设备管理的反馈闭环控制分析研究

王虎恒，马张帆

（宝鸡住金石油钢管有限公司，陕西 宝鸡 721008）

设备管理的反馈闭环控制分析研究

王虎恒，马张帆

（宝鸡住金石油钢管有限公司，陕西 宝鸡 721008）

设备的管理是现代生产型企业管理的重要环节，如何提高设备的管理水平已经成为企业管理的研究重点。闭环负反馈控制理论已广泛应用于各个领域，随着不断的研究学习，如何将闭环负反馈控制理论应用在设备管理中的研究也有了很大的进展，衍生出了一系列相关管理办法。本文重点讨论如何有效的将闭环负反馈控制理论对应于设备管理的运用。

设备管理；闭环负反馈控制；PDCA

设备是现代企业生产的物质技术基础。设备管理，作为一个既属于管理范畴，又和技术紧密相连的工作，要求管理和技术的双重结合，设备管理既包括设备的技术管理，又包括设备的经济管理，是两方面管理的综合和统一，偏重于任何一个层面的管理都不是现代设备管理的最终要求。

企业要提高管理水平，设备管理水平的提高是必不可少的。无论是安全系列的认证，还是质量系列的认证，设备管理都是其中必然考察的一个环节。设备管理水平的提高，一方面可以减少设备本身的故障率，降低设备维修维护成本，另一方面也可以促使生产更加安全环保，优质高效，在保证产品产量、质量方面是一个重要的手段。

1 设备管理的反馈闭环化控制

1.1 反馈闭环控制的理论及应用

20世纪40年代，美国数学家维纳把反馈的概念推广到控制系统中，并出版了著名的《控制论》一书，为控制论奠定了理论基础。之后众多的学者在总结了以往关于反馈理论的实践并加以发展的基础上，形成了较为完整的控制系统理论。设备的自动控制通常是闭环控制，是基于反馈原理建立的自动控制系统，是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的。

反馈控制系统由控制器、受控对象和反馈通路组成（见图1）。图中的圆圈为比较环节，用来将输入与输出相减，给出偏差信号。这一环节在具体系统中可能与控制器一起统称为调节器。

图1

1.2 设备管理的反馈闭环控制

对于设备来说，设备控制是一个技术层面的负反馈闭环控制系统。从设备管理体系的方面来说，自动化最核心的闭环控制理论，是一个大系统理论，是能够和管理体制紧密对应的理论。我们将闭环负反馈控制中的研究对象称作“系统”，作为“系统”一定会有系统输入（输入信号）和系统输出（输出信号），将系统输出和输入之间建立一条信息渠道称作反馈通道（反馈信号）。按照以上原理进行类推，将设备管理当做一个“系统”进行研究时，为了使“系统”能够顺利实现某种目的或作用，对其进行控制的方法也应是建立在闭环负反馈控制的管理基础上。因此如何使设备管理能够正常顺利的形成一个闭环控制，便成为设备管理的一个重要步骤。

从管理的体系来说，PDCA管理循环，即计划（Plan）、执行（Do）、检查（Check）和处理（Action），就是一个闭环控制系统。对应于自动控制原理的给定、执行、检测比较、调节调整。管理活动就是计划的制定和组织实现的过程，设备的管理更是需要搜集大量的数据资料，有效的了解设备的运行状况、备品备件情况、故障周期、常见故障的预防办法等信息，综合这些信息，按照PDCA循环不停地周而复始的运转，实时的进行信息的更新和计划目标的更新，一旦达成改善的目标，改善后的现状，便随即成为下一个改善的目标（图2）。

图2

PDCA的意义就是永远不满足现状，因为人通常较喜欢停留在现状，而不会主动去改善。所以管理者必须持续不断地设定新的挑战目标，以带动PDCA循环。PDCA环每转动一次，不良就越少，管理方案越趋于完整与符合实际，管理水准也越高。PDCA循环还需要管理者具有问题意识和改进意识，才能促使管理制度的活性化，避免形式化。

