煙草設(shè)備管理信息系統(tǒng)開發(fā)

 摘　 要： 卷煙企業(yè)設(shè)備管理信息系統(tǒng)建立了維修管理、計(jì)量管理、潤滑管理、備件管理等數(shù)據(jù)庫，對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能、計(jì)算模型和分析方法進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障、備件及費(fèi)用等的預(yù)測和績效評估，通過持續(xù)改進(jìn)，不斷提高企業(yè)設(shè)備管理水平。 
        關(guān)鍵詞： 卷煙企業(yè)；設(shè)備管理；信息系統(tǒng)；預(yù)防維修；計(jì)算機(jī)管理
　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，卷煙企業(yè)設(shè)備管理工作要求通過高效率、高速化和連續(xù)化的作業(yè)達(dá)到產(chǎn)品精細(xì)加工和質(zhì)量零缺陷的企業(yè)管理目標(biāo),這對設(shè)備管理工作提出了更高的要求。長期以來，因數(shù)據(jù)不全，難以分析設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)和故障行為，在設(shè)備管理中普遍采用故障后維修和基于使用時(shí)間的計(jì)劃性維修模式，制約了設(shè)備管理服務(wù)于生產(chǎn)的作用。因此，推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)開展設(shè)備管理工作，改善設(shè)備技術(shù)狀態(tài)、提高設(shè)備管理水平、降低維修費(fèi)用，成為煙草企業(yè)完善設(shè)備管理工作的當(dāng)務(wù)之急。本文通過設(shè)備管理信息系統(tǒng)(PMIS)的開發(fā)，使PMIS成為設(shè)備管理的“一個(gè)工具”、“一部檔案”、“一本臺帳”、“一份計(jì)劃”和“一份維修決策參考”, 對不斷提高企業(yè)設(shè)備管理水平、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。 
        １　設(shè)備管理信息系統(tǒng)(PMIS)系統(tǒng)概述
　　PMIS匯集了現(xiàn)代設(shè)備管理的理論和方法，應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、統(tǒng)計(jì)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等手段對設(shè)備管理進(jìn)行信息傳遞、處理，實(shí)現(xiàn)了：（1）智能化歷史維修數(shù)據(jù)分析，指導(dǎo)設(shè)備預(yù)防性維修，生成備件采購計(jì)劃；（2）通過控制圖確定、分析重點(diǎn)傳動部位溫度、噪聲、振動進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測, 預(yù)測故障，反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；（3）利用精度指數(shù)確定維修級別，指導(dǎo)大中項(xiàng)維修；（4）依據(jù)換件分析、故障點(diǎn)檢、狀態(tài)監(jiān)測、潤滑點(diǎn)檢生成維修計(jì)劃，并對其進(jìn)行跟蹤；（5）通過對計(jì)量臺帳的管理分析，生成檢定計(jì)劃；（6）利用排列圖、統(tǒng)計(jì)表、雷達(dá)圖等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對設(shè)備點(diǎn)檢及故障進(jìn)行分析，指導(dǎo)設(shè)備維修保養(yǎng)；（7）利用維修換件分析數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的備件管理；（8）綜合多模塊信息實(shí)現(xiàn)設(shè)備計(jì)劃管理、業(yè)績評估和考核 （如圖1 設(shè)備管理信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析圖示例所示）；（9）按要求對技術(shù)資料檔案實(shí)施管理；（10）通過數(shù)據(jù)字典動態(tài)生成程序錄和輸出界面。通過相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的圖表和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)防維修，提高設(shè)備管理水平。
        ２　維修換件分析
        ２．１　維修換件周期測算
　　系統(tǒng)記錄設(shè)備的開動時(shí)間、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，并將維修換件信息進(jìn)行分類整理，作為分析計(jì)算的數(shù)據(jù)來源，然后計(jì)算各零件的使用壽命周期及其離散程度。針對某型號設(shè)備的某個(gè)零件，可計(jì)算出它的換件周期 和標(biāo)準(zhǔn)偏差S為 

