设备管理_制造企业设备管理与维护方法研究及其系统开发

毕业设计设计题目 制造企业设备管理与维护 方法研究及其系统开发 学生姓名 学 号 专业班级 工业工程 指导教师 院系名称 2012 年6月2日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目 制造企业设备管理与维护方法研究及其系统开发 学院名称 专 业 （班 级） 工业工程 姓 名 （学 号） 指 导 教 师 系（教研室）负责人 一、毕业设计（论文）的主要内容及要求（任务及背景、工具环境、成果形式、着重培养的能力）【背景】设备管理是以企业的生产经营目标为依据，运用各种技术、经济和组织措施，对设备的规划、设计、制造、购置、安装、使用、维修、改造、直至报废的整个生命周期进行全过程的管理。在传统管理方式下，信息的采集和反馈速度慢，数据失真、丢失严重，导致了设备管理的各个环节相互脱节，计划与实际脱离，影响了设备管理水平的提高，进而很大程度上限制了企业经济效益的提高。随着计算机网络技术的高速发展，尤其是Internet/Intranet技术的广泛应用，为基于网络的设备管理系统的实施提供了坚实的基础。构建基于B/S架构设备管理及维护系统对提高企业设备管理与维护水平，降低企业设备管理成本，提高设备利用率，增强制造型企业的竞争能力创造了有利条件。【任务】了解制造企业设备管理及维护的基本方法与理论，在C语言，C+，数据库等基础上，以Visual Studio 2008软件为开发平台，C#为开发语言，SQL SERVER 2005作为后台数据库，设计并开发基于B/S架构的设备管理及维护系统。【工具环境】Microsoft Visual Studio 2008，Microsoft SQL Server 2005【成果形式】制造过程下基于B/S架构设备管理及维护系统，毕业设计论文和英文翻译。【着重培养的能力】系统分析、设计、开发以及技术资料撰写能力二、应收集的资料及主要参考文献1.曹祖圣，吴明哲.Visual C#.NET程序设计经典M.科学出版社，2004.2.James Huddleston.C#数据库入门经典M. 清华大学出版社，2006.4.3.Jason Price.C#数据库编程M. 电子工程出版社，2003.9.4.林允明.设备管理M .机械工业出版社，1996年.5.杨庚，王汝传，叶晓国.面向对象程序设计与C+语言M.人民邮电出版社，2006.11.6.邝控武，王晓敏.信息系统分析与设计M.清华大学出版社.7.何玉洁. 数据库原理与应用教程M机械工业出版社.8.罗福强 ，白忠健 ，杨剑.Visual C#.NET程序设计教程M.人民邮电出版社.9.甘仞初.信息系统开发M .经济科学出版社.10.林中达，王同庆. 过程计算机软件技术基础M.水利电力出版社，1991.11.齐治昌，谭庆平，宁洪.软件工程第2版M.高等教育出版社，2005年7月.12.黄伟.机电设备维护与管理M. 北京：国防工业出版社，2011.13.王波，张权，王艳荣.SQL Server 2008标准教程M.北京：化学工业出版社，2011.三、毕业设计（论文）进度计划起 迄 日 期工 作 内 容备 注第七学期（编程）：学习编程收集资料3月1日-3月25日完成毕业设计任务书，搜集外文资料并进行外文翻译3月25日-4月20日学习相关软件知识，查阅相关文献，分析企业现状，进行系统分析和系统规划4月20日-5月25日论文撰写，系统开发5月25日至答辩日论文修改、制作答辩PPT，准备答辩开 题 报 告 一 课题的作用与意义生产设备是制造企业的重要资源. 设备运行维护管理的好坏直接影响车间生产任务的质量和进度，是制约生产的重要因素. 而现行制造业中设备的运行维护管理大多数还处在比较落后的阶段。科学的设备管理是制造型企业越来越重视的话题，设备管理与维护是企业管理的重要组成部分，加强设备管理与维护，提高设备管理与维护水平，能为企业建立正常的生产秩序，保证生产均衡地进行创造有利条件。二 国内外的研究现状和发展趋势现行制造业中设备的运行维护管理比较落后的方面主要体现在:1) 以手工方式处理数据，维护费时费力;2) 设备状态、能力、负荷等动态信息反馈不及时，且现行管理手段无法向管理人员提供相应的运行维护数据分析、运行提示和报警信息;3) 设备的保养、维修等业务缺乏规范化管理。 目前，设备管理的功能研究大多集中在比较独立的业务处理上(如设备维修、备件、管理等) ，没有从整体上对设备管理进行深入研究，并且维护管理与设备日常运行数据缺乏关联，因此很难通过对生产设备运行效能的实时数据采集和关键绩效指标的计算进行科学决策. 