文士雨  胡啟博  付  微

摘要：鋼鐵企業(yè)智能檢化驗(yàn)設(shè)備發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍和規(guī)模不斷擴(kuò)大。從設(shè)備的智能化運(yùn)維、故障分析和管理機(jī)制等方面進(jìn)行剖析，探索先進(jìn)的設(shè)備管理模式，引入大數(shù)據(jù)、自動(dòng)化、智能化等技術(shù),建立一個(gè)基于計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)、信息處理等領(lǐng)域，具有智能分析和自我完善提升能力的設(shè)備智能化運(yùn)維平臺(tái)，并闡述了應(yīng)用AI技術(shù)手段替代人工管理方式的設(shè)備智能化運(yùn)維的思路。

關(guān)鍵詞：檢化驗(yàn)設(shè)備；智能化；運(yùn)維

近幾年的我國鋼鐵行業(yè)智能化檢化驗(yàn)設(shè)備發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍和規(guī)模不斷擴(kuò)大。智能檢化驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)化程度越高，維護(hù)的難度也就越大，對(duì)運(yùn)維人員的技術(shù)能力要求也就越高，因此設(shè)備運(yùn)維管理直接影響著檢化驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行效果，運(yùn)維人員對(duì)設(shè)備智能化運(yùn)維管理的需求強(qiáng)烈。

設(shè)備運(yùn)維管理由維修管理與決策、組織計(jì)劃、監(jiān)督、協(xié)調(diào)與控制、備件生產(chǎn)與管理、維修實(shí)施和維修檢驗(yàn)等內(nèi)容及其相關(guān)支持技術(shù)結(jié)合構(gòu)成,目前許多企業(yè)建立了維修管理信息系統(tǒng),其主要功能是采集并保存對(duì)改善和評(píng)估已有維修方案有重要作用的歷史數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)具有維修計(jì)劃的核查,維修評(píng)價(jià)建模等功能，但是常見的管理系統(tǒng)不能對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、維修方案進(jìn)行有效地評(píng)估和預(yù)判，需要專業(yè)技術(shù)人員依靠經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)行分析和處理，在企業(yè)設(shè)備實(shí)際運(yùn)維過程中很難有效應(yīng)用。如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化運(yùn)維管理，保證設(shè)備的長周期穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)營成本和效益最大化，成為保障鋼鐵企業(yè)設(shè)備管理亟待解決的一項(xiàng)重要課題。

1  檢化驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)維現(xiàn)狀

鋼鐵企業(yè)目前智能化檢化驗(yàn)設(shè)備應(yīng)用范圍和規(guī)范不判斷擴(kuò)大，如全自動(dòng)采樣、制樣設(shè)備，全自動(dòng)檢驗(yàn)分析儀器設(shè)備等，最主要的是應(yīng)用了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，設(shè)備的維護(hù)和維修難度較之前大幅上升，一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障會(huì)影響整套系統(tǒng)運(yùn)行，原有的運(yùn)維模式時(shí)常發(fā)生故障原因分析不清，故障長時(shí)間無法排除的情況，無法滿足企業(yè)對(duì)質(zhì)量管理和檢化驗(yàn)設(shè)備的管理需要。因此需要轉(zhuǎn)變?cè)械乃季S模式，運(yùn)用智能化、信息化的技術(shù)手段，建立具有一套具備智能化分析能力的設(shè)備管理體系，快速解決設(shè)備管理與維修過程中存在的問題。

2  檢化驗(yàn)設(shè)備管理存在的主要問題

通過對(duì)檢化驗(yàn)設(shè)備近幾年設(shè)備的點(diǎn)檢維護(hù)、故障分析和管理機(jī)制等方面進(jìn)行剖析，發(fā)現(xiàn)存在的問題主要有以下幾個(gè)方面：

1.設(shè)備點(diǎn)檢、維護(hù)不到位，設(shè)備維護(hù)知識(shí)掌握不全面，對(duì)維護(hù)人員的技術(shù)要求高。

2.缺少有效的信息監(jiān)控和管理手段。

3.現(xiàn)有系統(tǒng)的智能化程度不高，對(duì)設(shè)備的全生壽命周期管理支撐力度不夠，無智能運(yùn)維算法的技術(shù)支撐。

4.缺少移動(dòng)端功能，系統(tǒng)的便捷性較弱。

5.設(shè)備資料管理和培訓(xùn)工作存在缺陷。

6.設(shè)備運(yùn)維對(duì)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)要求高，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析困難，無有效的管理模型。

