整體化方法提高性能
2011-04-24
由于零部件磨損或者轉(zhuǎn)軸未對齊及未配平而導致的振動是水泵和廢水泵遇到的普遍問題。更為嚴重的是，這會導致能耗增加，致使零部件過度疲勞，進而造成它們的使用壽命縮短，維護成本增高。在極端情況下，還會發(fā)生重大故障，導致生產(chǎn)力受到嚴重不良影響。
有2種方法能在一定程度上解決引起振動的某些問題，一是執(zhí)行最優(yōu)操作規(guī)程，二是在系統(tǒng)建造期間使用合適的測試設備。這類例子包括對齊工具和自動潤滑器。但是，解決該問題的最有效途徑是對設備進行持續(xù)監(jiān)測，以便在工況發(fā)生變化時發(fā)出預警，例如對振動和運動零件的升溫進行快速診斷，使工作人員得以在任何重大損害情況發(fā)生之前采取糾正措施。
利潤最大化
傳統(tǒng)上通常認為設備的維護是一項必要的麻煩工作，它不僅需要熟練的檢修工人，還得使設備停機。但是，這種觀念最近發(fā)生了轉(zhuǎn)變，業(yè)界人士日益認識到有效的維護策略有利于利潤最大化。
有2種方法能在一定程度上解決引起振動的某些問題，一是執(zhí)行最優(yōu)操作規(guī)程，二是在系統(tǒng)建造期間使用合適的測試設備。這類例子包括對齊工具和自動潤滑器。但是，解決該問題的最有效途徑是對設備進行持續(xù)監(jiān)測，以便在工況發(fā)生變化時發(fā)出預警，例如對振動和運動零件的升溫進行快速診斷，使工作人員得以在任何重大損害情況發(fā)生之前采取糾正措施。
利潤最大化
傳統(tǒng)上通常認為設備的維護是一項必要的麻煩工作，它不僅需要熟練的檢修工人，還得使設備停機。但是，這種觀念最近發(fā)生了轉(zhuǎn)變，業(yè)界人士日益認識到有效的維護策略有利于利潤最大化。
圖1.工程師們現(xiàn)在能夠遠程地密切監(jiān)測設備的性能。這兒正在檢測的是一臺壓縮機的發(fā)動機，但是其原理同樣適用于泵的檢測。
實際上，隨著預防性措施需求被更為廣泛地接受，工廠維護這一概念在最近這幾年里經(jīng)歷了一些變革。從前采用的大部分反應式方法現(xiàn)在都被基于時間的預防性策略所取代，尤其在最近，這種變革更是受到了設備工況的推動。
與此相對應的是，用于檢測問題的工況監(jiān)測技術也經(jīng)過了穩(wěn)定的發(fā)展。隨著可用的診斷工具和軟件的種類越來越多，現(xiàn)在工程師們能夠遠程地密切監(jiān)測設備的性能（圖1）。因此，現(xiàn)在他們能夠控制執(zhí)行維護的頻率和類型，以幫助水及廢水處理廠達到最佳工作性能。
此外，還設計出了一些最新的裝置，這些小巧的手持式儀器能提供極高的精度，它們可用在無線網(wǎng)絡中進行遠程查詢和控制，并提供大量數(shù)據(jù)，用于制定短期維護計劃和控制工廠長期成本。
例如，用于振動監(jiān)測的最新傳感器和加速計利用了壓電或壓電陶瓷技術。這為測量高、低頻率提供了一種堅實、可靠的方法，并且它還具有低磁滯特性，在很大溫度范圍內(nèi)都保持極好的精度。另外，為了保護這些儀器免受濕氣、灰塵、油污以及水泵和廢水泵中往往存在著的其他污染物質(zhì)的侵害，可以將它們封裝在結實的不銹鋼傳感器外殼中。
加速計通常安裝在待監(jiān)測設備的一些關鍵位置上。輸出的數(shù)據(jù)要么供高級手持式數(shù)據(jù)采集儀定時讀取以便進行即時分析，要么稍后下載至計算機內(nèi)，要么經(jīng)由轉(zhuǎn)換箱傳送至一個集式或者更高層次的系統(tǒng)內(nèi)以便進行連續(xù)監(jiān)測。
例如，最新的手持式儀器簡化了設備維護。它們通常具有人體工學設計特點，特別易于使用，例如SKF的Machine Condition Advisor (MCA - 圖 2)。該儀器測量機械設備發(fā)出的速率振動信號，自動將這些信號與預先設定的ISO規(guī)則進行比較，同時應用業(yè)界認可的SKF Enveloped Acceleration技術來比較讀數(shù)與確定的軸承振動規(guī)則。如果測量結果超出了這些規(guī)則規(guī)定的范圍，則儀器顯示屏上顯示警告或者危險告警信息，表示有潛在的軸承損傷。此外，MCA有一個溫度傳感器來檢查軸承的溫度以檢測異常熱負荷的情況，那表示潤滑出了問題。
