现代企业设备管理信息化的技术及方法.docx
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现代企业设备管理信息化的技术及方法
现代企业设备管理信息化的技术与法
中国设备管理协会计算机管理开发应用中心德峰
前言
设备管理信息化已经由早期的以维护和维修为主的模式（CMMS及PMIS）
，向现代的企业设备资产管理系统EAM（EnterpriseAssetManagement）
发展。
一个优秀的企业设备资产管理系统，将利用计算机网络技术和强大的数字化管理技术
，结合先进的设备管理思想和法，优化设备资产管理流程，形成动态的设备管理工作平台，利用对设备资产管理信息流与工作流的控制，使企业更有效地配置包括设备资产在的有形资产，提高生产设备的可利用率及可靠性，控制维护及维修费用，延长设备生命期，满足先进的生产设备对现代生产组织保障的要求。
基于设备管理信息化工作的重要性，中国设备管理协会于1997年设立了计算机管理开发应用中心。
六年多来，在中国设备管理协会的领导下，在各地与行业设备管理协会的支持下，在广大企业的帮助和鼓励下，在设备管理计算机应用研究与推广应用中，计算机管理开发应用中心不断发展，已经成长为中国设备资产管理领域计算机应用的最重要的技术服务机构，在该领域拥有重要的影响力，也是国唯一可与国外同类企业进行竞争的本土化软件服务机构。
现代企业设备管理信息化的技术与法，是计算机中心在总结国外设备资产管理软件设计与实施经验基础上，结合中国企业管理实际，提出和形成的、代表目前设备管理计算机应用先进管理思想、管理法和应用技术整体解决案。
我们将以EAM为基础，详细介绍设备资产管理信息化的国外发展动态、EAM在企业设备资产管理、运行管理、维修管理、备件管理等主要工作领域的计算机模型和实现法、希望这里的介绍，能起到为企业推进设备资产管理信息化工作，提供计算机技术、管理法、实施策略的支持与指导作用。
第一部分设备管理信息化的发展与正确途径
一、EAM在企业信息化中的地位与作用
中国工业经历了上世纪末的高速发展，很多设备已进入故障高发期，维护成本也开始增加。
进入新世纪，中国更多的企业重视新技术、新工艺的引进，先进的生产设备已成为中国工业化历程中不断创新和发展的重要基础。
但是，随着全球性竞争等外部环境的巨大变化，一味地靠更新设备的法并不能解决企业的竞争力问题，况且，设备更新也意味着代价巨大的投资，而过去降低企业管理费用的设备维护法已经不能适应新的要求。
要整体上解决设备管理发展的这一重要课题，一项基础而重要的工作就是实现设备管理的信息化。
设备资产管理系统（以下简称“EAM”）在企业信息化中的地位与作用主要表现在以下三个面：
1、设备管理的信息化是企业信息化的重要组成部分：
设备管理作为现代企业重要的管理工作之一，对企业的安全正常生产和产品质量影响重大。
在企业信息化已经逐渐普及的今天，将不断地发生企业ERP系统及其他信息化系统，和设备资产资源之间的冲突，并一般以生产排程的困难、物料供应的控制缺失、企业产品提供能力的紧为表现。
这些冲突现象的产生，往往是因为不能够给予生产设备的能力控制与维护功能以足够重视引起的，尤其是当企业的设备管理不善，不得不以更多的设备资产投入来满足市场需求的时候，冲突就会加剧，并且会导致更多的设备维护和运行成本的产生和更低的资产利用率，在资产密集型企业这一矛盾会更加突出。
EAM将以为企业提供全面的设备资产资源配置、设备生产能力控制和设备运行状况的数据信息处理功能，而成为企业信息化中一个重要的子系统，使设备资产管理的数据信息成为企业信息化的一个重要组成部分，在一个优化的管理之中，确保设备的生产能力得到最大化的利用。
2、通过实施EAM，建立和完善具有先进管理思想与法的设备资产管理体系：
EAM是与设备管理现代化同步发展起来的，其管理思想主要融合了三类设备管理与维修理念：
前联和我国传统的计划维修、欧美流行的预防维修、设备综合工程学和全寿命期管理思想。
