预测性维护大发展时代的到来

2010年03月29日

休斯顿的LyondellBasell工业炼油厂，状态监测程序改变了企业以往的管理维护模式；改变了以前只收集数据但缺少对数据分析和验证的状况。在新的管理模式中，工厂操作人员使用手持式电子设备便可实现收集数据、汇总数据、以及对异常数据的跟踪。

密封或者泵的微小故障都可能导致生产中断的高昂代价。LyondellBasell运转可靠性主管Mark Fisher 说：“现在操作人员可以从设备上实时的读取实际数值，而且，当数值超过某一限额时，系统会马上通知相关的维修人员，从而可及时阻止灾难性损失的发生。有了数据提示系统，使得我们可以及时对设备进行修缮，以免故障停机的发生。”

在Wonderware IntelaTrac系统（移动与决策支持系统）应用之前，工厂对温度和振动的监控都源于理论值。Fisher说：“以前，工厂的监管会设立了3个活页夹的运行流程表，任何人都可以看到统计数据，但是，很多时候仍然无法保证及时的报修和维护。因为，原有的纸式报表数据中很难看出数据的变化趋势。”

他指出，纸式报表不包括数据的具体限制范围，不能及时发现问题。“使用原有的纸式报表系统，时常会出现：一个操作员觉得运行中有问题或故障，而另一个操作员则觉得一切OK的情况。”而使用手持式数据读取仪，当数据超出限定范围后，会马上提醒操作人员，并及时发出维修需求，并且，“有效避免了操作员间的矛盾。” Fisher说。

老大（Big brother）

Fisher提到，新系统执行之初受到很大的阻力。“起初，操作人员对新系统持巨大的怀疑态度。他们称它为老大（Big brother）。”直到有一次风机突然不运转，所有人员都没有发现问题，而状态监测系统却及时发现了问题，并实时提示了故障。
状态监测系统能及时发现问题，减少损失，并取代了即将退休的婴儿潮员工的经验积累。有些预测性维护是由企业直接实施的，而有些预测维护则是通过外包给软件公司或者原始设备制造商（OEM）来实施的。工厂中越来越多的操作人员从状态监测技术中受益。易于使用的portals（门户集成技术）和仪表板工具有效帮助了有抵制情绪的工人去接受状态监测技术。状态监测系统包括多种分析工具，如振动监测、油品分析、温度监测和红外成像。他们的共同点是：设备可实现数据的实时采集和分析，一旦数据出现异常，便能及时分析出来，先进的状态监测技术可以捕捉到设备的微妙变化。位于芝加哥的著名分析软件公司——SPSS公司战略部资深副总裁Colin Shearer说：“故障的原因可能不是温度，但是，往往温度的反应最快。”

很多公司，都将预测性维护变成了一种会议问题。集成状态监测系统供应商罗克韦尔自动化公司的产品经理Tom Alford说：“许多公司都认为状态监测系统具有战略优势，一个发电公司会将状态监测作为企业战略愿景的一部分放入其年度报告中。 ”但是，长期以来，实际应用的情况并不好。

而经济衰退真正推动了预测性维护普及。预测性维护可以有效的帮助企业在严重低迷期延长设备的使用寿命、优化设备运行状况。企业可以不用再承担定期维护的成本；或者替换有着高昂成本的“坏了才修”的维修策略。——定期维护常常意味着替换掉没有问题的器件或设备。

随着降低成本压力的逐渐增大，许多制造商都目光转向他们已经拥有，但是却没有实际应用的技术层面上求发展。西门子PCS 7过程控制系统部门经理Rich Chmielewski说：“为了应对投资的放缓，众多企业将发展的目光更多的投在了已经拥有的技术和产品上。而我们西门子一直致力于将预测性维护的概念深入到每个设计中。现在我们的许多客户都开始将这种早已存在于他们设备中的技术，应用于实际。”

建立连接

许多预测性维护系统的基础设施已经植入控制系统很多年了：企业使用许多智能设备，如温度和振动的监测；他们也使用现场总线网络传递设备数据。艾默生工厂资产管理业务部总经理Stuart Harris说：“从智能设备和智能控制阀中获取数据，通过Hart协议和现场总线实现数据的传输和通信。获取所有数据和应用的可靠性分析都是为了保障设备的使用效率，而预测诊断与决策支持相结合，才能实现决策与性能的关联。”

状态监测系统应用的最大障碍之一是必须改变人们长期养成的维护习惯。艾默生的Harris说：“怎样摆脱陈旧的“坏了才修”的维护模式？许多人都曾经在坏了才修的维护模式中上过当、受过骗。停止在例行检修中做哪些没有附加值的事情，通过状态监测技术辨别实际情况，避免故障的发生。”