3  設(shè)備智能化運(yùn)維的實(shí)施思路

結(jié)合設(shè)備運(yùn)維管理中存在的問題，思考從以下幾個(gè)方面開展設(shè)備的智能化運(yùn)維管理工作。

(一) 建立檢化驗(yàn)設(shè)備智能運(yùn)維平臺(tái)

在運(yùn)維發(fā)展的過程中，最早出現(xiàn)的是手工運(yùn)維;在大量的自動(dòng)化腳本產(chǎn)生后，就有了自動(dòng)化的運(yùn)維;后來又出現(xiàn)了 DevOps 和智能運(yùn)維。 檢化驗(yàn)設(shè)備的智能運(yùn)維需要利用設(shè)備運(yùn)維信息系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)和AI人工智能技術(shù)，系統(tǒng)知識(shí)庫不斷完善和學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)預(yù)警、周期性工作預(yù)警、運(yùn)維智能分析、檢修方案設(shè)計(jì)推薦、物資清單準(zhǔn)備、緊急熔斷等功能，主要包括AI運(yùn)維算法、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、全生命周期管理、設(shè)備檔案管理、設(shè)備分級(jí)點(diǎn)檢維護(hù)、設(shè)備維修管理、周期性工作預(yù)警、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警、監(jiān)督評(píng)價(jià)機(jī)制、人才培養(yǎng)等功能模塊（見圖1）。通過系統(tǒng)中各子模塊的功能開發(fā)，形成真正意義的智能運(yùn)維管理系統(tǒng)。

圖1  設(shè)備智能運(yùn)維平臺(tái)功能模塊

1. AI運(yùn)維模型算法建立

    AI智能運(yùn)維最重要的部分是如何把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為算法問題。在運(yùn)維的過程中涉及到的步驟可以概括為：產(chǎn)生海量的監(jiān)測(cè)日志，進(jìn)行分析決策，并通過自動(dòng)化的腳本進(jìn)行控制。基礎(chǔ)性、重復(fù)性的運(yùn)維工作都交給計(jì)算機(jī)來做了;同時(shí)，機(jī)器通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法為復(fù)雜的問題提供決策的建議，然后向運(yùn)維專家學(xué)習(xí)解決復(fù)雜問題的思路。運(yùn)維專家主要處理運(yùn)維過程中的難題，同時(shí)基于機(jī)器建議給出決策和訓(xùn)練機(jī)器徒弟。

我們需要用到機(jī)器學(xué)習(xí)和 AI 的技術(shù)來解決智能運(yùn)維中的挑戰(zhàn)性問題。智能運(yùn)用KPI 瓶頸分析算法、故障預(yù)測(cè)算法、 異常檢測(cè)算法、趨勢(shì)預(yù)測(cè)算法、故障傳播鏈關(guān)系圖構(gòu)建算法、關(guān)聯(lián)關(guān)系挖掘算法、智能熔斷提示算法等實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)的落地。

2.全壽命周期管理

設(shè)備的備品備件管理實(shí)施全壽命周期管理，對(duì)備品備件的安裝，使用，維護(hù)，維修，改造，更新直至報(bào)廢的全過程進(jìn)行管理。建立設(shè)備樹形結(jié)構(gòu)，將設(shè)備分解至零件,然后對(duì)其進(jìn)行編碼管理。同時(shí)還賦予諸如數(shù)量、材料版下號(hào)等屬性以及生效失效期、相互借用關(guān)系、在設(shè)備中的級(jí)別以及相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息等。以此結(jié)構(gòu)建立設(shè)備數(shù)據(jù)表,并做為設(shè)備管理與維修的物料需求計(jì)劃的來源。

動(dòng)態(tài)調(diào)整備品備件的更換周期。達(dá)到更換周期遠(yuǎn)程采樣系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警提示，維護(hù)人員按系統(tǒng)提示完成檢查確認(rèn)更換和計(jì)劃申購。對(duì)于沒有達(dá)到使用壽命的提前更換的備件進(jìn)行分析，在系統(tǒng)中錄入損壞的原因，維護(hù)不到位的及時(shí)調(diào)整維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；庫存?zhèn)浼?shù)量制依據(jù)周期制定最低儲(chǔ)備量標(biāo)準(zhǔn)，在保障生產(chǎn)的前提下最大限度的降低備件的采購費(fèi)用，保證設(shè)備在運(yùn)行過程中處于良好狀態(tài)。