因此，建立和实施EAM系统，不仅仅是一个是否实现信息化的问题，更重要的是通过实施EAM，建立和完善具有先进管理思想与法的设备资产管理体系，全面提升设备管理工作的质量和水平。
EAM的全面解决案，将帮助用户从合理使用操作设备资产中，获得管理效益、通过重组企业资产管理流程减少管理生产的费用和增强综合竞争力、以先进的管理式和管理思想改良企业资产、通过高透明度的工作组织最大程度地降低运行与维护费用等。
对资产密集型企业，特别是设备管理国优企业，这个作用将更加明显。
3、支持设备管理的持续改进与持续发展：
建立EAM系统，将有效地促进设备管理的标准化、规化运作，在此基础上，为企业设备资产管理经验的积累、先进管理技术的使用、管理流程的优化和管理的持续改进，提供技计算机技术途径，保证企业的设备管理工作随着企业管理的发展而同步发展。
二、国外EAM的发展动态
国外的设备管理信息化的发展已经有25年的历史，我国的应用也有15年的历史。
从二十世纪八十年代初将计算机用于设备维修管理的CMMS（计算机化的维护维修系统，puterizedMaintenanceManagementSystems）到现代的EAM，利用计算机进行设备管理经历了一个不断深入的过程。
到目前为止，EAM解决案的软件供应商，大多集中在美国，共有200家左右的EAM专业公司，其中比较活跃的在50家左右。
我国的EAM软件供应商有20家左右，其中能代表本土化EAM软件发展水平的是中设协计算机管理开发应用中心。
国外的EAM发展呈现两个主要特点
。
一是以EAM取代了传统的CMMS，且形成了专业化的市场服务分工，如美国的INDUS公司主要服务于有高端应用需求的大型化企业，MRO与IFS公司主要服务于二类企业，Datastream公司的优势是为中小企业提供产品型服务等；二是这些公司以各自的产品软件为主导，正积极地向外特别是向中国进行市场拓展。
由于国外软件主要以预防维修管理体系为主进行功能设计，与我国企业注重管理过程和现场工作组织的管理特点有一定的差异，且主要依靠软件产品开发商提供技术支持，对于国有大型企业有一个适应过程，磨合期会比较长。
相比而言，本土软件的主要优势是熟悉中国企业的EAM管理实务与管理模式，并拥有较多的设备管理与设备工程技术的专业知识和服务能力，产品系列覆盖了从高端到低端的EAM市场用户，且可提供直接的客户化服务与管理咨询；尤其重要的是，本土软件在发展过程中，逐渐形成了符合中国企业实际的设备资产管理思想，如重视全过程与全寿命期管理、基于故障与停机分析的运行管理、以预防维修为主导的多元化维修模式的建立、以及在资产运营和经济技术管理面的发展等。
本土软件和国外软件之间的激烈竞争，无疑将推动EAM软件向更高的技术水平和更好的服务发展。
三、设备管理信息化的正确途径
企业信息化的成效建立在管理现实的基础上。
先进的管理水平与先进的计算机技术相结合，无疑将促使企业实现降低成本和提高利润率的目标。
而对管理基础不扎实和管理法不完善的企业来说，照搬为管理先进的企业而设计的应用软件，信息化建设的目标是很难实现的。
1、设备管理信息化的认识与工作误区：
目前，在我国企业设备管理信息化的发展中，存在着几个面的认识与工作误区，重影响了设备管理信息化的建设成效。
（1）信息化工作目标不清晰：
通过建立设备管理信息化系统，要达到什么工作目标、解决什么具体问题、采用什么技术案、如进行实施组织等等，存在着重的认识模糊问题，以为采用先进的软件特别是国外的软件，就解决问题了。
在制定信息化目标时，必须清楚自己要解决的主要管理问题是什么，才能选择一个合适的软件帮助自己解决问题。
（2）需求定位过高：
企业只所以需要信息化系统，目的是借助信息化推进工作、改进工作并解决实际管理问题，因此，只有符合企业管理实际的软件，才是自己所需要的软件，不是需求提的越高越好。
