智能服務(wù) 預(yù)測性維護(hù) 數(shù)據(jù)定義與接口 征求意見稿

3GB/TXXXX—XXXX智能服務(wù)預(yù)測性維護(hù)績效評價方法本文件規(guī)定了設(shè)備預(yù)測性維護(hù)績效的數(shù)據(jù)要素、績效評價指標(biāo)體系和績效評價方法。本文件適用于工業(yè)設(shè)備預(yù)測性維護(hù)實施效果的量化評估，各行業(yè)均可參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T40571-2021智能服務(wù)預(yù)測性維護(hù)通用要求GB/T43555-2023智能服務(wù)預(yù)測性維護(hù)算法測評方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1運維operationandmaintenance運維是運行和維修的簡稱，包括運行和維修的全過程3.2維修maintenance為使產(chǎn)品保持或回復(fù)到規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的全部活動3.3預(yù)測性維護(hù)predictivemaintenance根據(jù)觀測到的狀況而決定的連續(xù)或間接進(jìn)行的維護(hù)，以監(jiān)測、診斷或預(yù)測構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的條件指標(biāo)。[來源：GB/T40571-2021，3.5]3.4預(yù)防性維護(hù)preventivemaintenance探測、排除或緩解使用中的構(gòu)筑物、系統(tǒng)或部件降質(zhì)的活動，以便通過把降質(zhì)和故障控制在可接受額水平來維持或延長其使用壽命。[來源：GB/T40571-2021，3.6]4總則預(yù)測性維護(hù)的應(yīng)用效果和價值通過計算固定時間段內(nèi)完整維護(hù)過程的成本進(jìn)行衡量。本標(biāo)準(zhǔn)以評價完整的設(shè)備維護(hù)過程為基礎(chǔ)，獲取維護(hù)過程數(shù)據(jù)要素，構(gòu)建績效評價指標(biāo)體系和評價方法。設(shè)備的運維過程、數(shù)據(jù)要素及評價指標(biāo)如圖1所示。4GB/TXXXX—XXXX圖1設(shè)備運維過程、數(shù)據(jù)及績效指標(biāo)設(shè)備維護(hù)以確定維修項目、制定維修計劃、維修準(zhǔn)備和維修執(zhí)行為核心，以檢修規(guī)劃執(zhí)行、巡檢、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和壽命預(yù)測為觸發(fā)，通過維修維護(hù)決策開展維護(hù)執(zhí)行。設(shè)備維護(hù)方式可分為糾正性維修、周期性維護(hù)和預(yù)測性維護(hù)三類：a)糾正性維修，即針對故障的非計劃性維修。該維修方式需要維修人員迅速采取行動，以盡快恢復(fù)設(shè)備的正常運行。由于需要更緊急的響應(yīng)和更快速的解決方案，此維修方式成本通常較b)周期性維護(hù)，即預(yù)防性維護(hù)，該維護(hù)方式為降低項目失效或功能退化的概率而按預(yù)定間隔或按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的維護(hù)。通常包括無異常情況下的保養(yǎng)，如清潔、潤滑、校準(zhǔn)等常規(guī)操作，目的是確保設(shè)備在正常運行期間保持良好狀態(tài)，也包括針對異常的計劃性維修，以解決潛在的問題，如更換部件、修復(fù)異常或調(diào)整設(shè)備參數(shù)等，其成本取決于所需的材料和人工費用。c)預(yù)測性維護(hù)，該維護(hù)方式以設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)測為基礎(chǔ)，以故障診斷、壽命預(yù)測為核心，結(jié)合運維決策等實現(xiàn)設(shè)備的科學(xué)維護(hù)與高效管理。