互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的設(shè)備維護(hù)

1、 互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的設(shè)備維護(hù) 導(dǎo)語(yǔ)本文從設(shè)備維護(hù)類型出發(fā)，對(duì)三種不同類型的設(shè)備維護(hù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，詳細(xì)分析了預(yù)測(cè)性維護(hù)的特點(diǎn)和應(yīng)用方法。0 引言隨著信息時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)步入人們工作、生活的方方面面，作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也成為我國(guó)各行各業(yè)并不陌生的名詞，由于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘與分析、自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)和傳感器技術(shù)在設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)中的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)思維和方式，使設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)從故障后維護(hù)與定期維護(hù)，走向預(yù)測(cè)性維護(hù)。1 設(shè)備維護(hù)的類型縱觀我國(guó)大多數(shù)組織的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方式，一般包括故障性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)兩大類。故障性維護(hù)是指在設(shè)備發(fā)生故障、不能正常運(yùn)行時(shí)，設(shè)備管

2、理人員對(duì)其實(shí)施維修，也就是說設(shè)備發(fā)生故障后設(shè)備管理人員才考慮對(duì)其實(shí)施維護(hù)，因此人們也將其稱之為 補(bǔ)救性維護(hù) ，這是設(shè)備維護(hù)管理中最簡(jiǎn)單、最低級(jí)的方式，不言而喻這種方法可以稱得上沒有對(duì)設(shè)備實(shí)施維護(hù)管理，它將造成組織設(shè)備維護(hù)費(fèi)用的高額投入，它是所有維護(hù)方法中維護(hù)費(fèi)用最為昂貴的一種。歷史經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)告訴我們，這種維護(hù)費(fèi)用是預(yù)防性維護(hù)模式下實(shí)施相同項(xiàng)目維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用的3倍。預(yù)防性維護(hù)是指按照設(shè)備管理人員制定的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃對(duì)設(shè)備實(shí)施維護(hù)或更換零配件，它通常包括定期檢查、檢測(cè)、維護(hù)、保養(yǎng)、拆修、更換零件、配件等；預(yù)防性維護(hù)按照在維護(hù)計(jì)劃制定中關(guān)注的問題維度不同，一般可以分為：按照規(guī)定時(shí)間實(shí)施的維護(hù)、按照設(shè)

3、備規(guī)定性能水平的維護(hù)、按照規(guī)定設(shè)備狀態(tài)的實(shí)施維護(hù)。目前我國(guó)的大部分組織都是通過制定設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，對(duì)設(shè)備實(shí)施每年維護(hù)保養(yǎng)、半年維護(hù)或者季度維護(hù)保養(yǎng)，這些種類的維護(hù)保養(yǎng)方式都屬于基于時(shí)間的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)；根據(jù)設(shè)備上或設(shè)備功能位置上監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝的自動(dòng)測(cè)量?jī)x表讀出的數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備當(dāng)前的性能水平而對(duì)其實(shí)施維護(hù)保養(yǎng)，這種維護(hù)保養(yǎng)方式就是按照設(shè)備規(guī)定性能水平的維護(hù)。例如我們生活中經(jīng)常碰到的新車行駛5000公里后進(jìn)行首次保養(yǎng)（更換機(jī)油），這就是居于車輛性能的維護(hù)保養(yǎng)。通過對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)或操作參數(shù)（如溫度）實(shí)施監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備受控參數(shù)達(dá)到某一規(guī)定值或者經(jīng)驗(yàn)值后，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作人員立即對(duì)其實(shí)施維護(hù)，這一種設(shè)備實(shí)施維

4、護(hù)保養(yǎng)方式就稱為按照規(guī)定設(shè)備狀態(tài)的維護(hù)保養(yǎng)。通過上面介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)是一種按照事先計(jì)劃安排實(shí)施維護(hù)的工作方式，是一種事先實(shí)施維護(hù)保養(yǎng)的工作方法，因此對(duì)于相同的維護(hù)內(nèi)容，它的維護(hù)成本比故障性維護(hù)要少，但是由于它是居于設(shè)備中零部件歷史平均損壞率和人們工作的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)制定維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃、實(shí)施維護(hù)；它是居于規(guī)定的時(shí)間間隔實(shí)施維護(hù)保養(yǎng)，沒有考慮到設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，因此難免會(huì)出現(xiàn)維護(hù)工作缺乏針對(duì)性，這無(wú)形中提高了維護(hù)保養(yǎng)成本和設(shè)備停產(chǎn)時(shí)間。為了解決上述缺陷，按照以預(yù)防為主的工作思維，在信息化、數(shù)據(jù)化的大環(huán)境下，借助自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)算法等工具的使用，對(duì)設(shè)備實(shí)施維護(hù)保養(yǎng)

