制造企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備運行維護實時管理系統(tǒng)設(shè)備管理企業(yè)管理65

1、制造企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備運行維護實時管理系統(tǒng)_設(shè)備管理_管理引 言生產(chǎn)設(shè)備是制造企業(yè)的重要資源。設(shè)備運行維護管理的好壞直接影響車維護費時費力；2）設(shè)備狀態(tài)、能力、負荷等動態(tài)信息反饋不及時，且現(xiàn)行管理手段無法向管理人員提供相應的運行維護數(shù)據(jù)分析、運行提示和報警信息；3） 筆者結(jié)合制造型企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的應用特點，通過對設(shè)備管理業(yè)務流程的（OverallEquipmentEffectiveness， OEE）”和“設(shè)備功能區(qū)塊圖”的設(shè)備實時監(jiān)控系統(tǒng)四層結(jié)構(gòu)框架，該框架既適用于獨立的設(shè)備實時監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，也可以應用于生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）中設(shè)備

2、管理子系統(tǒng)的設(shè)計，不僅可以實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)控、提高設(shè)備運維管理能力，還可以強化其它MES 子系統(tǒng)的功能。支持實時監(jiān)控的設(shè)備運行維護管理框架由于科技的進步，制造設(shè)備的功能更為復雜，數(shù)量更加龐大，維護人員型制造企業(yè)，運行維護的主要目的是要提高設(shè)備可用度，減少設(shè)備停機時間使設(shè)備盡量處于生產(chǎn)狀態(tài)中二因此維護響應的實時性以及調(diào)度管對設(shè)備停機原因的追8）對維護工單的有效管理；9）對維護任務的有效安排。要實現(xiàn)“設(shè)備狀態(tài)的實時反饋”與“設(shè)備制造參數(shù)的有效控制”，系統(tǒng)計算”的方法，將可以達到目標。對于“運行維護歷史數(shù)周期的計算來實現(xiàn).。為了滿足以上要求，筆者提出設(shè)備運維實時管理的四層結(jié)和設(shè)備調(diào)度管理層

3、（ESM），1圖 1 支持設(shè)備運行維護實時管理的四層結(jié)構(gòu)框架設(shè)備信息采集層與實時監(jiān)控管理層對造成設(shè)備停機的原因進行自動檢測和準確區(qū)分，是設(shè)計一個智能化的力、時間等），實時監(jiān)控管理層的主要任務，是在統(tǒng)一的軟件平臺上實時有效地監(jiān)控所有生產(chǎn)設(shè)備的動態(tài)信息，并且實現(xiàn)以下功能：1）及時地提供報警信息給維護人員；2）記錄停機設(shè)備、停機時間、停機代碼、停機恢復時間等信息，以便將來的進一步分析；3）提供各種管理報表，作為管理決策的依據(jù)。與普通的自動化SCADA（Supervisory Control And Data 系統(tǒng)不同，用于設(shè)（如計（如生產(chǎn)交班、清洗、停產(chǎn)等）。OPCOLE/COMSCADA2圖 2

4、制造設(shè)備運行參數(shù)采集與實時監(jiān)控OEEOEE（Overall Equipment Effectiveness），即設(shè)備綜合效率，是一種OEEOEE TEEP（Total Effective Equipment 指標，把所有與設(shè)備有關(guān)和無關(guān)的因素都考慮在內(nèi)來全面反映企業(yè)設(shè)備效率。OEEOEE其計算方式由三個部分組成，分別是：利用率、表現(xiàn)指標和質(zhì)量指標（Availability, Performance and Quality），或者稱為時間開動率、性能開3圖 3 OEE 對生產(chǎn)能力的改進機制AV、PEQU，1：OEEAVPEQU；其中，Ti為日歷總時間（Total Time），Di為設(shè)備停機時間（

5、Downtime）；其中，DDD，D（Scheduled Downtime），Dinmnm生產(chǎn)停機時間（Nonscheduled Time）；PEROR（Rate 為速度開動率eeee（Opezational Efficiency）；其中，Tpi（TotalProductiveStateTime），T 凡為開動時間（Equipment Operational Uptime），CTop為理想加工周期（Ideal Cycle Time），CTa為實際加工周期（Actual Cycle Time）；（TotalOperational），Op為廢品與次品數(shù)量（Rejects Operational）。

6、1 假設(shè)某個設(shè)備的T168（ScheduledDowntime）i28（Nonscheduled Time）8可以計算出：利用率211 兩種產(chǎn)品的生產(chǎn)過程示例分鐘/件； 分鐘/；表現(xiàn)指數(shù) PE0.8290.77664.3%。3 若該設(shè)備加工產(chǎn)出情況如下：A5734721101683573110116744768115235按照公式 1，可以計算出：質(zhì)量指標OEE46.9%TEEPOEEOEE日常維護等等，非生產(chǎn)時間停機包括節(jié)假日停機、停工、維修等等。這些事件一般都可以歸類為計劃內(nèi)停機，并且容易通過手工記錄的方式計算OEE，然而生產(chǎn)OEETEEPOEE在OEE計算中，設(shè)備利用率，若引入完全有效生

7、產(chǎn)率TEEP條件，則可以定義重新修訂設(shè)備停機時間 D 為：t2：DD D Dtstntut其中，Dut為設(shè)備外部因素停機時間（Unscheduled Downtime）。此時在OEE計算中，設(shè)備利用率，即開動時間和總時間之比.T D），其他公式的算optstntut法和項目內(nèi)容不變。此時，OEE 可以反映完全有效生產(chǎn)率 TEEP，并且分別反映出全部類型的生產(chǎn)能力損失，如圖 4 所示。圖 4 完全有效生產(chǎn)率及產(chǎn)能損失狀況分類要做到精確地計算完全有效生產(chǎn)時間 T ，能夠?qū)υO(shè)備外部因素停機時間op即異常停機時間進行自動檢測和精確統(tǒng)計是技術(shù)上的難點之一。本文引入設(shè)備失將可以較好地解決這個問題。設(shè)備失效