设备维护管理中的发展趋势是向设备管理的现代化方向发展，即设备管理集成化、全员化、计算机化、网络化、智能化；设备维护管理的社会化、专业化、规范化；设备要素市场化、信息化。这一全局性的发展，对我国企业的设备管理提出了更高的目标和要求，同时也带来了机遇与挑战。在现今企业转换经营机制、建立现代企业制度的形势下，机构在改革，人员在减少，要求在提高，克服困难与迎接挑战的重要工作之一，是使用现代化的设备维修管理工具与技术手段，增强自身的管理实力与水平。三 研究内容1）了解制造企业设备管理及维护的基本方法与理论。2）熟悉设备管理及维护系统的分析和设计，包括系统需求分析、系统的概念模型分析、设备管理系统的结构分析其中包括功能性分析，通过这些分析明确设备管理及维护系统各个组成模块。3）结合某工厂装配制造过程，研究设备管理及维护系统在实际管理中的具体应用，构建基于B/S架构的设备管理及维护系统。4）通过对设备管理及维护系统的研究，明确如何在现代设备运行维护管理体系中正确的运用新型设备管理工具，为制造型企业提供参考和借鉴作用。四 研究方法1）通过阅读相关书籍、国内外期刊、学术论文等，了解有关概念、国内外发展状况以及取得的成果。2）通过分析整理、总结归纳的方法，分析设备管理及维护系统模型，研究设备管理及维护系统开发的关键技术。3）根据企业实际情况，拟定设备管理及维护系统开发方案与步骤。4）研究设备管理及维护系统各模块的具体功能，设计符合企业实际的设备管理及维护系统。五 参考文献1黄梯云.管理信息系统M，经济科学出版社，2000年.2林允明.设备管理M，机械工业出版社，1996年.3王勇.故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用J.企业技术开发，2011，30（12）：114.4钟茂生. 动态设备管理系统的设计与实现J.科技广场，2004，（11）：37.5原思聪.模糊数学方法在设备分类管理中的应用J.设备管理与维修，1994，10.6卢继东.机械设备维护与管理J.中国水运，2007，07（04）：42.7席俊杰，吴中，李会芳.基于B/S体系结构的设备资产管理系统J.制造业自动化，2006，05.8曹祖圣，吴明哲. Visual C#.NET程序设计经典M.科学出版社：2004.9Jason Price. C#数据库编程M.电子工程出版社：2003.9.10邝控武，王晓敏.信息系统分析与设计M，清华大学出版社 . 11李葆文.全面规范化生产维护从理念到实践M.北京:冶金工业出版社， 2000 ，19-25.12甘仞初.信息系统开发M，经济科学出版社.13齐治昌，谭庆平，宁洪.软件工程M，高等教育出版社，2005，7.指导教师评语： 指导教师签名： 2012 年 月 日毕业设计过程记录表序号检 查时 间检 查内 容指导教师阶段检查评语指导教 师签名13月下旬(1)资料收集情况 (2)开题报告完成情况年 月 日24月上旬(1)外文翻译完成情况(2)毕业实习记录 年 月 日35月中旬(1)总体任务是否完成过半(2)院系中期检查意见(3)存在的问 题及采取的措施年 月 日46月上旬(1)审查论文质量（注意英文摘要部分质量）(2)答辩的准备情况年 月 日目 录中文摘要1英文摘要.21 绪论31.1 研究背景31.2 设备管理信息系统的发展现状31.2.1 MRP/ MRP II /ERP中设备管理的实现情况分析41.2.2 制造执行系统(MES)中设备管理现状分析51.3 研究目的、意义和内容61.3.1 研究目的及意义61.3.2 研究内容62 设备管理理论基础72.1 设备管理内容72.2 设备管理理论及常用方法72.3 故障诊断方法82.3.1 故障诊断根据82.3.2 信息采集92.3.3 诊断方法93 基于MES的动态设备管理信息系统方案分析与研究113.1制造业静态设备管理方式的现状113.2制造业经营环境动态变化对设备管理影响分析113.3基于MES的动态设备管理系统方案的提出113.4 动态设备管理系统关键技术123.4.1 设备动态预警123.4.2 设备动态分类134 基于MES动态设备管理信息系统方案规划设计及开发224.1 B/S架构的开发平台224.1.1开发模式的选择224.1.2 B/S模式的模型结构、工作原理和特点234.1.3 B/S模式三层分布式体系结构概述234.2 动态设备管理系统地位分析244.3 动态设备管理系统需求分析264.4 动态设备管理系统数据库设计274.4.1 开发软件的环境选择274.4.2 系统数据库建模274.5 动态设备管理系统功能模块设计及系统实现284.5.1 系统管理模块294.5.2 基本信息管理模块304.5.3 设备故障管理模块354.5.4 