W公司计算机维护管理系统CMMS设计研究

杨天达　张雷　张永军

摘 要：CMMS是对企业维修进行全面管理的计算机系统，是实现优化维修的管理平台，对于企业提高设备管理水平和维护工作效率具有重要意义。尽管CMMS在上世纪90年代已经发展得相当成熟，然而使用情况却不尽如人意。本文通过系统需求分析、逻辑设计、数据库实现等方面对CMMS系统设计过程进行研究。

关键词：CMMS；计算机化维修管理系统；电子化维修

Abstract： CMMS is computer systems which conduct a comprehensive maintenance management of an enterprise， a platform to optimize maintenance management， and it is of great significance for an enterprise to improve the level of equipment management and maintenance work efficiency. Although CMMS has developed quite mature in the 1990s； but its usage is not satisfactory. This paper is concentrating on the requirement analysis and logical design and database system implementation in order to deeply research CMMS.

Key Words： CMMS， Computerized Maintenance Management Systems， Electronic Maintenance

1 CMMS系统介绍

计算机维修管理系统CMMS作为辅助企业运营管理的重要工具，PM模块所承之责愈重。现代企业为了适应社会发展需要及市场需求，生产不断提速，设备朝着高精尖方向发展，这对企业设备维修管理提出了更高挑战。当代企业设备管理普遍存在问题：如多以基于时间的计划维修为主，事后维修为辅，但现实常常是预防性维修不足，临时维修频繁；维修控制缺乏严密科学手段，常出现过维修和欠维修现象；备品备件采购缺乏科学控制，库存量不合理，呆滞库存多，占用资金大；维修信息系统不完善，多信息系统散乱不集成；维修进度和费用无信息化管控等。此类问题常常引致企业付出巨大损失，远超过设备故障本身费用贡献。为实现工业生产的零故障、零缺陷、零伤亡、零公害的理想，各工业发达国家先后提出了设备管理的计算机化系统CMMS。

2 系统需求分析

管理信息系统是为组织的作业、管理和决策职能提供信息支持的综合性的人--机系统[1]。信息需求的确定是系统建设的基础。数据资源管理技术是信息系统必不可少的核心技术。有效的数据库技术、稳定的数据基础及良好的数据环境是管理信息系统的基本要求[2]。

只有在合理的管理体制，完善的规章制度、稳定的生产秩序、科学的管理方法和准确的原始数据基础上，信息系统方具开发条件。

系统开发有四种需求：

（1）整体规划：开发或信息资源规划，规划描述信息系统结构和内容；

（2）应用信息需求：个体或集体活动的战略、目标、措施和行为；

（3）数据库内容：数据记录按一定规律组织和存储，代码化以便支持共享、可用、链接和完整性；

（4）用户接口需求：报表格式、模块化、联机交互、友好操作界面等。

在原有FMOS系统基础上，增加PM模块、预防性维修决策模块，构建“基于BDC的电子数据信息系统维护管理支持平台”，系统以对维修工单的全寿命过程进行管理为主线，运用新的维修决策体系，结合维修和故障数据库，将企业维修工作放在企业全局的高度上统筹考虑。BDC&NWBC（NetWeaver Business Client）平台主要功能模块（图略）：

（1）设备管理模块：主要对设备台账、技术信息、设备关系树等进行管理，台账包括设备各类详细信息、技术参数等；

（2）备件管理模块：对备件基本信息进行管理，库存管理，自动生成请购单，处理PM预留等；

（3） 人事管理模块：主要对维修部门人事信息的管理和维修人员维修工时的统计分析，以精确核算维修成本。

（4） 故障数据信息管理模块：是系统的基础，主要包括设备功能失效信息管理、故障数据分析、故障模式分析三部分，功能失效信息对设备功能及功能故障进行管理，信息的正确与全面关乎整个系统的效率及功能实现；故障数据分析模块根据各设备状态监测信息（从状态信息接口获得）和故障维修信息，结合维修知识库进行分析，其结果用于调整维修策略和故障监测策略。

