装备MRO知识管理论文

2022-05-08

以下是小编精心整理的《装备MRO知识管理论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。摘要:重型机床装备具有种类多、生命周期长、设计验证难度大、针对性强、数据动态性强、运行环境与状态复杂等特点,现有PLM(ProductLifecycleManagement)系统难以满足重型机床反馈设计、运行和MRO(Maintenance,RepairandOverhaul/Operation)管理的需求。

装备MRO知识管理论文 篇1:

采棉机采棉头维护、维修和大修/运行支持系统解决方案[JP]

摘要:为了合理应用维护、维修和大修/运行(MRO)支持系统来支持采棉机采棉头装配与运行、维护(简称运维)等活动,阐述实施采棉机采棉头的MRO支持解决方案的必要性,研究采棉机采棉头运维过程中具有代表性的相关业务需求,提出1种采棉机采棉头的 MRO支持系统解决方案,讨论适用于采棉机采棉头产品全生命周期的数据模型、采棉头装配质量控制、故障维修业务管理流程等相关问题。通过该解决方案的提出,提高了采棉机采棉头装配与维修信息化程度,提升了采棉机采棉头售后维修服务质量,表明采棉机采棉头的MRO支持系统解决方案在采棉头装配质量控制方面有良好的实用性,对于提高采棉机采棉头的工作水平有良好的帮助。

关键词:采棉机;采棉头;维护、维修和大修/运行(MRO);装配质量控制;维修服务;支持系统;工作效率

收稿日期:2015-12-31

基金项目:国家科技支撑计划(编号:2015BAF32B02);八师石河子市工业科技攻关计划(编号:2014GY01)。

作者简介:赵家伟(1995—),男,安徽砀山人,硕士研究生,研究方向为智能检测技术与装置。E-mail:342611231@qq.com。

棉花是我国的重要战略物资,并且是新疆地区的主要经济作物和新疆农民的主要经济来源,棉花生产的机械化是未来的发展趋势。目前,犁地、整地、播种、施药等环节已经实现机械化,但是棉花的采摘环节仍然需要人工参与[1]。目前新疆采棉机主要依赖进口,其中主要是美国迪尔和凯斯生产的水平摘锭采棉机。国外的采棉机结构复杂、价格较高、维修成本高,一旦在采棉期出现了故障,高额的维修费用与较长的维修期用对农户带来的损失是巨大的。因此,有必要降低采棉机的故障发生率,当故障发生时,准确定位故障发生位置,明确故障类型,了解机器故障维修史,对降低维修次数、缩短维修时间有十分重要的作用。

作为采棉机核心部件之一,采棉机的采棉头承担着将棉花从植株分离采摘下来的重要任务。一旦采棉头发生故障,将直接导致整个采棉机的工作停止。采棉机采棉头能否稳定地工作对采棉机能否正常工作的影响巨大。因此,降低采棉头的故障发生率并对故障信息进行有效处理具有十分重要的意义。

采棉机采棉头的维护、维修与大修/运行(maintenance,repair and overhaul/operations,简称MRO)在采棉头从研发设计到退役的整个生命周期中都占有重要地位。MRO技术则是支撑服务阶段业务及数据管理的核心技术[2]。采棉机采棉头MRO支持系统解决方案对确保采棉头高效运行、降低故障发生及故障信息统计起到十分关键的作用。本研究在分析采棉机采棉头的装配质量控制和运行维修方式基础上,提出了采棉头的MRO支持系统解决方案。采棉机采棉头的MRO支持系统解决方案的应用,有利于提高企业对采棉机的现代化管理水平,提高采棉头的维护、维修效率,缩短采棉头的维修时间,提高采棉机的整体工作效率,降低维修维护费用。

[WTHZ]1采棉机采棉头MRO支持系统需求分析

1.1采棉头的运行、维护(简称运维)现状分析

随着新疆地区现代农业机械化发展不断深入和新疆生产建设兵团机采棉推广力度的加强,采棉机数量与日俱增。目前已有相关系统实现对采棉机的作业状态、作业面积、油耗、作业轨迹等的实时监控管理,但是系统的监控管理中无法对采棉机的采棉头装配质量进行控制,当采摘头出现故障导致采棉机停止运行时,维修管理人员无法迅速地对故障類型进行判断,并无法及时获取故障历史及维修记录,从而加大了维修难度,增加了维修时间,如果故障发生在棉花采收季,则会对农户造成巨大的损失。

1.2采棉头的MRO支持系统核心需求分析

采棉机属于大型农用机械,结构复杂,维修情况也很复杂,须要采用多种模式进行维修维护,如视情维修、事后维修和定期维修等。采棉头作为采棉机的核心部件之一,其结构的复杂性决定了采棉机采棉头的MRO支持系统的实施难度。