设备维护管理模块404.5.5备件管理模块425 总结与展望435.1总结全文435.2展望43谢辞45参考文献46插 图 清 单图1.1 MES三层模型5图3.1 基于MES的动态设备管理系统示意图12图3.2 故障预警图13图3.3 设备失效时间预测图13图3.4 设备分类评价指标体系15图4.1 C/S模型的体系结构22图4.2 三层B/S模型23图4.3 B/S 模式的三层分布式体系结构24图4.4 动态设备管理系统与其它系统的信息流模型25图4.5 数据库模型28图4.6 系统功能结构图29图4.7 系统管理模块结构图29图4.8 设备管理系统登录界面30图4.9 设备管理系统首页30图4.10 基本信息管理模块结构图31图4.11 发布基本信息界面32图4.12 设备档案管理主界面33图4.13 设备负责人信息界面34图4.14 设备类型统计界面34图4.15 设备属性界面34图4.16 修改设备信息界面35图4.17 设备故障管理模块功能图36图4.18 故障信息管理界面36图4.19 自动提示界面37图4.20 设备故障申报界面37图4.21 设备故障登记界面38图4.22 故障申报查看界面39图4.23 故障申报受理界面39图4.24 故障统计分析界面40图4.25 设备维护管理模块功能图40图4.26 设备维修管理界面41图4.27 维修实施登记界面41图4.28 设备备件管理模块功能图42插 表 清 单表3.1 设备分类评价指标评语集16表3.2 标度表17表3.3 平均随机一致性指标表17表3.4 生产部专家的B层各因素相对权重表19表3.5 各部门专家对评价准则的权重19表3.6 C1-C5对B1的权重20表3.7 C6-C7对B2的权重20表3.8 C层总排序表21制造企业设备管理与维护方法研究及其系统开发摘 要：本文以制造企业设备管理系统为例，运用设备管理与维护的基本方法和理论，针对装配制造过程构建了基于B/S架构模式的设备管理及维护系统。本文主要采用系统工程中模糊数学与系统分析方法-层次分析法，根据设备在生产中的重要程度的变化情况，对设备进行动态分类管理，采取监测故障预警，动态地、有重点的、实时地对设备进行管理，并对设备运行中的数据进行整理分析，为其它管理子系统提供数据支持，为企业经营决策提供增值服务。最后，本文采用基于MES的B/S模式设计、部分实现了装配制造过程设备管理与维护系统功能，提高了设备使用效率，更加符合企业的要求，同时，使异地浏览和信息采集成为可能。系统的开发采用ASP.NET技术，使应用程序的开发、维护更加方便、快捷。关键字：制造企业，B/S架构，设备管理系统，MESManufacturingenterprise device managementand maintenance ofthemethod and itssystem developmentAbstract: Manufacturing enterprise device management system， for example， the use of equipment management and maintenance of the basic methods and theories， constructed based on B/S structure mode device management and maintenance system for the assembly of the manufacturing process. This paper uses fuzzy mathematics in systems engineering and systems analysis methods - AHP， the importance of changes in equipment in the production of equipment for dynamic category management， to take the Fault Monitoring and early warning， dynamic， focused， real-time to manage devices， and equipment operating data and analyzed to provide data support for other management subsystems to provide value-added services for business decision-making. Finally， this article uses the MES-based B/S