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预测性维护:利益驱动使然,工业发展使然

——刘韶闻谈预测性维护在自动化生产线中的重要性

发布日期:2012-06-27 浏览次数:48665 来源:《PLC&FA》
  
  带病上路的汽车,会给交通带来安全威胁;带病运转的自动化生产线设备,会给生产带来巨额的意外损失。在这个充斥现代自动化机械高速运转的时代里,这些“病”的发生在一定程度上使我们伤不起。如何来预测这些“病”并预防这些“病”的出现呢?预测性维护就如没病上医院做体检一样,随时掌握自身健康状况,有针对性做出预防修理,目的就是为了使设备无故障长时间正常运转,有效保障生命与财产安全。随着中国工业制造的快速发展,预测性维护概念成为为工业自动化生产线保驾护航的重要盾牌。预测性维护概念推广近十年来,它在工业制造发展中主要承担了哪些角色?发展现状如何?在本期栏目我们特别邀请了福禄克测试仪器(上海)有限公司总经理刘韶闻为我们就预测性维护在自动化生产线中的重要性做了深层解读。
  《PLC&FA》:随着工业测试仪器的不断发展,自动化生产线的维护测试成为了可能,也为预测性维护提供了依据,在此,请您谈谈预测性维护在自动化生产线上的概念,即这种预测性维护是一种生产线设备的预测性维护,还是一种全企业生产线管理的范畴?
  刘韶闻:早在十年以前,这种预测性维护已在发达工业国家兴起,也曾有一些国外工程师到中国来推广这个概念,由于当时国内生产管理理念以及设备不够先进等原因而没有被接受,还是秉承先故障后维修的传统做法。随着国内工业的快速发展,生产线设备自动化水平不断提高,生产线订单执行强度已经不允许非计划停台率频发。在这些现代企业高效集约化生产的要求下,近几年预测性维护逐渐为国人认识并接受,他们愿意为生产设备和人员培训进行投资,体现了企业在生产管理水平上的一个新的进步与升级。我很高兴看到在中国的外资企业通过预测性维护提高设备稳定运行质量,更高兴的是看到国内企业也在逐步提升这方面的管理理念。
  《PLC&FA》:自动化生产线的预测性维护犹如一个正常人去医院看病一样,对于大多数人来说都不会去做,在生产线上来说都是“坏了才修”,如何来转变这种观念对于预测性维护市场的开拓很重要,您认为人们应如何来正确认识预测性维护的概念?预测性维护,更重要的是一种革新的工业理念,还是一种新的维护方法?
  刘韶闻:刚才我们提到,预测性维护就好比一个人去医院看病,看病总得有一个依据,如感觉哪里不舒服或是其它原因,在这里看病本身有三种依据:一是已经病重,需要由救护车送医;二是仅仅是个人感觉某些地方不舒服去做一种身体维护;三是体检,即没有病,要去检查将来会发生什么病并进行提前预测或预防。从另一个角度回到正题,随着工业自动化水平的不断提高,当一条生产线在高速运转时,它几乎不能停下一小时或一天,否则损失很大,例如美国英特尔公司在大连的生产线,每天创造1.5亿人民币的价值,哪怕因故障停产一小时,损失巨大得难以承受。。那么企业管理层都会在想一个问题:如何能在运行中检测故障、维护设备来提高产能,有效提升工作效率?于是很多企业开始认识到预测性维护是一个非常重要的概念,它不仅能帮我们减少故障率,同时在万一出现故障后可以有效减少停车时间。这不仅是一种工业理念,更是一种帮助企业减轻出故障的成本,让企业管理人员、维护人员时刻了解整条生产线及设备的当前与未来的运行状况,就如体检一般,事前维护,缺啥补啥,而非病重才出药方的维修。
  《PLC&FA》:相较于被动式维护、预防性维护,预测性维护给企业带来的优势,更重要的表现在哪些方面?
  刘韶闻:从福禄克提出预测性维护概念的近十年以来,我们看到的是在企业减少成本的驱动下,每个企业的预维护技能在不断提高,并习惯于定期做设备诊断。给企业带来的优势,我认为表现在以下几个方面:
  一是有效减少设备维护人员。在一个大企业,以前需要10个设备维护人员,现在只需要两个日常维护人员,出了大的故障找外包来维修。
  二是减少备件存量。在没有做预维护之前的时代,人们对将要发生的设备故障没有预知量,所以做了很多备件,而现在通过预维护可以知道设备哪些地方可能出现故障,有针对性的进行备件,其它的可以从第三方临时购买,也避免了备件失效的问题,使得运行成本核算有效下降。
  三是一旦设备出现故障,可以快速诊断故障原因。由于平时设备的一些关键故障已有记录,一些良好的状况也记录在案,在故障现场使用福禄克的波形诊断设备检测,通过与正常的波形图对比,从对比差值就可以知道故障在哪一个节点、什么原因造成……快速诊断可以避免整条生产线停车,减少停车时间。
  随着人工成本越来越高,设备自动化程度越来越高,光靠人力经验技术已无法管理越来越多的运行设备准确维护。当前预测性维护已经从如上海大众等汽车制造企业的设备密集型企业正在慢慢走向中小型快速消费品企业,有效帮助企业提高产能,降低成本。