8、模式分析和關(guān)鍵性原因分析46功能區(qū)塊劃分對構(gòu)成設(shè)備的各個功能區(qū)塊進行劃分，主要是便于將來對造成設(shè)備失效塊圖。其中電控機構(gòu)包括：輸入機組板、輸出機組板、位置控制板、溫度控制板、主機5。圖 5 對注塑機失效模式的功能區(qū)塊劃分功能區(qū)塊圖功能區(qū)塊圖的主要作用，是可以清晰地展現(xiàn)設(shè)備故障和觸發(fā)信號之間的邏輯關(guān)系，其構(gòu)成包括三個部分：觸發(fā)信號、邏輯判斷和結(jié)論輸出，其中，結(jié)論輸出代表了造成故障的關(guān)鍵原因，如圖 6 所示。圖 6 功能區(qū)塊圖模型例如，若注塑機的鎖模機構(gòu)失效模式包括：無法鎖模、無法開模，則可以將失效模式分別定義為：M-MM121前后安全門未關(guān)、電磁閥未動作、拖模未復歸、輸入機組板故障等，則可以將故

9、障代碼分別定義為：E 、E 、E 和 E 。前后安全門未關(guān)故障的觸發(fā)信號包括：關(guān)1234前后安全門輸出信號、前后安全門到位信號，分別定義為：I 、I ；電磁閥未動12作故障的觸發(fā)信號包括：開鎖模電磁閥、開鎖模回油電磁閥、鎖模電磁閥到位、鎖模回油電磁閥到位，超過動作延遲時間，分別定義為：I 、I 、I 、I 和 I ，34567EEEEII“”1134123456為布爾邏輯運算符“或”及“與”，對于更為復雜的邏輯判斷，可以采用“故障樹”、“模糊邏輯”和“概率邏輯”等方法，因篇幅所限，在此不再贅述?；谠O(shè)備失效模式分析和設(shè)備效能分析的設(shè)備調(diào)度管理子系統(tǒng)OEE“維護工單的有效管理”等，具體需要考慮的

10、方面有維護報告、預防性維護、工單管理、設(shè)備采購的原始信息、維護人員管理、工具控制管理等等。若需要在制MES行必須與計劃排產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，確定工單的優(yōu)先等級，維護工單除了需要落實例行性維護工作之外，也能夠執(zhí)行預防性維護周期機制所得出的維護進度安排， 使設(shè)備的利用率與成本費用能夠達到最佳目標。設(shè)備效能分析層與設(shè)備調(diào)度管理層的功能模型如圖 7 所示。圖 7 設(shè)備效能分析層與設(shè)備調(diào)度管理層的功能模型系統(tǒng)應用本論文提出的結(jié)構(gòu)框架不僅適用于多機臺的工件車間設(shè)備運維管理，也12PLC SCADASCADAOPCPLCTEEP8圖 8 生產(chǎn)設(shè)備運行維護實時管理系統(tǒng)的應用界面總 結(jié)OEE引 言生產(chǎn)設(shè)備是制造企業(yè)

11、的重要資源。設(shè)備運行維護管理的好壞直接影響車維護費時費力；2）設(shè)備狀態(tài)、能力、負荷等動態(tài)信息反饋不及時，且現(xiàn)行管理手段無法向管理人員提供相應的運行維護數(shù)據(jù)分析、運行提示和報警信息；3） 筆者結(jié)合制造型企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的應用特點，通過對設(shè)備管理業(yè)務流程的（OverallEquipmentEffectiveness， OEE）”和“設(shè)備功能區(qū)塊圖”的設(shè)備實時監(jiān)控系統(tǒng)四層結(jié)構(gòu)框架，該框架既適用于獨立的設(shè)備實時監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，也可以應用于生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）中設(shè)備管理子系統(tǒng)的設(shè)計，不僅可以實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)控、提高設(shè)備運維管理能力

12、，還可以強化其它MES 子系統(tǒng)的功能。支持實時監(jiān)控的設(shè)備運行維護管理框架由于科技的進步，制造設(shè)備的功能更為復雜，數(shù)量更加龐大，維護人員型制造企業(yè)，運行維護的主要目的是要提高設(shè)備可用度，減少設(shè)備停機時間使設(shè)備盡量處于生產(chǎn)狀態(tài)中二因此維護響應的實時性以及調(diào)度管對設(shè)備停機原因的追8）對維護工單的有效管理；9）對維護任務的有效安排。要實現(xiàn)“設(shè)備狀態(tài)的實時反饋”與“設(shè)備制造參數(shù)的有效控制”，系統(tǒng)和設(shè)備調(diào)度管理層（ESM），1圖 1 支持設(shè)備運行維護實時管理的四層結(jié)構(gòu)框架設(shè)備信息采集層與實時監(jiān)控管理層對造成設(shè)備停機的原因進行自動檢測和準確區(qū)分，是設(shè)計一個智能化的力、時間等），實時監(jiān)控管理層的主要任務，是在統(tǒng)一的軟件平臺上實時有效地監(jiān)控所有生產(chǎn)設(shè)備的動態(tài)信息，并且實現(xiàn)以下功能：1）及時地提供報警信息給維護人員；