CN111784004A - 基于风险优先策略的设备维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于风险优先策略的设备维护方法。所述的方法包括下述步骤：1)按优先级获取待维护设备集合；2)在本维护期预定时刻对集合中的设备数据进行更新；3)根据设备健康度评估模型和更新的设备数据，得出每个设备健康度的评估数值；4)根据健康度评估数值和设备重要度，计算每个设备的故障风险值；5)选取风险值之和最大的设备集合且集合内设备的额定维护时长之和不超本计划周期内维护人员的正常工作时长。本发明对设备故障造成的风险进行评估，优先对高风险进行排除。该系统适用于设备的所有者或使用者用尽量少的人工对多个设备进行维护管理，从整体上实现设备故障风险的最小化。

Description

基于风险优先策略的设备维护方法

技术领域

本发明涉及一种基于风险优先策略的设备维护方法。

背景技术

设备管理是设备的所有者或使用者为了保持设备技术状况完好，保障设备安全运行，而实施的一系列管理行为。对于生产企业，设备管理水平的高低影响到企业的生产效率、生产安全、生产质量和持续经营能力。

设备维护，是按事先规定的计划或相应技术条件的规定，对设备实施技术性检查与保养措施，以防止设备性能劣化，降低设备失效的可能性；对于已失效的设备，通过技术性维修措施恢复其可用性。

一个好的设备管理系统，可以提升企业的数字化、信息化水平，并通过历史运行数据和维护数据的分析，提升企业维护工作的精准性，收获降本增效的好处。

随着设备数量的增多，设备健康对生产保障重要意义的增强，企业在设备维护上投入的成本也越来越多。此时，用有限的人工成本去及时排除故障，并通过预防性维护最大程度上减少设备故障的发生，从而减少设备故障或设备性能劣化带来的总体经济损失，具有突出的实际应用价值。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提出一种用有限的人工成本去及时排除故障，并通过预防性维护最大程度上减少设备故障的发生的基于风险优先策略的设备维护方法。

为基于风险优先策略的设备维护方法，其特征在于，所述的方法包括下述步骤：

1)按优先级获取待维护设备集合；

2)在本维护期预定时刻对集合中的设备数据进行更新；

3)根据设备健康度评估模型和更新的设备数据，得出每个设备健康度的评估数值；

4)根据健康度评估数值和设备重要度，计算每个设备的故障风险值；

5)选取风险值之和最大的设备集合且集合内设备的额定维护时长之和不超本计划周期内维护人员的正常工作时长。

进一步的，所述的步骤1)具体为：所述的设备包括故障设备、在线物联网连接的设备和预防性维护设备；其中，所述设备的优先级为故障设备>在线物联网连接的设备>预防性维护设备。

进一步的，所述的步骤1)具体为：

11)、从故障处理模块中获取需要在本维护周期里进行维修的设备；其中，需要本维护周期里进行维修的设备共有N1个，构成的集合为Φ1,额定维护时长之和为D1；本计划周期内维护人员的正常工作时长为D；

如果D1≥D，那么本期维护的设备为Φ1；如果D1<D，那么执行下一步骤12)；

12)设备健康在线诊断模块基于设备运行的实时数据，通过事先建立的诊断模型，确定该设备是否需要维护；

集合Φ1之外，所有被设备健康在线诊断模块确定需要在本维护周期进行维护的设备组成集合Φ2，其元素个数记为N2，这N2个设备的额定维护时长之和为D2；

如果D1+D2≥D，那么本期维护的设备为Φ1∪Φ2；如果D1+D2<D,那么执行步骤2。

进一步地，所述的步骤2)针对设备集合Φ3进行维护计划的编制，

进一步的，所述的步骤2)更新的设备数据至少包括:

(1)累计工作时长；

(2)设备上次维护至今的总时长。

进一步的，所述的步骤2)更新的设备数据为还包括下述任一数据：

(3)反映设备使用过程中负荷强度的数据；

(4)过去时间窗口内，设备使用过程中负荷强度；

(5)过去时间窗口内，采集或记录的影响设备性能的环境参数值，包括：温度、湿度和/或空气中固体颗粒物的含量。

本发明对设备故障造成的风险进行评估，优先对高风险进行排除。该系统适用于设备的所有者或使用者用尽量少的人工对多个设备进行维护管理，从整体上实现设备故障风险的最小化。

