煙草設備管理信息系統開發

 摘　 要： 卷煙企業設備管理信息系統建立了維修管理、計量管理、潤滑管理、備件管理等數據庫，對系統實現的功能、計算模型和分析方法進行了研究，實現設備故障、備件及費用等的預測和績效評估，通過持續改進，不斷提高企業設備管理水平。 
        關鍵詞： 卷煙企業；設備管理；信息系統；預防維修；計算機管理
　　隨著科學技術的進步，卷煙企業設備管理工作要求通過高效率、高速化和連續化的作業達到產品精細加工和質量零缺陷的企業管理目標,這對設備管理工作提出了更高的要求。長期以來，因數據不全，難以分析設備的技術狀態和故障行為，在設備管理中普遍采用故障后維修和基于使用時間的計劃性維修模式，制約了設備管理服務于生產的作用。因此，推廣應用計算機信息技術開展設備管理工作，改善設備技術狀態、提高設備管理水平、降低維修費用，成為煙草企業完善設備管理工作的當務之急。本文通過設備管理信息系統(PMIS)的開發，使PMIS成為設備管理的“一個工具”、“一部檔案”、“一本臺帳”、“一份計劃”和“一份維修決策參考”, 對不斷提高企業設備管理水平、提高企業經濟效益具有十分重要的意義。 
        １　設備管理信息系統(PMIS)系統概述
　　PMIS匯集了現代設備管理的理論和方法，應用計算機信息技術、統計技術及網絡技術等手段對設備管理進行信息傳遞、處理，實現了：（1）智能化歷史維修數據分析，指導設備預防性維修，生成備件采購計劃；（2）通過控制圖確定、分析重點傳動部位溫度、噪聲、振動進行狀態監測, 預測故障，反映設備運行狀態；（3）利用精度指數確定維修級別，指導大中項維修；（4）依據換件分析、故障點檢、狀態監測、潤滑點檢生成維修計劃，并對其進行跟蹤；（5）通過對計量臺帳的管理分析，生成檢定計劃；（6）利用排列圖、統計表、雷達圖等數理統計方法對設備點檢及故障進行分析，指導設備維修保養；（7）利用維修換件分析數據實現標準規范的備件管理；（8）綜合多模塊信息實現設備計劃管理、業績評估和考核 （如圖1 設備管理信息系統業務分析圖示例所示）；（9）按要求對技術資料檔案實施管理；（10）通過數據字典動態生成程序錄和輸出界面。通過相關數據和信息的圖表和數理統計分析，實現設備的預防維修，提高設備管理水平。
        ２　維修換件分析
        ２．１　維修換件周期測算
　　系統記錄設備的開動時間、產量等數據，并將維修換件信息進行分類整理，作為分析計算的數據來源，然后計算各零件的使用壽命周期及其離散程度。針對某型號設備的某個零件，可計算出它的換件周期 和標準偏差S為 