目前市场上已经投运的采棉机远程管理系统缺少故障监测及运行维护等服务的支持,在日常运营管理中,没有涉及采棉机采棉头的故障记录及维修管理。当采棉头出现故障时,由于日常运行中对产品运行过程中故障状态的管理缺失,维修管理人员无法对采棉头的故障信息进行及时的获取、记录,进而影响服务速度和质量。采棉头是采棉机机械系统的重要组成部分,实践证明,采棉头的正常运行与否,对整个采棉系统有着重要的影响。

随着采棉机业务企业化的发展,采棉机产业开始向制造服务型模式转变。因此通过采棉头MRO支持系统来即时可靠地实现采棉头故障历史及维修信息的管理,对于提高采棉机采摘棉花的能力、减少采棉头故障次数、缩短采棉头维修时间及提高采棉机整机的工作效率等方面有着重要影响。

[WTHZ]2采棉头MRO支持系统设计目标

采棉机采棉头MRO业务的目标很多,采棉头的MRO支持系统的相关业务定制与系统的二次开发均在清华大学研发的全生命周期信息基础平台(MRO基础应用平台)上进行,如图1所示。

为解决采棉头在实际中面临的问题,采棉机采棉头MRO支持系统须要实现以下目标。

2.1实现采棉头全生命周期知识的综合利用

根据采棉头运维业务的需求,采棉头在维护维修阶段须要用到产品生命周期中的上下游信息,其中包括结构信息、维修资料与维护维修记录,这些信息可辅助辨别故障设备中可修复的设备,发挥设备最大的价值,并为改进产品、促进升级提供可靠的依据[3]。如果脱离生命周期上下游的信息进行MRO维修管理,将造成维修信息的缺失和浪费,不利于产品的使用与升级优化[4]。例如,在采棉头装配过程中,可根據采棉头的装配工艺数据,对采棉头的装配过程进行监控,严格控制当前采棉头的装配流程与装配质量;在采棉头的维修过程中对其维修维护记录及信息等进行管理,使采棉头的结构、维修历史等信息具备可查询性,为制定采棉头的维修策略及设备优化提供数据支持。

2.2实现采棉头的MRO维修服务

采棉头的“MRO维修”是MRO系统在维修中的应用,旨在通过一系列技术和手段,发现和消除设备维修过程中的各种浪费,提高维修的“价值”[5]。传统维修中的“浪费”不仅体现在故障原因不明、维修定位不明确过程中的时间浪费,还体现在不合理的零配件库存造成的仓储费用浪费以及不必要的维护、过度维修等[6]。采棉头的“MRO维修”基于采棉头MRO系统提供的维修服务流程管理、维修人员管理、维修物料管理等多个方面来进行采棉头的故障维修。通过采棉头的维修需求对发生故障的采棉头进行维修,减少不必要的维修和过度维修;通过与库存管理相结合的方式来减少零配件存放时间;通过规范化地执行维修工序,提高维修质量;通过维修结果反馈及故障信息统计分析持续改进维修策略,提高维修“价值”[7]。

[WTHZ]3采棉机采棉头MRO支持系统设计

使用高性能、高可靠性、具有可扩展性、易用性、维护成本低的采棉头MRO支持系统取代传统的纸质化管理及简单的Excel、电子邮件等信息管理方式是采棉头管理信息化、智能化的必经之路,也是采棉机服务行业未来发展的方向。通过[JP2]系统业务需求调研,采棉头的MRO支持系统框架如图2所示。

3.1系统管理模块

采棉头MRO支持系统是采棉头装配、正常运行与维修的可靠保障,如何有效地进行系统的管理,确保系统安全与稳定地运行是实现采棉头MRO支持系统的重要前提。采棉头的MRO支持系统系统管理模块分为系统权限管理模块、系统流程管理模块、系统设计管理模块。

(1)系统权限管理模块。在系统实施过程中,针对为采棉头进行运行和维修的组织结构和职责结构,利用采棉头MRO支持系统中的权限管理子系统进行系统权限管理的设计。通过该权限管理子系统,采棉头MRO支持系统的管理员可以使用“角色组”应用程序,为各功能模块、用户、工作流程和其他设置指定相应的权限。

(2)系统流程管理模块。系统流程管理模块即为系统工作流程管理模块。针对采棉头装配、运行和维修服务业务流程管理可能随时灵活变化的特点,在采棉头MRO支持系统的实施过程中,通过该模块,业务人员可以随时了解当前业务工作的执行情况,保证工作及时完成。相关人员也可查看流程执行情况,发现任务执行环节中存在的问题,及时进行改进。通过该模块,提高了系统处理业务流程的灵活性,降低了日后维护的成本,提高了相关的服务工作效率。

