设备ITPM，未来设备管理新趋势

陈泽波，王振鑫，李婷婷

（武汉海尔热水器有限公司，湖北 武汉 430000）

随着德国工业4．0和中国制造2025规划的提出，各行业智能化工厂建设开始提速，新建超级工厂直接越级为自动化、智能化工厂。传统的制造工厂为了提高生产效率、降低能耗和维护成本，也加速了进行工厂设备智能化的改造和升级，随着设备自动化、信息化水平提升，设备管理需借助新的管理模式：设备ITPM。

1 传统设备管理的痛点、难点

（1）目前传统制造工厂在经营过程中，设备全流程管理工作存在以下的痛点、难点，主要有：①设备操作人员流动频繁，经常出现无证操作、疲劳操作；②设备检修、维保实际执行结果不受控；③设备单台维护、能源费用居高不下；④无法精确显示并传递设备运行状态信息；⑤设备例行维修、大修改造无依据，尚处于事后“救火”或取决于管理者的经验值；⑥设备备件采购预算不足、但库存金额又居高不下，甚至出现超期、呆滞备件。

（2）在设备管理的实际工作中，传统的设备基础管理，基本处于纸质“一书三表”的点检模式，设备维护费用、设备OEE、设备备件采购计划等均需依靠人工报表统计，计算分析，对执行人的工作经验、岗位技能、责任心等综合素质能力要求较高。对制造业中小型、劳动密集型的工厂来说，设备维护管理存在极大的挑战。

2 新的设备管理模式：ITPM系统

目前推出的新设备管理模式运用ITPM系统，是完全基于互联网架构的智能设备管理云端解决方案，可以为目前存在的设备管理痛点、难点提供一套切实可行的解决方案。其可以实现线下数据采集，线上数据对比分析、预警功能，实现智能化、网络化管理。ITPM系统从运转模式上：将之前靠人员的经验管理设备，升级为借助系统管理设备。可实现从设备的立项、采购、安装、验收、支付、改造、报废全生命周期进行资产管理；ITPM系统全流程信息流传递，节点明确、信息处理可追溯。ITPM系统从具体配置上看，线体、设备通过具体到部位的不同类型传感器，如温度、压力、流量、行程、液位、速度、能耗、浓度、震动传感器等，进行数据采集，实现机器与机器互联，人与机器的互联。系统实施后，能够实现的功能如下。

2.1 设备刷卡开机

实现设备操作证电子化，杜绝无证操作、实现操作者一人一机，授权持工作卡操作，非授权用户刷卡，不能开机。

2.2 设备动态点检

系统自动生成设备动态二维码，手机扫描点检，确保设备点检落到实处、具体到设备、到部位，确保“真点检”，避免流于形式，逐步取代传统设备管理体系纸质文件。

2.3 设备维保工单自动下发

通过提前将设备点检、润滑、维保等内容及频次（后期可优化）设置成设备维保工单，定期自动推送预设的执行终端及管理者手机APP软件系统上，随时进行工作提醒和督办。

2.4 检修计划执行全过程监控

自动监控计划的下发、完成情况，实时接收设备现场的异常报修和报警，上传设备故障处理过程及结果、备件更换情况，形成设备故障维修历史信息，便于后期维护参考。

2.5 搭建设备专家资源库

组织内外部专家资源，制作详细完备的设备故障维修手册、维修步骤视频给设备故障处理提供技术支持，拒绝“菜鸟”维修。同时可以在系统中设置内、外部专家资源库，出现疑难设备故障时，可联系预设置的专家进行远程、在线技术指导。

2.6 设备数据资源库共享

上传每台设备的全部技术资料到ITPM系统，使系统成为一个可移动、可共享的“数据库”，供企业设备相关人员“碎片化”学习。随时、随地在线培训，且具有统计学习学时、记录成绩等功能，使设备人员专业技能持续得到提升。另可以进行多工厂共享技术文档资料及高级维护资源。

2.7 设备备件信息开放共享

系统自带大数据分析功能，通过自定义设备的备件更换周期，从使用时间和工作频次两个纬度进行备件的寿命预测，调整强制更换的周期，定期提醒设备易损件。同时与备件安全库存系统、设备保养工单（特别是检修、故障工单）相关联，可自动生成备件采购需求计划，后期可升级建立备件库存共享端口，工厂可以实时查询供应商库存和其他工厂的备件信息。