3．設(shè)備的分級(jí)點(diǎn)檢與維護(hù)

建立由設(shè)備崗位操作人員、設(shè)備管理員、專業(yè)維修維護(hù)人員三個(gè)不同層次、不同內(nèi)容、不同標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備檢查維護(hù)制度。設(shè)備點(diǎn)檢維護(hù)的內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)、頻次由系統(tǒng)自動(dòng)生成，點(diǎn)檢人員使用手機(jī)APP的方式對(duì)點(diǎn)檢內(nèi)容逐一進(jìn)行維護(hù)和確認(rèn)，并錄入檢查發(fā)現(xiàn)的問題及隱患。系統(tǒng)將發(fā)現(xiàn)的問題和隱患做為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為點(diǎn)檢維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、周期的修訂以及備件生命周期提供依據(jù)。

4．設(shè)備的維修管理與智能決策

設(shè)備維修由維修管理與決策、組織與計(jì)劃、監(jiān)督、協(xié)調(diào)與控制、維修實(shí)施和維修檢驗(yàn)等內(nèi)容及其相關(guān)支持技術(shù)結(jié)合構(gòu)成。智能運(yùn)維系統(tǒng)采集并保存對(duì)改善和評(píng)估已有維修方案有重要作用的歷史數(shù)據(jù),具有維修計(jì)劃的核查、維修數(shù)據(jù)的操作、維修評(píng)價(jià)建模等功能。設(shè)備的維修工作主要分為日常維修、定期修理和事故性維修三類。設(shè)備出現(xiàn)故障 智能運(yùn)維系統(tǒng)通過應(yīng)用多種算法統(tǒng)計(jì)分析設(shè)備故障的根源進(jìn)行定位，推算最佳的維修方案，同時(shí)運(yùn)維專家對(duì)方案的準(zhǔn)備性和可行性進(jìn)行驗(yàn)證和標(biāo)注，維修的全部過程要有原因分析及處理過程的影像資料，納入設(shè)備歷史數(shù)據(jù)管理，為后續(xù)同類設(shè)備故障維修的人員配備、物資準(zhǔn)備、維修時(shí)限和智能決策提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支撐。

4．設(shè)備故障及周期性工作的系統(tǒng)智能診斷

最大化利用智能化消息提示、預(yù)警等方式串聯(lián)設(shè)備的使用以及流轉(zhuǎn)等信息,設(shè)備的智能化管理最重要的就是設(shè)備的智能診斷功能，通過對(duì)設(shè)備關(guān)鍵部位運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和自診斷，智能運(yùn)維系統(tǒng)自動(dòng)檢索推送解決方案和維修方法，為維護(hù)人員提供技術(shù)支撐快速排隊(duì)設(shè)備故障；設(shè)備的周期性日常維護(hù)工作可通過手機(jī)APP進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)確認(rèn)，未按要求完成的項(xiàng)目設(shè)備與系統(tǒng)保護(hù)機(jī)制關(guān)聯(lián)不允許軟件運(yùn)行，從而提升設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。

5．完善設(shè)備檔案管理

設(shè)備檔案管理是一個(gè)動(dòng)態(tài)、持續(xù)的過程。建立設(shè)備病歷檔案，包括設(shè)備的故障、維護(hù)、維修等環(huán)節(jié)形成的資料和系統(tǒng)收集的歷史數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確地、完整的反映設(shè)備從采購到報(bào)廢整個(gè)過程的狀態(tài)信息，同時(shí)為設(shè)備的維修推送相關(guān)診斷和故障排除方案。設(shè)備的管理單位有收集、整理設(shè)備相關(guān)維修資料的責(zé)任和義務(wù)，通過廠家、自身維修總結(jié)、錄制檢維修視頻、網(wǎng)絡(luò)等多種渠道組織收集完善儀器設(shè)備的維修資料，同時(shí)完善的設(shè)備檔案管理也將為設(shè)備的使用維護(hù)提供有效支撐，再輔以二維碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備資料的快速檢索和應(yīng)用。