软件向企业管理整合是第一步工作，企业管理向软件整合是第二步工作，就是说，对我国的绝大多数企业来说，通过信息化实现了规化管理之后，才能向优化管理的更高要求发展。
（3）对设备资产管理的专业化性质重视不够：
设备资产管理软件的专业性质非常强，仅仅是有好的计算机技术，是不能帮助企业建立起一个好的设备管理信息化系统的，只有具有丰富的设备管理实际经验和设备工程技术能力的专业人士和专业技术服务商，才能正确地理解企业的管理需求和业务组织过程，最终帮助企业实现设备管理的信息化目标。
因此，设备资产管理信息化的实现，应依托专业的EAM软件技术服务商去进行，企业的信息化部门对此的认识不够。
2、实现信息化的正确途径：
总结国外企业在实施EAM面的成功经验，特别是针对解决我国企业在实施设备管理信息化中的工作与认识误区，对不同管理水平的企业，设备资产管理信息化的正确途径应该是：
（1）对管理基础不够扎实、管理体系尚需完善的企业，首要目标是“用上”计算机软件，根据软件系统所提供的标准化、规化管理功能，调整与完善管理基础与工作体系，为今后的管理发展和信息化发展打下一个良好的工作基础。
（2）对有一定计算机应用基础、管理基础工作较好的企业，应将设备管理信息化的目标定位在“规化运作”上，通过规化管理，提高管理效能并有效降低设备的维护成本与管理成本，保障设备资产的安全正常运行。
实现“规化运作”所需要的软件，是那些符合中国国情、具有一定管理先进性和完善管理体系的产品型EAM软件。
（3）已经实现或基本实现“规化运作的企业”，可制定较高的信息化目标，立足于“优化管理流程和改进管理体系”，建立企业级的EAM系统，将企业的设备资产作为企业的重要资源进行管理，以追求资产的优化和资产投资回报的最大化，并通过引进先进的管理思想与管理法，如故障分析、状态监测分析、可靠性管理、合理维修期分析、合理备件库存分析、KPI管理、决策分析等，解决企业设备管理持续发展的问题，为产品结构调整、生产计划制定、设备更新改造提供决策分析支持。
四、最新的技术实现法
EAM自身随着计算机技术的发展而不断发展，最新的技术实现法，主要围绕着最佳工作流程设计和最大程度地应用集成，这两个向发展。
1、面向工作流程的设计法：
管理信息系统（MIS）设计法，经历过面向过程向面向对象的发展，目前所见到的设备资产管理信息系统，都还是以面向对象的设计法为主。
这种设计法仍在发展之中，但在实际的软件实现过程中，这种法未能解决需求与设计之间的矛盾，软件产品应用适应性仍不能很好满足企业的需要，主要表现在软件系统的柔性较差、开发效率仍然不高、设计难度较大、实施期较长。
因此，一种寻求解决这些问题的新的设计在形成，这就是面向工作流程的设计法。
该法的主要特点是：
（1）面向企业的管理流程进行系统结构设计，将管理流程置于界面与表单设计（界面与表单的设计是面向对象设计法的首要工作）之上，根据管理流程需要配置界面与建立表单，系统设计的基础不再仅仅是数据与数据关系的实现，而是管理流程的设计与组织，MIS系统的设计重点就从数据关系转向管理流程。
（2）为企业提供一个可自定义的基于数字化管理技术的工作平台，是系统设计的最高出发点。
系统支持用户自定义管理流程、工作节点与管理职责，并以此形成系统的工作任务列表，且根据工作人员的权限定义，自动将待办任务推到工作人员的桌面，实现工作任务的准时下达。
当企业某一具体的管理流程或流程中的工作节点需要调整时，只需要重新定义管理流程及其相关工作控制属性，即可执行优化后的管理流程。
这就保证了企业管理机构改革、管理流程调整、管理资源整合、岗位与人员变动时，可通过管理流程的重新定义（维护），使系统能够不受影响地继续高效运行。
2、实现最大程度地应用集成：
企业的信息化系统正在走向数据信息与管理业务的整合与集成，以便解决多个异构系统的信息资源的高效利用问题。
因此，EAM也按照这一发展趋势，使自身与企业的ERP系统、OA系统、各个单项的子系统（如财务系统、物资系统、生产系统、人力资源系统等）以及现场监测系统（如DCS、PLC、状态监测系统等）之间实现最大程度地应用集成。