與此相對應的是，用于檢測問題的工況監(jiān)測技術也經(jīng)過了穩(wěn)定的發(fā)展。隨著可用的診斷工具和軟件的種類越來越多，現(xiàn)在工程師們能夠遠程地密切監(jiān)測設備的性能（圖1）。因此，現(xiàn)在他們能夠控制執(zhí)行維護的頻率和類型，以幫助水及廢水處理廠達到最佳工作性能。
此外，還設計出了一些最新的裝置，這些小巧的手持式儀器能提供極高的精度，它們可用在無線網(wǎng)絡中進行遠程查詢和控制，并提供大量數(shù)據(jù)，用于制定短期維護計劃和控制工廠長期成本。
例如，用于振動監(jiān)測的最新傳感器和加速計利用了壓電或壓電陶瓷技術。這為測量高、低頻率提供了一種堅實、可靠的方法，并且它還具有低磁滯特性，在很大溫度范圍內(nèi)都保持極好的精度。另外，為了保護這些儀器免受濕氣、灰塵、油污以及水泵和廢水泵中往往存在著的其他污染物質(zhì)的侵害，可以將它們封裝在結實的不銹鋼傳感器外殼中。
加速計通常安裝在待監(jiān)測設備的一些關鍵位置上。輸出的數(shù)據(jù)要么供高級手持式數(shù)據(jù)采集儀定時讀取以便進行即時分析，要么稍后下載至計算機內(nèi)，要么經(jīng)由轉(zhuǎn)換箱傳送至一個集式或者更高層次的系統(tǒng)內(nèi)以便進行連續(xù)監(jiān)測。
例如，最新的手持式儀器簡化了設備維護。它們通常具有人體工學設計特點，特別易于使用，例如SKF的Machine Condition Advisor (MCA - 圖 2)。該儀器測量機械設備發(fā)出的速率振動信號，自動將這些信號與預先設定的ISO規(guī)則進行比較，同時應用業(yè)界認可的SKF Enveloped Acceleration技術來比較讀數(shù)與確定的軸承振動規(guī)則。如果測量結果超出了這些規(guī)則規(guī)定的范圍，則儀器顯示屏上顯示警告或者危險告警信息，表示有潛在的軸承損傷。此外，MCA有一個溫度傳感器來檢查軸承的溫度以檢測異常熱負荷的情況，那表示潤滑出了問題。
圖2.SKF 的Machine Condition Advisor 儀器測量機械設備發(fā)出的速率振動信號，并自動將這些信號與預先設定的ISO規(guī)則進行比較。
圖3.安裝在工作現(xiàn)場的最新的無線工況監(jiān)測測量儀器，例如SKF的Multilog WMx，構成了高級工況監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵組成部分之一。
無線工況監(jiān)測
類似地，還研發(fā)出了一些最新的安裝在工作現(xiàn)場的無線工況監(jiān)測測量裝置，例如SKF的Multilog WMx（圖3），它們構成了高級工況監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵部分之一，能夠采集加速度、速率、位移、溫度和軸承狀態(tài)數(shù)據(jù)。通常這些數(shù)據(jù)自動上傳到一套工況監(jiān)測軟件包中，以便進行迅速、簡單的數(shù)據(jù)分析。而且，它們非常適合于監(jiān)測危險的、遠程的或者難以接近的區(qū)域，例如用水泵灌溉的農(nóng)田，因為它們不依賴于電線或者電纜。
引入一些強大的軟件工具同樣重要，這有利于提高數(shù)據(jù)采集和分析能力，它們既能運行在手持式設備上，也可以運行在集中式計算機系統(tǒng)內(nèi)。例如，SKF的@ptitude平臺能夠簡便、迅速地查看、分析與被監(jiān)測設備工況有關的詳細信息，并通過操作與它們通信。
