基于大數(shù)據(jù)分析模式的設備全壽命周期管理研究

1、基于大數(shù)據(jù)分析模式設備全壽命周期管理研究匯報人：常屹內(nèi)蒙古京隆發(fā)電有限責任企業(yè)十月二十日第1頁一、課題實施背景在電力行業(yè)中，傳統(tǒng)設備管理主要指設備在役期間運行維修管理。而當代意義上設備全壽命周期管理，則包含了資產(chǎn)和設備管理全過程，從采購、（安裝）使用、維修（輪換）報廢等過程。它是以生產(chǎn)經(jīng)營為目標，經(jīng)過一系列技術、經(jīng)濟、組織辦法，對設備規(guī)劃、設計、制造、選型、購置、安裝、使用、維護、維修、改造，更新直至報廢全過程進行管理，以取得設備壽命周期費用最經(jīng)濟、設備綜合產(chǎn)能最高理想目標。設備全壽命周期管理包含三個主要階段，前期管理、運行維修管理、輪換及報廢管理。第2頁一、課題實施背景伴隨當代科學技術進步與

2、發(fā)展，設備越來越大型化、功效越來越全方面、結(jié)構越來越復雜，自動化程度越來越高。關鍵設備發(fā)生故障，不但給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失，而且可能危及人身安全，這就對設備管理提出了更高要求。國家經(jīng)貿(mào)委明確指出，企業(yè)要“繼續(xù)推進設備管理當代化，廣泛采取先進設備管理方法和維修技術。建立價值形態(tài)與實物形態(tài)相結(jié)合設備管理信息系統(tǒng)”。只有構建了適合本企業(yè)設備全壽命周期管理系統(tǒng)，才能從管理上到達對設備全壽命周期合理化、科學化、精細化管理。第3頁一、課題實施背景梳理歐美國家重振制造業(yè)發(fā)展歷程，將信息技術與工業(yè)技術融合發(fā)展是共同特征。在美國，電力設備風險評定，可靠性分析，壽命管理，預知性維修等技術發(fā)展較快,已形成成熟成套維

3、修優(yōu)化和管理技術。在我國，傳統(tǒng)設備管理體制長久以來是分割，這種管理體制，制造與使用脫節(jié)，約束機制很小，反饋速度很慢，制約了設備一生效能發(fā)揮與其不停創(chuàng)新、提升。因為對設備全壽命周期管理研究較少，為之投入資金進行管理系統(tǒng)研究開發(fā)機構較少，當前國內(nèi)電力行業(yè)還沒有成型、專門針對設備全壽命周期管理開發(fā)軟、硬件產(chǎn)品。第4頁一、課題實施背景京隆發(fā)電企業(yè)提出基于大數(shù)據(jù)分析模式設備全壽命周期管理研究，希望經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析來實現(xiàn)降低設備故障頻率、縮短停機時間和檢修工期、降低備品備件庫存、降低維修成本、提升維修人員工作效率，延長設備使用壽命目標。這也是我國電力行業(yè)在設備全壽命周期管理中以信息化帶開工業(yè)化發(fā)展典范。第5

4、頁一、課題實施背景京隆發(fā)電企業(yè)兩臺機組自年投產(chǎn)發(fā)電以來，設備管理實施“點檢定修”管理模式。兩臺機組已進行過A、B檢修以及屢次C級檢修，積累了一定設備基礎數(shù)據(jù)，這些系統(tǒng)都彼此獨立，無法很好地掌握設備從設計、施工、投產(chǎn)、運行維護到報廢全部信息，無法對原設備歷史數(shù)據(jù)進行愈加科學可靠性管理，全壽命周期管理無法形成閉環(huán)。不過大量數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)平臺搭建提供了豐富資源，有利于平臺盡快研發(fā)投運。第6頁二、創(chuàng)新結(jié)果內(nèi)涵將當今最為流行大數(shù)據(jù)分析理念和方法,與電力行業(yè)設備全壽命周期管理相結(jié)合，對設備運行過程中各種性能數(shù)據(jù)進行采集、分析，利用計算機軟件系統(tǒng)檢測、分析設備數(shù)據(jù)，最終建立設備運行狀態(tài)模型，為設備采購、使用

