全生命周期设备管理系统在选煤厂的应用

荣 东

(平顶山中选自控系统有限公司，河南 平顶山 467000)

1 选煤厂设备管理存在问题

受传统的管理模式影响，我国大部分选煤厂设备管理已不能适应目前市场经济模式的需要，难以运用技术、经济等手段对设备进行有效管理。相应地，设备也不能为选煤厂创造最大价值，潜力得不到正常发挥。目前，全国各选煤厂设备管理中普遍存在着以下问题：

(1)管理制度、规程不科学。选煤厂在以往的长期生产过程中固定下来的陈旧的或不完善的设备管理模式及规程，已不完全适应当前的管理要求。

(2)忽视设备的前期管理。选煤厂在设备投资方面普遍存在着只注重购置费用，而不考虑各种设备运营费用的现象，这样就造成了设备普遍存在技术性能不良、技术状态不佳的问题，使得选煤厂生产成本居高不下，经济效益受到影响。

(3)设备监测诊断技术落后。目前，选煤厂设备故障仍以事后维修为主，科学有效的实时诊断监测技术还应用不多，大部分关键设备的故障还依赖于检修人员的经验判断。一旦小故障得不到及时发现，就可能造成严重后果，增大维修量和维修费用。

(4)设备运行维护质量不高。计划预防修理制度不能良好地执行，设备维护存在死角。同时，维护人员的技术水平以及设备本身制造工艺、加工材料的制约，都会对设备的运行维护产生不利影响。

(5)设备档案资料管理混乱。虽然目前大多数选煤厂均对每台设备都建立了档案，但技术资料，尤其是使用情况、故障情况、维修更换情况等信息不完善，同时无法实现信息资源共享。

(6)设备维护流程不清晰。设备定期维护、故障维修、更换报废等流程管理松散，没有标准的维护流程，维护记录不完善、信息不透明。

为了解决这些实际管理过程中存在的问题，需要针对现代化选煤厂的管理需要，建立一套全生命周期设备管理系统。

2 规范化设备管理制度与流程

流程管理是现代管理的重要方法和手段，全生命周期设备管理也着重体现在流程管理上。完善的管理制度和规范的管理流程是全生命周期设备管理的基础。全生命周期设备管理系统对选煤厂设备管理的内容和流程进行了梳理，结合现代化设备管理的优秀思想，编制了规范的管理制度与管理流程。

全生命周期设备管理的核心流程主要包括设备使用计划编制流程、设备采购计划编制流程、采购入库流程、资料管理流程、定期维护流程、点巡检管理流程、故障处理流程、大修流程、更换流程、报废流程、成本分析流程等，覆盖前期计划与采购、中期使用与维护、后期更换与报废处理等各个阶段。全生命周期设备管理系统规范了这些核心流程，编制了总体流程框图和各个专项流程图。其中总体流程框图见图1。

图1 全生命周期设备总体流程示意

3 结构化管理设备静态资料

以往的设备管理过程中，设备的资料往往没有严格的格式标准。设备的参数整理不规范，图纸、文档等资料结构混乱，设备及附属设备的组成部分(如胶带运输机的电机、滚筒、托辊等等)也没有进行结构化的管理，绝大部分的设备静态资料就是一张电子表格或是一叠纸，信息检索、共享、传输困难，在设备的常规维护或故障处理时，往往需要费力查找或是依赖维护人员的经验，导致管理维护效率低下。

全生命周期设备管理系统对设备的所有静态资料进行了结构化的管理。首先，建立设备分类树，并对分类的参数表进行管理。第二，将设备归类到分类上，此时设备将继承分类的参数表。第三，对设备的基础参数、分类参数、自定义参数进行管理，形成设备参数表，以结构化的形式描述设备的属性。第四，对设备的附属设备、配件、图纸资料、设备履历信息、操作规程、安全规程等静态资料进行管理。最终，形成全厂的结构化设备信息，可以进行快速检索和查询，比如电机电气故障时查找设备的电气参数、配件损坏时查找配件的型号规格及库存信息。设备静态资料的结构如图2所示。

图2 设备静态资料结构示意

4 有效整合自动化系统和数字化检测技术

传统的设备管理，即使实现了信息化，也只是做到设备资料、维护记录存储进计算机系统中，替代了纸质管理，但本质上还是对传统数据进行信息化的管理。

虽然自动化控制技术发展到目前已经相当完善，同时一些针对设备检测的现代化技术也有着广泛的应用，但是却没有很好的与设备管理相结合。全生命周期设备管理系统对这些系统的数据进行了有效整合，从而形成了一个互联互通的有机平台，不仅提升了管理的技术性，也提升了管理的系统性。

(1)整合自动化控制系统。选煤厂自动化控制系统目前主要使用的PLC技术，实现了设备的集控操作、逻辑处理、报警输出等功能。全生命周期设备管理系统建立一个实时数据库，连接并采集PLC控制系统中的数据，将这些数据以秒级存储归档。对控制系统的数据分析，一是实现了根据设备运行信号计算设备的实际运行时间，为准确的设备定期维护提供基础；二是分析设备的报警信息、电气数据、工艺参数的变化等等，实现预测设备故障、提高设备效能的目的。

