烟草生产设备状态精确管控模式探索

李忠科　苏明　王海英

摘要：项目基于设备自身监测技术的应用和发展，以信息系统为支撑，运用大数据理论对关键流程设备的状态信息（运行参数、工艺质量、过程记录等）进行获取、筛选、分类、处理和利用，并开发数据图形化工具全方位、多维度直观、快捷监控设备的实时状态和变化趋势。文章对烟草生产设备状态精确管控模式进行了探索。

关键词：烟草生产；生产设备；设备状态；精确管控模式；健康指数 文献标识码：A

中图分类号：F273 文章编号：1009-2374（2017）03-0073-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.033

1 概述

由于现代生产制造流程化和柔性化的发展，企业对关键设备的稳定可靠、连续运行的要求越发明显，而传统的设备管理模式无论是事后维修还是预防维修都无法完全适应这种工业制造以及设备自身不断技术升级的要求。事后维修是坏了再修，偏重经济性，但缺乏计划性，往往较小的设备问题就会引起重大损失。预防维修虽可以消除设备周期性及损耗性故障，但对维护周期的精准确定比较困难，且对突发性、缺陷性等非规律性故障难以预防，缺乏对每台设备脾气特点的掌控，容易导致过度维修和浪费现象。二者都不能实现维修的均衡。

随着传感器及监测装置的广泛应用，用数据和信息构建设备运行状态，拟机为人，实时监控代表设备健康与否的指标和参数，根据其趋势变化，及时、准确地指导设备管理和维护的方式，无疑是设备管理模式的又一次迭代更新。为此，状态管理思想的应用已成为工业制造企业纷纷探索和研究的方向。

2 项目实施过程

2.1 设备状态精确管控框架

2015年，我们在关键烟草机械设备中引入状态管理的思想，探索构建设备状态精确管理模式，具体实现路径由六大模块构建闭环控制系统。首先，以设备维护标准的体系化、运行的规范化为前提建立设备“保持状态”的规则，并确定设备初始及正常状态的参照信息；其次，通过“了解状态”和“展示状态”对设备的实时状态进行监控，基于指标趋势和异常波动，形成设备的“状态分析”；再次，通过全面分析查明原因，制定可执行的改善计划并实施，使設备及时“恢复状态”；最后，跟踪设备状态的纠偏情况“验证状态”，取得成效后完善运维标准使其固化，返回源头为设备的“保持状态”提供可持续和有活力的支撑。六个方面相互衔接和支撑，形成PDCA闭环管理，持续优化、不断提升对设备的掌控能力。

2.2 课题的实施

2.2.1 以规范管理保持状态。主要通过设备技术标准和原始参数两个方面的基础工作，使设备保持良好状态。

第一，建立完善设备技术标准，主要涵盖操作规程，保养、润滑、维修技术规范。制定时要依据充分，有国标、行标和企业标准的，以相应要求为准；没有标准的，要经技术和使用人员充分论证，根据实际情况优化调整，形成可视化的设备作业基准书。

第二，规范原始状态信息的采集和管理。原始信息是判定设备正常与否的重要依据，也是推进状态管理的起点。为此，我们重点对四类原始信息进行规范采集和管理：（1）设备基础信息，包括资产信息、结构和相关技术参数；（2）设备状态的原始物理量值，如电流、温度、电压等；（3）维修记录等信息系统的描述性信息；（4）工艺过程及质量信息。

2.2.2 以点检六化了解状态。状态的了解主要依靠设备点检，通过对设备运行状态的立体监控，了解设备故障的初期信息，进而提前干预，实施针对性保健，将故障消灭在萌芽状态，降低突发故障和产品质量波动。以点检管理制度化、点检队伍专业化、点检内容标准化、点检过程规范化、点检工作信息化、点检结果效益化为主线，完善点检管理流程，强化点检标准的修订，提升人员点检技能，设置设备点检巡查图，建立点检信息库，及时发现和判断设备故障隐患或劣化现象，进而采取正确有效的措施。

2.2.3 以导航平台展示状态。构建设备管理导航信息平台，采集设备运行数据，呈现设备实时运行状态，并通过科学的方法构建设备状态健康指数，直观、有效、及时和智能地展示设备多维度健康状态。以管控需求为导向，选取设备有效作业率、故障频度、故障强度、单位产量维修成本、烟支重量标偏、产品质量抽检得分六项指标对设备进行整体健康评价。基于多元线性回归模型的算法确定各状态指标权重，并结合各指标的评分规则，综合得出各关键生产设备的健康得分，按不同的时间周期形成设备健康指数趋势，使设备管理和维修人员更精确、直观地掌握设备运行情况，及时发现异常波动情况。

