制造企业生产设备运行维护实时管理系统设备管理企业管理65

1、制造企业生产设备运行维护实时管理系统_设备管理_管理引 言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） 笔者结合制造型企业生产设备的应用特点，通过对设备管理业务流程的（OverallEquipmentEffectiveness， OEE）”和“设备功能区块图”的设备实时监控系统四层结构框架，该框架既适用于独立的设备实时监控系统的开发，也可以应用于生产制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）中设备

2、管理子系统的设计，不仅可以实现对生产设备状态的实时监控、提高设备运维管理能力，还可以强化其它MES 子系统的功能。支持实时监控的设备运行维护管理框架由于科技的进步，制造设备的功能更为复杂，数量更加庞大，维护人员型制造企业，运行维护的主要目的是要提高设备可用度，减少设备停机时间使设备尽量处于生产状态中二因此维护响应的实时性以及调度管对设备停机原因的追8）对维护工单的有效管理；9）对维护任务的有效安排。要实现“设备状态的实时反馈”与“设备制造参数的有效控制”，系统计算”的方法，将可以达到目标。对于“运行维护历史数周期的计算来实现.。为了满足以上要求，笔者提出设备运维实时管理的四层结和设备调度管理层

3、（ESM），1图 1 支持设备运行维护实时管理的四层结构框架设备信息采集层与实时监控管理层对造成设备停机的原因进行自动检测和准确区分，是设计一个智能化的力、时间等），实时监控管理层的主要任务，是在统一的软件平台上实时有效地监控所有生产设备的动态信息，并且实现以下功能：1）及时地提供报警信息给维护人员；2）记录停机设备、停机时间、停机代码、停机恢复时间等信息，以便将来的进一步分析；3）提供各种管理报表，作为管理决策的依据。与普通的自动化SCADA（Supervisory Control And Data 系统不同，用于设（如计（如生产交班、清洗、停产等）。OPCOLE/COMSCADA2图 2

4、制造设备运行参数采集与实时监控OEEOEE（Overall Equipment Effectiveness），即设备综合效率，是一种OEEOEE TEEP（Total Effective Equipment 指标，把所有与设备有关和无关的因素都考虑在内来全面反映企业设备效率。OEEOEE其计算方式由三个部分组成，分别是：利用率、表现指标和质量指标（Availability, Performance and Quality），或者称为时间开动率、性能开3图 3 OEE 对生产能力的改进机制AV、PEQU，1：OEEAVPEQU；其中，Ti为日历总时间（Total Time），Di为设备停机时间（

5、Downtime）；其中，DDD，D（Scheduled Downtime），Dinmnm生产停机时间（Nonscheduled Time）；PEROR（Rate 为速度开动率eeee（Opezational Efficiency）；其中，Tpi（TotalProductiveStateTime），T 凡为开动时间（Equipment Operational Uptime），CTop为理想加工周期（Ideal Cycle Time），CTa为实际加工周期（Actual Cycle Time）；（TotalOperational），Op为废品与次品数量（Rejects Operational）。

6、1 假设某个设备的T168（ScheduledDowntime）i28（Nonscheduled Time）8可以计算出：利用率211 两种产品的生产过程示例分钟/件； 分钟/；表现指数 PE0.8290.77664.3%。3 若该设备加工产出情况如下：A5734721101683573110116744768115235按照公式 1，可以计算出：质量指标OEE46.9%TEEPOEEOEE日常维护等等，非生产时间停机包括节假日停机、停工、维修等等。这些事件一般都可以归类为计划内停机，并且容易通过手工记录的方式计算OEE，然而生产OEETEEPOEE在OEE计算中，设备利用率，若引入完全有效生

7、产率TEEP条件，则可以定义重新修订设备停机时间 D 为：t2：DD D Dtstntut其中，Dut为设备外部因素停机时间（Unscheduled Downtime）。此时在OEE计算中，设备利用率，即开动时间和总时间之比.T D），其他公式的算optstntut法和项目内容不变。此时，OEE 可以反映完全有效生产率 TEEP，并且分别反映出全部类型的生产能力损失，如图 4 所示。图 4 完全有效生产率及产能损失状况分类要做到精确地计算完全有效生产时间 T ，能够对设备外部因素停机时间op即异常停机时间进行自动检测和精确统计是技术上的难点之一。本文引入设备失将可以较好地解决这个问题。设备失效

