面向煙草行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、    面向煙草行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)    張瑋+李飛+王巍摘要：在分析煙草行業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以設(shè)備運(yùn)維為目標(biāo)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)備信息采集、處理的方法和流程，建立生產(chǎn)設(shè)備信息模型、分析決策模型和設(shè)備運(yùn)維制度，研發(fā)出煙草行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)某煙草企業(yè)實(shí)施，可以有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本、設(shè)備使用和維修成本，提高企業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)管理水平。關(guān)鍵詞：分析決策；信息采集；設(shè)備運(yùn)維：tp311 ：a ：1009-3044（2015）10-0023-03煙草生產(chǎn)設(shè)備是煙草企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)效益和生產(chǎn)成本有直接影響。煙草行

2、業(yè)生產(chǎn)設(shè)備具有種類(lèi)多、生產(chǎn)設(shè)備多、采集信息量大、設(shè)備昂貴等特點(diǎn)。煙草行業(yè)為提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，不斷加強(qiáng)企業(yè)的信息化建設(shè)。 erp（enterprise resource planning，企業(yè)資源計(jì)劃）可以有效實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理層的信息化，但對(duì)實(shí)際生產(chǎn)和車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)缺乏執(zhí)行力。mes （manufacturing execution system， 制造執(zhí)行系統(tǒng)）作為紐帶，對(duì)上可以有效連接erp，對(duì)下可以無(wú)縫對(duì)接車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)活動(dòng)的信息化管理。設(shè)備的信息化管理是mes的核心模塊之一。煙草行業(yè)的設(shè)備管理的信息化主要包括：設(shè)備運(yùn)維管理、設(shè)備監(jiān)控、備件管理、指標(biāo)分析和數(shù)據(jù)采集。為解決煙草行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管理問(wèn)

3、題，本系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)、設(shè)備運(yùn)維管理為核心的設(shè)計(jì)方針，該設(shè)計(jì)可以有效提高生產(chǎn)設(shè)備效率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，通過(guò)在國(guó)內(nèi)某煙草企業(yè)實(shí)施，保證了該設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、實(shí)用性。1 面向煙草行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)面向煙草行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以提高企業(yè)生產(chǎn)效益、降低生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)維成本為目標(biāo)。系統(tǒng)以可靠性、穩(wěn)定性、操作便利性和易于實(shí)施為設(shè)計(jì)方針，切合煙草企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)狀況，兼顧通用性和個(gè)性化定制。煙草行業(yè)是典型的混合流水線加工制造行業(yè)，包括制絲生產(chǎn)過(guò)程和卷切包生產(chǎn)過(guò)程。制絲生產(chǎn)過(guò)程是典型的流水線加工過(guò)程，卷切包生產(chǎn)過(guò)程則是離散型的加工生產(chǎn)過(guò)程。因此面向煙草行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)除具備傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備

4、管理的基本功能外，還應(yīng)該滿足混合流水生產(chǎn)線對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求。煙草行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)以生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，狀態(tài)信息采集和分析為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備全生命周期的監(jiān)控，合理制定生產(chǎn)設(shè)備維修計(jì)劃和備件維修計(jì)劃。對(duì)設(shè)備故障、保養(yǎng)信息進(jìn)行記錄和分析，降低設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)的影響，延長(zhǎng)設(shè)備和備件使用壽命，提高設(shè)備利用率。為滿足上述要求，生產(chǎn)管理系統(tǒng)包括七個(gè)功能模塊分別是：生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)信息采集、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、點(diǎn)檢管理、生產(chǎn)設(shè)備備件管理、生產(chǎn)設(shè)備維修管理、生產(chǎn)設(shè)備臺(tái)賬管理和生產(chǎn)設(shè)備潤(rùn)滑管理。生產(chǎn)管理系統(tǒng)框架如圖1所示。2 關(guān)鍵技術(shù)介紹2.1 生產(chǎn)設(shè)備信息采集生產(chǎn)設(shè)備信息采集是指采集生產(chǎn)設(shè)備工作和運(yùn)行的狀態(tài)數(shù)據(jù)，