（5） 维修工作管理模块：是系统核心模块，主要包括：维修工单管理、维修工作分析、维修策略管理和故障数据信息管理等部分。

3 逻辑设计

主要思路如图1所示，当运行过程中出现故障，数据库中已有的案例相匹配，检索出相似的案例。将匹配方案作为解决现故障的建议重新使用并测试是否成功。若检索出的案例不能完全和新问题匹配，解决方案可能需要经过修改，最终形成一个新的被保留下来的案例及解决方案[3，4]。人员在系统中报修，或者当系统计划列表中存在当前时刻任务时，PM策略模块就会触发，调用基础数据和信息进行处理，生成一个新的工单，当该工单发出且被执行后，新的数据就会反馈给到系统，反馈数据就会通过PM策略模块对下一次维修计划产生影响，实现对结果的动态运用。

系统有三种触发条件，分别是报修、监测计划和PM计划，不同的是报修进入系统后，需要进行一些故障的判断以及故障推理的处理再调用维修策略模块，而监测计划和PM计划是由系统根据PM策略生成，因此触发系统时可以直接调用PM策略模块。

底层的数据库则主要包括以下几个主要内容：

（1） 维修知识库：基于维修知识管理模型所建立的数据库，用于存贮相应的规范化的维修知识信息，并且为故障的判断和推理以及预防性维修策略的制定提供支持；

（2） 维修历史数据库：按照预先设计的格式存贮相关设备所有报修、受理、工单下达以及维修记录等信息，是预防性维修策略优化最原始数据来源，同时也是企业设备及维护管理最有价值的数据；

（3） 设备数据库：所有要管理的设备数据，以及设备相关的技术资料、图表文档和台账等信息，是整个系统数据主要的划分标准之一；

（4） 维修资料数据库：企业中所有与维修相关的人员、工具、备件资料、部门和外协等信息。

根据上述分析，结合预防性维修交互优化模型以及基于BDC故障信息数据库，提出系统预防性维修管理模块的E-R图[5，6]。

通过建立规范化设备结构模型对设备的组成部分及其相互关系进行描述，再按照该结构模型描述基础之上，对每一部分所实现的功能执行分解整理，同时通过借助功能故障矩阵方法获得各功能的潜在失效模式；对于每一种失效模式，借助设备维护资料、维修工程师的经验等整理出相应的维修方法，该方法按照另所述BDC表达模型进行处理，存贮在数据库中，同时，该故障数据库可以通过维修工单的整理、分析进一步扩充。另一方面，当设备在运行过程中出现故障后，由相应人员报修，报修后系统生成维修工单，当该维修任务被执行时，该任务执行人员、所领用备件以及相应的维修方法被录入系统。

4 小结

设备维护管理信息系统CMMS设计完成后，加上友好的人机界面，即可实现设备管理信息的计算机化管理，亦能便捷地通过企业内网进行信息共享，增强设备管理人员及其部门管理水平，使设备管理水平和维修维护工作效率可以得到很大幅度提升，能够及时地给予决策层提供准确的统计数据。

参考文献

[1] James A. OBrien， George M. Marakas， Introduction to information systems， Beijing：Renmin University of China Press 2013 15th ed.

[2] 薛华成. 管理信息系统. 北京：清华大学出版社. 2013 （6）

[3] George Vachtsevanos ... [等]著 袁海文 …[等]译. 工程系统中的智能故障诊断与预测. 北京：国防工业出版社， 2013（1）

[4] Vachtsevanos ， George J， Frank L. Lewis， Michael Roemer， Andrew Hess， Biqing Wu. Intelligent fault diagnosis and prognosis for engineering systems. Wiley， c2006.9（1）

[5] 左洪福， 蔡景， 王华伟. 维修决策理论与方法. 北京：航空工业出版社 2008（1）

[6] Jiang ， Renyan.， Murthy ， Prabhakar. Maintenance ： Decision models for management. Beijing： Science Press， 2008.6 （1）.

作者简介

杨天达（1985-），男，浙江诸暨市，工程硕士，主要研究方向为项目管理。

张雷（1986-），男，上海静安，工程硕士，主要研究方向为质量管理。