                                                    
        其中：Ｘij為某設備某零件相鄰兩次換件的時間間隔；I為同型號不同機號的一臺設備；J為該設備該零件一次換件；n為同型號設備該零件的換件總數。
　　在設備管理中，零件換件周期一般可確定為[-3S，+3S]。維修換件后，新記錄被輸入系統，再次分類計算出和S，并根據計算結果對各產家的零件質量控制水平、維修人員的技術水平、設備的維護水平進行評估，為系統預測設備零部件故障和備件管理提供了依據。
        ２．２　維修換件預測
　　為了預測零件的故障維修更換時間進行預防維修，系統需對上述數據作進一步處理，消除不連續和樣本不足的影響，計算零件的壽命。
　　某零件的維修換件總數量為N，在使用時間t內更換的數量為n(t)，其更換率F(t)=n(t)/N，可靠度R(t)=[N-n(t)]/N。在[t、t+△t]內更換數量為△n(t)，其更換概率h(t)=△n(t)/[N-n(t)]，故障概率密度f(t)＝△n(t)/N。
　　按照威布爾分布原理計算該零件的可靠度R(t)=exp[-(lt)b]，用最小二乘法確定系數l和b，求出零件的故障概率密度函數f(t)和可靠度函數R(t)為
　　　　　　　　f(t)＝lb(lt)b-1exp[-(lt)b]
　　　　　　　　零件壽命＝ò R(t)dt
　　系統根據計算出的零件壽命預測維修換件時間，生成維修計劃，經確認，直到該零件被更換，將數據錄入系統重新計算，修正零件壽命，生成新的系統數據。
        ３　設備點檢及分析模塊
　　設備點檢由操作點檢（一級）、維修點檢（二級）、專業點檢（三級）和精密點檢構成，把操作和維修有機地合為一體。
　　PMIS設備點檢模塊建立過程中，定點和定標兩個環節至關重要。預先設定設備故障點，明確點檢部位、項目和內容，規范故障描述、設計點檢表、編制動態故障字典表、設計點檢結果分析方法，做到有目的、有方向地進行點檢，并制定衡量判斷設備是否正常的依據和尺度，采取對策措施，達到排除故障，恢復設備性能的目的。
        ３．１　三級點檢結果分析
　　系統記錄點檢信息（機型、機號、點檢時間、點檢部位、故障現象、點檢測量值等），生成維修計劃。二、三級點檢結果對長期保持設備正常狀態具有較強指導性，可用排列圖、雷達圖等方法進行重點分析達到：（1）按程度大小順序提示出設備每個部組的故障隱患對整個設備狀態的影響；（2）分析出設備需要重點改進的部位。
　　部組A點檢故障隱患次數為a，所有部組故障隱患次數為b，部組A的故障隱患頻數為a/b×100%，各部組依次相加可得到累計頻數。按照“關鍵少數和次要多數”原則，系統將一臺或一種型號設備各部組的故障隱患次數、維修換件費用、維修換件數量和它們的頻數等項目從最重要到最次要進行排列，繪制并輸出排列圖（如圖2所示），再用排列圖或雷達圖對造成該部組故障隱患的零部件故障因素進行分析，找出影響設備正常運行的主要部組故障因素，列入維修計劃，實施維修。

圖2 故障排列圖

        ３．２　精密點檢
　　精密點檢模塊記錄各種零部組件單項標準精度，并將每個檢查項目技術狀態標準要求的精度允許值同實際值作比較，確定設備的精度指數，定量反映設備的綜合精度水平。

精度指數 s為設備實測單項精度；Tp為設備單項標準精度。
　　當T≤2時，需對設備進行維護，調整小修或項修，2＜T＜3時，設備需進行中修，T≥3時，設備需大修。
        ４　設備狀態監測
　　PMIS狀態監測通過對設備重點傳動部位的溫度、噪聲、振動、磨損及潤滑性質等指標的檢測判斷預測設備運行現狀和可能產生故障的部位和發展趨勢。溫度監測模塊利用紅外測溫儀對設備進行檢測，并將檢測溫度與正常溫度和歷史數據進行比對，判斷該部位是否異常。
        ４．１　溫度數據分析
　　相同條件下同型設備某傳動部位的溫度檢測值呈正態分布。系統采用控制圖原理進行計算，經過一段時間統計，得到各部位監測點的標準溫度，即

                                        　                          
 

        其中，ti為某設備某部位檢測溫度；T0為該部位的標準溫度；N為該部位的溫度檢測次數；為幾臺設備該部位檢測的平均溫度，n為同型號設備數 。
　　溫度異常警報漏發造成的損失遠遠大于虛發警報，所以同型設備該部位的控制上界溫度為

                                                   
 