model design， partially achieved assembly manufacturing process， facility management and maintenance of the system function， improve the efficiency of the equipment， and more in line with the requirements of the enterprise， at the same time， so that off-site browsing and information gathering to become possible. Systems development uses the ASP.NET technology， which causes the application procedure of the development， the maintenance to be more convenient， fast.Key Words: Manufacturing enterprises，theB/S architecture，device management systems， MES1 绪 论1.1 研究背景在全球化进程日益加速的今天， 任何一个国家和地区都不可能脱离世界经济体系。尤其是制造业的发展，更是一个国家综合国力的重要体现。制造业是国民经济和社会发展的物质基础，是推动国家技术进步的主要力量。在制造业取得飞速发展的同时，我国制造业的自动化水平也在迅速提高，大部分的制造任务直接由设备来完成，制造业对设备的依赖程度不断提高，设备管理已成为制造业企业经营管理的一个重要方面。随着机器设备的技术含量与技术水平日益提高，现代设备既是技术密集型的生产工具，也是资金密集型的社会财富。设备正向着集成化、大型化、连续化、高速化、精密化、自动化、流程化、综合化、计算机化、超小型化、技术密集化的方向发展，设备将更加复杂，具有更强的系统特性，现代设备出现的这些新特征对企业设备管理提出了新的要求：(1) 随着市场要求的不断变化，引起企业发生大量的设备投资; (2) 为了把握产品销售时机或者准时履行交货合同， 企业必须合理使用设备， 强化设备维修管理， 防止故障停机， 充分发挥设备效能;(3) 不断提高新产品开发和提高产品质量的要求， 企业必须及时进行设备更新、技术改造， 不断提高生产工艺和技术装备的水平， 增加企业的竞争能力; (4) 为了提高企业的经济效益， 保证资产保值增值， 企业必须强化设备的经济管理， 用好设备的资金; (5) 在组织管理上要求设备管理系统精简机构设置， 精干管理队伍， 加强培训， 提高人员素质。在这种市场需求下， 运用现代科学技术、管理理论和管理方法，开发出基于B/S架构的设备管理维护系统，对设备提高寿命周期费用经济性，实现企业生产经营目标非常重要。1.2 设备管理信息系统的发展现状管理信息系统是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通讯设备以及其他办公设备，进行信息的收集、传输、加工、存储、更新和维护，以及企业战略竞优、提高效率为目的，支持企业高层决策、中层控制、基层运作的集成化的人机系统1。现代企业应用的管理信息系统，主要经历了MRP， MRP， ERP三个阶段。设备管理信息系统是企业管理信息系统的一部分，它运用系统思维，以计算机技术和现代通讯技术为手段，将设备管理的各种工作要素:设备管理的组织体系、设备运行与维护记录、故障管理、维修管理、备件管理等纳入一个优化的管理体系中，为设备的综合管理提高决策服务，保证设备的正常运转，并提高设备的运行效率。目前，制造业设备管理信息系统开发主要通过两种途径。一种是企业开发独立的设备管理信息系统。由于独立的设备管理信息系统与企业其他各系统之间缺乏整体设计，数据重复存储及数据不一致，彼此之间形成事实上的应用孤岛。另一种是在企业现有管理软件中建立设备管理功能，实现对企业设备的管理。如通过MRP， MRPII，ERP等管理信息系统来实现设备管理。1.2.1 MRP/ MRP II /ERP中设备管理的实现情况分析一、MRP对设备的管理情况分析MRP将企业生产中所需物料分为独立物料和相关物料，并按照需用时间的先后及提前期的长短，分时段确定各个物料的需求量。虽然MRP的制定过程中考虑了物料清单和库存相关信息，但是实际生产中的条件是变化的。因为信息是单向的，而实际的管理信息必须闭环的信息流。于是，人们在MRP的基础上又提出了闭环MRP系统。此种设备管理是被动的，不能提高设备的管理效率。