另外，用戶能夠訪問大量的在線信息與定期的結果，并將它們與已記錄的數(shù)據(jù)進行比較。這有助于提高效率，因為勞動密集型的數(shù)據(jù)分析正被一種自動化的分析過程所取代，后者能夠識別機械設備內(nèi)發(fā)生特定故障的可能性，然后給出相應的措施建議。
整體式策略
盡管工況監(jiān)測技術的這些發(fā)展的確都能夠減少維護工作所需的成本和時間，但是在尋找滿足工廠和設備需求的最佳解決方法時往往容易產(chǎn)生混淆。最重要的考慮因素是需要一種涉及整個工廠范圍的結構化框架。它保證維護工作在業(yè)務的整個區(qū)域內(nèi)按照最有效的方式執(zhí)行。雖然各部門孤立執(zhí)行的一系列單獨的維護策略可能會對公司的盈虧結算線產(chǎn)生顯著的影響，但是其結果受限，而維護成本依然相當高。因此提出了一種更為有效的方案，即實施整體式策略，它使全公司的業(yè)務運作得以同步。
采用這種考慮到整個公司需求的主動式方法，有利于同時評估、分析及管理維護事宜。按照這種方式工作，經(jīng)理能夠使維護工作的功效發(fā)揮至最大，由此使成本減至最少，同時保證正常工作時間和生產(chǎn)效率一直維持在高水平。
諸如SKF等一流的工程公司提出了最新的整體式水及廢水處理廠策略框架，其設計旨在幫助公司更加高效地管理它們的資產(chǎn)，確保工廠能夠盡可能地平穩(wěn)運作，使停工期減至最小。這些解決方案能以更少的成本達到相同的產(chǎn)出，或者在相同的成本下獲得更多的產(chǎn)出，因而使公司效益顯著增加。
成功的整體式工廠策略必須包括方方面面的內(nèi)容，從頂層的業(yè)務計劃編制，到整個系統(tǒng)范圍內(nèi)的分析。尤為重要的是，它還必須實現(xiàn)轉(zhuǎn)變，從大量反應式維修轉(zhuǎn)變到一種兼有計劃性與預報性維護的最優(yōu)化方案。這種變革需要長期實施，才能產(chǎn)生最有效益的結果。雖然這些方法本身考慮的是整個工廠的的需求，但同時也對每臺獨立設備各自的特定維護需求進行了單獨地分析，以確保它們保持最佳的性能和最大工作時間。
無線工況監(jiān)測
類似地，還研發(fā)出了一些最新的安裝在工作現(xiàn)場的無線工況監(jiān)測測量裝置，例如SKF的Multilog WMx（圖3），它們構成了高級工況監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵部分之一，能夠采集加速度、速率、位移、溫度和軸承狀態(tài)數(shù)據(jù)。通常這些數(shù)據(jù)自動上傳到一套工況監(jiān)測軟件包中，以便進行迅速、簡單的數(shù)據(jù)分析。而且，它們非常適合于監(jiān)測危險的、遠程的或者難以接近的區(qū)域，例如用水泵灌溉的農(nóng)田，因為它們不依賴于電線或者電纜。
引入一些強大的軟件工具同樣重要，這有利于提高數(shù)據(jù)采集和分析能力，它們既能運行在手持式設備上，也可以運行在集中式計算機系統(tǒng)內(nèi)。例如，SKF的@ptitude平臺能夠簡便、迅速地查看、分析與被監(jiān)測設備工況有關的詳細信息，并通過操作與它們通信。
另外，用戶能夠訪問大量的在線信息與定期的結果，并將它們與已記錄的數(shù)據(jù)進行比較。這有助于提高效率，因為勞動密集型的數(shù)據(jù)分析正被一種自動化的分析過程所取代，后者能夠識別機械設備內(nèi)發(fā)生特定故障的可能性，然后給出相應的措施建議。
整體式策略
盡管工況監(jiān)測技術的這些發(fā)展的確都能夠減少維護工作所需的成本和時間，但是在尋找滿足工廠和設備需求的最佳解決方法時往往容易產(chǎn)生混淆。最重要的考慮因素是需要一種涉及整個工廠范圍的結構化框架。它保證維護工作在業(yè)務的整個區(qū)域內(nèi)按照最有效的方式執(zhí)行。雖然各部門孤立執(zhí)行的一系列單獨的維護策略可能會對公司的盈虧結算線產(chǎn)生顯著的影響，但是其結果受限，而維護成本依然相當高。因此提出了一種更為有效的方案，即實施整體式策略，它使全公司的業(yè)務運作得以同步。