該維護(hù)方式通過減少突發(fā)故障降低糾正性維修成本，通過優(yōu)化檢修大綱降低周期性維護(hù)成本。預(yù)測性維護(hù)的效果依賴于算法的性能，算法測評指標(biāo)及測評方法應(yīng)按照GB/T43555-2023進(jìn)行。5GB/TXXXX—XXXX通常情況下，復(fù)雜設(shè)備同時采取上述三種維護(hù)方式，綜合三種維護(hù)方式的運維總成本是評價預(yù)測性維護(hù)績效的最終指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)針對完成運維過程采集數(shù)據(jù)要素，相關(guān)要求見第5章數(shù)據(jù)要素，構(gòu)建完整的績效評價指標(biāo)體系，見第6章績效評價指標(biāo)體系，形成規(guī)范的績效評價方法，見第7章績效評價方法。5績效評價數(shù)據(jù)要素5.1概述績效評價要素作為績效評價指標(biāo)的輸入量，主要包括巡檢時間、停機損失、工時費、準(zhǔn)備時間、維修時間、材料成本和投入成本。5.2巡檢時間巡檢是指通過人工或機器人對設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場巡查和檢測，是運行維護(hù)過程中的重要環(huán)節(jié)之一。巡檢一般范圍定期巡檢和不定期巡檢。巡檢時間是指從巡檢任務(wù)開始啟動到巡檢人員或機器人復(fù)位之間的時長： 5.3停機損失停機損失是指設(shè)備因為計劃或非計劃停機，導(dǎo)致生產(chǎn)任務(wù)中斷而損失的生產(chǎn)收益，以及因為停機而導(dǎo)致的生產(chǎn)物料損失： （2）5.4人工成本人工成本是指維護(hù)人員的工時費用，包括工藝人員、操作人員和工程人員等。人工成本由各項人工類別工時費率乘以維護(hù)工時：人工成本=lri根tmi……（3）其中，NL為人工類別數(shù)，lri和tmi分別為每種人工類別對應(yīng)的工時費率和維護(hù)工時。5.5維護(hù)確定時間維護(hù)確定時間是指預(yù)防性維護(hù)策略中，用于確定維護(hù)項目所需的時間。5.6維護(hù)計劃時間維護(hù)計劃時間是指預(yù)防性維護(hù)策略中，用于制定維護(hù)計劃所需的時間。5.7維護(hù)準(zhǔn)備時間維護(hù)準(zhǔn)備時間是指預(yù)防性維護(hù)策略中，用于執(zhí)行維護(hù)計劃所需的準(zhǔn)備時間。5.8維護(hù)時間維護(hù)時間是指預(yù)防性維護(hù)策略中，用于執(zhí)行維護(hù)操作所需的時間。5.9材料成本材料成本是指開展維護(hù)工作所需的材料費用，包括被更換零部件的費用和維護(hù)所需消耗品的費用： （4）5.10行政成本行政成本是指開展維護(hù)工作所需的行政費用，包括計劃制定、工作調(diào)度、特別工作許可等行政事務(wù)的費用。6GB/TXXXX—XXXX5.11初始投入成本初始投入成本是指建立維護(hù)體系而投入的設(shè)備采購、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、軟件采購和人員培訓(xùn)等一次性或非經(jīng)常性的成本。5.12運行能耗成本設(shè)備在不同的健康狀態(tài)下，運行效率和能耗會有差異。不同的維護(hù)策略會使得設(shè)備的運行維持在不同的狀態(tài)，因此設(shè)備運行能耗成本也是預(yù)測性維護(hù)績效評價的要素之一。5.13庫存成本不同的維護(hù)策略對備機和備件的需求數(shù)量不一樣，從而產(chǎn)生不同的庫存成本。庫存成本由備件購置成本和備件持有成本構(gòu)成。5.14生產(chǎn)質(zhì)量成本設(shè)備在不同的健康狀態(tài)下，生產(chǎn)質(zhì)量會有差異。