二、MRP II对设备的管理情况分析MRP II以MRP为核心，围绕企业的基本经营目标，以生产计划为主线，对企业制造的各种资源进行统一计划和控制的系统，是企业的物流、资金流和信息流畅通的动态反馈系统。MRP II在对设备进行管理时，主要是将设备作为企业的固定资产进行管理，对设备的购入、设备的价值、设备折旧、设备维修成本进行记录，它对设备管理也只是一种静态的管理，也不能提高设备的管理效率。三、ERP对设备的管理情况分析ERP是利用现代企业管理思想，将企业物流、资金流、信息流统一起来充分调配和平衡，使原来分散的信息通过计算机网络结构而连接，并采用事前预测、事中控制和事后反馈三者相结合的方式处理信息。ERP加强了对设备的管理，开发专门的设备管理模块，但其主要功能仅局限于设备台帐、档案管理和设备维修记录，不能有效整合设备控制层所产生大量动态数据。这主要是因为MRP，MRP和ERP在企业的管理系统中处于计划层，他们主要是制定和实施生产计划，与企业底层控制层之间存在鸿沟，不能有效利用控制层所产生的数据。而制造执行系统(简称MES)正好可以衔接计划层和控制层。1.2.2 制造执行系统(MES)中设备管理现状分析MES被定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”， MES三层模型，如图1.1所示。图1. 1 MES三层模型(1)计划层。如MRP ， ERP系统，强调计划的执行。由它产生主生产计划(MPS )、物料需求计划(MRP)以及许多其它文档。 (2) MES层(执行层)。包括生产作业计划、生产调度、设备管理、质量管理、物料跟踪、工艺管理、数据管理、数据分析等功能模块。 (3)控制层(PCS)。强调设备的控制，主要处理来自执行层的信息;实施监控车间状态，并对生产过程中的动态数据和状态信息实施反馈给执行层;根据车间现有状态及来自执行层的信息，实施控制生产过程。目前，人们主要对MES的生产调度、物料管理等系统进行研究，对设备管理还不够重视。1.3 研究目的、意义和内容1.3.1 研究目的及意义随着制造业生产水平的提高，设备结构越来越复杂，功能越来越完善，自动化程度越来越高。正因为如此，当设备管理不善，出现故障时所造成的影响也明显增大，不仅是经济上巨大的损失，还会带来灾难性的事故，后果十分严重。文本根据我国制造业设备管理中存在的问题提出基于B/S和MES的动态设备管理信息系统，在有效整合设备各种静态信息(如设备的规格、数量、购买日期、厂家等)和动态信息(如设备运行状态数据等)、根据设备在生产中的重要程度对设备进行动态分类的基础上，对设备进行动态预警、动态故障分析、动态维修和动态备件管理，实现动态化、主动性的管理，提高企业设备管理水平，降低企业设备管理成本，提高设备的利用效率，有效挖掘设备运行中的动态数据，为企业管理提供主动性增值服务，增强制造业的竞争能力。1.3.2 研究内容本文通过对制造业的设备现状和制造业的动态经营环境分析，提出了基于B/S和MES的制造业动态设备管理系统，对B/S模式进行阐述，对系统的总体模式进行分析与设计，对系统的功能模块进行了设计，并对动态设备管理系统实现过程中的几个问题进行分析与研究。（1）简要阐述本文的研究背景，国内外的现状，存在的问题，设备管理的重要性，研究的目的及意义。（2）通过对我国制造业静态设备管理现状和制造业所面临的动态经营环境进行分析，提出了基于MES的动态设备管理系统的方案，对动态设备管理系统的功能模块进行了设计。对动态设备管理系统所涉及的几个专门问题进行分析和研究。（3）基于B/S架构的设备管理与维护系统，就是借助于B/S的技术平台，开发设备管理系统。本文简要介绍有关B/S的相关知识，更好的为动态设备管理维护系统提供坚实基础。2 设备管理理论基础2.1 设备管理内容设备通常是指人们在生产或生活上所需的机械、装置和设施等可供长期使用、并在使用中保持原有实物形态的物质资料。企业管理工作中所指的设备是：实际使用年限在1年以上，单位价值在一定限额以上（各行业规定不同），且能独立完成至少一道生产工序或提供某种效能的机器、设施以及维修这些机器、设施正常运转的附属装置。设备管理是以提高设备综合效率，追求寿命周期费用经济性，实现企业生产经营目标为目的，运用现代科学技术、管理理论和管理方法，对设备寿命周期（规划、设计、制造、购置、安装、调试、使用、维护、修理、改造、更新到报废）的全过程，从技术、经济、管理等方面进行综合研究和管理2。2.2 设备管理理论及常用方法传统机械维护管理模式从基础管理，使用管理，技术保养管理，供应管理和修理管理这五方面进行管理。而随着现代机械设备制造技术的高科技化、结构复杂化、操作自动化程度的提高，设备维修的难度愈来愈大，维修要求愈来愈严，维修地位也显得重要。