5、管理，那就是設(shè)備的第三種維護(hù)方式，即預(yù)測(cè)性維護(hù)。接下來(lái)我們就談?wù)勥@種維護(hù)保養(yǎng)方式。2 預(yù)測(cè)性維護(hù)的應(yīng)用預(yù)測(cè)性維護(hù)是借助監(jiān)測(cè)工具對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況實(shí)施周期性或持續(xù)監(jiān)測(cè)，通過對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析、與既定數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、檢測(cè)故障發(fā)生前的機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行比較，預(yù)測(cè)故障發(fā)生的時(shí)間，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法和模型來(lái)分析評(píng)估設(shè)備狀況，實(shí)施維護(hù)保養(yǎng)的一種方法。這是以預(yù)防為主，將事后控制轉(zhuǎn)換為事前管理，通過分析和預(yù)測(cè)事先實(shí)施維護(hù)保養(yǎng)的工作思維；它使設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)管理工作改變了以前被動(dòng)的工作方式、成為居于預(yù)防工作思維的主動(dòng)工作方式，從而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低了設(shè)備的維護(hù)成本。當(dāng)然要預(yù)測(cè)出設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)機(jī)并不是一件簡(jiǎn)單的事情，必

6、須從設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)中整理出關(guān)鍵指標(biāo)，結(jié)合歷史經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用數(shù)據(jù)分析工具和方法，在保證設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)隨著時(shí)間而改變的前提下，最終形成一個(gè)與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況相互吻合的預(yù)測(cè)性維護(hù)模型。預(yù)測(cè)性維護(hù)是我們前面介紹的三種設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方式中最為復(fù)雜的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方式，這種方式用傳統(tǒng)的設(shè)備管理思維和維護(hù)保養(yǎng)方法是不能完成的。預(yù)測(cè)性維護(hù)是在當(dāng)今電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和通訊技術(shù)廣泛應(yīng)用的環(huán)境下，基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法不斷進(jìn)步、自動(dòng)化設(shè)備管理不斷普及的前提，才能得到應(yīng)用和推廣。預(yù)測(cè)性維護(hù)的設(shè)備維護(hù)管理工作的指導(dǎo)思想是減少設(shè)備維護(hù)的盲目性、提高設(shè)備維護(hù)工作的針對(duì)性；其工作思路是借助對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、工作效率、熱量分

7、布和其他指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視，憑借設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、故障預(yù)測(cè)的方法，為設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)策劃和實(shí)施提供依據(jù)的一種設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方法，這種設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方式有利于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、降低設(shè)備維護(hù)成本、提供設(shè)備工作效率；從設(shè)備供應(yīng)商角度而言，可以增加供應(yīng)商與客戶的黏度，使供應(yīng)商與用戶形成合作伙伴關(guān)系，在日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中掌握主動(dòng)權(quán)；從設(shè)備使用單位的設(shè)施設(shè)備戰(zhàn)略管理角度而言，這種設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方式引導(dǎo)設(shè)備維護(hù)工作向自動(dòng)化、智能化和機(jī)器學(xué)習(xí)算法邁進(jìn)。按照可靠性理論對(duì)產(chǎn)品生命周期進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在其生命周期的不同階段故障的發(fā)生是遵循可靠性的 浴缸曲線 的原則。不論是何種類型的組織、其設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境條件如何、其生

8、命周期也必然遵循 浴缸曲線 的原則，具體包括早期故障階段、穩(wěn)定狀態(tài)階段和損耗階段等三個(gè)階段(如圖1所示)。根據(jù) 浴缸曲線 設(shè)備使用組織在剛剛購(gòu)買并使用設(shè)備時(shí)，設(shè)備出現(xiàn)故障的概率會(huì)比較高，這時(shí)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作就必須比較頻繁；在設(shè)備使用一段時(shí)間后，經(jīng)過了早期故障階段的篩選，設(shè)備就進(jìn)入穩(wěn)定工作期狀態(tài)，此時(shí)設(shè)備的故障概率必然會(huì)減少，理所當(dāng)然設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作者對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作的頻率也可以減少；在設(shè)備進(jìn)入耗損階段，設(shè)備故障率又會(huì)飆升，這時(shí)組織可以考慮增加設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)頻率，或者考慮將該設(shè)備淘汰，購(gòu)買新設(shè)備。根據(jù)設(shè)備生命周期各階段的這種特性，設(shè)備使用組織可以應(yīng)用有效的監(jiān)測(cè)、控制手段、憑借算法分析、根據(jù)設(shè)備

9、實(shí)際運(yùn)行狀況結(jié)合組織設(shè)備使用環(huán)境、使用條件的實(shí)際特點(diǎn)、建立符合組織自身運(yùn)營(yíng)特色的設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)模型，實(shí)施有針對(duì)性的設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)，這就提高了設(shè)備的可靠性、安全性、減低了設(shè)備維護(hù)成本、提高了設(shè)備效率、延長(zhǎng)了設(shè)備壽命，最終提升組織的生產(chǎn)效率、減低組織的運(yùn)營(yíng)成本。圖1 設(shè)備生命周期浴缸曲線通過上面介紹我們可以發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)可避免設(shè)備維護(hù)的盲目性，增強(qiáng)設(shè)備維護(hù)工作的針對(duì)性；提高設(shè)備的可用性、連續(xù)性和可靠性；減少由于設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)引起的組織生產(chǎn)總停機(jī)時(shí)間、減少設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作量、降低設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)總維護(hù)成本；正是這些特點(diǎn)使預(yù)測(cè)性維護(hù)逐步成為各種不同類型、不同規(guī)模的組織追求的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方式。在組織對(duì)設(shè)備的管

