在线监测实时深入了解设备状况

 

 

维护管理人员在制定维护策略时，要保证每一步的行动计划都不能超出预定的时长，这对他们来说是不小的挑战。他们经常会抱怨：很难找到那么多有足够经验的设备维修专家；花费太多时间来收集数据而不是分析数据；因为诊断不准确而感到沮丧；缺乏对整体可靠性的洞察力；由于新技术不断涌入，设备变得越来越复杂、昂贵、难以维修。通常，工厂系统是客户定制化的，但是随着时间推移，系统维护的工作会变得越来越冗繁，尤其是在人力资源有限的情况下。

 

设备的性能状态对于工厂的运营来说非常重要，因此，维护管理人员会安排技术人员按章程手动测量和收集设备的状态数据。基于这些数据，他们能够很好地了解设备状况，合理地安排维护。随着设备的数量不断增加，技术人员要花费80%以上的时间来收集数据，花费20%的时间来分析数据，以确定问题出现的根本原因。国际数据公司（IDC）的一项研究表明，其中只有22%的数据被很好地记录和保留了下来，而这些数据就足以用于分析了，实际上只有5%的数据得到了分析。此外，有越来越多的技术专家到了退休年龄，发现、雇佣、培训足够多的技术人员来接替他们，也困难重重。

 

AlliedReliabilityGroup（一家全球性的维护、可靠性、运营咨询机构）的一项调查指出，有78%的维护管理人员对他们当前的维护策略不满意。尽管耗费了大量的人力物力，但还是无法很好地预测到故障的发生，意外停机仍然时有发生。现实是预算不断削减，劳动力缺口不断加大，设备老化越来越严重，引进新设备成本越来越高，利润不断缩水，这就迫使管理层要寻求新技术，来准确地诊断和预测事故的发生。公司希望厂房设备是能够满足未来几年的生产需求的，因此技术资源老化是非常令人忧心的。但是从业务层面看，企业和工厂是受限方，因为监测系统与设备提供商是绑定在一起的。因此，现在的趋势要找到独立于设备提供商的监测解决方案，这样的监测系统能够监视任何品牌的设备，具有很高的灵活性。之后，只要将监测系统集成到现有设备中，就能实现对所有设备的准确诊断了。

 

当前技术空白

 

如今，订制化工厂系统具有设备监测的功能，但是缺乏灵活性，并且I/O接口的数量常常不足。或者，从另一个角度说，即使能够提供足够的I/O接口，但还是无法做到根据现有设备的特点自定义程序选项。

 

现在，企业都向着集中管控的方向发展，可以将高级监控应用程序与现有监控工作进行整合，使得工厂的运营和维护趋于集成化。这能够帮助维护管理人员找到安全性、可靠性、成本回报之间的最佳平衡点。

 

在线监测的好处

 

管理层需要制定预测性维护策略，并将其与现行的基础架构相结合，这样能够自动收集到更多设备的状况数据，从而达到防患于未然的目的。策略的内容包括实时、不间断的数据采集和分析，将采集到的数据和关键指标（如振动和能耗）与标准作对比，从而找出与基准状态异常的部分，完成故障诊断。当监测系统发现异常情况时，会立即提醒操作人员查明原因。根据状态指标，很容易确定何时执行维护措施，这样有利于降低成本、防微杜渐、增加安全性。

 

企业很快就会发现预测性维护策略是很有远见的解决方案。美国电力研究院EPRI将设备的维护成本以每马力（HP）美元为单位进行了比较，发现预测性维护策略的成本效益是最高的，每HP仅9美元。与此对比，定期维护策略的成本为每HP24美元，应激反应维护策略的成本为每HP17美元。可见预测性维护策略的经济优势很明显，并且几乎消除了灾难性故障造成的二次损坏的风险。此外，麦肯锡公司（McKinsey＆Company）表示，在运营中使用数据分析工具的公司比他们的竞争对手会有高出5-6%的生产率和利润。

 

不仅仅是经济利益驱动，其他产业和技术的迅速发展，例如传感器价格的降低，自动监控系统和智能分析系统的不断涌现，对在线监测自动化解决方案的发展也起到了推波助澜的作用。与其他维护策略相比，预测性维护策略中的在线监测和诊断工具有以下优点：

 

●人力资源优化——在线监测系统的引入有助于人力资源优化，它可以让稀缺的专业人才专注在高价值工作上，例如评估所需的维护，而不是耗费精力在低价值工作上，例如巡视设备、设置测试参数、记录数据。

 

●数据空白减少——在线监测能够保证数据信息的输入是连续的、实时的、准确的。对比之下，手动监测仅仅是每月提供一些手动记录数据的片段，数据错误或遗漏的可能性都大大增加了。

 

●诊断功能改进——通过使用在线监测系统的单一数据库，可以找到历史趋势线图和基线数据，这对于故障预测来说具有非常关键的统计学意义。这样可以确保分析结果的一致性，消除对设备专家个人经验和认知判断的依赖。

 

总之，在线监测系统提供了深入了解工厂整体设备可靠性的机会，可以帮助管理层更好地了解公司的运营状况，从而做出正确的业务决策。

 

重要注意事项

 

在选择在线监测系统之前，维护管理人员需要决定哪些设备、哪种故障模式是需要被监控的。他们要依据设备的类型跨度和数量，以及测量的方式来做决策。

 

设备的类型和数量、测量方式锁定之后，维护管理人员就可以开始选择合适的在线监测解决方案供应商了，此时他们需要考虑以下事项：

 

●系统解决方案具有根据不断变化的需求进行扩展的能力，例如支持新的算法，有足够的I/O接口和传感器，可扩展成大型系统

 

●开放性系统允许访问原始工程测量数据；可以采用新的创新分析技术；解决方案可以扩展以满足程序维护的要求

 

●与第三方硬件和软件包兼容；可以与现有的CMMS和ERP系统，以及所使用的其它历史数据或过程管理企业软件集成

 

●机械结构可靠；分析算法丰富

 

●监控硬件和软件物有所值，即使设备规模扩大了也可以做到有效监测

 

●以直接或通过合作伙伴网络的方式，提供从设备到IT基础构架的端到端全方位解决方案。

 

在线监测系统的实施阶段，有三个技术因素需要特别关注：

 

第一是数据管理，具体来说就是要选择适当的数据结构，让数据的挖掘更便利，要具备警报功能，要有时效策略来控制数据的总量。

 

第二个是数据分析，其中包括特定的应用算法，高级预测分析或诊断。它还涉及实时决策和更接近传感器源的嵌入式智能模块，要能够使用多台设备的汇总数据在服务器上执行数据分析。

 

随着数据的采集量和监测系统的扩展程度不断上升，数据的管理和分析也会变得越来越复杂。此时，第三点注意事项就变得越来越重要了，它就是系统管理。监测系统的远程管理有助于提高整个系统运行的可靠性，可维护性和实用性。这一功能有助于以下任务的执行：查看设备监测系统的运行状况；将系统连接到网络；准确地获取数据；远程配置通道和分析功能。

 

 

 

 

 

本文由美国国家仪器(NI)有限公司供稿