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資訊頻道2020年春節(jié)期間，新型冠狀病毒肺炎疫情肆虐，成為經(jīng)濟運行中突發(fā)的不可抗力事件。由于疫情蔓延引發(fā)的訂單下降、限制開工、人員不足、固定成本負擔過重、供應鏈中斷等問題，對我國制造企業(yè)帶來了非常嚴重的沖擊，據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示[1]，訂單下降和限制開工是對企業(yè)影響最大的因素，其次是人員成本、供應鏈中斷和資金短缺。如果說新型冠狀病毒肺炎疫情防控是2020年初對我國健全公共衛(wèi)生體系和提高應急管理能力的一次大考，那么我們堅信在黨和政府的有力領導下，抗擊疫情必將取得最后勝利。然而，在戰(zhàn)勝疫情后，我們還將面臨著經(jīng)濟戰(zhàn)線的又一次“大考”。
面對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營面臨的巨大壓力，全國各地陸續(xù)出臺了多項惠企政策，主要是通過降租減費、財稅補貼等金融手段，幫助企業(yè)共渡難關。雖然目前上述優(yōu)惠政策，能夠在很大程度上支持企業(yè)運營，但在疫情結束之后的一段時期，企業(yè)還將面臨著人員成本過高、供應鏈不足、產(chǎn)能受限等問題，因此，來自企業(yè)自身的應對措施，才是圓滿完成經(jīng)濟“大考”的長效機制。據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示[1]，53.3%的企業(yè)在疫情過后，會加快數(shù)字化轉型、業(yè)務線上化，23.11%的企業(yè)會加大智能化生產(chǎn)力度。由此可見，企業(yè)生產(chǎn)向數(shù)字化和智能化轉型，是未來的發(fā)展趨勢。
“疫情”下的企業(yè)運營生態(tài)
企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化和智能化轉型，應該從哪方面入手呢？以下是筆者朋友圈中部分企業(yè)在疫情期間的真實經(jīng)歷：
（1）隨著抗擊疫情工作的全面啟動，口罩和防護服等防疫物資的緊缺引起了大家的關注，事實上口罩和防護服生產(chǎn)的大多數(shù)環(huán)節(jié)都已實現(xiàn)了自動化或半自動化生產(chǎn)，但由于技術和成本等問題，焊接、包裝、物流等環(huán)節(jié)還是采用人工的方式，導致日產(chǎn)10萬只口罩需要至少200名工人。與此同時，在石化、電力等國民經(jīng)濟重點行業(yè)，不要說停工一天，停工一小時都將造成不可估量的損失，面對疫情導致的人力資源緊缺，他們提前部署智能化設備運維平臺，在疫情發(fā)生后組織設備維護人員居家辦公，對工業(yè)現(xiàn)場設備進行遠程看護，實現(xiàn)了“365×24小時”的全天候看護模式。
（2）生產(chǎn)制造的自動化和智能化，也對設備管理和維護提出了新的要求。2020年2月8日，安徽某口罩生產(chǎn)公司在多日超負荷生產(chǎn)狀態(tài)下，加工中心、線切割和熱處理設備零部件出現(xiàn)了不同程度的損壞，由于交通管制影響，設備供應商無法及時保證零部件交付，最終該公司利用仿形機對零部件進行測繪后，在本地進行了加工。
從上例可以看出，生產(chǎn)制造設備智能運維和預測性維護技術的應用，是企業(yè)開展數(shù)字化轉型和智能化改造，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的“少人化”甚至“無人化”的重要方向。尤其在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大背景下，人工智能、邊緣計算等新技術和預測性維護融合已經(jīng)成為大勢，預測性維護技術引入將加速企業(yè)的智能化進程
什么是預測性維護？
IEC/SC65E WG12開展工業(yè)自動化領域預測性維護國際標準化工作的首個工作組，于2019年10月成立，目前正在制定由我國自主提出的國際標準IEC 63270《Industrial Automation Equipment and Systems - Predictive Maintenance》[2]。該標準主要定義預測性維護的概念、范圍，提供預測性維護功能結構模型、過程、方法、基礎結構接口、數(shù)據(jù)要求指南等。
根據(jù)標準規(guī)定，預測性維護是對設備狀態(tài)進行連續(xù)測量和分析，診斷并預測設備狀態(tài)及發(fā)展趨勢，制定全局最優(yōu)維護方案的行為。它不同于預防性維護和修復性維護，而是集設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、壽命預測、維修決策支持和維修活動于一體的一種主動維護方式。值得一提的是，該國際標準目前已同步制定我國國家標準，由全國工業(yè)過程測量控制和自動化標準化技術委員會（SAC/TC124）歸口。
預測性維護的價值在于基于剩余使用壽命（RUL）的預測，在維護機會窗內(nèi)選擇成本最低的維護策略，綜合考慮所有設備的維護需求，制定全局最優(yōu)的維護方案。因此制造企業(yè)應用預測性維護技術可以有效避免修復性維護和過度維護，最大化設備工作效率，提高維護等級；同時降低維護成本和生產(chǎn)損失，均衡維護預算和運行預算，提高經(jīng)濟效益，降低全面維護成本。