2.2.4 以虚拟数据中心分析状态。建立设备虚拟数据中心，根据不同业务需求选取相应数据，设计开发统计报表和效能看板，实时监控设备管理绩效指标完成进度，并对异常波动数据进行分析和报警。

第一，维修成本的精算统计。对零配件的领用记录进行按不同属性进行归类和关联，自动实现费用统计到工段、机型和机台，精确监控费用的具体流向，从经济指标反映设备状态，为设备升级改造提供依据。

第二，设备效能的精确诊断。通过识别规则，自动聚焦效率变化最大、效率最低、质量得分最低、维修频次高等处于亚健康的设备，然后通过历史相关数据追踪具体的部位和现象，为精确诊断提供痕迹化依据。

第三，备件需求的精准预测。以品种编码为跟踪源将零配件从计划、领用、维修换件到库存储备串联起来，形成完整数据链，根据平均故障维修周期（MTTR）分析单一品种备件平均使用寿命、领用频次的统计，结合零配件ABC的分类，科学设置安全库存，精准预测需求，降低库存成本。

2.2.5 以精准治疗恢复状态。利用设备健康信息平台聚焦状态较差设备，通过分析诊断，形成针对性的治疗措施，及时纠偏，迅速恢复设备健康状态。

第一，建立纠偏机制，精确干预，并持续优化技术规范。运用TOP2、排列图等精益工具和方法对故障、小停机、质量缺陷进行科学统计分析，追溯聚焦问题源头，实施防呆、优化维修策略的方式持续改善。

第二，建立设备维修经验库，实现知识共享和故障的快速排除。对典型疑难故障进行分析、总结形成图文并茂的经验案例上传到知识平台，实现与电子图纸、操作手册、培训视频的一站式接入，并借鉴百度文库检索技术，通过关键词对故障的解决方案进行查询，提高解决故障的效率。

2.2.6 以现场终端推送验证状态。主要是检查故障治疗的效果。具体是实施纠偏后，跟踪观察各项状态指标趋势是否好转，过程中及时调整和优化直至设备恢复正常性能和健康状态。同时，通过设备健康状态现场看板将设备状态各项指标实时推送到车间现场管理平台上，设备状态信息公开、透明，既便于员工了解所在机台在车间的排名，激发比学赶超的劳动热情，也便于形成全员对设备维护质量关注和监督的工作氛围，有利于设备保持在良好的状态下运行。

3 项目取得效果

第一，通过在烟草生产设备上实施状态管控，初步实现生产过程的五个即時：（1）强化数据采集应用，实现即时状态监测；（2）通过构建健康评价模型，实现即时异常发现；（3）完善故障分析机制，实现即时问题分析；（4）深化信息数据服务，实现即时工作跟进；（5）细化岗位职责指标，实现即时绩效评价。

第二，通过项目推进提升了设备运行效能，实现了降本增效。2015年底ZJ17-ZB45机组有效作业率同比提升2.1%，M5-FX2机组有效作业率同比提升4.84%。按设备标称能力和机台数计算，效率提升后全年可增加产能为19454箱，每年可减少实际工作日7.24天，直接节约水电气能耗成本108.6万元。

4 结语

设备管理只有起点，没有终点。虽然我们围绕行业和公司的精益管理要求，在设备管理精益化方面开展了一些工作，初步取得了一点成绩，但对照要求，与先进企业相比仍存在一定差距。下一步我们将继续以黄山“精品”制造为目标，以信息化为支撑，以技术规范和制度为依据，以设备绩效评价为引领，不断推进设备状态管理更科学和精确。通过加强专业知识的学习、科学方法的运用和真诚、有效的沟通，切实提升工作能力和管理水平，最终实现“设备状态可控、管理过程可控、经济成本可控”，为黄山品牌的发展提供坚实和可靠的设备保障。

参考文献

[1] 张孝桐，等.规范化的设备点检体系（第1版）[M].

北京：机械工业出版社，2014.

[2] 印德春.烟草行业精益管理指南（第1版）[M].天

津：天津科学技术出版社，2015.

（责任编辑：蒋建华）