(3)系统应急恢复模块。在采棉头的MRO支持系统实施过程中,考虑到进入系统的所有采棉头装配信息和质量信息,特别是故障信息与故障处理解决方案等都是经过实践长期积累所得,对采棉头的优化设计与故障维修策略的发展有着重要的价值,因此也将本系统的备份、灾难恢复等纳入采棉头MRO支持系统的解决方案中,将灾难事件可能造成的数据损失降到最低。

3.2采棉头装配管理模块

采棉头的装配质量直接关系到采棉头的运行情况及采棉机的使用情况,因此在采棉头的MRO支持系统中,采棉头的装配管理是其中的重要业务之一,其核心业务如图3所示。采棉头的装配管理模块主要包括采棉头装配工艺管理模块、采棉头装配质量管理模块。

(1)采棉头装配工艺管理模块。采棉头工作过程中各零部件之间保持精确的运动关系,因而对相关零部件的装配关系和配合间隙有着严格的控制要求。为保证采棉头的工作性能,应对采棉头零部件质量特性、装配流程及工艺装备进行严格控制。通过采棉头装配工艺管理模块对采棉头的装配工序及业务操作人员进行记录和管理,使采棉头的装配过程按照既定的装配动作和流程进行装配,防止装配错误。一旦装配完成的采棉头出现故障,便依据采棉头装配工艺管理模块所记录的信息进行溯源管理,追究责任。

(2)采棉头装配质量管理模块。采棉头是采棉机机械系统的重要组成部分,其工作性能对整个采棉系统有着重要的影響。采棉头的工作性能与其装配质量有关。利用装配质量检测对采棉头关键装配工序进行定量化检测,是进行装配质量控制的基础。使用相关设备对完成装配的采棉头进行相关工作参数的检测,也是对采棉头装配质量进行检测的重要方式。通过采棉头装配质量管理模块,可对已经完成装配的采棉头工序进行读取,并参考专用设备检测的相关工作参数,对完成装配的采棉头进行质量检测和鉴定,其检测和鉴定结果又可作为装配工艺优化的参考依据。

3.3采棉头运维管理模块

采棉头的运行维护与维修服务是从实际维修需求中产生的,其维修服务的好坏直接关系到采棉头能否继续使用。如何规范维修活动、提升维修服务的质量,是采棉头运维管理模块存在的目的,其核心业务如图4所示。采棉头运维管理模块主要包括维修服务流程管理模块、维修人员管理模块、故障统计分析模块、服务报表模块、零配件库存管理模块。

(1)维修服务流程管理模块。采棉头的维修服务流程是根据采棉头历史的维修经验进行制定与管理的,当有维修需求时,采棉头维修管理模块根据采棉头维修服务流程管理模块存储的维修服务流程进行维修活动。维修服务流程包括对维修需求的识别、维修活动的时间安排、维修人员的安排、维修活动次序的安排等。维修服务按照标准的维修服务流程执行,避免在提供维修活动过程中出现不必要的差错。为更好地为客户服务,管理员可根据客户的维修服务意见反馈及满意度评价及时地对维修服务流程进行合理的优化与调整。

(2)维修人员管理模块。采棉头维修人员管理模块对所有在职的参与采棉头维修的人员进行管理,可对所有的维修技术人员进行合理的人力资源分配,防止人力资源浪费及维修人员推卸责任的情况发生。当维修需求产生时,采棉头MRO维修人员管理模块自动筛选在岗的维修技术人员,显示当前可进行维修活动的技术人员,管理员通过采棉头MRO支持系统对相关人员下达维修指令。维修技术人员收到维修指令时,按照维修服务流程进行相应的维修活动,包括零配件申[CM(25]领、剩余零配件返還等。维修人员管理模块会记录各维修技术人员的外出作业时间、地点、返回时间、外出作业次数等相关信息,并根据各人员的外出作业次数自动平衡相关人员的外出情况,实现人力资源的合理分配,并在发生客户投诉时能及时追溯到个人,防止责任推诿事件的发生。

(3)故障统计分析模块。在维修活动的业务完成后,维修人员将己完成的维修作业活动反馈给故障统计分析模块并提交维修报告。故障统计分析模块根据报告中故障信息对采棉机采棉头的故障发生类型、频次等进行统计、分析等处理,输出采棉头故障分析报告并作用于采棉头生产制造过程中的结构优化与材料改进等相关制造活动,体现了持续采棉头MRO支持系统促进设备升级和研发的要求。

(4)服务报表模块。采棉头MRO支持系统针对采棉头运行和维修的业务要求,提供对服务基本信息的管理,包括现场故障、保养信息中的故障照片与故障视频信息管理。当故障维修活动结束后,采棉头服务报表模块可根据故障提出者发布到[JP3]系统中的故障状态的照片、视频信息,以及系统内的故障处理流程、零配件及质保期内的零配件信息,结合维修技术人员给出的维修结论和客户的使用评价对维修服务过程的所有信息进行分析和处理,并生成各种数据统计图表,将采棉头在使用及维修过程中的具体信息以服务报表的形式直观地显示出来。[JP]