        其中，Si為幾臺設備該部位檢測溫度的標準偏差。
        ４．２　分析計算過程
　　系統將多臺設備該部位的一次檢測溫度作為一組數據記錄，并計算出20組數據的T0和Tmax，繪制出控制圖，剔除高于Tmax的數據后，再補足數據重新計算T0和Tmax，繪制新的控制圖，直到沒有數據點超出Tmax為止。這時T0和Tmax被確定為該部位的標準溫度和上限溫度，并計算出Tw做為報警溫度，即
　　　　　　　　
　　系統將Ti與T0、Tw和Tmax進行比對，當Tw≤Ti＜Tmax時，系統提示該部位需要檢查。Ti≥Tmax或連續出現Tw≤Ti＜Tmax時，系統報警該部位需要維修。系統綜合相同部位的振動、噪聲等數據后分析設備的技術狀態，準確判斷出故障隱患。
        ５　設備潤滑管理
　　PMIS設備潤滑管理摸塊對設備的潤滑作業及狀況進行臺帳管理和檢查，包括潤滑臺帳和潤滑點檢兩個摸塊。
        ５．１　潤滑臺帳
　　潤滑臺帳子摸塊由歷史潤滑數據查詢、項目字典、油品字典、油品化學分析數據記錄查詢和潤滑周期計算等表格和模型構成。
        ５．２　潤滑點檢
　　潤滑點檢分為周點檢和月點檢兩個部分，它由點檢錄入、數據查詢、點檢項目和故障字典、點檢記錄、油質指標記錄等摸塊和表格構成。
　　潤滑員將檢查情況輸入系統。系統將這些數據與標準進行比較，診斷設備的不良潤滑狀況。實施潤滑措施的信息被輸入系統，充實系統數據，改進潤滑。
        ６　計量管理
　　PMIS計量管理摸塊包括計量臺帳管理和計量儀器維修檢定。
        ６．１　計量臺帳管理
　　系統建立計量臺帳，記錄計量儀器的屬性，以便查詢。
        ６．２　計量儀器維修檢定
　　系統建立了計量器具維修記錄表，記錄儀器的故障原因和現象、維修情況、更換零件、測試結果、維修時間、維修人員、維修后性能參數等，對儀器進行跟蹤監控。
        ７　備件管理
　　PMIS備件管理摸塊分為標準管理和實施管理兩個子模塊。
        ７．１　標準管理設定備件管理標準，對備件管理的各項屬性進行記錄管理。
        ７．２　實施管理包括供需調整管理、采購管理、收發管理、庫存管理和費用管理等。實現供應采購計劃、采購安排、委托登記、預算核對、采購分類、詢價、合同、收貨入庫、發料、退庫、備件存放、庫存核對、費用統計、資金分類、報廢等業務管理功能。
        ８　計劃管理
　　PMIS的計劃管理摸塊主要是對設備的維修計劃、備件計劃、計量儀器檢定計劃、資金費用計劃等進行管理。
        ８．１　維修計劃子摸塊調用各摸塊數據生成設備維修計劃，確定維修要求、工期、維修及驗收人、驗收條件等項目后實施維修，并將驗收情況、工時和維修換件等信息輸入系統，形成完整維修記錄存檔。
        ８．２　備件計劃子模塊從維修換件和備件管理模塊中提取數據，編制出包括零件名稱、件號、規格、采購量、安全供貨期、價格、產家、使用設備及地點等信息的備件計劃。
        ８．３　計量儀器檢定計劃子模塊從計量管理模塊中提取需要檢定的儀器，明確檢定時間、人員、檢定要求等信息實施檢定，并將屬性數據輸入系統。
        ８．４　資金費用計劃模塊根據各模塊記錄和提供的數據自動按部門、機型、機臺、時間及業務職能的要求測算需要開支的費用（包括維護費、修理費、檢查費、備件材料費等），編制費用開支計劃。
        ９　績效評估和檢查
　　PMIS的績效評估和檢查模塊從各模塊中提取數據，按部門、機型、機臺、維修人統計設備維修績效（包括修后設備狀態、效率、完好率、工時、點檢實績等），對維修人員進行業績考核評價；按設備、部門及業務職能計算備件到貨率、庫損率、到貨驗收合格率、領用率、合同履行等指標，評價采購及保管實績；按機臺計算設備潤滑泄漏率、潤滑材料使用率等指標，評價潤滑績效；對計量儀器校準、檢定和維修進行統計，對計量能力滿足質量要求的程度進行評估；利用雷達圖對設備效率、產品質量、維修成本等項目進行分析，綜合評估工作成效。通過績效評估和檢查，實現設備管理工作的持續改進和完善。
        １０　設備技術資料檔案管理
　　使用編程軟件和數據庫管理系統作為PMIS的開發工具，將數據導入Word和Excel，實現報表的輸出上報、存檔及查詢，為決策提供參考。
        １１　結論
　　設備管理信息系統（PMIS）的開發和應用實現了設備管理活動標準化、業務工作自動化、費用管理電算化、管理維修一體化和持續改進的目的，為卷煙企業設備管理基礎工作提供一種科學的應用工具，對設備管理工作的進步和設備效益的發揮具有重要的實用價值。通過全過程、多方位、多層次的計算機信息管理，全面提高企業設備管理水平，增強企業競爭能力。