不同的維護(hù)策略會使得設(shè)備的運行保持在不同的狀態(tài)，因此生產(chǎn)質(zhì)量成本也是預(yù)測性維護(hù)績效評價的要素之一。5.15故障頻率故障頻率是指沒有任何預(yù)防性維護(hù)情況下預(yù)計的設(shè)備每年故障頻率，可以基于歷史記錄進(jìn)行統(tǒng)計計算，也可以從IEEE-500等設(shè)備故障頻率標(biāo)準(zhǔn)中查詢。 （5）6評價指標(biāo)體系6.1糾正性維修成本糾正性維修方式評價如下圖所示。反應(yīng)式維護(hù)方式的成本僅是風(fēng)險成本。其計算方式與預(yù)測性維護(hù)方式的風(fēng)險成本計算方式一致。圖2糾正性維修績效評價糾正性維修成本包括搶修過程中的維修成本和停機損失，具體計算公式如下：糾正性維護(hù)成本=（維修執(zhí)行成本+停機損失）×故障頻率 （6）其中：維修執(zhí)行成本指所維修設(shè)備在其進(jìn)行搶修時產(chǎn)生的成本總和，材料成本與發(fā)生故障的部件相關(guān)，通7GB/TXXXX—XXXX常為搶修工期×工時費×設(shè)備數(shù)+材料費用；停機時損失見公式2。6.2周期性維護(hù)成本6.2.1概述周期性維護(hù)績效評價如下圖所示。圖3周期性維護(hù)績效評價周期性維護(hù)成本也稱預(yù)防性維護(hù)成本，包括周期性維護(hù)過程中的維護(hù)準(zhǔn)備成本、維護(hù)執(zhí)行成本和停機損失等，具體計算公式如下：周期性維護(hù)成本=（維護(hù)準(zhǔn)備成本+維護(hù)執(zhí)行成本+停機損失）×周期性維護(hù)頻率+風(fēng)險成本…（7）其中，維護(hù)準(zhǔn)備成本指在維護(hù)準(zhǔn)備時間內(nèi)產(chǎn)生的成本消耗，通常為維護(hù)準(zhǔn)備時間×工時費；維護(hù)執(zhí)行成本指所維護(hù)設(shè)備在其進(jìn)行定期維護(hù)時產(chǎn)生的成本總和，材料成本與設(shè)備及部件相關(guān)，通常為維護(hù)工期×工時費×設(shè)備數(shù)+材料費用；停機時損失見公式2。周期性維護(hù)頻率依據(jù)檢修大綱確定；6.2.2系統(tǒng)使用成本系統(tǒng)使用成本=常規(guī)執(zhí)行保養(yǎng)成本+常規(guī)執(zhí)行異常維修成本+檢查成本常規(guī)執(zhí)行保養(yǎng)成本包括涉及維修工作所需的材料費用、人工費用，以及任何額外的操作或設(shè)備使用成本。常規(guī)執(zhí)行保養(yǎng)成本=材料費用+人工費用+操作成本+設(shè)備使用成本在常規(guī)檢查后發(fā)現(xiàn)目標(biāo)發(fā)生異常，則執(zhí)行針對異常的維修，其成本包括涉及維修工作所需的材料費用、人工費用，以及任何額外的操作或設(shè)備使用成本。常規(guī)執(zhí)行維修成本=材料費用+人工費用+操作成本+設(shè)備使用成本檢查成本包括進(jìn)行定期檢查所需的工具、設(shè)備費用，人工費用，以及任何必要的專業(yè)服務(wù)成本。檢查成本=工具費用+設(shè)備費用+人工費用+專業(yè)服務(wù)成本6.2.3風(fēng)險成本8GB/TXXXX—XXXX風(fēng)險成本的計算方式與預(yù)測性維護(hù)方式的風(fēng)險成本計算方式一致。6.3預(yù)測性維護(hù)成本6.3.1概述預(yù)測性維護(hù)績效評價如下圖所示。圖4預(yù)測性維護(hù)績效評價預(yù)測性維護(hù)成本主要為初始投入成本、系統(tǒng)運行成本以及在觸發(fā)異?；蚬收蠒r的維修維護(hù)成本，具體計算公式如下：預(yù)測性維護(hù)成本=初始投入成本+系統(tǒng)運行成本+維修維護(hù)成本+風(fēng)險成本 （8）其中：初始投入成本計算見公式5；系統(tǒng)運行成本包括軟硬件系統(tǒng)運行時的費用；維修維護(hù)成本依據(jù)觸發(fā)不同可參考糾正性維護(hù)成本和周期性維護(hù)成本進(jìn)行計算。