6．設(shè)備管理的統(tǒng)計(jì)分析

將設(shè)備運(yùn)行和維修過程中生成的設(shè)備管理日志，利用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，對(duì)設(shè)備使用、維修成本、備件消耗、點(diǎn)檢維護(hù)到位率、設(shè)備故障率、故障處理時(shí)間、維修方案的適用性、使用與維護(hù)雙向評(píng)價(jià)結(jié)果等指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，為后續(xù)決策分析提供數(shù)據(jù)參考。AI智能運(yùn)維算法分析影響設(shè)備穩(wěn)定的因素，專業(yè)技術(shù)人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)從人、機(jī)、料、法、環(huán)等幾個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證標(biāo)注，逐步提升智能算法的準(zhǔn)確性和可靠性。

7．人才培養(yǎng)

設(shè)備的管理是一項(xiàng)業(yè)務(wù)性、技術(shù)性很強(qiáng)的工作，專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)是設(shè)備穩(wěn)定的可靠保障。但有了智能運(yùn)維平臺(tái)的支撐，既可以大幅減少運(yùn)維人員重復(fù)性的工作，又可以為缺乏智能運(yùn)維背景知識(shí)的技術(shù)人員提供技術(shù)支撐，可以很容易地著手解決問題庫中的問題。工作中遇到實(shí)際的問題時(shí)，可以查詢問題庫中的解決方案，充分利用系統(tǒng)中已有設(shè)備維護(hù)經(jīng)驗(yàn)和要點(diǎn)，不斷提升技術(shù)管理水平，保障設(shè)備的利用率和管理水平，因此智能運(yùn)維平臺(tái)的逐步成熟應(yīng)用，將有效降低設(shè)備運(yùn)維技術(shù)人員的門檻，同時(shí)也解決了技術(shù)人員各種原因流失帶來的困擾。

8．監(jiān)督評(píng)價(jià)機(jī)制建立

設(shè)備的管理在實(shí)際操作中存在人員配合、物資準(zhǔn)備、故障診斷、問題處理等諸多問題，如何將各崗位人員的力量融合在一起形成合力，為運(yùn)維系統(tǒng)建立一套雙向的評(píng)價(jià)機(jī)制，準(zhǔn)確衡量檢化驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，最大限度地降低設(shè)備的故障率。

(二) 建立遠(yuǎn)程采樣設(shè)備維護(hù)服務(wù)群

隨著智能化移動(dòng)設(shè)備、5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大面積普及和應(yīng)用，在微信群內(nèi)建立“遠(yuǎn)程采樣設(shè)備管理交流群”，將崗位人員、設(shè)備維護(hù)人員、管理人員拉入群中，通過語音、視頻、照片等方式，有效地解決了設(shè)備維修過程中的實(shí)際問題；遇到解決難度大的故障和問題，大家可以集思廣益、資源共享，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備故障遠(yuǎn)程診斷，更好的服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)，。設(shè)備交流群的建立有效彌補(bǔ)了系統(tǒng)中交互能力弱的問題，拓寬了崗位現(xiàn)場(chǎng)與維護(hù)人員的互動(dòng)渠道,切實(shí)提高設(shè)備保障服務(wù)能力。

4  檢化驗(yàn)設(shè)備智能化管理的預(yù)期效果

檢化驗(yàn)設(shè)備的智能化運(yùn)維管理模式的建立，系統(tǒng)定制化的設(shè)備管理，有效地控制薄弱點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)的狀態(tài)，減少了故障停機(jī)，設(shè)備點(diǎn)檢維護(hù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)報(bào)警和維修方案檢索推送功能保證了設(shè)備的維護(hù)準(zhǔn)時(shí)率、交流群的應(yīng)用保障了設(shè)備故障的反饋及時(shí)、故障處理快速準(zhǔn)確、信息查詢便捷的良好效果。標(biāo)準(zhǔn)化操作、設(shè)備維護(hù)視頻錄制工作為后期的人員提供了標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)教材，經(jīng)常性的組織設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)學(xué)習(xí)，提升了遠(yuǎn)程采樣設(shè)備相關(guān)人員的技術(shù)能力水平，創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)氛圍和人人用心管設(shè)備的風(fēng)氣，確保設(shè)備時(shí)刻處于可控狀態(tài)。提高設(shè)備使用效率和備件使用壽命，降低維修維護(hù)費(fèi)用，保證質(zhì)量管理工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

 隨著檢化驗(yàn)設(shè)備智能化運(yùn)維平臺(tái)的“知識(shí)庫”和自學(xué)習(xí)能力的逐漸完備，下一步應(yīng)利用AI人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)不斷優(yōu)化完善智平臺(tái)的應(yīng)用范圍。

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