                                                    
        其中：Ｘij為某設(shè)備某零件相鄰兩次換件的時(shí)間間隔；I為同型號不同機(jī)號的一臺設(shè)備；J為該設(shè)備該零件一次換件；n為同型號設(shè)備該零件的換件總數(shù)。
　　在設(shè)備管理中，零件換件周期一般可確定為[-3S，+3S]。維修換件后，新記錄被輸入系統(tǒng)，再次分類計(jì)算出和S，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對各產(chǎn)家的零件質(zhì)量控制水平、維修人員的技術(shù)水平、設(shè)備的維護(hù)水平進(jìn)行評估，為系統(tǒng)預(yù)測設(shè)備零部件故障和備件管理提供了依據(jù)。
        ２．２　維修換件預(yù)測
　　為了預(yù)測零件的故障維修更換時(shí)間進(jìn)行預(yù)防維修，系統(tǒng)需對上述數(shù)據(jù)作進(jìn)一步處理，消除不連續(xù)和樣本不足的影響，計(jì)算零件的壽命。
　　某零件的維修換件總數(shù)量為N，在使用時(shí)間t內(nèi)更換的數(shù)量為n(t)，其更換率F(t)=n(t)/N，可靠度R(t)=[N-n(t)]/N。在[t、t+△t]內(nèi)更換數(shù)量為△n(t)，其更換概率h(t)=△n(t)/[N-n(t)]，故障概率密度f(t)＝△n(t)/N。
　　按照威布爾分布原理計(jì)算該零件的可靠度R(t)=exp[-(lt)b]，用最小二乘法確定系數(shù)l和b，求出零件的故障概率密度函數(shù)f(t)和可靠度函數(shù)R(t)為
　　　　　　　　f(t)＝lb(lt)b-1exp[-(lt)b]
　　　　　　　　零件壽命＝ò R(t)dt
　　系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算出的零件壽命預(yù)測維修換件時(shí)間，生成維修計(jì)劃，經(jīng)確認(rèn)，直到該零件被更換，將數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)重新計(jì)算，修正零件壽命，生成新的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
        ３　設(shè)備點(diǎn)檢及分析模塊
　　設(shè)備點(diǎn)檢由操作點(diǎn)檢（一級）、維修點(diǎn)檢（二級）、專業(yè)點(diǎn)檢（三級）和精密點(diǎn)檢構(gòu)成，把操作和維修有機(jī)地合為一體。
　　PMIS設(shè)備點(diǎn)檢模塊建立過程中，定點(diǎn)和定標(biāo)兩個(gè)環(huán)節(jié)至關(guān)重要。預(yù)先設(shè)定設(shè)備故障點(diǎn)，明確點(diǎn)檢部位、項(xiàng)目和內(nèi)容，規(guī)范故障描述、設(shè)計(jì)點(diǎn)檢表、編制動態(tài)故障字典表、設(shè)計(jì)點(diǎn)檢結(jié)果分析方法，做到有目的、有方向地進(jìn)行點(diǎn)檢，并制定衡量判斷設(shè)備是否正常的依據(jù)和尺度，采取對策措施，達(dá)到排除故障，恢復(fù)設(shè)備性能的目的。
        ３．１　三級點(diǎn)檢結(jié)果分析
　　系統(tǒng)記錄點(diǎn)檢信息（機(jī)型、機(jī)號、點(diǎn)檢時(shí)間、點(diǎn)檢部位、故障現(xiàn)象、點(diǎn)檢測量值等），生成維修計(jì)劃。二、三級點(diǎn)檢結(jié)果對長期保持設(shè)備正常狀態(tài)具有較強(qiáng)指導(dǎo)性，可用排列圖、雷達(dá)圖等方法進(jìn)行重點(diǎn)分析達(dá)到：（1）按程度大小順序提示出設(shè)備每個(gè)部組的故障隱患對整個(gè)設(shè)備狀態(tài)的影響；（2）分析出設(shè)備需要重點(diǎn)改進(jìn)的部位。
　　部組A點(diǎn)檢故障隱患次數(shù)為a，所有部組故障隱患次數(shù)為b，部組A的故障隱患頻數(shù)為a/b×100%，各部組依次相加可得到累計(jì)頻數(shù)。按照“關(guān)鍵少數(shù)和次要多數(shù)”原則，系統(tǒng)將一臺或一種型號設(shè)備各部組的故障隱患次數(shù)、維修換件費(fèi)用、維修換件數(shù)量和它們的頻數(shù)等項(xiàng)目從最重要到最次要進(jìn)行排列，繪制并輸出排列圖（如圖2所示），再用排列圖或雷達(dá)圖對造成該部組故障隱患的零部件故障因素進(jìn)行分析，找出影響設(shè)備正常運(yùn)行的主要部組故障因素，列入維修計(jì)劃，實(shí)施維修。

圖2 故障排列圖

        ３．２　精密點(diǎn)檢
　　精密點(diǎn)檢模塊記錄各種零部組件單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)精度，并將每個(gè)檢查項(xiàng)目技術(shù)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)要求的精度允許值同實(shí)際值作比較，確定設(shè)備的精度指數(shù)，定量反映設(shè)備的綜合精度水平。