6.3.2系統(tǒng)使用成本系統(tǒng)使用成本指預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)上線運行之后，在運行期間產(chǎn)生的成本。具體計算方式如下：系統(tǒng)使用成本=人員操作成本+報警后檢查成本+異常執(zhí)行維修成本人員操作成本指系統(tǒng)上線運行后，需要配備相應(yīng)的操作人員和/或維護(hù)人員所產(chǎn)生的成本。預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)越易用，其人員操作成本將越低。報警后檢查成本指的是預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)報警后，需要相應(yīng)人員前往現(xiàn)場檢查所產(chǎn)生的成本，計算方式如下：報警后檢查成本=報警次數(shù)×檢查成本檢查成本包括進(jìn)行定期檢查所需的工具、設(shè)備費用，人工費用，以及任何必要的專業(yè)服務(wù)成本。預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生的誤報警次數(shù)越低，其報警后的檢查成本也將越低。異常執(zhí)行維修成本指的是預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)報警后，經(jīng)人員檢查后確認(rèn)為異常，為避免潛在故障的發(fā)生，而采取的對異常的計劃性維修成本。異常執(zhí)行維修成本=異常次數(shù)×異常的計劃性維修成本6.3.3風(fēng)險成本9GB/TXXXX—XXXX風(fēng)險成本為預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)漏報導(dǎo)致故障發(fā)生后執(zhí)行維修的成本。具體計算方式如下：風(fēng)險成本=故障次數(shù)i×緊急維修成本i其中n代表故障的等級，根據(jù)特定的應(yīng)用場景劃分；故障次數(shù)i表示第i級故障的單位時間內(nèi)發(fā)生的次數(shù)；緊急維修成本i表示第i級故障發(fā)生后所產(chǎn)生的緊急維修成本。緊急維修成本包括直接的維修成本和因故障發(fā)生所帶來的一系列間接成本。直接維修成本主要包括緊急維修成本和設(shè)備更換成本，間接成本主要包括生產(chǎn)損失、設(shè)備損耗、安全事故環(huán)境影響，以及品牌和聲譽損失。緊急維修成本包括緊急采購備件、雇用維修人員、加班費用等直接成本；設(shè)備更換成本是指若設(shè)備報廢產(chǎn)生的新設(shè)備采購、安裝和調(diào)試的費用；生產(chǎn)損失是指因設(shè)備計劃外停機導(dǎo)致生產(chǎn)中斷產(chǎn)生的經(jīng)濟損失；設(shè)備損耗是指由于設(shè)備故障和維修導(dǎo)致的設(shè)備折損；安全事故和環(huán)境影響包括設(shè)備故障可能導(dǎo)致的安全事故，對人員安全造成的威脅，或?qū)Νh(huán)境造成的污染，產(chǎn)生的罰款、賠償及修復(fù)成本；品牌和聲譽損失：因故障事件導(dǎo)致的企業(yè)公眾形象和客戶信任的負(fù)面影響，導(dǎo)致市場份額的流失。不同的預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)在同一場景下的成本差異將體現(xiàn)在系統(tǒng)搭建的難易程度、易用程度、誤報率和漏報率。6.4運維總成本運維總成本通常度量設(shè)備完整運維過程中的總成本，但實際計算過程中引入權(quán)重以符合不同應(yīng)用場景的要求。具體計算公式如下：運維總成本=糾正性維修成本+周期性維修成本+預(yù)測性維護(hù)成本 （9）其中：糾正性維修成本的計算方法見公式7；周期性維護(hù)成本的計算方法見公式8；預(yù)測性維護(hù)成本的計算方法見公式9。針對單臺裝置或設(shè)備，通常僅存在一種運維模式，因此僅需根據(jù)