5、、維修、輪換做定量分析，經(jīng)過連續(xù)性數(shù)據(jù)分析，合理確定、評定、預測設備使用壽命，經(jīng)過上線使用驗證系統(tǒng)實際效益，指導企業(yè)愈加科學合理組織生產(chǎn)，最終到達在電力行業(yè)內(nèi)推廣應用目標。第7頁三、結(jié)果實施方法本系統(tǒng)采取分階段、分模塊進行，我企業(yè)實踐主要應用于設備運行維修管理階段，詳細方案以下：第8頁三、結(jié)果實施方法（一）、運行維修管理在設備運行和維修過程中，采取當代化管理思想和方法，如行為科學、系統(tǒng)工程、價值工程、定置管理、信息管理與分析、使用和維修成本統(tǒng)計與分析、PDCA方法、網(wǎng)絡技術、虛擬技術，可靠性維修等，確保設備在運行過程中經(jīng)常處于良好技術狀態(tài)，并有效地降低維修費用。第9頁三、結(jié)果實施方法（二）、輪

6、換及報廢管理依據(jù)大數(shù)據(jù)分析預測匯報給定設備輪換及報廢周期：1、輪換期：對于部分可修復設備，設備定時進行輪換和離線修復保養(yǎng)，然后繼續(xù)使用。此期間管理對于降低購置及維修成本，重復利用設備含有一定意義。2、報廢期：經(jīng)過對設備劣化趨勢分析，設備整體已到使用壽命，故障頻發(fā)，影響到設備組可靠性，其維修成本已超出設備購置費用，必須對設備進行更換，更換后設備資產(chǎn)進行轉(zhuǎn)讓或處置，對應費用進入企業(yè)營業(yè)外收入或支出，建立完善報廢流程，以使資產(chǎn)處置在帳管理，現(xiàn)有利于追溯設備使用歷史，也利于資金回籠。至此，設備壽命正式終止。第10頁三、結(jié)果實施方法（二）、輪換及報廢管理設備在管理過程中會經(jīng)歷一系列設備財務臺賬和管理及維

7、修統(tǒng)計，如設備可靠性管理及維修費用歷史數(shù)據(jù)，都能夠作為設備劣化趨勢分析分析依據(jù)，最終能夠在設備報廢之后，對設備整體使用經(jīng)濟性，可靠性及其管理成本作出科學分析，并能夠輔助設備采購決議，能夠更換愈加先進設備重新進行全壽命周期跟蹤，也能夠依然使用原型號設備，并應用原設備歷史數(shù)據(jù)進行愈加科學可靠性管理及維修策略，使其可靠性及維修經(jīng)濟愈加優(yōu)化，從而使設備劣化趨勢分析管理形成閉環(huán)。第11頁三、結(jié)果實施方法（三）、設備劣化趨勢分析管理（關鍵）設備劣化趨勢分析管理實施分為三個階段，第一階段基礎數(shù)據(jù)整理整合，搭建大數(shù)據(jù)硬件架構及選擇軟件平臺。第二階段精密點檢實施，完成全部數(shù)據(jù)整合及建模。第三階段系統(tǒng)應用、測試、

8、優(yōu)化、模型確定及相關接口開發(fā)，完善設備劣化趨勢分析管理系統(tǒng)各個步驟功效。經(jīng)過設置定量分析邊界條件、定量分析可能性因數(shù)，經(jīng)過邏輯運算輸出劣化分析定性匯報，優(yōu)化設備日常檢修與維護。第12頁三、結(jié)果實施方法1、基礎數(shù)據(jù)整理整合基礎數(shù)據(jù)整理整合將設備按專業(yè)劃分，將資料歸類到設備管理三個階段。運行維修管理包含預防設備性能劣化而進行日常維護保養(yǎng)、檢驗、監(jiān)測、診療、修理以及更新等管理，此階段整理設備臺帳，為每一臺設備狀態(tài)點建模，以作為定時檢測標準及分析模型。建模是一項技術要求很強工作，需專業(yè)精密點檢設備廠家為電廠不一樣設備進行詳細建模及檢測設備選型。設備定時進行輪換和離線修復保養(yǎng)，分析都要依據(jù)前期基礎數(shù)據(jù)實