支持EAM系统与其他系统进行应用集成的技术实现法多种多样，目前的趋势是，基于Java技术和.net技术的多层B/S结构体系软件，提供了更好的集成性能与集成效率。
软件技术总是在不断发展的，比这更重要的是管理自身的发展。
因此，我们将着重介绍设备资产管理的计算机模型建立与技术处理法。
第二部分建立全寿命期的动态设备资产基础管理体系
一、设备资产树的建立与基础信息结构设计
设备管理计算机系统与工业企业其他应用软件系统的最主要区别,是管理对象涉及面广、管理事务繁杂、数据类型多、保障性质强。
因此，系统的成败主要取决于对设备管理业务理解的准确性，而不仅仅是基于计算机的对数据关系的认识。
可以说，一面由于设备管理业务的专业性很强，一般的软件开发人员无法很好地掌握好设备管理工作的特性，另一面，设备管理工作者由于计算机开发能力的限制，也不容易成功地设计一套设备管理软件,这正是目前社会上大多数设备管理软件难以为设备管理业界认同的主要原因。
为设备管理系统建立标准的信息结构和合理地设计设备资产树，是成熟和实用的EAM产品必须解决的两大重要问题。
1、建立标准的信息结构：
在设备管理的众多数据信息中，是可以进行类的分划的。
每一个与其他类不相同的类，或者代表着一个面的管理行为，或者代表着一个予以追求的信息价值目标。
从计算机的信息观点来看，设备管理系统的数据信息可从四个角度进行类的分划：
（1）管理层级分类：
指设备管理的管理程序层级，一般可分为管理与控制级、执行与调度级、作业与事务处理级三个层级。
（2）设备管理的信息分类：
按工作对象可分为投资规划信息（对应于前期管理）、设备资产与变动信息（对应于资产台帐及档案管理）、技术与运行状态信息、维护与维修信息、备件信息和人员管理信息等。
按信息的性质可分为计划信息、作业实施信息和统计信息等；按资金运用又可分为资金计划信息、作业费用信息和效益评价信息等。
（3）设备的管理元素分类：
包括部门设置、设备分类、主次设备、用途分类、变动形式、管理类型、财务分类等。
（4）设备管理的作业分类:
主要按设备管理的作业类型进行划分，主要包含12大类的作业事务，如购置、资产建帐、资产变动、运行记录、点检检查检验作业、故障事故处理、保养作业，润滑作业、维修作业、备件采购、库存管理、设备报废等。
不同角度的这些信息，在进行结构化的统一组织和设计后，才能形成EAM的标准信息结构，作为EAM的数据信息处理基础。
2、设备资产树的设计：
EAM标准信息结构统一组织的基础，是设备资产树的合理设计。
一般有两种类型的设计法，第一种是固定结构的设备资产树，设备树的节点定义后不支持用户的扩展；第二种是开放结构的设备资产树，支持用户按管理的需要建立多节点的设备树，每一节点作为管理的一个层次，节点越多，数据信息的集成性就越高。
常见的设备资产树如图一所示。
分厂（车间）
生产线（装置）
单体设备
工作机构
图一设备部位
设备树零部件（备件）
在EAM中，以单体设备作为管理对象和以设备部位作为管理对象，是完全不同的两种管理法，使用软件所能达到的效果也完全不同。
以部位为对象进行设计和管理，可将设备的点检、故障、保养、
润滑、技术分析、维修和备件的数据信息，
进行统一的量化管理，为管理工作提供量化
的决策分析支持；这是以单体设备为对象的
管理所难以做到的。
所以，设备资产树的设
计及其不同的设计法，事实上为企业提供
了不同的管理与工作组织平台。
能否在计算机技术的支持下，对设备进行全寿命期的动态化管理，就看软件是否支持按设备部位进行数据信息的组织和处理。
二、设备全寿命期管理模型设计
对设备资产进行全过程的或一生的管理，必须以全寿命期理论为指导。
实现全寿命期管理的关键，是建立计算机化的寿命期管理模型。
由于设备资产的期费用的采集，工作量大，准确性要求高，分析所依赖的数据基础样本的科学性要求高，我们提供的寿命期费用管理，只能是一个简便而符合寿命期管理理论的实际模型，如图二。