(三)有益效果

本发明提出了一种基于风险优先策略的设备维护方法，具备以下有益效果：

1、本方法考虑了设备维护中不同设备的运行故障风险。把全体设备作为整体，在维护计划编制时去最大程度地防范设备故障风险。

2、本方法根据设备的历史使用数据和维护数据，以及实际使用过程中对设备健康有影响的数据，对设备健康度进行评价。同时，结合设备在生产过程中的重要性，来计算设备的风险值。这种方法具有普遍适用性。

3、本方法纳入了故障报修、物联网监测识别维护需求等设备管理中的常用场景，具有普遍适用性。

4、本方法与人力资源系统或排班系统进行集成，可以帮助企业对维护人员进行精确化管理。

附图说明

图1是本发明的设备维护管理系统的核心功能模块构成示意图

图2是本发明的设备维护管理方法运行过程示意图

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明依靠下述模块组成的维护系统实现：该系统，包括设备台账模块、设备健康评估模块、设备风险评价模块、设备运行数据采集模块、设备健康在线诊断模块、故障处理模块、预防性维护计划编排模块、维护执行模块等核心功能模块，如图1所示。

设备台账模块用于查询和管理设备的数据，可以包括且不限于生产、安装调试、投运、历次运行、历次维护维修的有关数据。

设备健康评估模块用来对设备的当前健康状态进行评估。

设备风险评价模块用来对设备故障导致的风险大小进行评价。故障发生概率越高，则风险越大。

设备运行数据采集模块对设备运行实时监控数据进行接收和存储。

设备健康在线诊断模块通过诊断模型，对设备的健康情况进行在线分析判断。

设备故障处理模块用于管理设备故障，对待处理的故障进行调度、派单。

预防性维护计划编排模块用来生成进行预防性维护的设备清单。

维护执行模块用于向设备维修维护人员通知工作任务，跟踪维修维护工作的进展，反馈工作的完成情况。

本系统储存的数据有设备基础数据、设备运行数据、历次维修和维护数据。

本系统的使用，可以基于PC端，基于浏览器，基于移动APP或者基于微信。

本系统的运行过程描述如下：

设备故障处理模块设备、健康在线诊断模块、预防性维护计划编排模块均能输出对设备进行维修、维护的计划。不同的是，设备故障处理模块设备输出的维修计划优先级最高，健康在线诊断模块输出的维护计划优先级次之，预防性维护计划编排模块输出的维护计划优先级再次之。

所有需要进行维护的设备有N个。为了便于描述，且不失一般性，对N个设备用1～N进行编号，并用Φ表示N个设备的集合。第i个设备的风险值、额定维护时长分别为ai和ti，i∈{1,2,…,N}。

按周期进行设备维护计划的编排。周期是M天，M为任意正整数，可以在系统中进行设置。

实例1：

本计划周期内维护人员的正常工作时长为D。系统中提供该数值的设置功能，也可以通过接口从人力资源系统或者排班系统中导入该数值。

在本计划周期的零点时刻，按以下步骤(如图2所示)去确定本期进行维护的设备，它们的编号组成本周期的维护计划：

S1、从故障处理模块中获取需要在本维护周期里进行维修的设备。这些设备共有N1个，构成的集合为Φ1,额定维护时长之和为D1。

如果D1≥D，那么本期维护的设备为Φ1；如果D1<D，那么执行S2。

S2、对于建立了在线物联网连接的设备，其运行过程的数据被设备运行数据采集模块所收集。设备健康在线诊断模块基于设备运行的实时数据，通过事先建立的诊断模型，确定该设备是否需要维护。

集合Φ1之外，所有被设备健康在线诊断模块确定需要在本维护周期进行维护的设备组成集合Φ2，其元素个数记为N2，这N2个设备的额定维护时长之和为D2。

如果D1+D2≥D，那么本期维护的设备为Φ1∪Φ2；如果D1+D2<D,那么执行S3。

S3、对设备集

进行维护计划的编制。

S3-1、对于Φ3中设备，在本期零点时刻进行设备数据的更新。对每一个设备，更新的数据至少包括:

(1)累计工作时长。根据实际情况，对设备按“小时”、“天”或其他时间单位来统计(可保留小数)；

(2)设备上次维护至今的总时长；

还可以选择性地包括：

(3)反映设备使用过程中负荷强度的数据；

(4)过去时间窗口内，设备使用过程中负荷强度；

(5)过去时间窗口内，采集或记录的影响设备性能的环境参数值，比如温度、湿度、空气中固体颗粒物的含量。

S3-2、根据设备健康度评估模型和步骤S3-1的数据，得出每个设备健康度的评估数值。

S3-3、根据健康度评估数值和设备重要度，在设备风险评价模块得到每个设备的故障风险值。

S3-4、在预防性维护计划编排模块，以选取风险值之和尽量大的设备集合且集合内设备的额定维护时长之和不超过D-D1-D2为原则，在Φ3中选择出本维护周期内进行维护的设备，其集合为Θ。至此，实现了本维护周期所有维护对象的选择。

S4、对于集合Φ1∪Φ2∪Θ中的设备进行维修或维护。

S5、把维修维护的用时、效果及其他设备管理所需记录的数据写入到设备台账模块。对于因故障而进行维修的设备，同时向故障处理模块反馈数据。

实例2：

本计划周期内有K个维护人员，通过排班系统的接口，获取到他们的工作排班时长分别为D(k),k∈{1,2,…,K}。

对第一个维护人员(k＝1)，面向全部设备集合Φ，基于排班时长D(k)|k＝1，采用实例1的S1-S3步骤，得到他本期负责维护设备的集合(记为Ψ1)。

然后，对第二个维护人员(k＝2)，面向设备集合Φ-Ψ1，基于排班时长D(k)|k＝2，采用实例1的S1-S3步骤，得到他本期负责维护设备的集合Ψ2。

接着，对第三个维护人员(k＝3)，面向设备集合Φ-Ψ1-Ψ2，基于排班时长D(k)|k＝3，采用实例1的S1-S3步骤，得到他本期负责维护设备的集合Ψ3。

依次类推，直到得出第K个维护人员本期负责维护设备的集合ΨK。K个维护人员对各自负责的设备集合Ψk内的设备进行维修或维护。维修或维护的人员、用时、效果及其它设备管理所需记录的数据都被写入到设备台账模块。对于因故障而进行维修的设备，同时向故障处理模块反馈数据。

Claims (5)

1.基于风险优先策略的设备维护方法，其特征在于，所述的方法包括下述步骤：

1)按优先级获取待维护设备集合；

2)在本维护期预定时刻对集合中的设备数据进行更新；

3)根据设备健康度评估模型和更新的设备数据，得出每个设备健康度的评估数值；

4)根据健康度评估数值和设备重要度，计算每个设备的故障风险值；

5)选取风险值之和最大的设备集合且集合内设备的额定维护时长之和不超本计划周期内维护人员的正常工作时长。

2.如权利要求1所述的基于风险优先策略的设备维护方法，其特征在于，所述的步骤1)具体为：所述的设备包括故障设备、在线物联网连接的设备和预防性维护设备；其中，所述设备的优先级为故障设备>在线物联网连接的设备>预防性维护设备。

3.如权利要求1所述的基于风险优先策略的设备维护方法，其特征在于，所述的步骤1)具体为：

11)、从故障处理模块中获取需要在本维护周期里进行维修的设备；其中，需要本维护周期里进行维修的设备共有N1个，构成的集合为Φ1,额定维护时长之和为D1；本计划周期内维护人员的正常工作时长为D；

如果D1≥D，那么本期维护的设备为Φ1；如果D1<D，那么执行下一步骤12)；

12)设备健康在线诊断模块基于设备运行的实时数据，通过事先建立的诊断模型，确定该设备是否需要维护；

集合Φ1之外，所有被设备健康在线诊断模块确定需要在本维护周期进行维护的设备组成集合Φ2，其元素个数记为N2，这N2个设备的额定维护时长之和为D2；

如果D1+D2≥D，那么本期维护的设备为Φ1∪Φ2；如果D1+D2<D,那么执行步骤2。

4.如权利要求1所述的基于风险优先策略的设备维护方法，其特征在于，所述的步骤2)更新的设备数据至少包括:

(1)累计工作时长；

(2)设备上次维护至今的总时长。

5.如权利要求1所述的基于风险优先策略的设备维护方法，其特征在于，所述的步骤2)更新的设备数据为还包括下述任一数据：

(3)反映设备使用过程中负荷强度的数据；

(4)过去时间窗口内，设备使用过程中负荷强度；

(5)过去时间窗口内，采集或记录的影响设备性能的环境参数值，包括：温度、湿度和/或空气中固体颗粒物的含量。

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