5、實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)視與控制，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，也可為mes和erp等其他軟件提供數(shù)據(jù)支持。采集信息包括：生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，是否空閑、空閑時(shí)間、是否加工中、加工時(shí)間、正在運(yùn)行中、故障等信息。采集方式分為在線采集和離線采集。在線采集通過(guò)與數(shù)控系統(tǒng)、plc系統(tǒng)的集成5，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集部分的自動(dòng)化執(zhí)行，避免操作人員的手動(dòng)操作，這樣既保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，也減少了人工操作產(chǎn)生的失誤，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)和準(zhǔn)確性。離線采集采用移動(dòng)終端采集設(shè)備信息，上傳到服務(wù)器。2.2 生產(chǎn)設(shè)備檢查管理面向煙草行業(yè)的設(shè)備檢查管理主要包括設(shè)備點(diǎn)檢、設(shè)備巡檢。設(shè)備點(diǎn)檢包括設(shè)備日常點(diǎn)檢和設(shè)備定期檢查。設(shè)備巡檢主要針對(duì)車(chē)間

6、級(jí)巡檢和抽檢。通過(guò)對(duì)煙草行業(yè)調(diào)研，建立定期檢查為主、日常點(diǎn)檢為輔的點(diǎn)檢制度，完善設(shè)備點(diǎn)檢流程。如圖2所示：設(shè)備檢修流程：1） 制定設(shè)備定期點(diǎn)檢計(jì)劃和日常點(diǎn)檢計(jì)劃，建立日常點(diǎn)檢項(xiàng)目和專(zhuān)業(yè)點(diǎn)檢項(xiàng)目。2） 針對(duì)點(diǎn)檢過(guò)程發(fā)現(xiàn)的故障和缺陷信息，添加故障記錄。3） 針對(duì)已發(fā)現(xiàn)故障，實(shí)施精密點(diǎn)檢，同時(shí)對(duì)故障和缺陷進(jìn)行原因分析。4） 修訂點(diǎn)檢計(jì)劃。設(shè)備巡檢是指車(chē)間巡檢和抽檢，針對(duì)巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，填寫(xiě)設(shè)備檢查記錄表，制定整改和維修計(jì)劃。2.3 完善的設(shè)備檢修流程本系統(tǒng)針對(duì)煙草行業(yè)特點(diǎn)，制定完善的設(shè)備檢修流程，該流程也適合于其他行業(yè)的設(shè)備檢修。設(shè)備檢修包括3種方式：依據(jù)設(shè)備監(jiān)控結(jié)果確定設(shè)備檢修3、定期保養(yǎng)確

7、定設(shè)備檢修和臨時(shí)故障確定設(shè)備檢修。依據(jù)設(shè)備監(jiān)控結(jié)果確定設(shè)備檢修方式是由設(shè)備管理系統(tǒng)對(duì)設(shè)備當(dāng)天或者連續(xù)一個(gè)周期內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析決策，判斷設(shè)備是否需要進(jìn)行檢修。定期保養(yǎng)確定設(shè)備檢修方式是指設(shè)備/備件在指定周期內(nèi)的定期檢修。臨時(shí)故障確定設(shè)備檢修方式是指設(shè)備發(fā)生故障或者備件損壞，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常生產(chǎn)。而進(jìn)行的檢修。設(shè)備監(jiān)控結(jié)果確定設(shè)備檢修方式和臨時(shí)故障確定設(shè)備檢修方式，需要對(duì)檢修結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，重新制定保養(yǎng)計(jì)劃，直接影響定期保養(yǎng)確定設(shè)備檢修方式。設(shè)備檢修流程如圖3所示：3 設(shè)備管理業(yè)務(wù)模塊設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)煙草行業(yè)的設(shè)備運(yùn)維管理的組成和特點(diǎn)和煙草行業(yè)的設(shè)備分布情況進(jìn)行分析，將面向煙草行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備管理系