这一简便与实际的模型，允不采集和分析那些等同费用与等同价值表现的设备期费用，而对与设备使用、维
图二全寿命期管理的实用计算机模型
护、维修及其价值运动密切相关的费用的采集和分析作为管理与分析的基础，使企业管理者可通过排序的法评价设备资产的期费用表现与价值表现，从而为设备维修、改造与更新，提供决策分析服务。
三、全寿命期费用分析的计算机实现法
设备资产寿命期管理的重要工作之一是对全寿命期费用进行采集与计算。
这一直是人工管理情况下，对设备实行寿命期管理的工作障碍；即使对计算机来说，也是一个难题。
下面我们介绍设备经济寿命的计算机分析法、基于全寿命期费用的设备运行价值分析法、以及利用这两种计算结果进行设备维修与更新改造的决策分析法。
1、设备的经济寿命计算与分析法
其中：
T：
设备的经济寿命，即最佳使用年限；
P：
设备的原值；
L：
设备年终的残值，L＝净残值－拆除费用；
M：
年平均递增的维持费用，且假定
第一年的维持费用按年平均维持费用的一半计算。
计算设备的经济寿命，P值是确定的，L值是已知的，关键是M值，有两种具体的算法：
（1）假定该设备未投入实际运行，它本身未发生维持费用，我们以企业中同类设备的已发生的维持费用作为计算依据。
如按同类设备统计，该同类设备共有D台，在一个已知使用年限T’的维持费用（包括运行、维护与维修费用），合计为N’,则每台设备的年平均维持费用为
N＝N’/T’D，这时，M＝2N/T’；
（2）统计该台设备在一个已知使用年限T’的维持费用（包括运行、维护与维修费用），假定该设备的合计维持费用为N’，则该设备的年平均维持费用为：
N＝N’/T’，这时，M＝2N/T’；
设备经济寿命的分析，以A类设备为主进行计算，求得设备的经济寿命后，应将经济寿命与物理寿命作对比分析。
2、设备资产的运行价值分析
V=F/C
V：
设备资产运行价值，表明设备资产的使用价值；
F：
设备资产产出价值，以产量或产量的经济价值表示；
C：
设备资产运行成本，以全寿命期费用表示。
设备的全寿命期费用C＝C1＋C2＋C3；其中：
拥有费用C1：
设备资产购置费用（包括各种税金）、设备资产安装费用、更新改造费用；运行费用C2：
设备能源介质消耗费用、特种设备检验费、资产保险费用、综合管理费用等；维护费用C3：
设备维修费用、设备润滑费用、设备保养费用、备件材料消耗费用、点检、检查、检验、化验、故障与异常处理费用等。
上述这些寿命期费用，有的是可以在软件系统中直接读取的，对不能直接读取而软件系统中又无法获得的费用，可直接通过键盘输入获得。
设备资产运行价值的分析结果，只有在两种情况下，才具有分析的意义，一种是同类型设备之间进行比较，一种是同一设备的不同时间期之间进行比较。
3、利用全寿命期费用分析为设备维修、改造与更新决策提供支持
（1）当设备的维修计划费用大于其设备资产的当前净值时，该设备的维修计划应予重新评估；
（2）当设备的使用年限超过其经济寿命期，且维修费用的增加不能导致设备运行价值的同比增加时（由于维修而可能增加的产量或产量的经济价值由键盘输入），该维修计划应予重新评估，且考虑进行技术改造的可能性；
（3）设备技术改造后，所增加的设备寿命期费用，所引起的设备的运行价值不能同比增加时，该设备技术改造案应予重新评估；
（4）出现上述第三种情况时，该设备应列入更新计划。
四、利用计算机建立设备管理KPI评价体系
1、动态的设备资产基础管理体系的建立：
以设备资产树和生产线－单体设备－工作机构－设备部位－零部件的设备体系结构为基础，建立动态的设备资产基础管理体系，对计算机系统有三项基本的工作要求：
（1）以设备部位为对象，建立完整的设备技术工作标准：
如基于设备部位的故障体系、维修标准、保养标准及设备点检、完好检查、精度检验、状态检测、润滑五定标准等，使这些技术标准成为运行、维护与维修的现场工作依据；