精度指數(shù) s為設(shè)備實(shí)測單項(xiàng)精度；Tp為設(shè)備單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)精度。
　　當(dāng)T≤2時(shí)，需對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，調(diào)整小修或項(xiàng)修，2＜T＜3時(shí)，設(shè)備需進(jìn)行中修，T≥3時(shí)，設(shè)備需大修。
        ４　設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測
　　PMIS狀態(tài)監(jiān)測通過對設(shè)備重點(diǎn)傳動部位的溫度、噪聲、振動、磨損及潤滑性質(zhì)等指標(biāo)的檢測判斷預(yù)測設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀和可能產(chǎn)生故障的部位和發(fā)展趨勢。溫度監(jiān)測模塊利用紅外測溫儀對設(shè)備進(jìn)行檢測，并將檢測溫度與正常溫度和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，判斷該部位是否異常。
        ４．１　溫度數(shù)據(jù)分析
　　相同條件下同型設(shè)備某傳動部位的溫度檢測值呈正態(tài)分布。系統(tǒng)采用控制圖原理進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過一段時(shí)間統(tǒng)計(jì)，得到各部位監(jiān)測點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)溫度，即

                                        　                          
 

        其中，ti為某設(shè)備某部位檢測溫度；T0為該部位的標(biāo)準(zhǔn)溫度；N為該部位的溫度檢測次數(shù)；為幾臺設(shè)備該部位檢測的平均溫度，n為同型號設(shè)備數(shù) 。
　　溫度異常警報(bào)漏發(fā)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于虛發(fā)警報(bào)，所以同型設(shè)備該部位的控制上界溫度為

                                                   
 