8、模式分析和关键性原因分析46功能区块划分对构成设备的各个功能区块进行划分，主要是便于将来对造成设备失效块图。其中电控机构包括：输入机组板、输出机组板、位置控制板、温度控制板、主机5。图 5 对注塑机失效模式的功能区块划分功能区块图功能区块图的主要作用，是可以清晰地展现设备故障和触发信号之间的逻辑关系，其构成包括三个部分：触发信号、逻辑判断和结论输出，其中，结论输出代表了造成故障的关键原因，如图 6 所示。图 6 功能区块图模型例如，若注塑机的锁模机构失效模式包括：无法锁模、无法开模，则可以将失效模式分别定义为：M-MM121前后安全门未关、电磁阀未动作、拖模未复归、输入机组板故障等，则可以将故

9、障代码分别定义为：E 、E 、E 和 E 。前后安全门未关故障的触发信号包括：关1234前后安全门输出信号、前后安全门到位信号，分别定义为：I 、I ；电磁阀未动12作故障的触发信号包括：开锁模电磁阀、开锁模回油电磁阀、锁模电磁阀到位、锁模回油电磁阀到位，超过动作延迟时间，分别定义为：I 、I 、I 、I 和 I ，34567EEEEII“”1134123456为布尔逻辑运算符“或”及“与”，对于更为复杂的逻辑判断，可以采用“故障树”、“模糊逻辑”和“概率逻辑”等方法，因篇幅所限，在此不再赘述。基于设备失效模式分析和设备效能分析的设备调度管理子系统OEE“维护工单的有效管理”等，具体需要考虑的

10、方面有维护报告、预防性维护、工单管理、设备采购的原始信息、维护人员管理、工具控制管理等等。若需要在制MES行必须与计划排产系统协调配合，确定工单的优先等级，维护工单除了需要落实例行性维护工作之外，也能够执行预防性维护周期机制所得出的维护进度安排， 使设备的利用率与成本费用能够达到最佳目标。设备效能分析层与设备调度管理层的功能模型如图 7 所示。图 7 设备效能分析层与设备调度管理层的功能模型系统应用本论文提出的结构框架不仅适用于多机台的工件车间设备运维管理，也12PLC SCADASCADAOPCPLCTEEP8图 8 生产设备运行维护实时管理系统的应用界面总 结OEE引 言生产设备是制造企业

11、的重要资源。设备运行维护管理的好坏直接影响车维护费时费力；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） 笔者结合制造型企业生产设备的应用特点，通过对设备管理业务流程的（OverallEquipmentEffectiveness， OEE）”和“设备功能区块图”的设备实时监控系统四层结构框架，该框架既适用于独立的设备实时监控系统的开发，也可以应用于生产制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）中设备管理子系统的设计，不仅可以实现对生产设备状态的实时监控、提高设备运维管理能力

12、，还可以强化其它MES 子系统的功能。支持实时监控的设备运行维护管理框架由于科技的进步，制造设备的功能更为复杂，数量更加庞大，维护人员型制造企业，运行维护的主要目的是要提高设备可用度，减少设备停机时间使设备尽量处于生产状态中二因此维护响应的实时性以及调度管对设备停机原因的追8）对维护工单的有效管理；9）对维护任务的有效安排。要实现“设备状态的实时反馈”与“设备制造参数的有效控制”，系统和设备调度管理层（ESM），1图 1 支持设备运行维护实时管理的四层结构框架设备信息采集层与实时监控管理层对造成设备停机的原因进行自动检测和准确区分，是设计一个智能化的力、时间等），实时监控管理层的主要任务，是在统一的软件平台上实时有效地监控所有生产设备的动态信息，并且实现以下功能：1）及时地提供报警信息给维护人员；