8、統(tǒng)設(shè)計(jì)為基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的設(shè)備管理系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)采用soa（service-oriented architecture，面向服務(wù)架構(gòu)）和組態(tài)技術(shù)4，建立在isa-95的軟件標(biāo)準(zhǔn)上，同時(shí)在各個(gè)層面支持opc雙向工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。soa（service-oriented architecture，面向服務(wù)架構(gòu)）是一個(gè)組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱(chēng)為服務(wù)）通過(guò)這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來(lái)。接口是采用中立的方式進(jìn)行定義，獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言。這使得構(gòu)建在各種各樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以使用一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)采用soa技術(shù)，提高了系統(tǒng)的靈活性，能很

9、好的使用煙草行業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，增強(qiáng)了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性、可重構(gòu)性和自適應(yīng)性。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)維通過(guò)組態(tài)技術(shù)進(jìn)行組合，該方案可以降低生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)的研發(fā)工作量，降低對(duì)開(kāi)發(fā)人員的技術(shù)要求，提高開(kāi)發(fā)速度。整個(gè)系統(tǒng)采用b/s模式2，該方案可以有效降低生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)的實(shí)施難度和實(shí)施工作量。設(shè)備管理業(yè)務(wù)模塊設(shè)計(jì)如圖4所示。3.1 設(shè)備運(yùn)維管理在煙草行業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)維是整個(gè)設(shè)備管理系統(tǒng)的核心，與企業(yè)的生產(chǎn)效益和生產(chǎn)成本有直接關(guān)系。設(shè)備運(yùn)維管理主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備的預(yù)防機(jī)制、加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和提高設(shè)備故障診斷和預(yù)警機(jī)制。優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備的預(yù)防機(jī)制可以有效降低生

10、產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備故障概率。加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控對(duì)生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，能有效提高事前發(fā)現(xiàn)故障的概率，做到事前處理。提高設(shè)備故障診斷和預(yù)警機(jī)制1，通過(guò)信息技術(shù)的決策分析技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)故障，重修設(shè)備保養(yǎng)計(jì)劃。設(shè)備運(yùn)維管理包括：設(shè)備維修管理、設(shè)備潤(rùn)滑管理、設(shè)備檢查管理、設(shè)備保養(yǎng)管理和備件管理。設(shè)備運(yùn)維管理功能如圖5所示。3.2 決策和分析通過(guò)opc雙向工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。決策和分析對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行跟蹤、分析，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)測(cè)制定維修建議，并提交上層設(shè)備維護(hù)人員，由維護(hù)人員確定設(shè)備維修方案。對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析，可以實(shí)現(xiàn)停機(jī)跟蹤、損耗跟蹤、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和物料跟蹤，為管理人員提供管理參考。決策和分析功能如圖6所示：4 結(jié)束語(yǔ)煙草行業(yè)的設(shè)備管理主要體現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)維，通過(guò)對(duì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、決策和分析、故障診斷等技術(shù)做到事先預(yù)測(cè)，事先保養(yǎng)，防患于未然。對(duì)設(shè)備制定保養(yǎng)計(jì)劃，建立完善的保養(yǎng)體系，可以有效保護(hù)設(shè)備，提高設(shè)備生命周期，降低設(shè)備損耗，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。該系統(tǒng)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)isa-95 的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的soa技術(shù)和組態(tài)技術(shù)，以煙草行業(yè)的設(shè)備管理理念為設(shè)計(jì)指導(dǎo)，有效促進(jìn)了煙草行業(yè)設(shè)備管理的制度化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。參考文獻(xiàn)：1 劉德峰. 現(xiàn)代企業(yè)設(shè)備管理信息化的技術(shù)與方法（三） j. 中國(guó)設(shè)備工程， 2004 （4）.2 王玲. 基于b/s模式的鋼廠設(shè)備管理系