马钢炼铁总厂高炉设备评价打分系统优化实践

胡 彤

(马钢股份公司炼铁总厂 安徽马鞍山 243000)

高炉炼铁生产是一个高度系统化、自动化的过程，其特点，决定了对高炉设备有很高要求，设备作业率要高、故障率要低，整个流程环环相扣，任何一个环节发生故障都会对高炉产生带来影响。这样就需要先进科学的管理系统来加强对设备的管理。开展实施PMS点巡检管理系统项目，逐步建成信息化、现代化、符合未来企业发展趋势的工厂，为将来的数字化、智能工厂打下坚实的基础。

1 传统点检遇到的问题

1.1 点检手段落后

现在点检员到现场点检，还是采用老的办法，点检过程慢，达不到精确诊断的目的，点检员的劳动强度也大。

1.2 点检员的技术水平参差不齐

由于要求点检的设备多，每个点检员对点检标准掌握的不一样，造成对设备缺陷判断也不一样，如果不采用统一的科学点检方法，就可能有许多问题没有判断出来，造成设备事故增加。

1.3 点检结果没有得到有效使用

由于以前没有数据采集分析系统，点检结果和数据没有得到分析和应用，设备的劣化趋势不容易进行分析，对设备状态的判断达不到精确的目的。

2 针对以上存在问题我们采取了以下措施加以应对

2.1 炼铁总厂根据现存问题有针对性的自行开发了一套设备管理评价打分系统PMS管理系统，有效的解决解决了现在存在的问题

PMS这套系统根据点检员使用点巡检仪，现场点检采集并上传数据，结合预埋在设备上测点自动采集发回数据，输入的设备使用周期，系统自动计算形成分值，系统整合子系统，按照权重大小形成产线总的分数，各级管理人员在电脑上就可看到整个产线的设备评价。随时动态掌握设备健康状况，制定合理的设备运行和维护计划，最终全面促进和提高现总厂的设备运行管理水平。

2.2 PMS管理系统主要功能

2.2.1 数据采集模块

数据采集使用点巡检仪，由于点巡检仪内植入点检标准，点检员每次点检只需要到设备旁扫码就可显示设备需点检的条目，点检员按条目点检即可，统一了点检标准，规范了点检员的点检行为。另外点检仪每次可记录点检员的点检时间，到位率、和点检结果。起到了精密点检的作用和规范了点检行为。

本功能模块主要包括：计划组态、计划下载、数据回收、临时数据管理、违规记录信息、历史数据删除。计划组态：用于巡检工作管理人员根据点检工作要求制定点检路线和点检周期制定点巡检计划，包括日常点检、定期点检和精密点检计划。计划组态时需要定义的内容包括适用点巡检仪器、巡检周期。在巡检完毕后将巡检仪器中的测量数据回收到系统中。计划在下载回收是点巡检工作中最重要的基础环节。巡检计划能否被正确的付诸实施，测量数据能否被准确的回收到系统中，将直接决定后续的数据分析、设备报警判断以及维修策略的制定。执行、回收工作。临时数据管理：在巡检员对设备进行巡检时，如果发现临时新情况，可以根据实际需要做临时记录，然后上传信息，并与计划和设备相匹配，形成数据记录，为以后设备运行分析提供依据。违规记录信息：为管理提供有效的手段，严格记录点检不到位、工作不认真的工作记录，为点检工作提供考核依据。对于非工作不到位的违规记录，点检人员可以在系统中对该违规记录进行解释，由相关管理人员进行处理。

2.2.2 数据分析

信号分析模块用于故障诊断人员对巡检所采集得到的设备运行数据进行分析。该模块提供的分析手段包括趋势图、时域波形、频谱图、瀑布图等。通过信号分析模块，诊断分析人员可以为设备状态的判断找到充足的数据证明，并根据设备状态提出相应的维修请求，从而将传统的定期检修模式转变为“点检定修”的新模式。

波形图：通过对具有明显波形特征的数据进行分析，直接对设备故障做出初步判断。幅值谱：所有运行的设备零部件一般会有特定的振动频率，可以判断故障的部位以及故障的严重程度。适合旋转机械不平衡、不对中、松动故障的诊断。趋势图：通过对设备进行定期或连续的监测，获得有关设备状态变化的趋势规律，据此进行设备状态的预测和预报。倒频谱：可以较容易地识别信号的频率组成分量，便于提取所关心的频率成分，较准确地反映故障特性。标准包络谱：采用固定带宽的带通滤波器提取轴承故障信息，并做出包络谱。适合于滚动轴承等调制信号的幅值解调诊断。

2.2.3 报警诊断和管理

报警管理提供了丰富的报警判断指标用于自动识别设备的运行状态。设备管理员制定设备的各项报警指标阀值。当巡检员回收巡检数据时，系统会根据回收的数据、报警规则设置自动计算当前设备的状态。

所有运行的机器设备都在振动，其上的零部件一般会有特定的振动频率，这些频率称为特征频率。根据波形数据频谱图上异常幅值对应的频率可以推理设备的哪个零部件出现故障，虽然这种推理并不是绝对正确，但仍不失为一种较好的故障诊断方法。所以，采用特征频率可以辅助诊断设备故障。