而维修思想、维修观念伴随着机械设备的进步和管理理念的提升，其形式和内容都发生了深刻地变化。自20 世纪六七十年代至今，设备维修管理发展大致经历三个阶段：（1）事后维修（BM）管理。其特点是在发生故障以后才进行维修。优点是充分利用系统部件的寿命，直至其出现故障不能使用。（2）预防维修（PM）管理。其特点是通过采用各种预防措施，将故障消除于萌芽。（3）预测维修（PDM）管理。其特点是将重点放在状态检测和诊断上，只有在必要时才维修。这整个发展过程体现了机械设备故障诊断管理体系中维修管理的优化性，即最大限度地减少事故，换句话说，就是追求“零事故”。（事后维修非计划（BM）主动预测（PM）最佳预测维修（PDM）。）零故障是一个严格、细致、实在的工作过程，是不断找出问题，进行分析研究，制定对策和技术攻关，不断解决问题的过程。本着这一宗旨，人们研究了多种方法。其中较为典型的“失效模式及其有效性分析”(FMEA)和以可靠性为中心的维修管理(RCM)等一系列事前控制方法应运而生。一、失效模式及其有效性分析(FMEA) FMEA 它是采用系统分割的方法，根据需要将系统分割成子系统或元件，然后逐个分析子系统或元件潜在的各种失效模式、原因及对子系统乃至整个系统产生的影响，并制定措施加以预防或消除。特点是从元件、器件的故障开始，逐次分析其影响及应采取的对策。基本内容是为找出构成系统的每个元件可能发生的故障及其对人员、操作及整个系统的影响。对系统影响大的故障要汇总列表，详细分析并制定安全措施加以控制。从表中可以看出各种故障的后果和现有的安全控制措施，使工作重点一目了然，便于及时调整控制措施以避免故障发生。二、以可靠性为中心的维修管理(RCM)以可靠性为中心的维修是现代维修理论的核心。是从系统工程的观点看问题，视维修对象的研制、设计、制造、使用与维修都是与维修有关的环节，各个环节都围绕着可靠性这个中心进行工作。这种维修思想也是对传统的“以预防为主”的维修思想的继承和发展。RCM 这一设备管理模式以1. 潜在故障问题；2. 安全故障问题；3. 运行故障问题；4. 非运行故障问题为根据，强调设备的可靠性、设备故障后果，作为制定维修策略的主要依据。按照以可靠性为中心的维修管理模式，首先应对设备的故障后果进行结构性评价、分析并综合出一个有关安全、运行经济性和维修费用节省的维修策略。另外，在制定维修策略时，自觉地以故障模式的最新探索成果作为依据。2.3 故障诊断方法基于事前控制理论，本文根据此理论基础，学习研究了相关故障诊断技术，以为预测维修管理提供技术支持。设备故障诊断本质是一个包含信息拾取、信息分析、信息识别、信息综合和信息检验的全过程。2.3.1 故障诊断根据机电设备在运转时会产生摩擦、热量、动力等物理、化学性能的转移和变换，势必导致诸如温度升高、压力增大、电流、电压及功率波动等等，通过对这些参数的变化能够初步判断设备的运转状况和运行效率。故障诊断技术是依据不同参数的变换规律，进一步掌握设备的工况和预判设备出现故障的可能性以及出现的部位，为采取针对性检修提供科学参考，以便避免常规性计划检修出现的重复检修和漏修的问题，使设备的各部位不仅能够有效运行，而且对设备运行中出现的故障及时进行检修，极大提高了机电设备运转的效率和安全性。2.3.2 信息采集通过对设备进行的看、听、摸、触、嗅，发现设备的实际运行状态；或者利用传感器、点检仪等仪器准确采集设备的多种状态数据，例如：振动、温度、工艺量、加速度、位移等判断，并根据设备运转中能量、介质、动力、热能、等各项参数的变动，把相关信息传递出去，并以此判断设备的运行状况。现场观察：这是依据现场实践经验对设备的运转状况进行分析判断的办法，也是现场普遍采用的办法。比如：在实际工作中可以通过电机或发动机的响声、电机或轴承温度变动进行故障的预判；机械零部件损坏的大多变现为螺栓、螺帽等松动、油液的泄漏、有异物或异常响声和动作失灵等。外部检测也可利用其它的方法、措施和检测仪器等，比如着色渗透剂、超声波探伤仪、显微硬度计等。性能检测：通常是对机电设备经常使用投入与产出的变量之比或投入、产出本身进行比对实行检测。由于通常机电设备的投入与产出值存在相应的变化波动范围，如果同样的投入而产出偏低时，则说明设备的运行效率下降；有时产出相同，但是投入却升高，同样说明设备的运行效率下降。能够说明设备性能指数的重要技术参数有：轴承转速、电机功率、设备的温度变化以及电流波动等。在检测整台设备的功能之时，还应该对设备的重要零部件的性能实施检测，检测重要零部件关键参数是强度指标。2.3.3 诊断方法经典的机械设备故障诊断的理论方法，主要有基于傅立叶分析与时序模型的平稳振动信号分析方法以及基于逻辑的诊断方法等。