设备操检协同评价研究

宋泽海 李海龙

（天津钢管集团股份有限公司 天津）

在设备管理中，设备操作与维护检修之间如何有效地协调一直是困扰很多企业的问题。传统的协调方式尽管花费了大量精力和资金投入，但效果往往不佳。设备操检有效协调不仅涉及设备管理模式，也取决于使用、运行、维检等信息的及时共享和资材供应的可靠准时等诸多因素。从系统角度看，设备操检系统具有复杂性、动态性、非线性、多层次的系统特征，构成设备操检系统的操作、使用、管理、维护等各子系统之间的非线性相互作用，这种作用表现为子系统间的协同与耦合，从而影响设备操检系统的整体效应。因此，可以用复杂系统理论和方法对设备操检系统的协同状况进行研究，可以达到事半功倍的效果。

一、设备操检系统协的协同评价模型

随着复杂系统理论的建立与发展，特别是哈肯提出协同的概念和理论以来，国内外学者从不同视角、使用多种工具对系统协同程度进行了研究。Tushman（1997年）采用定性方法对组织要素的协同性（一致性）进行了研究，而协同学创始人哈肯则建立了表征系统协同演化的动力学方程。国内韩文秀等人（1997年）提出了复合系统的整体协调度模型，张竟竟等人（2007年）从协调度内涵分析入手，构建了城乡协调度评价模型。还有些学者运用因子分析、投入产出分析、欧式距离法等对复杂系统的协同进行了评价研究，并取得了很好效果。借鉴前人的研究思想，从构建设备操检协同评价模型入手，对设备操检系统的协同程度进行分析评价。

对于复合系统的协同研究，一般分为子系统和整体系统两个层次。对设备操检协同的研究，首先对设备操检系统的子系统的有序度进行分析，然后再计算设备操检整体系统的协同度。为此，构建SSC-EOM模型，其中SSC模型用于计算子系统的有序度，EOM模型计算整体系统的协同度。

1.子系统有序度SSC模型

对于设备操检这个动态复合系统来说，设某个子系统为Si=（i=1，2，…，n），该系统的参变量为li=（li1，li2，…lim），对于 有gij下≤lij≤gij上，gij下、gij上分别为稳定临界点的下限和上限。对子系统Si而言，有些参变量取值越大该子系统的有序度越高，有些参变量的取值越小该子系统的有序度越高。由此定义SSC为子系统Si的有序度。可用式（1）计算。

2.整体系统协同度EOM模型

对于设备操检系统而言，协同程度应该在某个时期内进行评价。故此，设在t1时刻，子系统Si的有序度为SSCi1，在t2时刻子系统Si的有序度为SSCi2，定义EOM为设备操检整体系统的协同度。可用式（2）计算。

根据上述定义，可知0≤SSC≤1，-1≤EOM≤1，其值越大，协同的程度越高，反之则越低。当-1≤EOM≤0时，表明设备操检系统整体没有处于协同状态、根本不协调，这可能由于某个子系统有序度高，但另一个子系统有序度很低或者所有子系统的有序度都不高。只有当0＜EOM≤1时，设备操检系统整体处于协同状态，当EOM=1时设备操检系统整体完全协同。SSC-EOM模型可以表征设备操检系统在某个时期内的协同特征和变化趋势，从子系统的有序度变化来把握整个系统的协同状况。

二、设备操检系统的协同度评价实证研究

1.指标体系设计

设备操检协同管理系统由设备使用、设备管理、资材供应和专业维检等部门，信息化管理网络，以及操作运行、初始状态、资材供应、设计制造和维检信息5大数据库组成。设备操检协同管理系统，可以分为设备使用、设备管理、资材供应和专业维检4大主体，以及信息数据两个层次。整个系统的协同运行需要4大主体通过信息数据的协同共享，来实现彼此之间职能和行为的协同。设备使用、设备管理、资材供应、专业维检以及信息数据又可以分为若干层次或子系统，只要能够对各个层次或子系统的有序度进行评价，就可以对设备操检整体系统进行协同度评价。要研究各个子系统的有序度，必须对表征子系统的性质、状态或特征的指标等进行综合分析。评价指标的选取，应遵循系统性、科学性和可操作性的原则。结合生产线设备管理的实际，征询了专家的意见，设计了某企业设备操检协同评价指标体系，包括2个一级指标、7个二级指标和26个三级指标，见表1。

2.指标数据获取

对于表1中的指标，定量指标数据通过查阅近年来该企业的相关文件或记录，定性指标数据采取问卷调查方式通过专家打分来获得（最差值＝1、最好值＝7）。为保护企业商业秘密，在获取数据的过程中对定量数据进行了变形处理，即所有数据均采取打分方式。收回所有有效问卷打分的平均值作为评价指标数据，其中三级指标的最好值是7，最差值是1。其他数据见表2。

3.指标数据标准化

由于各指标数据原始量纲不同，不能直接计算，所以首先要进行数据的标准化处理。对被评价主体而言，有些评价指标数据越大对评价目标更加有利，此时上限为最好值、下限为最差值。反之，有些评价指标数据越小对评价目标更有利。此时，上限为最差值，下限为最好值。故此采用区间极值法进行数据的标准化处理。

表1 某企业设备操检协同评价指标体系

表2 2010-2013年某企业设备操检协同指标基础数据

4.指标权重计算

根据研究内容和需要，二级指标权重采用熵权法，一级指标的权重采用AHP法来确定。

5.设备操检子系统的有序度计算

（1）利用SSC模型计算设备操检各子系统的有序度，结果见表3。

表3 某企业设备操检子系统有序度

（2）设备操检子系统有序度情况，见图1。

从图1可以看出，该企业设备操检系统的子系统在2010-2013年间呈现有序发展，但设备操检主体子系统的有序度明显高于信息子系统的有序度。对主体子系统而言，2010-2012年有序度增长较快，高于2012-2013年间有序度的增长。这表明，设备操检主体子系统中在2012-2013年间有些要素运行状态不及前两年，进一步追索可以发现，资材供应和专业维检的水平低于前两年。要继续提高设备操检主体子系统的有序度，在保持设备使用和设备管理水平的同时，必须提高资材供应和专业维检能力。对信息子系统而言，2010-2011年有序度增长快于2011-2013年，这表明信息子系统在2011-2013年间某些要素运行状况不及前一年，进一步分析可以发现信息挖掘成效和数据仓库建设不如以前做的好。要提高信息子系统的有序度，必须改善信息挖掘能力，强化数据仓库建设。

图1 设备操检子系统有序度

6.设备操检整体系统的协同度计算

（1）用EOM模型计算设备操检系统的整体协同度，结果见表4。

表4 某企业设备操检系统整体协同度

（2）设备操检系统整体协同度情况。见图2。

图2 设备操检系统整体协同度

从图2可以看出，该企业设备操检系统整体协同度在逐年提高，从2010年的0.16发展到2013年的0.45，特别是在2011-2012年间协同度增长明显快于2010-2011年和2012-2013年。这从整体上反映出该企业设备管理还存在着一些问题，设备操检系统还没有做到稳定运行，一些制约设备操检协同的要素并未达到正常或者相对合理的状态。因此，要对设备操检系统进行全面、系统分析，找出存在的差距，健全主体协同、信息协同机制，制定改进和提升措施。同时还要加强硬件基础建设，保证和促进各个子系统的协调发展，从而促进整体协同度的提升。