        其中，Si為幾臺設(shè)備該部位檢測溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
        ４．２　分析計(jì)算過程
　　系統(tǒng)將多臺設(shè)備該部位的一次檢測溫度作為一組數(shù)據(jù)記錄，并計(jì)算出20組數(shù)據(jù)的T0和Tmax，繪制出控制圖，剔除高于Tmax的數(shù)據(jù)后，再補(bǔ)足數(shù)據(jù)重新計(jì)算T0和Tmax，繪制新的控制圖，直到?jīng)]有數(shù)據(jù)點(diǎn)超出Tmax為止。這時(shí)T0和Tmax被確定為該部位的標(biāo)準(zhǔn)溫度和上限溫度，并計(jì)算出Tw做為報(bào)警溫度，即
　　　　　　　　
　　系統(tǒng)將Ti與T0、Tw和Tmax進(jìn)行比對，當(dāng)Tw≤Ti＜Tmax時(shí)，系統(tǒng)提示該部位需要檢查。Ti≥Tmax或連續(xù)出現(xiàn)Tw≤Ti＜Tmax時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警該部位需要維修。系統(tǒng)綜合相同部位的振動、噪聲等數(shù)據(jù)后分析設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，準(zhǔn)確判斷出故障隱患。
        ５　設(shè)備潤滑管理
　　PMIS設(shè)備潤滑管理摸塊對設(shè)備的潤滑作業(yè)及狀況進(jìn)行臺帳管理和檢查，包括潤滑臺帳和潤滑點(diǎn)檢兩個(gè)摸塊。
        ５．１　潤滑臺帳
　　潤滑臺帳子摸塊由歷史潤滑數(shù)據(jù)查詢、項(xiàng)目字典、油品字典、油品化學(xué)分析數(shù)據(jù)記錄查詢和潤滑周期計(jì)算等表格和模型構(gòu)成。
        ５．２　潤滑點(diǎn)檢
　　潤滑點(diǎn)檢分為周點(diǎn)檢和月點(diǎn)檢兩個(gè)部分，它由點(diǎn)檢錄入、數(shù)據(jù)查詢、點(diǎn)檢項(xiàng)目和故障字典、點(diǎn)檢記錄、油質(zhì)指標(biāo)記錄等摸塊和表格構(gòu)成。
　　潤滑員將檢查情況輸入系統(tǒng)。系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，診斷設(shè)備的不良潤滑狀況。實(shí)施潤滑措施的信息被輸入系統(tǒng)，充實(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，改進(jìn)潤滑。
        ６　計(jì)量管理
　　PMIS計(jì)量管理摸塊包括計(jì)量臺帳管理和計(jì)量儀器維修檢定。
        ６．１　計(jì)量臺帳管理
　　系統(tǒng)建立計(jì)量臺帳，記錄計(jì)量儀器的屬性，以便查詢。
        ６．２　計(jì)量儀器維修檢定
　　系統(tǒng)建立了計(jì)量器具維修記錄表，記錄儀器的故障原因和現(xiàn)象、維修情況、更換零件、測試結(jié)果、維修時(shí)間、維修人員、維修后性能參數(shù)等，對儀器進(jìn)行跟蹤監(jiān)控。
        ７　備件管理
　　PMIS備件管理摸塊分為標(biāo)準(zhǔn)管理和實(shí)施管理兩個(gè)子模塊。
        ７．１　標(biāo)準(zhǔn)管理設(shè)定備件管理標(biāo)準(zhǔn)，對備件管理的各項(xiàng)屬性進(jìn)行記錄管理。
        ７．２　實(shí)施管理包括供需調(diào)整管理、采購管理、收發(fā)管理、庫存管理和費(fèi)用管理等。實(shí)現(xiàn)供應(yīng)采購計(jì)劃、采購安排、委托登記、預(yù)算核對、采購分類、詢價(jià)、合同、收貨入庫、發(fā)料、退庫、備件存放、庫存核對、費(fèi)用統(tǒng)計(jì)、資金分類、報(bào)廢等業(yè)務(wù)管理功能。
        ８　計(jì)劃管理
　　PMIS的計(jì)劃管理摸塊主要是對設(shè)備的維修計(jì)劃、備件計(jì)劃、計(jì)量儀器檢定計(jì)劃、資金費(fèi)用計(jì)劃等進(jìn)行管理。
        ８．１　維修計(jì)劃子摸塊調(diào)用各摸塊數(shù)據(jù)生成設(shè)備維修計(jì)劃，確定維修要求、工期、維修及驗(yàn)收人、驗(yàn)收條件等項(xiàng)目后實(shí)施維修，并將驗(yàn)收情況、工時(shí)和維修換件等信息輸入系統(tǒng)，形成完整維修記錄存檔。
        ８．２　備件計(jì)劃子模塊從維修換件和備件管理模塊中提取數(shù)據(jù)，編制出包括零件名稱、件號、規(guī)格、采購量、安全供貨期、價(jià)格、產(chǎn)家、使用設(shè)備及地點(diǎn)等信息的備件計(jì)劃。
        ８．３　計(jì)量儀器檢定計(jì)劃子模塊從計(jì)量管理模塊中提取需要檢定的儀器，明確檢定時(shí)間、人員、檢定要求等信息實(shí)施檢定，并將屬性數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)。
        ８．４　資金費(fèi)用計(jì)劃模塊根據(jù)各模塊記錄和提供的數(shù)據(jù)自動按部門、機(jī)型、機(jī)臺、時(shí)間及業(yè)務(wù)職能的要求測算需要開支的費(fèi)用（包括維護(hù)費(fèi)、修理費(fèi)、檢查費(fèi)、備件材料費(fèi)等），編制費(fèi)用開支計(jì)劃。
        ９　績效評估和檢查
　　PMIS的績效評估和檢查模塊從各模塊中提取數(shù)據(jù)，按部門、機(jī)型、機(jī)臺、維修人統(tǒng)計(jì)設(shè)備維修績效（包括修后設(shè)備狀態(tài)、效率、完好率、工時(shí)、點(diǎn)檢實(shí)績等），對維修人員進(jìn)行業(yè)績考核評價(jià)；按設(shè)備、部門及業(yè)務(wù)職能計(jì)算備件到貨率、庫損率、到貨驗(yàn)收合格率、領(lǐng)用率、合同履行等指標(biāo)，評價(jià)采購及保管實(shí)績；按機(jī)臺計(jì)算設(shè)備潤滑泄漏率、潤滑材料使用率等指標(biāo)，評價(jià)潤滑績效；對計(jì)量儀器校準(zhǔn)、檢定和維修進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對計(jì)量能力滿足質(zhì)量要求的程度進(jìn)行評估；利用雷達(dá)圖對設(shè)備效率、產(chǎn)品質(zhì)量、維修成本等項(xiàng)目進(jìn)行分析，綜合評估工作成效。通過績效評估和檢查，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理工作的持續(xù)改進(jìn)和完善。
        １０　設(shè)備技術(shù)資料檔案管理
　　使用編程軟件和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為PMIS的開發(fā)工具，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Word和Excel，實(shí)現(xiàn)報(bào)表的輸出上報(bào)、存檔及查詢，為決策提供參考。
        １１　結(jié)論
　　設(shè)備管理信息系統(tǒng)（PMIS）的開發(fā)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了設(shè)備管理活動標(biāo)準(zhǔn)化、業(yè)務(wù)工作自動化、費(fèi)用管理電算化、管理維修一體化和持續(xù)改進(jìn)的目的，為卷煙企業(yè)設(shè)備管理基礎(chǔ)工作提供一種科學(xué)的應(yīng)用工具，對設(shè)備管理工作的進(jìn)步和設(shè)備效益的發(fā)揮具有重要的實(shí)用價(jià)值。通過全過程、多方位、多層次的計(jì)算機(jī)信息管理，全面提高企業(yè)設(shè)備管理水平，增強(qiáng)企業(yè)競爭能力。