总之,预测性维护方案就如每日诊断生产设备有无发生问题或发生问题的可能性,这样的设备体检可以使故障大病化为小病,小病变成体检,体检变成事先吃补药,有效避免了大病的出现。
  《PLC&FA》:一般来说,自动化生产维护主要包括设备运行状态和电器安全性能的测试,对自动化生产线来说,需要维护的仪器与设备更加复杂和多样化,现在科技技术人员预测性维护,主要包括对于自动化生产线哪些方面的监测和数据分析?
  刘韶闻:首先,一般来讲,在自动化生产线上的控制信号主要有传感器类,如温度、流量、压力、液位或者马达、回路信号、反馈信号等这些基础的信号控制。如在温度传感器方面会有定期校验,看是否有偏差。在电流回路控制方面,通过一个钳表可以告诉你回路电流是否正常,根本不需要断开回路,直接测试回路电流可以得到结果。
  其次是与设备安全有关系的,我比较看中电气安全参数,如绝缘、接地等,这些在很多国内企业里不受重视,而国外企业则非常重视。在电气设备实际运行中会有很多问题,如电气参数是否达到国家或国际标准,在现场的众多电气控制开关,如何做到绝缘、接地、打雷时不出问题……如何真正做到电气安全的维护,安全等级测试必不可少。
  第三是供电安全,即供电电流质量。现在人们大量应用变频器、可调温度控制器等,而当非正弦电压产生的谐波发生变化,在表现上来看电压有效值似乎不高,但是阻抗波峰值会很高,这样则会对运行的设备引起损坏。针对这种情况你如何去测得真实原因?有时在钢厂、铁路中出现浪涌现象,这是一次性故障,如何进行预测性测量?预维护电能质量设备可以在线记录:何时出现峰峰值、是否超出安全等级、谐波有多高,第几次产生峰峰值、产生压降,电流是否会变形等一系列情况都可以给设备的安全运行做出预测性警示,有效避免损坏设备。
  第四是热能效评估的综合性能测试。我们有了电,有了煤,为什么能源效率利用率低下,如何设立一个较全面的有效评估能耗的体系,帮助企业有效利用设备能耗,进行节能,这也是一个测试项目。
  第五是热能量分布。很多一线维护人员靠经验去摸马达烫不烫来判断设备运行情况,随着红外技术的发展,现在对于我们来讲,利用热成像故障诊断系统工具拍个照片就可以看到哪个设备的哪个轴承有偏转导致发热,从而进行重点预维护。
  第六是现场振动测试。比如你发现有振动,使运行出现偏差,使用振动测试设备它会自动告诉你现场可能是哪几类故障,并指导如何去解决问题。
  最后是过程工业中现场总线信号的测试。这是当前信息化时代的自动化技术的最新问题。现场没有那么多的一对一的总线,只有一条双绞线,其中混合了所有的模拟与数字信号,包括HART/FF/PROFIBUS在内的多种协议,这其中由于现场工业干扰会引起总线数据传输故障,可能会给控制系统发来错误信息,这个问题如何解决?需要做一个现场总线测试:拿福禄克的设备到现场去,它可以模拟的向系统发一个信号,看它是否与在集散系统中的信号反馈一致,这样就避免了传感器在现场受电滋波或其它干扰而发错误信号的问题。
  总之,如果你要做预维护方案,简言之就是两个很简单的功能:把平时正确的标准信号储存在检测设备中,遇到问题通过比对两个信号差值,快速了解设备的状态和变化趋势,从而判断问题的所在根源。
  《PLC&FA》:当前福禄克已经着手于预测性维护市场的开拓,包括面向企业的预测性维护整体解决方案的制作,请您介绍一下这个市场当前的发展现状与进程。您对该市场的发展前景有着怎样的估计?
  刘韶闻:福禄克作为全球手持式现场推护诊断测试工具的领先制造者,在中国的市场上推广预测性维护概念已达十年,在这其中有三类市场已经开始在预维护方案市场开拓中不断发展。
  第一类是高端装备的先进制造业:一是外资先进企业,如上海大众、上海通用等,整体引进国外高端生产线,预维护工作已经齐备;二是国内大型国有企业,如中石油、中石化、中铁等,技术背景深厚,多采用世界高端设备,必然采用先进的预维护方案。如福禄克在铁路领域为各省供电局做好铁路沿线谐波测试分析和铁路控制信号站的绝地绝缘预维护分析。这些企业的特性关乎人民生命与财产安全,所以必然是预维护方案的客户。
  第二类是中型的劳动与设备密集型企业,如上海贝尔、大连英特尔等,其庞大的产能决定了它持续运转不能停产任何一天,那么必然要有大量设备维护人员和带有自动化诊断功能的设备。这一类企业也是预维护方案市场的重点客户。
  第三类是快速消费品的制造企业。如台湾康师傅这种人力资本密集型企业,拥有多条自动化生产线,一旦某一环节出问题,整条生产线都得停掉。在这里预维护主要解决可能由电源、电能质量、绝缘、绝地引的问题,从而有效避免生产线的停产概率。
  对于预测性维护方案,福禄克说:“我们定义和创造了这样一个市场。”我想在这个数字化制造时代,中国作为全球最主要的实体经济工业制造大国,预维护方案市场的开拓必然有着广阔的前景。经济利益驱动使然,工业发展使然。
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