制造企業(yè)生產設備運行維護實時管理系統(tǒng)設備管理企業(yè)管理65

1、制造企業(yè)生產設備運行維護實時管理系統(tǒng)_設備管理_管理引 言生產設備是制造企業(yè)的重要資源。設備運行維護管理的好壞直接影響車維護費時費力；2）設備狀態(tài)、能力、負荷等動態(tài)信息反饋不及時，且現(xiàn)行管理手段無法向管理人員提供相應的運行維護數(shù)據(jù)分析、運行提示和報警信息；3） 筆者結合制造型企業(yè)生產設備的應用特點，通過對設備管理業(yè)務流程的（OverallEquipmentEffectiveness， OEE）”和“設備功能區(qū)塊圖”的設備實時監(jiān)控系統(tǒng)四層結構框架，該框架既適用于獨立的設備實時監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，也可以應用于生產制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）中設備

2、管理子系統(tǒng)的設計，不僅可以實現(xiàn)對生產設備狀態(tài)的實時監(jiān)控、提高設備運維管理能力，還可以強化其它MES 子系統(tǒng)的功能。支持實時監(jiān)控的設備運行維護管理框架由于科技的進步，制造設備的功能更為復雜，數(shù)量更加龐大，維護人員型制造企業(yè)，運行維護的主要目的是要提高設備可用度，減少設備停機時間使設備盡量處于生產狀態(tài)中二因此維護響應的實時性以及調度管對設備停機原因的追8）對維護工單的有效管理；9）對維護任務的有效安排。要實現(xiàn)“設備狀態(tài)的實時反饋”與“設備制造參數(shù)的有效控制”，系統(tǒng)計算”的方法，將可以達到目標。對于“運行維護歷史數(shù)周期的計算來實現(xiàn).。為了滿足以上要求，筆者提出設備運維實時管理的四層結和設備調度管理層

3、（ESM），1圖 1 支持設備運行維護實時管理的四層結構框架設備信息采集層與實時監(jiān)控管理層對造成設備停機的原因進行自動檢測和準確區(qū)分，是設計一個智能化的力、時間等），實時監(jiān)控管理層的主要任務，是在統(tǒng)一的軟件平臺上實時有效地監(jiān)控所有生產設備的動態(tài)信息，并且實現(xiàn)以下功能：1）及時地提供報警信息給維護人員；2）記錄停機設備、停機時間、停機代碼、停機恢復時間等信息，以便將來的進一步分析；3）提供各種管理報表，作為管理決策的依據(jù)。與普通的自動化SCADA（Supervisory Control And Data 系統(tǒng)不同，用于設（如計（如生產交班、清洗、停產等）。OPCOLE/COMSCADA2圖 2

4、制造設備運行參數(shù)采集與實時監(jiān)控OEEOEE（Overall Equipment Effectiveness），即設備綜合效率，是一種OEEOEE TEEP（Total Effective Equipment 指標，把所有與設備有關和無關的因素都考慮在內來全面反映企業(yè)設備效率。OEEOEE其計算方式由三個部分組成，分別是：利用率、表現(xiàn)指標和質量指標（Availability, Performance and Quality），或者稱為時間開動率、性能開3圖 3 OEE 對生產能力的改進機制AV、PEQU，1：OEEAVPEQU；其中，Ti為日歷總時間（Total Time），Di為設備停機時間（

5、Downtime）；其中，DDD，D（Scheduled Downtime），Dinmnm生產停機時間（Nonscheduled Time）；PEROR（Rate 為速度開動率eeee（Opezational Efficiency）；其中，Tpi（TotalProductiveStateTime），T 凡為開動時間（Equipment Operational Uptime），CTop為理想加工周期（Ideal Cycle Time），CTa為實際加工周期（Actual Cycle Time）；（TotalOperational），Op為廢品與次品數(shù)量（Rejects Operational）。

6、1 假設某個設備的T168（ScheduledDowntime）i28（Nonscheduled Time）8可以計算出：利用率211 兩種產品的生產過程示例分鐘/件； 分鐘/；表現(xiàn)指數(shù) PE0.8290.77664.3%。3 若該設備加工產出情況如下：A5734721101683573110116744768115235按照公式 1，可以計算出：質量指標OEE46.9%TEEPOEEOEE日常維護等等，非生產時間停機包括節(jié)假日停機、停工、維修等等。這些事件一般都可以歸類為計劃內停機，并且容易通過手工記錄的方式計算OEE，然而生產OEETEEPOEE在OEE計算中，設備利用率，若引入完全有效生

7、產率TEEP條件，則可以定義重新修訂設備停機時間 D 為：t2：DD D Dtstntut其中，Dut為設備外部因素停機時間（Unscheduled Downtime）。此時在OEE計算中，設備利用率，即開動時間和總時間之比.T D），其他公式的算optstntut法和項目內容不變。此時，OEE 可以反映完全有效生產率 TEEP，并且分別反映出全部類型的生產能力損失，如圖 4 所示。圖 4 完全有效生產率及產能損失狀況分類要做到精確地計算完全有效生產時間 T ，能夠對設備外部因素停機時間op即異常停機時間進行自動檢測和精確統(tǒng)計是技術上的難點之一。本文引入設備失將可以較好地解決這個問題。設備失效