2.8 设备生产管理系统

整合生产管理系统和能源管理系统部分功能，配置生产管理系统，如：动态采集并显示设备运行状态、到线体到小时的产量、单班产能、设备停机时间等主要功能。 能源管理系统功能包括：自动采集并显示能源耗量和当班产量，计算出单台能源费率，显示用能设备的实时状态，并带数据分析功能，根据预设定的目标值，进行能耗预警及差异分析，自动推送到管理者手机APP软件系统中。

2.9 设备绩效数据管理

通过MES、SCADA或工厂数据采集服务器接口传递的设备能耗数据，在设备iTPM系统中计算并记录设备开机、关机、待料时间、故障停机起止时间等，可设定自定义公式计算出：设备开动率、设备故障率、设备OEE、MTBF/MTTR、设备利用率等指标，通过主控大屏或者APP推送给设备管理、决策部门，并可以推送给绩效管理部门生成月度设备管理绩效考核表。

2.10 安全报警系统设置

可通过设置设备开机时间，来防止设备疲劳运行，设置设备例保周期，来杜绝超耗使用；设置安全装置状态报警，来规避设备“带病”运行；可以将线体附属的冷却、排风、超压、泄露、设备保护接地等安全设施，关联报警停机装置，防止设备运行期间出现安全隐患。

3 ITPM系统的应用举例

以某家电制造工厂成品组装线体通用全自动打包机设备为例，将线体类别基础资料进行建模输入ITPM系统中。

（1）人员信息模块：对接人力资源系统信息，上传入职时间，岗位、可操作设备、设备操作证，上传员工照片及字模、指模影像。

（2）设备信息模块：上传设备身份证信息，如设备采购时间、设备厂家、设备说明书及电气、机械图纸等。上传导入每台设备对应的重点备件明细，包括：备件使用寿命、数量、品牌、规格型号、备件强制更换周期，备件库存等，可实现更换逾期预警和自动生成备件采购计划。

（3）设备维保模块：录入维保工单、检修计划、检修工单、故障工单等格式信息，并可生成维修及检修记录单。

（4）在设备安全模块：设置关键安全参数监控、高风险设备故障预警，设备故障点、故障原因等。

（5）能耗管理模块：设置设计能耗的智能仪表参数、如水、电、气、汽的单耗，对接班前班后时间，自动生成能耗报表。

（6）资源共享模块：导入内部专家及外部专家信息，录入设备相关技术文档、培训音频资料、高级维修资源等。

（7）设备绩效管理模块：可自动生成：设备停机时、设备OEE、设备故障率、设备单台维护费用等信息。ITPM系统中每个模块数据可实时动态更新并记录员工可根据自己的岗位职责，通过手机APP登录ITPM系统各个模块查看相关设备信息。

4 ITPM系统的应用实践及潜在风险：

可推广应用于石油、电力、食品、家电等行业；其中某知名家电制造集团在旗下50余家制造工厂全面上线，互联设备达到8000余台套。据系统统计已上线工厂2017-2018年度智能工厂系统数据：自动预警数达到70万条，设备OEE提升19%，设备故障率下降72%，设备停机时下降47．2%，单台维护费用下降9．5%。不仅使工厂在设备自动化、信息化、停机时控制等方面提升明显，还可以将设备管理者从原有的现场巡检、记录表格、数据统计、计算、分析等繁重工作中解脱出来，将工作的重心聚焦于设备的技术改善及管理创新，将更多资源用于工厂设备的智能化改造升级，朝着超级工厂的方向推进。

当然，ITPM系统的上线是基于设备自动化，网络化信息化硬件匹配齐套的基础上实施的，是顺应于未来自动化及智能化发展新趋势。但对于目前处于转型期的企业，新上ITPM系统还存在一定的弊端和风险。

（1）ITPM系统上线的技术要求和标准未提前统一制定。

（2）工厂未在设备选型、采购前期加入ITPM上线要求，后期再重建系统，会造成资源严重浪费。

（3）若现有工厂设备自动化程度低、软硬件条件差，升级改造后会造成投入成本较大、投入产出回收期长。随着智能化工厂的建设，ITPM系统的实施和推广将是智能制造升级一个无法回避的课题与挑战。从现状考虑，以上这些问题和风险需要公司的决策者或设备的管理者进行整体规划和审慎的思考。但从公司发展的长远考虑， ITPM系统的投入建设和使用，势必会大大增加智能化制造工厂的管理竞争力。