(2)整合设备状态在线检测系统。设备状态在线检测，又叫在线点检，可以实时在线测量设备的电流电压、温度、电机的振动频谱等数据，全生命周期设备管理系统将这些实时数据也采集归档到实时数据库中，实现对设备健康状况的分析，与设备维护建立有机结合。同时，提供向控制系统进行信号回传的功能，比如当温度过高或振动严重超限时，可向控制系统发送指令，直接将设备停机，以避免人工处理不及时导致更严重的设备损坏等情况。

(3)整合设备点检系统。在线检测系统虽然实时性高，但检测的内容不如手持点检仪全面，所以可以选择同时采用两套系统，以提高设备检测的准确性。全生命周期设备管理系统整合点检系统的数据，实现更全面的管理。

实时数据库有别于关系数据库，可以高速可靠地处理海量的实时数据，并将这些数据进行压缩归档，可以以较小体积长期保存生产数据。

实时数据的引入和分析解决了传统管理模式中只能事后处理的问题，可以分析设备的健康状态，提前预测可能的问题，从而在设备产生故障之前提醒管理维护人员对设备进行维护保养，大大提高设备的使用寿命。同时，实时数据的历史归档也对问题的追踪回溯提供支持，例如可以从实时数据库中查询模拟量的趋势曲线、报警记录、操作记录等信息。

5 工作流驱动的设备维护与检查机制

传统的设备维护或巡检等活动约束性较低，往往需要管理人员进行额外的监督与提醒。全生命周期设备管理系统以工作流(Workflow)技术驱动维护与检查任务的执行，实现业务流程的自动化，减少人为的流程干预和监督。

工作流驱动的任务主要包含：

(1)设备定期维护任务。根据设备维护需要，配置定期的润滑、检修、配件改换等任务，可以根据设备的实际运行时间作为周期计算依据。当达到维护时间时，向负责人的手机端APP发送任务；负责人在执行完成维护后，提交维护结果；管理人员对结果确认后关闭维护任务；以当前时间为起点，重置计算周期。如果超期、遗漏，将形成报警通知管理人员。

(2)设备巡检任务。管理人员配置巡检任务、巡检路线、设备检查内容、负责人员等信息后，系统将按设定的周期自动向相关负责人员的手机端APP发送巡检任务；负责人员按规划好的路线执行巡检并提交设备检查情况；路线执行完成并由管理人员确认后关闭巡检任务。同时在巡检过程中可以提交缺陷报告并拍摄照片，对可能存在的隐患或缺陷进行登记。

(3)缺陷管理。管理人员根据已提交的缺陷报告，向相关负责人员手机端APP发送缺陷整改任务；负责人可以查询缺陷的详细情况、设备资料等相关信息并执行整改，整改完成后提交整改结果；管理人员对结果确认后消除缺陷并关闭整改任务。

6 设备资产经济化管理

全生命周期设备管理系统的资产管理除了覆盖设备主体资产，也对设备的附属设备、配件、材料等内容进行管理，并且将这些资产的日常消耗与设备的使用与维护进行结构化关联，实现设备全生命周期的成本分析和经济化的库存管理。

(1)消耗关联。在设备的定期维护、常规检修、故障处理等过程中，所使用的润滑油脂、更换的配件、消耗的材料、人员工时等成本数据会被关联记录，可用于设备的使用成本分析。

(2)库存经济化管理。根据全厂材料配件的消耗情况，对资产进行分类法管理，对所有材料配件根据消耗的频率、数量和材料的采购成本、采购周期等因素进行综合分类。根据分类的等级，分配不同的需求库存量，保证使用需求，同时减少库存积压，达到经济化管理的目标。

7 简单高效的二维码设备卡片

全生命周期设备管理系统对设备的所有静态资料、动态运行信息、诊断维护记录等全方位的数据进行集中管理、集中展现，并采用统计和图表技术对部分数据进行分析处理，以直观的方式显示数据的趋势、波形等。

每台设备拥有专属二维码，可粘贴于设备现场，也可以用于网络共享。管理维护人员使用手机扫描二维码，即可直接查看设备的所有相关资料，如设备参数、操作说明、安全规程、图纸附件、开停车记录、报警信息、检修维护记录、健康状况等。这不但提高了信息查询和分享效率，而且提高了设备管理维护效率。

8 结 语

全生命周期设备管理系统，以全生命周期管理理论为基础，整理、规范了设备管理制度和流程，结构化管理设备档案；整合生产控制自动化系统、设备状态在线监测系统、设备点检系统等现代化技术，综合分析设备全方位的静态信息和生产动态数据，以工作流技术为驱动方式，对设备的使用维护进行流程化、标准化的管理，可以有效解决预防设备故障、设备维修不足或过度维修等问题，降低设备故障率，提高设备无故障运行时间；同时对设备材料配件等资产进行经济化的管理，达到提高选煤厂经济效益的目的；借助手机等移动设备的便利性，可提高管理的及时性。

全生命周期设备管理系统为实现选煤厂的智能化提供了强大支持。