建立一个有效的设备管理闭环主要需要以下四个部分：被控对象与被控目标；给定的预期目标；管理部门与执行部门；反馈系统（图3）。

图3

（1）设备管理的被控对象和被控目标。建立设备管理闭环的第一步，是明白我们的被控对象和被控目标。设备管理的被控对象就是设备。针对设备进行的一系列管理手段都是为了促进设备的高效运转。所以设备管理的直接被控目标就是设备的一系列直观数据，比如设备故障率、设备投资花费、备品备件消耗、设备生产效率等一系列体现设备管理水平的有效数据。

（2）设定管理的预期目标。设备管理的预期目标是针对设备的管理要求提出的目标，是根据上一个管理周期的反馈数据，比较偏差做出的管理要求的调整改进。提出新的管理目标，针对不足，建立针对性的、可操作的、可完成的新管理目标，并对这个目标进行全周期管理活动的计划。

（3）设备管理的调整和执行机构。为了让闭环管理有效的运转起来，实现设备管理预期的目标，就需要管理部门进行偏差调控和执行部门来实施整个计划。通常企业中都有专门的设备管理机构，例如机动处、设备处、维修组等类似的专业设备管理部门，这种部门在整个闭环管理过程中起到调整的作用，根据预定目标与实际效果的偏差来进行计划调控，相当于闭环系统里的调整单元。同时，由于设备管理的特殊性，设备部门的管理人员和维修人员又是闭环管理过程的执行机构。这个执行机构，不仅要进行日常的设备维修工作，还要实施设备管理的计划。这就使得设备管理的计划、实施过程必须要有序，且针对性明确，实施人员既要懂得专业技术知识，又要具备一定程度的管理知识。

（4）设备管理的反馈机构。反馈机构的通畅性和真实性是最重要的环节，保证这个环节，是保证有效调整的基本。因为引入反馈后，才能和最初的预期进行比较，及时进行管理过程的细节调整，甚至最终目标的调整。要建立设备管理的反馈系统，就要有足够并且真实的数据依托，将管理过程标准化、程序化。通过对设备运行及管理的数据进行测量采集，建立起设备的原始记录和数据等项目文档。而形成反馈信息的过程，就是依托设备管理人员的技能，通过对数据的分析判断，得到真实的设备运行及维护情况，形成有效的反馈环。

1.3 实现设备闭环管理的有效方法

对设备控制系统稳、准、快的要求，同样适用于设备管理系统。影响这一要求效果的重点在于防止系统扰动，即计划和管理过程的外界影响。一个好的管理体系要有足够的抗干扰性，最有效的办法就是将管理过程制度化、细节化，将行动过程程序化、格式化。通过具有明确规定的产品工艺卡、设备操作手册、生产和设备的数据记录等，来保证管理系统有效的抗干扰性。设备管理相对于控制来说，量化是一个很必要的过程，量化的过程其实就是管理过程中各种流程以及数据的记录。实现设备的闭环管理，要制订合理的目标，制订管理实施过程的流程图，可以制订5W2H相对应的表格，用于执行实施管理过程中的详细记录，以及精准的数据记录，便于分析判断并处理管理过程中出现的各种问题。将设备闭环管理表格化、数据化、流程化的依据有很多，可以依托ISO9000等系列国际管理体系规范，设备管理体系的TMP系统，以及5S、6S等精细化管理的方法规范，利用质量管理五大工具和QC工具等，建立健全管理模式。管理者需要更多考虑的是对反馈信息的正确评价以及对新目标的决策。

2 结语

设备管理是特殊的管理，既是技术性的，也是管理性的。虽然是管理设备，但设备管理系统的对象全部以人为主，人作为政策的的制定者，计划的安排者，以及对目标的执行者，这些环节缺一不可。所以管理的重中之重是执行力，执行力的强大才能保证整个闭环系统的有效运行。还需要有通畅的沟通机制，确保信息的流畅性。信息的流畅是反馈机制建立的前提。而要实现闭环控制，就必须有精准的反馈机制，再加上正确的比较决策，以及强有力的执行机构，便可以形成一个高效的管理闭环。

[1]维纳著,郝季仁译．控制论[M]．科学出版社,2009．

[2]项国波．控制论的发展[J]．电器时代,2005．11．

[3]张维迎编著．企业理论与中国企业改革[M]．北京大学出版社，1999．

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1671-0711（2017）10（上）-0119-02