机电装备管理领域智能与信息化应用

吴义苗 王 骞

（中国机电装备维修与改造技术协会 北京）

一、前言

制造业是国民经济的最重要的支柱产业。以信息化带动工业化，加强信息技术与传统产业结合，促进传统制造业的技术升级，推进“两化融合”、大力发展现代制造服务业，是“十二五”规划的重要发展方向，也是制造业发展的必然趋势。随着计算机技术、网络技术和自动化技术的迅速发展，在制造业中出现了计算机数控（CNC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成（CMS）、准时生产（JIT）、精益生产（LP）和敏捷制造（AM）等多项先进制造技术与制造模式。制造业信息化和先进制造技术有了飞速发展，制造业正在进行一场新的技术变革。

在当前工业处于转型和结构调整时期，市场要求产品的生命周期越来越短，生产形式越来越呈现单件小批量多品种的格局。为了适应市场的快速多变，制造企业要想求生存、求发展，就必须加强信息技术与传统制造业的结合，促进制造能力的技术升级。企业通过购置新的智能化、自动化装备，以及将在用机电装备升级改造两种途径来提升企业整体的制造能力和制造水平，以提高企业产品的竞争力。同时利用现代信息化管理，提高企业的管理水平和经济效益，也是制造企业的发展之路。面对“两化融合”的大趋势，机电装备管理与改造领域也迎来了新的发展机遇和挑战。

二、机电装备管理及其改造领域智能与信息化发展现状

现代制造业的信息化系统一般分为3个层次：工厂自动化控制系统、制造执行系统（MES）和企业资源规划系统（ERP）。底层自动化系统涵盖了制造流程自动化，单机自动化，生产线、车间、工厂自动化等各类制造流程的自动化系统，为MES和ERP系统提供现场数据并进行必要的数据处理，是信息化系统的信息基础，MES系统是对制造流程进行管理的系统。

随着现代制造业的信息化技术的普及应用，带动了机电装备管理及其改造领域智能与信息化的发展和应用。在机电装备管理领域，企业资产管理信息系统（EAM），为企业ERP系统提供资产、设备信息管理支撑，是针对资产密集型企业资产管理信息化解决方案。

在机电装备改造领域，设备改造已由以往单台、单纯的数控改造或功能改造，朝着功能改造与智能化、网络化、集成化、系统化、数字化相结合的方向发展。对在用机电装备实施生产现场设备智能化控制与管理、智能监测、智能诊断、远程监控与诊断，开发推广精益生产现场管理系统、MES制造执行系统等，都日益成为企业改造的范畴。机电装备改造的内涵不断丰富、外延不断扩大，技术要求不断提高。

为了适应机电装备管理和改造领域的发展需要，很多专业维修改造公司已深入参与机电装备工程领域智能与信息化开发应用，拓展改造范畴，成为维改行业发展的一个新的亮点和趋势。如中航工业综合技术研究所，为满足维修改造及装备智能信息化业务发展的需要，成立中航联众数控技术（北京）有限公司继续开展维修改造及机床再制造业务，同时成立航星国际自动控制工程有限公司开展制造数据采集控制系统（MDC）/程序传输系统（DNC）系统的开发推广；襄阳海城科技有限公司自主开发推广精益生产管理系统，并生产相应的硬件设备；肯特（北京）自动化技术有限公司为客户开发MES制造执行系统中一个子系统。很多专业的维修改造公司在保留传统的维修改造业务同时，也向着装备智能与信息化领域 纵深迈进，从单一服务向综合服务发展，成为综合型的机电行业高科技服务公司。

利用现代智能化与信息化技术，用先进的控制技术对现场设备进行改造，用信息化技术实现车间的智能化管理，通过两者的结合应用提高企业的生产和管理水平，改变以往落后的生产管理模式，是现代制造业发展的需要，是机电装备管理及改造的发展必然趋势。尤其是推广实施基于企业资产全生命周期管理理念的企业资产信息管理系统（EAM）的应用，可以极大地提高资产设备管理水平，有效地提高资产可利用率、降低企业运行维护成本，提高企业的经济效益和企业的市场竞争力。

三、EAM企业资产信息管理系统及功能简介

1.EAM企业资产信息管理系统简介

EAM是一个基于企业资产全生命周期管理理念的企业资产管理系统。是以企业有形资产（生产设备、厂房设施、交通工具、备件库存等）为管理对象，以资产台账为基础，以工单的提交、审批、执行为主线，按照缺陷处理、计划检修、预防性维护、预测性维护几种可能模式，以降低总体维修成本、提高维修效率、维持最小合理库存和最大投资回报为目标，将设备管理、维修管理、采购管理、库存管理、人力资源管理集成在一个数据充分共享的信息系统中。

EAM融合了先进设备维护管理思想，集企业各项设备管理功能为一身，对资产进行全生命周期管理。通过信息化手段，可以实现管理制度融于系统、系统流程体现制度，明确职责、分清权限，全员参与，提升设备使用效能；实现业务管理流程的可视化、规范化、工作内容的透明化。形成的历史数据库和知识库，有助于各级别设备维护和管理人员知识水平和经验提高。借助系统信息资源共享、统计分析功能，使各级相关领导能准确及时的掌握设备状况，实现精益生产管理，提高管理效率，极大地提高设备管理和维护工作水平。

实施以预测性维护、TPM全员维护，RCM可靠性为中心的维护，还有全生命周期的管理为目标的EAM系统，不仅能解决传统设备管理的存在的问题，还能实现“资源信息化、管理规范化、作业流程化”，极大地减少和避免设备故障，减少意外故障对生产的影响；延长设备的有效使用寿命；减少设备本身的维修费用，降低维护成本和生产损失；降低备件的存储资金占用。从而提高企业的经济效益和企业的市场竞争力。