从老式维护到状态监测模式的最佳过渡应是渐进的。美国状态监测公司Azima DLI 的总裁Jonathan Hakim说：“维护是一种文化。许多企业中，维护的效益是由修复故障设备的速度来衡量的，而不是由维修的总成本来衡量的。不论维护效益的衡量标准是哪个，或者是考虑“是否及时完成了所有维护计划”，为了保证维护的实际效益，状态监测的实施必须与逐渐取代计划维护同步进行。”

有些企业每次实施状态监测都只针对一部分设备，所以，数据收集和分析技术会逐渐深入整个企业，而不会受到重大阻碍。英维思（Invensys）子公司Wonderware 公司移动解决方案业务经理Jim Frider说：“我们的想法是让人们实现信息的正确收集。你必须知道哪些数据太多了，哪些数据太少，这对于现场操作人员将非常有帮助，因为，它总是充满挑战。”

Portals（门户集成技术）工具, dashboards（仪表板）工具以及benchmarking（标杆管理）工具都是有效帮助企业向预测性维护和状态监测转变的好工具。AMR研究机构的研究部主任Bill Polk说：“预测性维护的应用很少依靠新技术，更多的是依靠新方法将数据传输给用户。怎样利用预防性维护系统中的数据是重要的，现在很多企业都是将所有数据汇总到portals，以便用户统一查找和分析。”

外包监测
许多企业求助于设备OEM制造商，控制系统供应商或软件公司来实施他们的状态监测程序。这些维护监测合同使得预测性维护成为中小型制造商都承受的起的维护模式。一些控制系统供应商与企业还签订了远程维护合同。通过程序休斯顿的供应商ABB可以管理和维护淡水河谷（Vale ）旗下位于加拿大拉布拉多（Labrador）的Voisey’s Bay镍矿，该矿距离最近的公路还有150多英里。
位于多伦多的公司需要提前预知潜在的风险，因为，备件发货周转时间通常需要数天的时间，而不是数小时。准确、及时的维护信息对与企业是非常重要。而且，由于此矿是个新建厂，完全没有经验依据，使得情况变得的更为复杂，设备运行根本没有可参考的历史数据。因而，厂区操作人员的监控完全需要依赖于ABB的状态监测系统。ABB全球资产优化经理Jeff Vasel说：“由于企业是全新的，工作反而相对容易了。设备、仪表的养护全部施行新的方法，效率会更好，更易贯彻。”

ABB监测器可以实现对设备的远程监控。Vasel说：“我可以随时访问现场监测点。我们监测热量变化、控制回路、电流。我们也跟踪振动和超声波数据。我们可实现40小时内对泵类或马达故障的预测。虽然，我们不能让设备更快，但是，我们能及时的掌握现场的运行情况，及时发现设备故障，可保证设备长期稳定运行”

外包模式为中小型企业提供了一种实实在在的选择，使他们也可以拥有与以往负担不起的昂贵的内部监控和分析系统一样的监控效果。贝加莱（B&R ）公司的会计经理Shaun Kneller说：“小型制造商可以与大型最终用户获得同等的利益。即使是使用没有经验的年轻小工，也一样可以避免定期维护的高贵费用。可以6个月换一次轴承，而不用在每月定期维护时都必须替换轴承。”

头脑风暴

人才流失也不断推动着状态监测的应用。现在，经验丰富的老工程师都逐渐退休了，为了挽回这种损失，一种方法就是将那些老工程师的丰富经验都编制成程序，融入工厂的正常运行中。GE Fanuc公司的 Proficy Maintenance Gateway（生产维护软件）业务经理Barry Lynch说：“目前，工厂中的老龄化越来越严重，但是，高科技行业对年轻人的吸引力远胜于工厂，新鲜血液又很难注入。我们从众多成熟工人获取丰富的经验，植入到企业的信息系统中，保留了前人的经验并将其数字化。”

数字化的经验可以保证企业设备运行的高效性。为了最好保护企业的运行，最好的方法就是将工人的丰富经验转换为标准或者规定。远程监控服务商Axeda 营销副总裁Brian Anderson说：“从即将退休的工人身上获得解决现场设备问题的经验，不仅可以转换为规则，而且，也可以将这种成功的经验应用于全球范围。”

无论是企业自己实施或者外包给供应商，预测性维护和状态监测在过去几年都得到了广泛的应用。

经济低迷期中成本控制的加剧，不仅意味着过去老旧又昂贵的“坏了才修”维护时代的终结，也预示着预测性维护时代的到来。而越来越多预测性维护工具的出现和应用，以及其本身的易操作性，更推动了这一进程的步伐。

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