2.3 设备评分系统

2.3.1 设备评分系统主要功能

设备评分系统根据点检状态对设备进行综合评分，预先为设备的每个测点都设置基准评分值，将设置有评分基础的测点在点检管理系统中组成计划组态，点检人员通过计划组态实施现场点巡检工作，将测点信息收录至点检仪后将点检仪中的数据回传至点巡检管理系统，系统将自动对点检仪回传的结果进行评分(如图1所示)，通过系统计算后显示在设备评分系统中。

图1 设备评分系统结构图

2.3.2 设备评分基准

用于设定系统评分基准，为设备的每个测点根据部件的权重比例及报警等级进行基础分数设定，设定后系统将通过现场点检返回的有效数据进行自动评分。

2.3.3 设备评分趋势

可查看设备评分的劣化趋势，将某一个时期内设备的所有评分生成一个趋势图来判定设备的劣化趋势。用于显示本周设定时限范围内各分厂区域设备平均分值与上周各分厂区域内的平均分值。可使本周各时间点区域内的平均分值与上周区域内的平均分值做对比来判断本州设备的劣化趋势。

2.3.4 设备使用时限评分

通过设备的投用时间与运行的时间来判定设备使用时限评分。设置时间劣化基准值，通过时间的推移，系统自动为该设备进行分值评估。

2.4 到位率统计

到位率统计可对所选月份的点检到位率进行图表化的统计，统计内容包括：点检月度到位率统计、机械专业设备点检覆盖率统计、电气专业设备点检覆盖率统计、全厂年度点检到位率统计。

2.4.1 检修计划管理兑现率统计

在EAM系统开发设计设备维修管理模块，实现设备维修全流程的记录、查询、报表、维修标准、安全及技术交底的规范化等。通过系统自动计算，将维修记录转化为图形面板体现出维修计划兑现率。用户可通过该面板对维修时间进行追溯。

2.4.2 维修任务编制审批

使用系统工单代替纸质工单，将工单内容填报至系统中的工作任务单，工单会自动生成工单编号和填报日期。填报人员须填写委托人、委托单位、产线/设备、设备所属单位、计划开始时间、计划结束时间、维修规模、维修方式、维修单位、项目名称、管理单位等信息后提交维修工单，进入审核流程。

2.4.3 维修情况汇报

维修完成后填报维修情况，内容包括施工交底情况、竣工验收意见、实际开始时间、实际结束时间、补充说明、验收三方签字等内容。

2.4.4 故障记录统计和管理

故障统计提供对系统中已有数据分类统计并出具数据表、饼图、柱图、线图等图形化分析的功能，系统提供涉及设备、故障状态、技术分类、故障等级、发生时间等作为查询条件供缩小分析数据范围(如图2所示)。

图2 故障记录统计图

故障管理用于管理并跟踪设备已发生的各类故障或事故及其处理过程、处理结论。在跟踪设备故障或事故的过程中，系统记录的数据包括涉及单位、故障时间、故障分类(故障、事故)、参与人员、故障(事故)描述、影响时长、技术分析、责任分析、详细分析、处理方法、预防建议、落实情况等内容。

2.5 PMS点巡检管理系统还具备其他功能

2.5.1 故障案例生成单点课

从故障知识库中选取典型案例自动生成单点课表单，减少人工二次工作成本。单点课内容将通过审核后保存在课程数据库中随时调阅。

2.5.2 缺陷记录管理

缺陷记录管理流程用于管理并跟踪设备已发生的各类缺陷及其处理过程。在跟踪设备缺陷的过程中，系统记录的数据包括：涉及设备、所属生产线、发现人、发现日期、缺陷等级、截止日期、缺陷内容等。

2.5.3 故障总览、故障登记和故障查询

故障总览提供对系统中所有故障记录概要信息快速浏览、快速处理的功能。故障登记提供在系统新增故障记录的功能。故障查询功能提供对系统中已有故障记录的更多的查询条件，方便用户从已有的故障记录库中寻找到所需要的数据记录。可供筛选的查询条件包括涉及设备、故障状态、故障分类、故障时长、发生时间等。

2.5.4 设备履历管理和材料备件管理

设备履历管理实现对设备结构、技术参数、缺陷历史、故障历史和维修历史的跟踪管理。装机备件统计用于对当前已安装在生产设备上的关键备件使用情况进行统计，统计时系统将以列表的形式显示系统中符合查询条件的备件。显示的信息包括备件图号、所属设备、装机日期、启用日期、当前备件累计修理次数、当前位置备件历史累计修理次数、预计下次维修时间等。材料备件管理系统用于管理并跟踪备件出入库全过程。

2.5.5 技术档案管理

系统提供非标备件图纸管理功能，对图纸的提交、修订、审核、调阅过程进行控制，确保图纸的准确性。检修历史查询检修提示查询，提供按时间段筛选的检修数据查询功能，可以查询单个检修计划下的执行内容，也可以查询某个设备部件的检修历史。

3 结语

我厂自主研发的设备评价打分管理系统，通过近年的试用，在设备管理方面取得了较好的效果，下一步我厂将对这套系统继续完善，在全厂进一步推广应用，使我厂的设备管理更上一个台阶。