为制适应制造行业设备管理比较复杂的特点，EAM全面采用构件技术构造／配置高度灵活可重构的要求。采用B/S模式，采用3层软件体系架构和3层功能架构。一般为J2EE或.NET平台架构。

2.EAM系统功能简介（以API PRO系统为例）

（1）API公司及API PRO系统简介。API公司由瑞典的工业服务集团SKF创立，是全球第一家、世界前三强的专业设备管理软件供应商。自1980年以来，经过30多年发展，API系统已有23种语言版本，在全球56个国家上千家企业应用支持。API中国（上海）工程技术中心，在中国经过几年的开发及应用，推出了适合中国的国际化、科学化、个性化的设备管理解决方案。目前中国大陆已经有蒙牛乳液集团、日照钢铁厂、以及汽车制造行业的宝马、丰田、沈阳三菱发动机、上海萨帕等几十家大企业用户。

（2）API PRO系统整体功能模块简介。资产管理软件平台——APIPRO系统是由几十个功能模块组成，这些功能是独立的，也可以集成在一起，不同行业、不同企业的客户可以根据自身的需求选择适合自己的功能模块（图1）。

图1 纵剖套筒

企业资产信息树——是系统最基本、最核心的功能模块，相当于一个设备台账中心，一个数据库。数据库为树形结构，可以分出很多层次，如集团——工厂——车间——生产线——设备，设备对应的各种信息数据，如图纸文档、操作手册、供应商、各种维修历史、备件、及所有的和设备相关的数据资料的管理都集成在这个中心模块中（图2）。整个系统也是以这个庞大的数据库为基础，将包括日常计划性的、非计划性的、预防性的、预测性的工作，通过工单及流程串联起来，从一项工作的生成、审批、执行、到结束都在这个管理模块中体现，是设备管理的核心功能模块。

除了企业资产信息树核心功能模块，系统还包含和集成了其他几十个功能模块。其中，系统自带了有200多张KPI报表，可以给企业提供各种统计分析。用户经过简单培训，可以使用水晶报表模块，在使用中自定义开发新的统计分析报表。

3.国内外EAM系统比较

图2 基础信息与结构树示意图

由于国外EAM系统经历了30多年的开发应用历史，世界各地用户比较多，凝聚集成了世界上很多企业的设备管理先进理念，和我国EAM系统相比，具有一定的先进性和前瞻性。如某公司的平面监控（图3），实现了更多生命周期的管控；产品模块化程度高，功能多，可根据不同用户灵活选择，适用性强，可以支持集团型企业多个工厂分散或集中管理；拥有决策支持系统；现场设备或设施状态实时监控，以不同颜色代表不同的设备状态，把所有设备相关信息在一个界面中呈现的图文并茂的设备树型结构，可视化功能比较强（图4）；系统可以形成强大的历史数据库和知识库；支持移动终端应用；与第三方系统（如ERP系统、工业接口、MES系统）集成性强；具有项目管理、采购管理等辅助管理功能模块；等等。

图3 某公司平面监控图

四、机电装备管理领域智能与信息化应用需注意的问题

（1）系统先进性、适用性、稳定性、可靠性、时效性、可拓展性；操作界面友好性。

（2）数据与系统安全性：操作与管理权限、登录访问模式、系统数据备份和功能恢复。

（3）所选择的系统与主要系统是否有接口，如ERP、MES等关联接口；主要工业控制标准接口等。

图4 树形结构的设备状态图

（4）各种智能与信息化应用系统越来越多，技术产品交叉发展、相互融合。整个信息化系统建设要有整体规划，避免在渐进的系统建设中，出现局部重复、不兼容或不适应企业发展的问题。

（5）整个信息化系统建设要整体规划、分步实施，制定统一的标准和规则，尤其是统一的编码规则、基础数据字典，以便将来某些系统需要和其他系统相互关联、数据相互引用和转换时，能实现无缝对接，实现自动、实时的数据转换。

五、机电装备管理智能与信息化展望

未来机电装备管理智能与信息化发展，将在3个层面进行。

（1）现代信息化技术的不断快速发展，带动工业制造业信息技术发展。机电装备管理与改造内涵不断深入和丰富，外延应用范围不断扩大，智能与信息化开发与建设会在各局部系统内深入和发展。

（2）在技术层面和应用层面，各应用系统间彼此的开放、兼容、交互等方面的研究和发展。

（3）随着企业设备管理领域智能与信息化建设的逐步深入和发展，企业设备管理智能与信息化建设，最终会各由各单一应用系统的局部建设，进入到综合应用平台的整体建设。

通过实现各业务系统有机关联，将所有设备控制与管理系统的部分管理功能（如审批、查询、分析、统计、监控等）及数据集成到一个综合应用平台上，实现高层次数据整合，更大范围信息共享，更科学分析决策，为实现全面、及时的科学化管理决策提供有效支撑。

随着机电装备维修、改造与管理的智能化与信息化程度不断提高，不断深入，技术交叉，传统意义上的机电装备维修、改造与管理的界限变得模糊淡化，相互交织。设备测控管一体化应用、EAM全生命周期资产管理系统应用，将日益普及和深入。借助智能与信息化手段，设备管理的范畴会越来越大。智能与信息化技术的发展，将极大地改变传统的机电装备管理模式和工作方式，为提高企业的制造能力、制造水平、管理水平和经济效益、提高企业的市场竞争力发挥巨大作用。信息化带动工业化发展是必然趋势。机电装备管理及改造领域的智能与信息化应用，具有广阔的发展前景。