采用這種考慮到整個公司需求的主動式方法，有利于同時評估、分析及管理維護事宜。按照這種方式工作，經(jīng)理能夠使維護工作的功效發(fā)揮至最大，由此使成本減至最少，同時保證正常工作時間和生產(chǎn)效率一直維持在高水平。
諸如SKF等一流的工程公司提出了最新的整體式水及廢水處理廠策略框架，其設計旨在幫助公司更加高效地管理它們的資產(chǎn)，確保工廠能夠盡可能地平穩(wěn)運作，使停工期減至最小。這些解決方案能以更少的成本達到相同的產(chǎn)出，或者在相同的成本下獲得更多的產(chǎn)出，因而使公司效益顯著增加。
成功的整體式工廠策略必須包括方方面面的內(nèi)容，從頂層的業(yè)務計劃編制，到整個系統(tǒng)范圍內(nèi)的分析。尤為重要的是，它還必須實現(xiàn)轉(zhuǎn)變，從大量反應式維修轉(zhuǎn)變到一種兼有計劃性與預報性維護的最優(yōu)化方案。這種變革需要長期實施，才能產(chǎn)生最有效益的結果。雖然這些方法本身考慮的是整個工廠的的需求，但同時也對每臺獨立設備各自的特定維護需求進行了單獨地分析，以確保它們保持最佳的性能和最大工作時間。
圖4. 資產(chǎn)效益優(yōu)化結合了4個關鍵因素：維護策略、工作辨識、工作控制與工作執(zhí)行。
有效地收集數(shù)據(jù)
為了幫助工廠的高級工程師們找到機械失效的的根本原因，并提前制定糾正計劃，升級設備和維護計劃，必須有效地收集和使用資產(chǎn)信息。
利用多種多樣的現(xiàn)有工具和分析軟件包（例如本文之前提及的那些）即可實現(xiàn)這些信息的收集。最為重要的是，這些信息不僅有利于工藝，而且簡化了整個工廠范圍內(nèi)機械操作工與維修人員以及管理團隊之間的溝通，還有利于在綜合各種信息的基礎之上做出決策。因此，資源可以得到最有效的利用。
收集并記錄關于公司資產(chǎn)的當前和歷史數(shù)據(jù)是成功的資產(chǎn)管理計劃的重要組成部分之一。該信息幫助公司得以平衡最大性能與最小及時維護之間的關系，從而達到其成本和生產(chǎn)目標。
通過將基于工況的維護計劃集成到一項單獨的整體策略中，能夠使平均故障間隔時間（MTBF）增大，因此能顯著降低業(yè)主的成本。采用最新的先進工況監(jiān)測方法，能夠減少機械振動與磨損程度，延長工廠資產(chǎn)的使用壽命，并將計劃外的停工頻率控制在最小。
資產(chǎn)效益
資產(chǎn)效益優(yōu)化（AEO-圖4）就是代表這種方法的一個實例。該方法結合了4個關鍵因素：維護策略、工作辨識、工作控制與工作執(zhí)行。雖然最理想的情況是同時執(zhí)行全部4項要素，以獲得最好的效果，但是如果受到時間、金錢和資源的限制，則可以依次實現(xiàn)各個獨立的階段。
計劃中的第一步工作是維護策略，在該階段制定業(yè)務的目標和目的，評估工廠的危險和風險程度，確定最重要的問題和優(yōu)先事項是什么。這是創(chuàng)建合適、有效的維護計劃所必需的，它建立起一個得到認可及審核的公司資產(chǎn)管理策略，該策略能夠在整個公司范圍內(nèi)順利傳達。
這些信息可用于第二階段，即工作辨識，該階段收集并分析重要的工廠信息，據(jù)此做出決策，并執(zhí)行設備檢修操作。在該階段有一個工業(yè)決策支持系統(tǒng)（iDSS）能夠為高級維修工程師們提供寶貴的支持，它根據(jù)可用的聯(lián)機相關工況給出維護建議，允許工程師們利用與資產(chǎn)維護有關的專家知識。接下來將工作請求提交給計算機化的維護管理系統(tǒng)（CMMS），以便與其他預先確定的維護計劃和設備檢修措施結合在一起。
第三個階段是工作控制，它在很大程度上依賴于第一和第二階段期間確定的優(yōu)先事項和結構，該階段按照任務的優(yōu)先級別對維護工作進行詳細的計劃和安排，考慮的因素包括時間表、所需工時、數(shù)據(jù)反饋和能力要求。該階段的有效計劃與良好的備用件管理、明確的工作計劃以及訓練有素的員工相結合，能使資源得到最有效、最具價值的利用。
