(chǎn)量，計算出單臺能源費率，顯示用能設備的實時狀態(tài)，并帶數(shù)據(jù)分析功能，根據(jù)預設定的目標值，進行能耗預警及差異分析，自動推送到管理者手機APP軟件系統(tǒng)中。

2.9 設備績效數(shù)據(jù)管理

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

2.10 安全報警系統(tǒng)設置

可通過設置設備開機時間，來防止設備疲勞運行，設置設備例保周期，來杜絕超耗使用；設置安全裝置狀態(tài)報警，來規(guī)避設備“帶病”運行；可以將線體附屬的冷卻、排風、超壓、泄露、設備保護接地等安全設施，關聯(lián)報警停機裝置，防止設備運行期間出現(xiàn)安全隱患。

3 ITPM系統(tǒng)的應用舉例

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

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

（2）設備信息模塊：上傳設備身份證信息，如設備采購時間、設備廠家、設備說明書及電氣、機械圖紙等。上傳導入每臺設備對應的重點備件明細，包括：備件使用壽命、數(shù)量、品牌、規(guī)格型號、備件強制更換周期，備件庫存等，可實現(xiàn)更換逾期預警和自動生成備件采購計劃。

（3）設備維保模塊：錄入維保工單、檢修計劃、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）在設備安全模塊：設置關鍵安全參數(shù)監(jiān)控、高風險設備故障預警，設備故障點、故障原因等。

（5）能耗管理模塊：設置設計能耗的智能儀表參數(shù)、如水、電、氣、汽的單耗，對接班前班后時間，自動生成能耗報表。

（6）資源共享模塊：導入內部專家及外部專家信息，錄入設備相關技術文檔、培訓音頻資料、高級維修資源等。

（7）設備績效管理模塊：可自動生成：設備停機時、設備OEE、設備故障率、設備單臺維護費用等信息。ITPM系統(tǒng)中每個模塊數(shù)據(jù)可實時動態(tài)更新并記錄員工可根據(jù)自己的崗位職責，通過手機APP登錄ITPM系統(tǒng)各個模塊查看相關設備信息。

4 ITPM系統(tǒng)的應用實踐及潛在風險：

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

當然，ITPM系統(tǒng)的上線是基于設備自動化，網(wǎng)絡化信息化硬件匹配齊套的基礎上實施的，是順應于未來自動化及智能化發(fā)展新趨勢。但對于目前處于轉型期的企業(yè)，新上ITPM系統(tǒng)還存在一定的弊端和風險。

（1）ITPM系統(tǒng)上線的技術要求和標準未提前統(tǒng)一制定。

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

（3）若現(xiàn)有工廠設備自動化程度低、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，ITPM系統(tǒng)的實施和推廣將是智能制造升級一個無法回避的課題與挑戰(zhàn)。從現(xiàn)狀考慮，以上這些問題和風險需要公司的決策者或設備的管理者進行整體規(guī)劃和審慎的思考。但從公司發(fā)展的長遠考慮， ITPM系統(tǒng)的投入建設和使用，勢必會大大增加智能化制造工廠的管理競爭力。