9、現(xiàn)。在此階段最主要還是要完成大數(shù)據(jù)硬件架構搭建及軟件選型，選擇1-2臺設備進行建模，同時完成接口開發(fā)。第13頁三、結(jié)果實施方法2、精密點檢實施經(jīng)過引入多通道精密故障診療技術，使用多通道精密故障診療儀，到達提升設備可靠性，優(yōu)化設備運行管理效果。多通道精密故障診療技術：異常振動為電廠轉(zhuǎn)動設備損壞主要原因，所以對轉(zhuǎn)動設備狀態(tài)深入研究對提升機組運行可靠性和安全性，含有主要意義和實用價值。我廠經(jīng)過引入雙通道精密故障診療儀，采取相位分析、頻譜分析、時域波形分析、相關分析等技術伎倆能夠準確地診療設備故障，比如：轉(zhuǎn)子不平衡、彎曲、裂紋、軸系不對中、動靜部件摩擦、共振、機械松動、流體引發(fā)振動、滑動軸承運行工況不

10、正常、渦動和油膜震蕩、齒輪嚙合故障、電機電氣故障、滾動軸承故障，皮帶松動故障等。第14頁三、結(jié)果實施方法2、精密點檢實施經(jīng)過使用多通道精密故障診療儀進行數(shù)據(jù)采集、分析、診療，能夠發(fā)覺設備故障真正原因，從而能夠?qū)υO備故障進行預測及判斷, 有針對性地對設備進行維修，建立設備故障檔案, 完善設備數(shù)據(jù)庫, 建立企業(yè)預測性維修體系。按照企業(yè)2臺600MW級機組規(guī)模，汽機、鍋爐、電氣三個專業(yè)大量電機、泵、風機等關鍵轉(zhuǎn)動設備，按照精密點檢工作要求，每個專業(yè)按照完整功效配置兩臺儀器，一用一備，共配置6臺。使用多通道精密故障診療儀后，各個專業(yè)經(jīng)過按周期對轉(zhuǎn)動設備進行定時頻譜檢測、分析，能夠及時發(fā)覺轉(zhuǎn)動設備存在隱

11、患，在溫度、振動、聲音等現(xiàn)象出現(xiàn)異常前進行控制，到達依據(jù)頻譜分析結(jié)論進行維修狀態(tài)。對于設備存在非經(jīng)典振動問題利用頻譜檢測，能夠準確分析判斷故障產(chǎn)生原因，進行有針對性治理，降低轉(zhuǎn)動設備因振動原因不明而長久得不到治理現(xiàn)象發(fā)生！第15頁三、結(jié)果實施方法（四）、利用大數(shù)據(jù)完成設備劣化趨勢分析研究為了從管理上到達對設備劣化趨勢分析合理管理，我們構建了一個適合本身設備劣化趨勢分析管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不但含有資產(chǎn)管理（臺賬），設備管理，維修工時和成本管理等基本功效，還含有信息綜合分析、報警功效和診療教授功效等，利用大數(shù)據(jù)理論完成對資產(chǎn)，故障，潤滑，診療，備件，維修工時，成本等信息資源共享，進行綜合分析并預報。經(jīng)