同时现代数学某些新兴领域的崛起以及理论体系的日趋完善，也为故障诊断技术注人了新鲜血液，如模糊数学理论、模式识别理论、专家系统技术、人工神经网络技术、概率统计理论等都在学科的交叉中对故障诊断起到了极大的推动作用。在实际的故障诊断过程中，由于各种机电设备重要性以及运行情况的不同，对工况监测和故障诊断所提出的要求也不尽相同。应该根据诊断对象重要程度及实际需要，进行不同层次的监测与诊断。目前，常见的诊断方式有下列四种:离线工况监测与故障诊断方式、单机在线工况监测与故障诊断方式、集中式在线工况监测与故障诊断方式、基于广域网的远程分布式工况监测与故障诊断系统。基于广域网的远程分布式工况监测与故障诊断系统是最值得关注的发展方向。近年来，随着计算机网络技术和通讯技术特别是Internet的迅猛发展，人们开始研究和实践异地诊断方法的问题。通过在一些关键设备上建立监测点，实时采集设备运行的状态数据;在科研力量较强的大专院校和研究所建立故障诊断中心，能运用系统的动力学分析理论、模型、方法、实验手段和大量大型分析软件对大型旋转机械的故障机理进行分析、数字仿真和实验验证，对故障产生的机理、影响因素及其相互关系进行深人的分析研究，找出问题之所在。通过迅速发展的网络和通讯技术来对这些关键设备进行状态的跟踪，一旦出现故障征兆时能及时通知设备现场采取紧急措施避免重大事故的产生，特别是在故障事故发生之后，各地的专家学者没有必要在工作地点和故障发生地之间来回奔走，通过信息交流而不是人员交流来解决现场的故障问题，这也就避免了不必要的浪费并且最关键的是提高了效率，因而具有特别重要的意义。目前我们最常见最常用的方法还有：温度诊断：机电设备假若发生了各种故障，其温度通常会变得比较异常，那些有一定损伤的机件，其温度通常是在故障发生之前就开始明显的升高。如果我们可以将所收集到的各种不同机件的温度做成形象直观的图表，同时将这些图表放置在设备的运行场所，当操作人员发现某些机件的温度过高，而图表上的温度数据又支持这一判断的情况之下，操作人员可以及时的发出警报。振动监测：该项监测主要的适用范围是预防性的维修，通常可以划分为两类：一类是简易诊断仪，另一类是精密的诊断系统。简易诊断仪一般是采用便于携带的测振仪，通过将设备运行状态之下的振动信号放大来掌握设备的运行是否正常。精密诊断系统，这个则可以定期或者直接对某些设备开展检测工作，通过将设备的振动信号导入显示装置或者控制器，在经过计算机的数据分析之后来查找发生故障的成因以及故障在设备中所处的位置3。第三章 基于MES的动态设备管理信息系统方案分析与研究3.1制造业静态设备管理方式的现状设备管理是制造业生产管理的一个重要方面，它对保障企业生产有序进行，降低生产成本、提高企业竞争力具有重要影响。然而，目前我国制造业设备管理仍然是以静态管理方式为主，设备管理水平没有得到有效提高，主要表现在以下几个方面:（一）设备管理的独立性。（二）设备管理事后性。（三）设备管理的静态计划性。（四）设备信息管理的静态性。3.2制造业经营环境动态变化对设备管理影响分析我国在制造业取得飞速发展的同时，制造业生产环境也在发生巨大变化，这也给设备管理提出了新的要求，这些变化主要反映在以下几个方面:（一）生产竞争环境所带来的动态变化。（二）顾客需求所带了的动态变化。（三）设备相关管理人员所带来的动态变化。（四）设备自身所引起的动态变化。3.3基于MES的动态设备管理系统方案的提出动态设备管理信息系统是基于B/S模式、制造执行系统(MES )以系统工程为指导，克服静态管理被动、事后的缺点，利用MES沟通计划层和控制层的优点以及对设备进行数据采集的功能，充分运用设备运行过程中的大量数据，根据设备在生产中的重要程度的变化情况，对设备进行动态分类管理，采取设备故障预警、故障诊断分析，动态地、有重点地、实时地对设备进行管理，并对设备运行中的数据进行整理分析，为其它管理子系统提高数据支持，为企业经营决策提供增值服务。图3.1 基于MES的动态设备管理系统示意图3.4 动态设备管理系统关键技术3.4.1 设备动态预警设备的动态预警就是根据设备性能要求，对状态监测中每个车点设置正常运行的上限或下限值，当测点所测数据突破上下限值时，表示设备存在异常，系统自动进行预警，提醒设备管理人员提前采取措施，排除隐患，避免停机损失和降低维修成本4。图3.2 故障预警图由于设备的失效常常是一个渐变的过程，当发现设备存在隐患时，设备管理系统通过对监测的历史数据进行曲线拟合，测算出设备距离必须停机维修的剩余时间，从而帮主设备管理人员合理安排维修时间。图3.3 设备失效时间预测图3.4.2 设备动态研究制造业中的设备数量众多、维修工作量大，它们在生产中所起的作用及重要程度不一样，实施的检修方式也不一样，如果不进行科学合理的分类管理，不将有限的维修资源用于最重要的设备上去，势必造成人力、物力和财力的巨大浪费。