維護成本分析
預測性維護技術模塊
國際標準中規(guī)定的預測性維護包括傳感、狀態(tài)識別、故障診斷、壽命預測、維修/維護策略和維修/維護執(zhí)行等技術模塊[3]，同時也規(guī)定了深度學習等預測性維護建模分析方法。隨著設備互聯(lián)、數(shù)據(jù)采集與運算能力提升，預測性維護各技術模塊不斷發(fā)展完善，將有力支撐制造企業(yè)的數(shù)字化轉型和智能化改造。
預測性維護，為制造業(yè)“快進”保駕護航
01數(shù)控機床案例
機床是制造業(yè)的核心，我國最早之前的機床基本靠進口，近年來大力發(fā)展推進國產(chǎn)化。在生產(chǎn)制造中，設備的故障停機、訂單推遲、產(chǎn)品缺陷、加工效率下降多源于如機床老化、主軸偏轉等隱性問題。
機加工智能在線監(jiān)測系統(tǒng)基于預測性維護技術，可使機床“會表達、能思考”，從而降低刀具使用成本、避免機床意外故障停機、保障產(chǎn)品加工質量。其技術核心功能包括：
1、刀具剩余壽命預測
2、機床關鍵部件健康管理
3、刀具知識庫
其中，刀具剩余壽命預測基于對機加工的機理及行業(yè)的認知和理解，將這些知識運用到整個工業(yè)智能的算法當中，實時地在線監(jiān)測每一把刀的在線振動數(shù)據(jù)，包括工況數(shù)據(jù)、運行狀況等，通過特征提取融合出健康衰退曲線，直觀反映刀具的磨損量，預測刀具未來的磨損狀態(tài)，指導精準換刀時間。
機床關鍵部件的健康管理，是通過實時在線監(jiān)測其的健康狀態(tài)，進行異常預警，并指導后續(xù)運維。
當有了大量的數(shù)據(jù)刀具數(shù)據(jù)之后，就可以建立一套知識評分系統(tǒng)，對每一把刀、每個批次的刀進行評分，監(jiān)測其的衰退情況，明確每個批次的刀最適合的工藝。
通過在工廠中的實際應用，使用在線監(jiān)測系統(tǒng)實時評估刀具壽命及主軸健康狀態(tài)，可實現(xiàn)“無人工廠”轉型為“無憂工廠”，整體節(jié)約16%的成本，加工良品率從99.4%提升到99.7%，降低60%的意外停機。
02汽車制造企業(yè)案例
抗擊疫情刻不容緩，保障生產(chǎn)義不容辭，自2020年2月10日起，汽車制造企業(yè)均在響應國家延遲開工的號召后，陸續(xù)展開加速恢復生產(chǎn)的進程中。
汽車制造企業(yè)在重啟生產(chǎn)線之后，已經(jīng)部署了“汽車行業(yè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺系統(tǒng)”的焊裝車間，利用新的IOT技術并結合“生產(chǎn)過程監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析應用”在極短的時間內(nèi)實現(xiàn)了對工藝與產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性分析，搶回了之前由于疫情影響損失的時間與效率。
除此之外，平臺上針對關鍵設備的預測性維護系統(tǒng)，以量化指標評估了生產(chǎn)線啟動之后的設備狀態(tài)，更新了設備在冷態(tài)啟動后的生命曲線，并對比了以往“復工”過程中設備達到正常運行水平的時間周期，確保整個產(chǎn)線的運行狀態(tài)盡在掌控。
03流程工業(yè)案
2020年1月28日上午，華南地區(qū)某大型石化廠一臺液化石油氣進料泵出現(xiàn)報警，遠程診斷工程師密切關注進料泵的歷史數(shù)據(jù)，通過診斷分析，判斷得出泵端軸承滾動體出現(xiàn)了早中期磨損。診斷工程師當即通知現(xiàn)場建議盡快改善泵端軸承潤滑，巡檢時關注泵端軸承異響。
現(xiàn)場工程師在得到通知后，第一時間去查看了設備，反饋現(xiàn)場運行沒有異常，已經(jīng)要求總控人員控穩(wěn)流量。遠程診斷工程師表示從這臺設備的振動數(shù)據(jù)趨勢來看，可能會出現(xiàn)快速劣化的情況，于是他將這臺設備納入重點關注設備。
1月28日下午，該進料泵再次報警，出現(xiàn)持續(xù)劣化的情況，診斷工程師根據(jù)最新情況重新出具了檢維修建議，建議現(xiàn)場盡快檢查并改善泵端軸承潤滑，巡檢時關注泵端軸承異響，若振動持續(xù)上升且異響無改善，可準備備件擇機更換軸承。
雖然在春節(jié)和抗擊疫情期間，但生產(chǎn)現(xiàn)場在收到通知高度重視，立即協(xié)調(diào)了設備維護人員進行更換。從現(xiàn)場反饋的檢修照片來看，軸承滾動體存在明顯剝落。
如果沒有及時發(fā)現(xiàn)并處理該進料泵的異常，可能會引起保持架斷裂導致被迫停機，甚至需要更換軸或泵，或者引發(fā)火災等安全事故。在本次疫情期間，關系國民經(jīng)濟的重要企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場也是“戰(zhàn)斗一線”，保障企業(yè)安全生產(chǎn)與疫情防控的態(tài)度一樣，一步不讓。
來源：儀綜所
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號