8、模式分析和關鍵性原因分析46功能區(qū)塊劃分對構成設備的各個功能區(qū)塊進行劃分，主要是便于將來對造成設備失效塊圖。其中電控機構包括：輸入機組板、輸出機組板、位置控制板、溫度控制板、主機5。圖 5 對注塑機失效模式的功能區(qū)塊劃分功能區(qū)塊圖功能區(qū)塊圖的主要作用，是可以清晰地展現(xiàn)設備故障和觸發(fā)信號之間的邏輯關系，其構成包括三個部分：觸發(fā)信號、邏輯判斷和結論輸出，其中，結論輸出代表了造成故障的關鍵原因，如圖 6 所示。圖 6 功能區(qū)塊圖模型例如，若注塑機的鎖模機構失效模式包括：無法鎖模、無法開模，則可以將失效模式分別定義為：M-MM121前后安全門未關、電磁閥未動作、拖模未復歸、輸入機組板故障等，則可以將故

9、障代碼分別定義為：E 、E 、E 和 E 。前后安全門未關故障的觸發(fā)信號包括：關1234前后安全門輸出信號、前后安全門到位信號，分別定義為：I 、I ；電磁閥未動12作故障的觸發(fā)信號包括：開鎖模電磁閥、開鎖模回油電磁閥、鎖模電磁閥到位、鎖?；赜碗姶砰y到位，超過動作延遲時間，分別定義為：I 、I 、I 、I 和 I ，34567EEEEII“”1134123456為布爾邏輯運算符“或”及“與”，對于更為復雜的邏輯判斷，可以采用“故障樹”、“模糊邏輯”和“概率邏輯”等方法，因篇幅所限，在此不再贅述?；谠O備失效模式分析和設備效能分析的設備調度管理子系統(tǒng)OEE“維護工單的有效管理”等，具體需要考慮的

10、方面有維護報告、預防性維護、工單管理、設備采購的原始信息、維護人員管理、工具控制管理等等。若需要在制MES行必須與計劃排產系統(tǒng)協(xié)調配合，確定工單的優(yōu)先等級，維護工單除了需要落實例行性維護工作之外，也能夠執(zhí)行預防性維護周期機制所得出的維護進度安排， 使設備的利用率與成本費用能夠達到最佳目標。設備效能分析層與設備調度管理層的功能模型如圖 7 所示。圖 7 設備效能分析層與設備調度管理層的功能模型系統(tǒng)應用本論文提出的結構框架不僅適用于多機臺的工件車間設備運維管理，也12PLC SCADASCADAOPCPLCTEEP8圖 8 生產設備運行維護實時管理系統(tǒng)的應用界面總 結OEE引 言生產設備是制造企業(yè)

11、的重要資源。設備運行維護管理的好壞直接影響車維護費時費力；2）設備狀態(tài)、能力、負荷等動態(tài)信息反饋不及時，且現(xiàn)行管理手段無法向管理人員提供相應的運行維護數(shù)據(jù)分析、運行提示和報警信息；3） 筆者結合制造型企業(yè)生產設備的應用特點，通過對設備管理業(yè)務流程的（OverallEquipmentEffectiveness， OEE）”和“設備功能區(qū)塊圖”的設備實時監(jiān)控系統(tǒng)四層結構框架，該框架既適用于獨立的設備實時監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，也可以應用于生產制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）中設備管理子系統(tǒng)的設計，不僅可以實現(xiàn)對生產設備狀態(tài)的實時監(jiān)控、提高設備運維管理能力

12、，還可以強化其它MES 子系統(tǒng)的功能。支持實時監(jiān)控的設備運行維護管理框架由于科技的進步，制造設備的功能更為復雜，數(shù)量更加龐大，維護人員型制造企業(yè)，運行維護的主要目的是要提高設備可用度，減少設備停機時間使設備盡量處于生產狀態(tài)中二因此維護響應的實時性以及調度管對設備停機原因的追8）對維護工單的有效管理；9）對維護任務的有效安排。要實現(xiàn)“設備狀態(tài)的實時反饋”與“設備制造參數(shù)的有效控制”，系統(tǒng)和設備調度管理層（ESM），1圖 1 支持設備運行維護實時管理的四層結構框架設備信息采集層與實時監(jiān)控管理層對造成設備停機的原因進行自動檢測和準確區(qū)分，是設計一個智能化的力、時間等），實時監(jiān)控管理層的主要任務，是在統(tǒng)一的軟件平臺上實時有效地監(jiān)控所有生產設備的動態(tài)信息，并且實現(xiàn)以下功能：1）及時地提供報警信息給維護人員；