(5)零配件库存管理模块。采棉头MRO零配件库存管理模块是面向整个采棉头装配及MRO维修业务过程解决零配件管理问题的,具备制定采棉头装配过程中物料采购、物料仓储、物料出入库统计等功能。它对零部件的状态变化具有记录功能,可对相关的所有采棉头装配过程中的业务操作进行监控,实时准确地更新零部件履历表信息,随时追溯整个采棉头装配周期内,每个业务阶段的所有零部件的相关信息,最终为零部件的获取与使用提供保障,杜绝业务操作人员窃取相关零部件牟取利益。

[WTHZ]4采棉头MRO支持系统的技术要点

4.1维修知识管理

采棉头基础信息管理、装配工艺管理和维修知识管理是实现采棉头MRO支持系统的基础。对于采棉头这种大型复杂设备的核心部件而言,由于其结构复杂,相关维修知识也会非常复杂。在投入使用之前,须要建立设备台账,导入设备本身的物料清单(bill of material,BOM)信息,关联生命特征参数,以便在维修执行时提供基准信息支持[8]。这些知识是在设备的使用过程中逐步积累的,是采棉头MRO支持系統的基础数据信息,而采棉头MRO支持系统解决方案的核心是数据模型,其数据模型主要的概念见图5[2]。

为达到综合利用采棉头维修知识的目标,参考国外先进MRO系统中的中性BOM等概念,采棉头MRO支持系统以中性BOM为核心进行维修知识管理,具有可以达到生命周期不同阶段的信息融合、共享的优点[9]。具体体现在3个方而:(1)从中性BOM导出初始的实例BOM;(2)实例 BOM对中性BOM进行信息反馈,中性BOM从多个实例 BOM中汇总维修信息,积累同类设备共性的维修知识,从而进行故障分析和寿命预测,在设备维修时进行共享;(3)中性BOM须要将产品全生命周期前期段的各个BOM(功能BOM、设计BOM、制造BOM)的信息进行汇总,并在维修判定、维修计划和维修执行时提供信息辅助支持[10](图6)。传统的BOM管理技术侧重于单个阶段内BOM信息的维护,或者是2个阶段之间BOM的变换。如何从多个结构不同的BOM中汇总信息,是采棉头MRO支持系统中的BOM管理需要特别克服的问题。

4.2采棉头装配质量控制

采棉头的装配是采棉机全生命周期中的关键环节,也是采棉机获得整体性能的最后环节。采棉头结构复杂,装配工艺要求高,装配影响因素多,是收获机械中制造装配难度较大的部件之一,对采棉头装配质量的优化、控制与采棉机的质量有着直接关系。因而,分析采棉头零部件质量特性、装配工艺流程及工艺装备,获得影响采棉头装配质量的关键影响因素,找到影响装配质量关键工序的工艺装备和质量检测装置,并将其集成至采棉头MRO支持系統内是实现使用MRO支持系统对采棉头装配质量控制的关键。

5结论

本研究分析了采棉机采棉头MRO支持系统的目标和核心业务需求,提出了1种MRO支持系统的解决方案。方案中包含的MRO系统管理、采棉头装配质量控制、采棉头MRO维修服务、MRO数据模型等,全而覆盖了采棉头装配及MRO维修业务中的信息流和业务流,为同行业提供了MRO支持系统的解决方案。以中性BOM为核心的维修知识管理,有效地支持了产品全生命周期知识的综合运用,提高了采棉头装配与维修过程的信息化程度,体现了采棉头MRO系统的应用目标。

参考文献:

[1]王建民,任艮全,张力,等. MRO支持技术研究[J]. 计算机集成制造系统,2010,16(10):2017-2025.

[2]程曜安,张力,刘英博,等. 大型复杂装备MRO系统解决方案[J]. 计算机集成制造系统,2010,16(10):2026-2037.

[3]刘义乐,朱志杰,王宝坤. 精益维修及其支撑技术发展研究[J]. 装甲兵工程学院学报,2005,19(2):15-19.

[4]王庆锋,杨剑锋,刘文彬,等. 过程工业设备维修智能决策系统的开发与应用[J]. 机械工程学报,2010,46(24):168-177.

[5]王和根. 正确构建制造业信息化平台 提升企业核心竞争力[J]. 新技术新工艺,2006(4):7-10.

[6]柳剑.制造系统运行可靠性分析与维修保障策略研究[D]. 重庆:重庆大学,2014.