在這三個階段全部完成之后，可以實施最后一個階段，即工作執(zhí)行，該階段將詳細的工作計劃付諸實踐，進行維護工作。至關重要的一點是，需要通過維護后試驗來收集反饋信息，以便實現(xiàn)持續(xù)改進，以及獲得投資的最大回報。
如果公司希望減少維護相關的成本，并使計劃外停工時間降至最少，那么必須實施整體式全納性方法來管理水及廢水處理廠的維護和資產(chǎn)優(yōu)化事宜。此外，該方法能夠極大地提高工廠和設備的工作效率，在整個業(yè)務范圍內(nèi)建立起高效的溝通機制。總之，這是一種適用于工廠維護的可持續(xù)發(fā)展方法，它能夠?qū)镜臉I(yè)績和效益產(chǎn)生相當可觀的長期影響。
為了幫助工廠的高級工程師們找到機械失效的的根本原因，并提前制定糾正計劃，升級設備和維護計劃，必須有效地收集和使用資產(chǎn)信息。
利用多種多樣的現(xiàn)有工具和分析軟件包（例如本文之前提及的那些）即可實現(xiàn)這些信息的收集。最為重要的是，這些信息不僅有利于工藝，而且簡化了整個工廠范圍內(nèi)機械操作工與維修人員以及管理團隊之間的溝通，還有利于在綜合各種信息的基礎之上做出決策。因此，資源可以得到最有效的利用。
收集并記錄關于公司資產(chǎn)的當前和歷史數(shù)據(jù)是成功的資產(chǎn)管理計劃的重要組成部分之一。該信息幫助公司得以平衡最大性能與最小及時維護之間的關系，從而達到其成本和生產(chǎn)目標。
通過將基于工況的維護計劃集成到一項單獨的整體策略中，能夠使平均故障間隔時間（MTBF）增大，因此能顯著降低業(yè)主的成本。采用最新的先進工況監(jiān)測方法，能夠減少機械振動與磨損程度，延長工廠資產(chǎn)的使用壽命，并將計劃外的停工頻率控制在最小。
資產(chǎn)效益
資產(chǎn)效益優(yōu)化（AEO-圖4）就是代表這種方法的一個實例。該方法結合了4個關鍵因素：維護策略、工作辨識、工作控制與工作執(zhí)行。雖然最理想的情況是同時執(zhí)行全部4項要素，以獲得最好的效果，但是如果受到時間、金錢和資源的限制，則可以依次實現(xiàn)各個獨立的階段。
計劃中的第一步工作是維護策略，在該階段制定業(yè)務的目標和目的，評估工廠的危險和風險程度，確定最重要的問題和優(yōu)先事項是什么。這是創(chuàng)建合適、有效的維護計劃所必需的，它建立起一個得到認可及審核的公司資產(chǎn)管理策略，該策略能夠在整個公司范圍內(nèi)順利傳達。
這些信息可用于第二階段，即工作辨識，該階段收集并分析重要的工廠信息，據(jù)此做出決策，并執(zhí)行設備檢修操作。在該階段有一個工業(yè)決策支持系統(tǒng)（iDSS）能夠為高級維修工程師們提供寶貴的支持，它根據(jù)可用的聯(lián)機相關工況給出維護建議，允許工程師們利用與資產(chǎn)維護有關的專家知識。接下來將工作請求提交給計算機化的維護管理系統(tǒng)（CMMS），以便與其他預先確定的維護計劃和設備檢修措施結合在一起。
第三個階段是工作控制，它在很大程度上依賴于第一和第二階段期間確定的優(yōu)先事項和結構，該階段按照任務的優(yōu)先級別對維護工作進行詳細的計劃和安排，考慮的因素包括時間表、所需工時、數(shù)據(jù)反饋和能力要求。該階段的有效計劃與良好的備用件管理、明確的工作計劃以及訓練有素的員工相結合，能使資源得到最有效、最具價值的利用。
在這三個階段全部完成之后，可以實施最后一個階段，即工作執(zhí)行，該階段將詳細的工作計劃付諸實踐，進行維護工作。至關重要的一點是，需要通過維護后試驗來收集反饋信息，以便實現(xiàn)持續(xù)改進，以及獲得投資的最大回報。
如果公司希望減少維護相關的成本，并使計劃外停工時間降至最少，那么必須實施整體式全納性方法來管理水及廢水處理廠的維護和資產(chǎn)優(yōu)化事宜。此外，該方法能夠極大地提高工廠和設備的工作效率，在整個業(yè)務范圍內(nèi)建立起高效的溝通機制。總之，這是一種適用于工廠維護的可持續(xù)發(fā)展方法，它能夠?qū)镜臉I(yè)績和效益產(chǎn)生相當可觀的長期影響。