因此，设备分类管理是设备管理的一个重要内容，设备分类的恰当与否则是关键。在企业管理中，设备管理部门往往从生产、质量、经济、安全和维修等诸多方面来衡量设备的重要，涉及的评价指标多而复杂，带有一定的层级性，因而使得这一过程具有很强的模糊性。本文引入模糊数学概念，运用层次分析以及模糊综合评判方法来实现对设备的科学分类，使分类结果更加准确和客观5。模糊数学与层次分析相关理论概述（一）模糊综合评判就是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清，不易定量的因素定量化、进行综合评价的一种方法。模糊综合评判的一般步骤是:(1)确定参加评价的对象。(2)建立评价指标体系。(3)确定评价等级及其相应的标准，给出评语集。(4)确定评判指标的权数分配。(5)进行单因素评判，以各单因素评判集的隶属度为行组成单因素评判矩阵。(6)进行综合评判，求得模糊综合评判集。(7)评判结果的处理即评语集元素的性质和对评价结果的要求分别选用最大隶属度法、加权平均法和模糊分布法。(二)层次分析法简介层次分析法(AHP法)是一种定性与定量相结合的多目标决策分析方法，适用于结构较复杂，决策准则多且不易量化的决策问题。其特点是:首先将复杂的问题层次化，把复杂问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联以及隶属关系按不同层次聚集组合，形成一个多层次的结构模型。根据系统的特点和基本原则，根据对一定客观现实的主观判断(主要是两两比较)把专家意见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起来，引入1-9比率标度法，将每一层次元素两两比较的重要性进行定量描述;然后，利用求解判断矩阵最大特征值及其特征向量的方法得到各因素的相对权重，通过所有层次之间的总排序计算所有元素的相对权重并进行排序，最终通过计算最低层各指标相对于最高层的相对权重值，得到指标的优劣排序，利用排序结果，对问题进行分析和决策。 运用模糊综合评价对设备进行分类的基本原理（一）建立评价指标体系以及设备分类等级本文结合设备在生产流程中的作用影响，以及造成后果等因素，从可靠性、维修性及经济性三个方面予以综合考虑，建立了设备分类的评价指标体系，如图所示。图3.4 设备分类评价指标体系综合考虑一般制造型企业的情况和设备管理的总体规划，把设备划分为三大类:A关键设备、B重要设备、C一般设备。结合制造企业的实际情况给出设备分类评语集，确定设备在各评价指标上不同分类级别的评语描述，如表3.1 所示：表3.1 设备分类评价指标评语集分类等级评价指标A关键设备B重要设备C一般设备故障后的替代程度（C1）无法替代或很难替代较难替代可方便替代生产过程中的重要程度（C2）影响全厂级生产影响车间级生产不影响主要产品及作业线对安全及环境的影响程度（C3）可使周围人员伤残或造成污染可使操作者健康受到危害或环境污染，但易于处理可很快恢复工作对产品质量的影响程度（C4）对全厂主要产品有决定性影响对全厂次要产品有严重影响对车间主要产品有影响对交货期的影响程度（C5）影响全长主要产品交货影响车间主要产品及全厂次要产品交货影响车间级次要产品交货维修的难易程度（C6）特别难维修，需要研究或外协全厂级可修，但很难车间级可修，稍难备件的供应程度（C7）周期很长（6个月以上）周期长（36个月）周期较短（短期可解决）设备的净现值（C8）高（50万元以上）较高（2050万）较低（320万）停机损失费用（C9）高（50万元以上）较高（2050万较低（20万以下）维修费用（C10）高（原值的20%以上）较高（原值的5%20%）较低（原值的5%以下） (二)运用层次分析法确定评价指标权重（1）确定B层指标的权重针对指标体系，计算B层指标体系相对权重。由生产，维修，财务部门及厂级相关部门专家分别进行比较评定。步骤如下：Step1：根据标度表（表3.2），针对上一层目标A对B层指标进行比较，得到判断矩阵，A=计算（i=1，2，3）对目标A的权重： = ，i=1，2，3 （3-1）表3.2 标度表标度a（ij）含义1因素i与j同等重要3因素i比j略微重要5因素i比j较为重要7因素i比j非常重要9因素i比j绝对重要2，4，6，8因素i，j重要程度之比介于相邻等级之间1，1/2，1/9因素i与j重要程度之比与上相反Step2：计算 （3-2）Step3：检验判断矩阵一致性，计算矩阵一致性指标C.I.： C.I.=（n=3为矩阵阶数） （3-3）根据平均随机一致性指标表查，当判断矩阵的随机一致