[7]Afefy I H. Reliability-centered maintenance methodology and application:a case study[J]. Engineering,2010,2(11):863-873.

[8]蔡莉霞,褚学宁,张在房,等. 面向复杂产品的多BOM转换建模与实现[J]. 机械设计与研究,2008,24(3):76-79,88.

[9]Stonebraker P W. Restructuring the bill of material for productivity:a strategic evaluation of product configuration[J]. International Journal of Production Economics,1996,45(1/2/3):251-260.

[10]Heo J H,Kim M K,Lyu J K. Implementation of Reliability-Centered Maintenance for transmission components using particle swarm optimization[J]. International Journal of Electrical Power & Energy Systems,2014,55(2):238-245.

作者:赵家伟 张立新 胡蓉 刘哲

装备MRO知识管理论文 篇2:

基于MRO的重型机床闭环PLM模型及关键技术研究

摘 要:重型机床装备具有种类多、生命周期长、设计验证难度大、针对性强、数据动态性强、运行环境与状态复杂等特点,现有PLM(Product Lifecycle Management)系统难以满足重型机床反馈设计、运行和MRO(Maintenance,Repair and Overhaul/ Operation)管理的需求。对此,提出基于MRO的重型机床装备闭环全生命周期管理系统,建立由维护闭环、运行闭环及基于MRO的设计闭环组成的智能化三重闭环PLM模型;建立闭环PLM系统架构,包括基础资源层、数据集成层、系统功能层和产品应用层;分析系统实施的基础技术、智能化运行的专项技术。

关键词:闭环PLM MRO 知识资源 制造服务

0.引言

重型机床是高端装备的重要组成部分,是振兴装备制造的重点之一,广泛应用于能源、交通、船舶、工程机械、冶金、航空航天、军工等重点行业和领域。重型机床种类多、数量多、生命周期长、阶段复杂;机床数据包括设计、制造、运行环境、状态、使用等数据;机床数据在生命周期各阶段不断变化,特别是运行过程和运行环境。重型机床数据数量大、种类多、动态性强,具有大数据特点[1]。近年来,我国重型机床行业在设计制造能力和产品智能化方面都有长足进步,但是在全生命周期管理方面还有很大不足,如重型机床生命周期数据管理、数据利用效率,运行维护管理以及基于数据的反馈设计等。

通过行业分析与典型企业调研,重型机床业在设计、运行、维护维修和大数据管理等方面还存在五个方面的显著需求:(1)管理生命周期数据,反馈到设计端,验证原始设计的正确性,并进行优化设计和创新设计;(2)提取制造过程中的关键要素,形成加工资源库,为重型机床加工使用提供参考;(3)建立MRO数据平台,分析健康度、诊断故障,实现MRO智能化管理;(4)追踪和回溯自身信息,实现设计、制造、使用维护、服务一体化集成;(5)建立面向重型机床的共性知识服务体系,整合行业创新资源,解决重型机床发展中的共性、关键技術问题。

为有效管理重型机床生命周期大数据,用生命周期后期阶段数据反馈于生命周期前期阶段,指导重型机床设计、加工服务和MRO智能服务,需要研究与构建重型机床闭环产品生命周期管理系统模型及其关键技术。

1.智能闭环PLM模型

国内外的专家学者对闭环PLM系统做了一些研究,Kiritsis以通讯技术和智能产品为基础,提出了相应闭环管理的框架[2]。Matsokis建立了以本体为基础的支持闭环PLM的产品数据和知识管理语义对象模型[3]。重庆大学的王旭教授对此进行过综述研究,提出:闭环PLM是一种有效管理产品生命周期活动的信息化战略,通过获取全生命周期内与产品相关的数据,并进行数据的集成、转化和分享实现全生命周期内跨组织间信息流的闭环管理[4]。现阶段,针对闭环PLM系统的研究也集中于综述以及阶段性的闭环系统,没有建立从产品MRO到产品设计的大闭环模型,更没有相关的技术研究,提出实际的企业应用方案。

结合重型机床装备的行业需求、PLM发展现状和趋势,本文提出一种新型的基于MRO的闭环PLM系统模型(如图1所示),实现基于知识的产品全生命周期过程精细化、智能化管控。集成机床全生命周期大数据,进行分类管理和使用目标性管理。

图1 基于MRO的三重闭环PLM模型(1) 重型机床运行智能闭环模型

针对重型机床运行工况复杂、环境对产品性能影响大、产品对环境感知能力差、自适应和自调整能力不足的特点,建立运行智能闭环。通过有效的反馈机制,机床数据反作用于机床运行过程,根据加工环境和加工状态,进行自调整和自适应,保证设备和人员安全以及加工精度和加工质量,提高重型机床的加工稳定性。