12、過建模為企業(yè)設計一套科學、合理方法，以到達故障率大幅下降目標。經(jīng)過搭建一套大數(shù)據(jù)平臺，包含軟件和硬件，以更大容量業(yè)務數(shù)據(jù)增量，支撐企業(yè)大數(shù)據(jù)存放、備份、安全防御。大數(shù)據(jù)實施策略當前第一步關鍵數(shù)據(jù)已具備，第二步外圍數(shù)據(jù)依據(jù)現(xiàn)場狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、點檢數(shù)據(jù)及精密點檢數(shù)據(jù)也可獲取，第三步是常規(guī)數(shù)據(jù)，這些設備狀態(tài)信息也可得到，第四步，外部社會化或者非結(jié)構化數(shù)據(jù)，即現(xiàn)在所謂社會化媒體數(shù)據(jù)。從設備管理角度以及現(xiàn)ERP所含有功效主要劃分為以下幾個方面：第16頁三、結(jié)果實施方法1、強化點檢管理，實現(xiàn)點檢系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成按照設備管理創(chuàng)新和信息化建設要求，吸收先進設備管理理念，制訂科學點檢體系和推進目標，力爭到達點

13、檢體系完備，點檢作業(yè)規(guī)范，點檢管理高效。在實施中既考慮設備管理水平提升，主動推廣量化點檢，做到感觀定性點檢和儀器量化點檢相結(jié)合，定量準確地把握設備狀態(tài)。深入修訂和完善設備點檢標準，到達點檢標準科學合理，點檢作業(yè)規(guī)范有效。建立科學“三位一體”設備點檢體系，構建牢靠設備五層防護線。經(jīng)過對我企業(yè)點檢定修制現(xiàn)實狀況認真分析，要抓住設備ERP系統(tǒng)實施有利時機，建立和完善京隆發(fā)電企業(yè)三位一體設備點檢體系。在流程優(yōu)化中明確要求發(fā)電運行人員參加設備日常點檢活動，負擔必要設備檢驗和維護責任，以組成設備第一層防護線；在此基礎上開展專業(yè)點檢、精密點檢，組成完備“三位一體”設備點檢體系；最終形成日常點檢、專業(yè)點檢、精

14、密點檢、技術診療和預防維修相結(jié)合設備“五層防護線”。經(jīng)過完善點檢體系，借助設備信息化伎倆，使設備點檢管理得到深入強化。在強化管理過程中，應用大數(shù)據(jù)建模完成份析過程，完善設備全壽命管理過程，為領導提供決議提供真實、可靠數(shù)據(jù)確保。第17頁三、結(jié)果實施方法2、完善精密點檢管理，為設備劣化趨勢分析做好數(shù)據(jù)準備精密點檢作為點檢深化主要內(nèi)容，為點檢工作深層次應用提出了更高標準和要求，電廠經(jīng)過開展設備精密點檢管理，為設備開展狀態(tài)維修提供技術支撐。精密點檢也是為電廠實施點檢技能分級管理，切實提升設備點檢水平一部分。電廠技術監(jiān)督工作需要以質(zhì)量為中心，以標準為依據(jù)，以計量為伎倆，建立質(zhì)量、標準、計量三位一體技術監(jiān)

15、督體系，技術上表達在精密點檢方面。技術監(jiān)督工作中精密點檢是一項目非常主要及復雜工作，為了提升設備管理水平，確保設備穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，完善精密點檢工作，為技術監(jiān)督把好質(zhì)量關、技術關。經(jīng)過開展設備精密點檢管理，推廣量化點檢，實現(xiàn)對設備進行劣化傾向趨勢分析，把精密點檢結(jié)果納入大數(shù)據(jù)分析模型形成數(shù)據(jù)庫原始基建數(shù)據(jù)，為分析系統(tǒng)提供可控制數(shù)據(jù)。第18頁三、結(jié)果實施方法3、應用大數(shù)據(jù)理論，打造新經(jīng)典非關系型數(shù)據(jù)庫利用大數(shù)據(jù)思想完成電廠數(shù)據(jù)挖掘工作，以及數(shù)據(jù)挖掘怎樣構建模型。在構建一個有指導數(shù)據(jù)挖掘模型，首先要了解和定義一些模型試圖預計目標變量。一個經(jīng)典案例，二元響應模型，如為電廠大型風機振動和轉(zhuǎn)速選擇數(shù)據(jù)模型