10、理向預(yù)測(cè)性維護(hù)邁進(jìn)的過程中，各種不同類型的組織根據(jù)其設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)能力、使用設(shè)備先進(jìn)性的不同，采用不同的預(yù)測(cè)性維護(hù)方式。部分組織直接購(gòu)買預(yù)測(cè)性維護(hù)監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)；但是一些設(shè)備管理能力比較強(qiáng)的組織，往往是結(jié)合自身設(shè)備使用狀況、設(shè)備故障維修經(jīng)驗(yàn)，基于傳感器技術(shù)，采集大數(shù)據(jù)分析，實(shí)施基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的預(yù)測(cè)性維護(hù)，以降低設(shè)備的購(gòu)置成本和維護(hù)成本、提升設(shè)備績(jī)效、提升組織持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。目前大多數(shù)組織，在預(yù)測(cè)性維護(hù)模型建立過程中通常使用基于傳感器檢測(cè)的設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)，其實(shí)際做法一般為：溫度測(cè)量、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、流體分析、電氣測(cè)試與監(jiān)測(cè)等方法。溫度測(cè)量檢測(cè)法通常用于機(jī)械摩擦過大、電機(jī)發(fā)熱、變壓器溫升等問題導(dǎo)致設(shè)備

11、故障的預(yù)測(cè)性維護(hù)工作。設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)人員可以直接將溫度傳感器或紅外熱成形技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。如對(duì)生產(chǎn)流水線上的電機(jī)進(jìn)行溫度檢測(cè)及時(shí)掌控電機(jī)發(fā)熱情況、對(duì)流水線上的軸承進(jìn)行溫度測(cè)量及時(shí)掌控機(jī)械摩擦情況、對(duì)于供配電設(shè)備上的變壓器溫度實(shí)施檢測(cè)及時(shí)掌控變壓器溫升情況，以便適時(shí)實(shí)施預(yù)測(cè)性維護(hù)。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)通常用于檢測(cè)磨損、不平衡、不對(duì)中以及內(nèi)部表面磨損導(dǎo)致設(shè)備故障的預(yù)測(cè)性維護(hù)工作。它一般借助波普分析，沖擊脈沖分析手段，對(duì)被觀察設(shè)備部件的既定參數(shù)實(shí)施監(jiān)測(cè)，并根據(jù)測(cè)量的結(jié)果對(duì)照已知標(biāo)準(zhǔn)或經(jīng)驗(yàn)，評(píng)價(jià)設(shè)備運(yùn)行實(shí)際狀況，確定設(shè)備的維護(hù)需求、并加以實(shí)施。如在設(shè)備皮帶磨損方面，我們知道皮帶使用過程中常見的故障為：沖

12、擊負(fù)荷大造成的斷裂，張緊力過低造成的皮帶分離、帶輪不平行造成的皮帶磨損等。進(jìn)一步分析皮帶磨損的特征，發(fā)現(xiàn)它一般表現(xiàn)為：皮帶輪錐度磨損和皮帶輪軸磨損兩種。為此我們可以通過對(duì)皮帶的張緊力進(jìn)行測(cè)量、對(duì)皮帶的撓度進(jìn)行測(cè)量，以預(yù)測(cè)設(shè)備潛在故障發(fā)生的時(shí)機(jī)，及時(shí)實(shí)施預(yù)測(cè)性維護(hù)。電氣測(cè)試與監(jiān)測(cè)一般通過對(duì)設(shè)備電氣系統(tǒng)的電參數(shù)實(shí)施監(jiān)測(cè)為預(yù)測(cè)性維護(hù)提供依據(jù)。如通過對(duì)錫鍋加熱管電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，了解加熱管的熱量輸出，從而推算出錫面溫度的平衡情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)的需求，消除由于加熱管壞導(dǎo)致錫溫不平衡，造成產(chǎn)品質(zhì)量問題的隱患。流體分析一般通過對(duì)由于油的污染、降解等問題導(dǎo)致的設(shè)備故障；或者由于潤(rùn)滑油、液壓、絕緣油等問題引起的設(shè)備故障，實(shí)施監(jiān)控為預(yù)測(cè)性維護(hù)提供依據(jù)。3 結(jié)論縱觀故障性維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)和預(yù)測(cè)性維護(hù)三種設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)類型，預(yù)測(cè)性維護(hù)不言而喻是一種