(2) 重型机床维护智能闭环模型

针对重型机床装配调试难度大、故障损失影响大、使用寿命长、可靠性要求高、故障诊断困难、人工干预能力差、故障预警能力低等特点,建立维护智能闭环。整理融合机床生命周期各阶段数据、故障诊断知识和经验以及机床运行数据,形成基于知识的MRO服务体系,进行健康度分析和故障诊断,提供机床维护维修计划,提高机床运行可靠性及无故障运行时间,延长使用寿命。

(3) 基于MR的设计闭环模型

重型机床产品设计阶段对运行使用、维护维修及故障分析考虑不足,缺少对原始设计的验证和结构优化改进,难以满足重型机床单台套定制化设计、高精度和高可靠性要求;缺少对机床使用阶段的工艺设计和指导,缺乏机床操作使用标准和工艺规划参考。针对这一特点,建立基于MRO数据反馈的设计闭环。机床数据反作用于机床设计,支持机床优化和创新,更好地为机床开发服务。

2.闭环PLM系统实现

为了实现上述基于MRO的重型机床装备闭环PLM系统,提出了如图2所示的面向重型机床装备的闭环PLM系统构架,包括基础资源层、数据集成层、平台功能层和产品应用层。

图2 闭环PLM系统架构基础资源层。系统构架的最底层,由数据采集设备、网络设备和集成开发环境组成。采集机床运行状态数据和环境数据,并进行数据传输和数据交换。数据集成层。提供数据和知识支持。运用数据处理技术,实现数据集成,并采用知识获取、知识识别等技术,提取机床的各阶段知识并与专家系统有效地整合在一起,形成覆盖机床全生命周期的知识体系。平台功能层。将知识数据功能化,提供各项服务功能,包括机床状态监控、运行环境监控、机床知识服务、机床设计反馈、远程故障诊断、维修维护计划、维修执行监控、机床操作指导和加工工艺制定等。产品应用层。将闭环PLM系统付诸实践的过程,结合机床共性和不同机床的特性,构建不同机床系列的闭环PLM体系,实现机床全生命周期的数据管理以及数据反馈,提高运行质量和运行稳定性,实现优化设计。

3.关键技术分析

3.1系统开发基础技术

系统开发的基础技术包括数据接入与感知技术、数据融合与处理技术、产品全生命周期数据管理技术和知识服务技术。获取重型机床生命周期各阶段的复杂、动态以及分散的数据;根据数据特性,分析处理后实现统一管理;结合云计算和云制造的思想,整合机床业分布的知识资源,将整合后的知识资源发布出去,提供知识服务。

3.2系统开发专项技术

1.运行智能闭环关键技术

应用传感器和ECU模块,感知机床所处环境状态和运行状态,通过自检测技术、自调整与自适应技术,实现运行闭环功能。

重型机床ECU自监测技术。针对实时故障诊断难、安全预警需求强、突发状况处理及时性要求高等特点,运用嵌入式ECU系统,实时获取机床加工状态,鉴别机床当前工作状态,对非安全状态提出预警;对处于突发异常状态的机床采取自处理措施,智能控制机床的启停状态,切换机床的工作模式。

重型机床ECU自调整与自适应技术。重型机床的加工性能受到工作环境、工作状态及加工对象的影响较大,通过分析机床所处环境信息、运行信息、关键零部件寿命信息,形成基于设备ECU智能控制系统,根据环境情况调整机床参数。

2.维护智能闭环关键技术

基于知识的健康状态分析与故障诊断技术。提取设备状态特征,确定状态评价标准,评价设备当前状态及健康度,预测其变化和发展趋势。及时正确地对异常状态或故障状态做出预警,诊断出引起状态变化的本质原因,定位故障位置和失效模型,并提出合理的维修方案。

基于知识的MRO管理体系与技术。将MRO各管理模块結合起来,形成管理框架,调用诊断知识数据,为MRO决策提供数据支持;同时,决策产生的维修数据也可以反馈到知识库,使知识不断丰富。主要包括MRO需求管理模块、MRO过程管理模块、过程优化模块、服务评价模块和备品备件管理模块。

3.基于MRO反馈的设计闭环关键技术

从产品设计和工程设计两个方面对重型机床进行优化设计,提高设计可靠性,同时提高重型复杂机床的无故障运行时间,延长使用寿命。

基于故障数据反馈的d-FMEA产品设计技术,通过对故障数据的分析,确定产品故障的类型:由设计缺陷导致的故障、由产品寿命导致的故障、由顾客误用所导致的故障,根据不同的故障类型,采取相应的措施,进行设计改进,避免故障再次发生。基于运行数据反馈的工程设计技术,针对运行环境和机床加工对象的差异性,进行辅助工艺编制和产品加工,提供关键工艺的工程设计服务,保证设备的最佳运行状态。