（2）自动集成有关一台设备的各种数据信息记录，包括现场数据采集、历史数据整理与关键绩效指标（KPI）的处理与分析等；其中关键绩效指标的分析，已经成为衡量基础管理工作质量的重要法，为越来越多的企业所采纳。
（3）实现设备资产、运行、维修、备件管理工作的一体化计算机管理，形成设备整个寿命期的完善的基础管理体系、完整的数据信息体系及其统计报表体系；在此基础上，自动生成包含动态数据在的完整的设备管理档案。
2、利用计算机建立设备管理KPI评价体系：
设备资产管理的关键绩效指标（KeyPerformanceIndicator，KPI）分析法，建立在全寿命期管理基础之上，即以全寿命期费用为基础，综合地对设备基础管理的质量和效果进行量化评价，通过量化指标，反映设备的运行性能、设备管理工作质量和工作效率等。
（1）关键指标（KPI）指标的确定与计算法
建立企业关键绩效评价指标体系和进行绩效管理的重点，是确定关键指标（KPI）指标，并通过计算机系统自动计算KPI值。
我们推荐以下九项KPI指标：
全寿命费用评价：
单位产能维修费用（＝PT/CM）；
设备的可用性：
设备实际利用率（＝PT－ST）/PT）；
设备运行性能：
期间产能与设计产能的性能利用率分析（＝TP/DP）；
设备质量性能：
期间产能与产品质量水平分析（＝（TP-QP）/TP）；
设备管理质量评价：
事故故障停机率（＝FST/PT）；
设备可靠性评价：
MTBF与MTTR分析；
备件库存状态评价：
备件库存资金转率（＝备件库存资金/每年备件采购资金）；
工作计划完成率：
评价工作计划完成情况（＝WGZ/GZ）；
工作效率评价：
按规定时间完成工作计划的比率（＝XGZ/GZ）。
（3）设备资产KPI管理评价体系
企业可依据确定的KPI指标，制定企业设备资产管理的总体目标，并将目标分解，形成分厂与车间的KPI的年度计划与月度计划、及其A类设备的KPI
的月度计划与重点工作计划，是管理的质量基线。
计算机可依据全寿命期管理所提供的数据，自动进行企业、分厂和A类设备的实际KPI值计算，并与KPI计划值进行比较分析；在这个分析基础上，部门或KPI管理责任人可提出KPI绩效评估报告，分析和提出影响KPI执行效果的原因与主要薄弱工作缓解，给出提高或改善KPI的具体措施。
企业通过建立KPI评价管理体系，不断提高与改善设备管理的基础工作。
第三部分建立以点检和故障分析为核心的设备运行预警体系
我国企业设备管理的一个重要趋势，是以管理为中心替代以检修为重心，且逐步由预防维修、在线检修替代事后维修。
这就要求将设备运行管理的重点放在提早发现隐患、在使用中对隐患整改、对故障进行预测分析等。
所以建立以点检和故障分析为核心的设备运行预警体系，就显得十分重要。
计算机系统可通过运行记录、停机记录、点检、完好检查、定期检查、精度检验、故障记录、事故记录、状态监测等常规管理法和现代化技术手段，记录设备以往的状况并准确监控设备的当前运行状况，分析设备运行的可靠性与经济性，为制定合理的维修与维护策略，提供量化依据。
一、点检的计算机受控管理
我国企业一般比较重视设备的点检工作，尽管力度和水平不同，但确实将设备点检作为基础管理工作的核心予以重视和推行。
特别是在大型制造和加工企业中，逐步建立了岗位点检、定期巡检、专业点检和精密点检的分级点检工作体系，以点检为核心的预防维修体系在国有大型企业中已经初步建立。
但是，因点检的基础工作性质和庞大的点检记录的存在，如对点检进行受控管理，保证点检工作的质量，是企业面临的一个重要问题。
计算机的应用为解决这一问题提供了一个重要手段。
图四为点检受控管理的计算机工作模型，其工作法如下。
（1）将点检点分为受控点检点和一般点检点两类，并实行分级管理；关键设备、主要设备、一般设备
的关键点检部位作为受控点
检点，建立统一的计算机点
检标准与点检记录档案，实
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