16、。模型構建選擇歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)響應了以前類似活動。有指導數(shù)據(jù)挖掘目標就是找到更多類似數(shù)據(jù)，以提升未來活動響應。結(jié)構有指導數(shù)據(jù)挖掘模型過程中，一、要定義模型結(jié)構和目標。二、增加響應建模。三、考慮模型穩(wěn)定性。四、經(jīng)過預測模型、剖析模型來討論模型穩(wěn)定性。大數(shù)據(jù)方法顛覆了傳統(tǒng)分析方法。在傳統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)采集中，因果分析、邏輯推理是最主要研究方法，經(jīng)過這種方法得出結(jié)論往往需要經(jīng)過實踐進行驗證和修補，有甚至最終會被證偽、推翻。究其原因，關鍵在于我們主觀世界與客觀世界信息嚴重不對稱?？陀^世界信息無限豐富，而我們本身受眼界、技術、認知能力等原因制約，能夠獲取信息極為有限，我們只能像管中窺豹或者盲人摸象一樣，憑借

17、經(jīng)驗、常識乃至主觀好惡對抽樣數(shù)據(jù)進行判斷、分析，借以推測事物全貌。實際上，由局部推測整體調(diào)查研究一直是存在偏差，其結(jié)論甚至可能會與事物真實情況大相徑庭。大數(shù)據(jù)時代分析方式既無須、也不應再拘泥于對因果關系探究。海量數(shù)據(jù)不停涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)搜集、存放、處理能力日益提升。充分利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算等當代化伎倆，對海量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計性搜索、比較、分析、歸納，原本似乎毫不相干事物之間存在著較高關聯(lián)度，這是傳統(tǒng)因果分析、邏輯推理趨勢分析難以解釋。第19頁四、實施效果大數(shù)據(jù)應用除了能夠?qū)崿F(xiàn)預測性維保，并經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘和分析驅(qū)動生產(chǎn)價值之外，經(jīng)過ERP系統(tǒng)深化應用及與其它信息系統(tǒng)接口開發(fā)，從設備管理基礎數(shù)據(jù)管理、設備運行狀

18、態(tài)管理、設備檢修管理及對設備各種統(tǒng)計分析，預期實現(xiàn)目標以下：第20頁四、實施效果（一）設備運行狀態(tài)管理1、新增設備運行管理三級點檢系統(tǒng)與四級ERP系統(tǒng)集成功效，2、經(jīng)過設備點檢點異常自動觸發(fā)ERP系統(tǒng)缺點單功效，3、經(jīng)過對缺點單審批完成對設備消缺處理并可方便對設備在一段期間內(nèi)所發(fā)生缺點缺點次數(shù)、時間、故障原因、故障部位等各種統(tǒng)計分析。4、強化設備質(zhì)量監(jiān)督管理，經(jīng)過精密點檢，給出設備劣化趨勢分析，使運行人員對設備運行狀態(tài)掌握愈加精準。第21頁四、實施效果（二）開發(fā)多元化點檢方式1、開發(fā)多元化點檢方式如手抄儀、手機，IPAD方便點檢工作開展。實施精密點檢管理完善技術監(jiān)督管理體制。 2、經(jīng)過規(guī)范專業(yè)管理，從技術、業(yè)務、管理、應用上對技術監(jiān)督管理進行全方面規(guī)劃、整合，將技術監(jiān)督落到實處。3、新增短信通知功效（通知可包含：設備報警、任務通知、漏檢通知等）強化點檢管理。第22頁四、實施效果（三）發(fā)揮大數(shù)據(jù)分析功效提升竟爭力大數(shù)據(jù)分析模式理念重視關鍵變量分析，只看關聯(lián)不看因果；假如單獨分析某一變量，對設備整體劣化傾向分析沒有意義，不過假如把全部這些細小變量全部結(jié)合在一起，就會發(fā)覺指向性非常強，能夠很準確判斷出設備到底怎么樣，對生產(chǎn)管理含有非常強