4.结束语

随着重型机床设备业的不断发展,用户对于机床的定制化、个性化需求越来越强烈,同时对于机床大数据管理、维护维修要求也越来越高,基于MRO的闭环PLM系统能够实现产品大数据管理,运行状态监控,提供维护服务,反馈产品设计,将越来越受企业的青睐。本文在深入分析重型机床的行业大数据管理、智能设计和运行维护需求,行业发展趋势的基础上,提出基于MRO的重型机床装备闭环PLM系统;描述了闭环PLM理论模型和系统架构;然后详细阐述了实施闭环PLM系统的基础技术和专项技术。为重型机床生命周期管理提供新的方向,同时也为闭环PLM系统的开发实践提供了详细的理论基础和技术支持。

参考文献:

[1] 孟小峰,慈祥. 大数据管理: 概念,技术与挑战[J]. 计算机研究与发展,2013,50(1): 146-169.

[2] Kiritsis D, Bufardi A, Xirouchakis P. Research issues on product lifecycle management and information tracking using smart embedded systems[J]. Advanced Engineering Informatics, 2003, 17(3): 189-202.

[3] Matsokis A, Kiritsis D. An ontology-based approach for Product Lifecycle Management[J]. Computers in industry, 2010, 61(8): 787-797.

[4] 王旭,李文川. 制造业的新理念——闭环产品生命周期管理[J]. 中国机械工程,2010 (14): 1687-1693.

基金项目:国家自然基金项目(No.:71171145);国家863计划项目 (No.:2012AA040910);国家科技支撑计划项目(No.:2012BAF12B05)。

作者:郑庆 仝克宁 赵楠 邵宏宇

装备MRO知识管理论文 篇3:

大型装备管理系统的设计与实现

【摘 要】为了满足上级单位对FPSO等大型装备管理要求,实现装备管理的资源整合和信息共享,基于现有信息系统,设计并建立了大型装备管理系统,探索出一套可持续改进的、体现FPSO管理者们多年管理经验的、可复制的管理模式,提高FPSO管理水平,打造先进的FPSO管理手段。

【关键词】FPSO 大型装备 Maximo 数据集成

一、引言

近几年来,我国海洋石油事业得到了快速发展,大型装备不断增加。中国海洋石油总公司在建立“数字海油”的规划指导下,利用信息化手段,建立了一套适合自身发展战略的现代化装备管理信息系统,围绕大型装备进行全寿命周期的规范化管理,做到了装备管理与时俱进和与国际大型设备管理密切接轨。

为适应管理需要,提高以FPSO(Floating Production Storage and Offloading的缩写,即浮式生产储油轮,可对原油进行初步加工并储存,被称为“海上石油工厂”)为代表的大型装备管理水平,以上级单位要求为基础,结合FPSO产业的特点,将现有信息系统进行整合,将多年的FPSO管理经验融入到信息系统之中,建立了大型装备信息系统,逐步走向装备管理的现代化、高效化、规范化、信息化, 让装备经济、有效、安全地运行。

二、大型装备管理系统定位

(一)总公司装备管理综合平台纵向延伸。大型装备管理系统是在总公司装备管理综合信息平台“横向扩展,纵向延伸”的基本建设原则指导下,体现“纵向延伸”精神,为实现总公司“建立总公司——二级公司——三、四级公司等基层单位的信息共享、规范管理、全面监控的一体化装备管理体系”而开展的。

(二)资源整合、信息共享的平台。大型装备管理系统是为了实现大型装备管理的资源整合、信息共享,统一规范公司管理要求。并建立一套可持续改进的、体现FPSO管理者们多年管理经验的、可复制的管理模式,提高装备管理水平和提高管理队伍的建设效率的内在需要。

三、系统建设目标

实现对大型装备进行全生命周期管理包括:采购、验收、转固、维修维护、跟踪管理、报废全过程的管理,对公司现有的系统进行整合利用,为各级领导控制和决策提供准确及时的依据。

(一)满足装备信息输出要求。实现总公司装备管理综合信息平台的纵向延伸,为海油发展、中海油总公司装备管理信息系统提供装备数据输出。建立Maximo系统装备管理和总公司装备管理标准的对应关系模型,为采油服务公司进一步贯彻总公司装备管理理念奠定基础。将设备管理需求细化,对大型装备进行全生命周期管理包括:采购、验收、转固、维修维护、跟踪管理、报废全过程的管理。

(二)实现大型装备全生命周期管理。对大型装备进行全生命周期管理,包括:装备从采购、验收、转固、维修维护、跟踪管理、报废全过程的管理。对主要设备的基本信息、主要参数、维修记录、设备非计划关停记录、备品备件及数据资料等信息设计数据模型。参照DNV资产完整性管理的理论,通过引入风险管理,对设备高中低风险对生产、安全的影响,将高中风险的设备纳入装备数据库中,并根据风险特征进行分类管理。

