面向BOM的设备管理信息系统研究

李 玲，李忍锁

（中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，陕西西安 710089）

0 引言

随着科学技术的发展，现代设备具有集成化、大型化、复杂化、精密化、自动化、多样化等特点[1]，设备作为企业资产的重要组成部分，是科研型号任务顺利完成的重要物质和技术保证。设备状态的好坏，直接影响科研型号的研制效率和试验任务的正常进行，设备维护成本的高低很大程度上影响企业实现利润的程度，因此如何提升设备管理水平已经成为企业亟待解决的问题。

1 设备管理研究现状

设备管理是现代企业管理的重要组成部分，关系到企业实现利润最大化的程度。要提高企业管理信息化水平，首先要提升设备管理水平。通过采用计算机技术和信息技术，搭建设备管理信息系统平台，推进企业信息化建设。传统粗放式设备管理模式存在以下缺陷。

（1）设备管理还处于手工管理水平，对设备的运营及维护情况仅仅是简单记录，没有实现实时管理、动态管理。

（2）设备信息存储于不同的部门和介质，形成信息孤岛和信息不对称现象，同质化信息许多人重复进行录入及统计，造成人力资源不必要的浪费，信息无法共享。

（3）设备管理没有精确到部位，比较粗放，主要以整台设备为管理对象，没有实现精细化管理。

（4）设备管理没有形成电子档案，技术资料、档案等资料不齐全。

（5）缺乏对数据的挖掘与利用，没有充分挖掘、利用数据价值，保养缺乏针对性。

近年来，设备管理受到了国内研究学者的广泛关注。文献[2]提出了一种基于BOM（Bill Of Material，物料清单）数据库表的遍历算法，并结合实际管理业务，研发了基于BOM 的Web 程序，成功应用于具体产品管理实践。文献[3]提出树形BOM 数据组织结构，经过实验，验证了在物理层单一数据源的BOM 数据存储，减少查询时的表连接操作，提升了访问速度。文献[4]针对设备管理信息系统无法实时获取设备的真实状态的问题，提出了物联网的解决方案，及时采集设备的状态信息，并嵌入到设备管理信息系统中并应用于实际。虽然国内外对设备管理已经有广泛研究，但管理模式较多以整台设备为管理对象，没有精确到部位，无法实现精细化管理。基于现有研究成果，以现代设备管理理论为指导，结合计算机技术和信息技术，提出了面向BOM的设备管理信息系统，以设备BOM 为基础，实现对设备中期各个阶段的管理[5]。

2 面向BOM 的设备管理信息系统架构

图1 是面向BOM 的设备管理信息系统架构，整个系统以设备台账为核心，实现设备从保养、润滑、维修等设备的中期过程管理。首先按照设备类别和规格型号，将整台设备结构逐层分解为最小部位。以设备BOM 为基础，建立设备部位与备件的对应关系，设备保养、润滑、维修均以设备BOM 为依据，进行操作，并以工单形式完成。工单中需录入备件使用情况、维修金额等。工单中有大量的维修信息，通过对故障发生频数、故障原因、备件使用情况、维修金额等数据进行分类统计、数据挖掘，发现设备瓶颈制约因素，为事后维修向预防维修的转变及设备的保养、维修计划的制定以及备件的采购提供决策支持信息，最终提升设备的综合效率水平。

3 系统设计

3.1 功能结构设计

根据面向设备BOM 的备件管理信息系统架构，将系统功能模块划分为8 个模块（图2）。

（1）基础数据管理。包括单位组织目录管理、员工目录管理、区域目录管理、设备部位目录管理、设备类型目录管理、供应商基本信息管理。

图1 面向BOM 的设备管理信息系统架构

图2 面向BOM 的设备管理信息系统功能模块

（2）资产管理。包括设备台账管理、设备变动管理、设备树浏览、设备统计、设备采购管理。

（3）故障管理。包括维修计划类型管理、年度维修计划管理、年度维修计划审批、月度维修计划管理、零星维修计划管理、计划维修工作单创建、故障报告与故障记录管理、故障基础信息管理、设备故障信息统计。

（4）保养管理。包括保养类型管理、保养大纲管理、年度保养计划管理、月度保养计划管理、保养工作单创建。

（5）工作单管理。包括工作单管理、工作单验收、工作单状态管理。其中，工单类型包括计划维修工单、保养工单、零星维修工单。

（6）备件管理。包括仓库代码管理、货位目录管理、备件类型目录管理、备件台账管理、备件库存监控、备件采购、备件信息管理、备件信息查询、备件信息统计（通过积累备件使用信息，并对数据进行统计分析，可以发现设备故障瓶颈制约因素，进而为事后维修向预防维修的转变提供依据）。

（7）设备状态监测。包括设备检测管理、设备点检管理。

（8）系统维护与管理。包括用户管理、备份与修复、权限管理、密码管理，确保系统的日常运行及系统的安全性能。

3.2 数据库设计

图3 数据库表关系

图4 设备台账管理界面

面向BOM 的设备管理信息系统的本质是数据的集成，数据库设计的合理性直接影响信息系统的成功与否。建立一个良好的数据库，能迅速、准确地查找所需要的数据。面向BOM的设备管理信息系统，完整保存了管理业务各方面的信息，而且避免了数据冗余现象。图3 为主要数据库表结构关系，其中，各个数据库表均有主键PK（Primary Key）和外键FK（Foreign Key），通过主键和外键建立表之间的联系，形成数据库网络。

4 系统实现

面向BOM 的设备管理信息系统运行的硬件环境为计算机构成的网络，因此除计算机外还需要网卡、网络连线以及集线器一台。软件方面，本系统开发采用Oracle 10g 数据库和.NET Framework 平台下的ASP.NET，后台的ORACLE 用来存储各子系统的数据，采用B/S（Browser/Server）架构，Web 服务器上的ASP.NET 应用程序用来操作后台数据库，最终实现数据共享。图4 以设备台账管理页面为例展示系统的典型模块界面。

5 结束语

开发以设备台账为核心，以设备BOM 为基础，以设备状态监测、资产管理、故障管理、保养管理、工作单管理、备件管理为主要功能模块的信息系统，旨在实现设备运行监测、维护保养各个阶段信息的一体化管理；消除各部门间的信息孤岛和信息不对称现象，提升管理效率；最终实现对设备台账、设备保养、设备维修等各阶段的优化管理。通过故障信息及解决措施的不断积累，快速准确地为维修决策提供决策支持信息，通过对维修实施过程中的信息进行统计与分析，挖掘和寻找故障劣化规律，为事后维修向预防维修的转变以及备件与维修材料的储备与采购提供决策支持[6]。最终，从设备的时间运转率、性能运转率及良品率等方面提高设备的OEE（Overall Equipment Efficiency）水平[7]。应用信息系统共有以下4 个优势。

（1）实现信息追溯。信息平台积累了设备保养、润滑、保养各个阶段的信息，使各个环节可追溯，为维修计划的制定、故障维修提供参考依据。

（2）实现信息及时传达。通过实时录入设备点检信息、维修保养信息，使信息能够及时传递，实现了信息的上通下达，消除信息孤岛现象。

（3）实现标准化和精细化管理。基于BOM 的设备管理信息系统，实现了对设备故障的准确定位，规范和细化了设备管理过程。

（4）充分利用数据价值。充分挖掘海量设备维修、保养数据，按照设备BOM 来统计故障发生的部位及原因，得出设备故障瓶颈制约因素，为设备性能升级、设备采购、备件储备、维修保养计划制定提供参考依据。