(三)实现与现有业务系统集成。实现与Maximo系统、资料信息系统、三维模型、设备库等现有业务系统集成。实现大型装备与信息管理系统、三维系统相结合,对大型装备相关资料信息的查阅和展现。

(四)实现报表输出,为决策提供依据。通过多个维度、多种方式对装备数据进行分析、汇总,为各级用户提供准确的数据报表,为领导决策提供依据。

四、系统构架

(一)系统整体架构。整个系统的建设以数据整合为基础,在此基础上建立大型装备管理、应用、分析。数据源包括通过接口导入的Maximo、三维系统、资料信息系统等、各种表格及需要手工录入的各种数据,各种数据元的数据根据情况采取数据抽取、数据库复制、数据发送等方式进行数据集中,集中的数据统一存储在数据中心,数据中心提供统一的数据编码标准和数据共享标准。在数据中心的基础上建立起大型装备管理系统(包括报表与统计分析),通过统一的信息服务与支持平台进行展现。

图1 大型装备管理系统整体构架

(二)系统网络架构。大型装备管理系统采用B/S结构,各业务单位通过网络登录应用系统,进行各种业务操作。数据集中的B/S应用结构是信息化发展的趋势,不仅保障系统达到重组业务、规范流程的目标,而且其高度灵活的可配置特点,可以方便地扩展系统的功能,以满足各级专业公司根据自身特点提出的多样化的管理需求。B/S构造的应用系统不但具备了大型系统稳定、安全和处理能力高等特性,同时拥有开放式系统成本低、可扩展性强、开发周期短等优点。

(三)系统技术架构。采用成熟的JAVA多层结构和数据完全集中、高度共享的模式,使用JAVA开发工具完成全部软件开发,构建企业内网与外网结合的公司企业门户。具有如下特点:

1.系统的兼容性:系统采用当前兼容性最好的JAVA开发平台实现,保障了无论在数据集中共享还是在业务环节方面,都能简单方便地与Maximo系统、资料管理系统等多个应用系统进行整合;

2.系统的可扩展性:数据完全集中的B/S应用构架,不仅保障系统达到重组业务、规范流程的目标,而且其高度灵活的可配置特点,可以方便地扩展系统的功能,以满足多样化的管理方面的需求。

3.系统操作的灵活性:系统客户端采用目前最新的ExtJS富客户端技术进行开发,可以创建丰富多彩的web应用程序界面,提供用户直观、灵活、便捷的操作体验。

五、系统功能设计

(一)系统功能设计。大型装备管理信息系统功能设计如图2所示。

图2 大型装备管理系统功能设计

(二)系统功能介绍。大型装备管理信息系统包括生产建设计划、项目管理、设备管理、厂商管理、系统维护和统计分析等模块。1.生产建设计划模块。生产建设计划主要是接收各级单位提供的生产建设计划的Excel表格,并将Excel表中的数据导入到大型装备管理系统中,并在系统中提供展示于查询。主要模块分为:生产建设计划导入、生产建设计划维护、生产建设计划综合查询;2.设备管理模块。设备管理实现了与Maximo、三维系统、资料信息系统等数据接口,并结合总公司对大型设备管理的要求,结合大型设备数据现状,做适合总公司的数据转换工作;3.供应商管理模块。供应商模块主要对从Maximo系统中导入到大型装备管理系统的供应商的基本信息进行维护。主要模块分为:供应商信息导入、供应商信息维护、供应商信息综合查询;4.统计分析模块。根据公司的要求,提供多种维度、多种展现方法的分析报表。根据用户关注点不同,系统提供用户灵活定制个性化报表的功能。

六、系统实现

大型装备管理系统自2008年开始规划,2009年正式实施,经过需求调研、系统设计、程序开发、接口设计及实现、数据准备和上线试运行几个阶段,于2010年8月正式通过验收,上线运行。

图3大型装备管理系统主页面

七、结束语

通过大型装备管理系统的建设和应用,将公司装备管理经验融入信息系统,并与公司相关的设备管理系统集成,建立了装备管理统一平台,为FPSO及其他大型装备的稳定、安全运行和专业化、规范化管理奠定了基础,能够有效提高大型装备管理水平。

参考文献:

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[3]于有利,郑晓涛,张荣,杨勇.利用MAXIMO实现FPSO资产管理精细化.[J],中国造船,2010,(51):679-682.

[4]刘向斌,杨珉.基于Web2.0的企业知识管理系统设计与实现[J],计算机工程,2009,(8):104-109.

作者简介:

文聪,男,1982年生,工程师,信息化主管,主要从事企业信息化管理工作。

作者:文聪  庄继泽