本文是對狀態(tài)監(jiān)測維護(hù)（CBM – Condition Based Maintenance）系統(tǒng)的概述，我們將會討論以下部分：

如何利用狀態(tài)監(jiān)測來確定設(shè)備健康狀況。 狀態(tài)監(jiān)測在技術(shù)發(fā)展方面的現(xiàn)狀 哪些系統(tǒng)和流程可以用來建立和管理一個成功的設(shè)備健康（PHM）和狀態(tài)監(jiān)測（CBM）項(xiàng)目。

需要注意的是，本文討論的是一種管理思路與方法。不局限于其實(shí)現(xiàn)形式。你可能是通過手工抄表，沒有任務(wù)CMMS/EAM系統(tǒng)的情況下進(jìn)行CBM。也可能是通過完成的自動化/物聯(lián)網(wǎng)集成+智能化的算法。

狀態(tài)監(jiān)測的現(xiàn)狀

物聯(lián)應(yīng)用越來越多，數(shù)據(jù)收集現(xiàn)在無孔不入。從地表沉降檢測到你各種家電的操作的次數(shù)，大家都在努力的收集數(shù)據(jù)。例如，生產(chǎn)中以每分鐘幾個測量值的速度監(jiān)測他們每臺地下電動裝載機(jī)的20或30多個測量點(diǎn)，包括：裝載速度、每個液壓支柱施壓力等。

電子元件設(shè)計(jì)和制造工藝的改進(jìn)，測量儀器越來越小、性能更強(qiáng)、成本更低。如果你參與過選型、安裝、操作或維護(hù)設(shè)備，可能已經(jīng)經(jīng)歷過某設(shè)備供應(yīng)商會與你接觸，提供最新的監(jiān)測插件，承諾提高你的設(shè)備可靠性。

良好的維護(hù)實(shí)踐表明，維護(hù)要關(guān)注于事前預(yù)防而不是事后修復(fù)故障。為了檢測和預(yù)防設(shè)備故障，我們需要數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)越多，評估就能越準(zhǔn)確。遺憾的是，實(shí)踐起來，沒有想的容易。

你要問的第一個問題是 “為什么我需要狀態(tài)監(jiān)測？” 不管別人如何推薦，必須先有明確的需求。在實(shí)施CBM解決方案時(shí)，你首先要清楚：“我現(xiàn)在遇到了什么問題？這個方案到底需要解決的問題是什么？”只有針對具體問題的解決方案，才是有意義的。

狀態(tài)監(jiān)測周期

狀態(tài)監(jiān)測是一個過程周期，它不是有開始和結(jié)束的線性系統(tǒng)，而是一個數(shù)據(jù)采集、分析和決策的連續(xù)循環(huán)，最終導(dǎo)致更好的設(shè)備健康管理。如圖：

這個周期中的第一塊是應(yīng)該不難理解的。市場上有很多檢測工具/儀器可以測量、存儲和傳遞與你需要測量的內(nèi)容。

目前，主要的挑戰(zhàn)是在用云表示的過程部分（唉，云里霧里）：評估正在收集的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生設(shè)備 “健康 “狀態(tài)判斷的模型；或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)的人工判斷。從本質(zhì)上講，挑戰(zhàn)在于如何“理解”從現(xiàn)場設(shè)備上傳來的大量數(shù)據(jù)流。雖然我們都假設(shè)認(rèn)為用于確定特定資產(chǎn)狀況的模型是已知的，預(yù)測也是可靠的，但現(xiàn)實(shí)是，情況并非總是如此。

有一些系統(tǒng)或其中的一部分設(shè)備功能會有一個簡單的模型，因此健康診斷相對容易。這些是可以用 “如果 “規(guī)則來總結(jié)的條件類型。

“如果 溫度[X]小于設(shè)定點(diǎn)[Y]，那么[設(shè)備狀態(tài)]是好的，否則，發(fā)出警報(bào)”。

然而，大多數(shù)系統(tǒng)并不那么簡單。它們在運(yùn)行方式上有內(nèi)在的復(fù)雜性，并對它們在生產(chǎn)任務(wù)和作業(yè)環(huán)境條件都反映。對于任何被要求評估成套系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和條件的人來說，這一點(diǎn)甚至更加明顯，因?yàn)樵S多這些系統(tǒng)和子系統(tǒng)的健康狀況需要被結(jié)合到一個整體的健康指標(biāo)或KPI中。

人們期望，在某個時(shí)候，人工智能科學(xué)將發(fā)展到足以產(chǎn)生一個強(qiáng)大的自動模型和診斷工具，但我們現(xiàn)在還沒有到那一步。

同時(shí)，你能做的是建立一個合理的、目標(biāo)明確的系統(tǒng)，幫助你在可靠性和可用性方面達(dá)到你的戰(zhàn)略目標(biāo)，而不消耗你大量的資源。

實(shí)施資產(chǎn)健康狀況監(jiān)測計(jì)劃

實(shí)施資產(chǎn)健康狀況監(jiān)測計(jì)劃的五個步驟如下。

確定設(shè)備和其評估模型方案 定義和了解變量 選擇監(jiān)測儀器并建立一個數(shù)據(jù)收集和存儲系統(tǒng) 定義并遵循一個一致的狀態(tài)評估系統(tǒng) 將狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)整合到你現(xiàn)有的維護(hù)策略中去 持續(xù)優(yōu)化

1、確定設(shè)備和其評估模型方案

第一步是整個計(jì)劃的基礎(chǔ)。你需要確定測量哪些變量，收集哪些數(shù)據(jù)，以及如何將其轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的決策信息。你需要業(yè)務(wù)需求與管理改進(jìn)的目標(biāo)（產(chǎn)能提升？停機(jī)時(shí)間下降？），確定要了解哪些設(shè)備的健康狀況，來制定對應(yīng)的檢測與維護(hù)方案。

首先，要選定將被監(jiān)測的設(shè)備。要確定哪些設(shè)備值得納入該計(jì)劃，一個好的工具是通過設(shè)備關(guān)鍵性矩陣。通常，那些有較高風(fēng)險(xiǎn)，以及較高財(cái)務(wù)/安全后果的資產(chǎn)優(yōu)先被納入狀態(tài)監(jiān)測計(jì)劃。早些與包括財(cái)務(wù)、生產(chǎn)運(yùn)營和設(shè)備維護(hù)人員進(jìn)行交流，獲得各團(tuán)隊(duì)的認(rèn)同，將使你更容易獲得未來實(shí)施所需的資源。

確定好哪些設(shè)備需要被監(jiān)測，接下來決定好要使用哪些狀態(tài)和健康評估模型。這些模型是狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)最重要的組成部分之一。這些模型是 “翻譯”，將收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的診斷，表明資產(chǎn)當(dāng)前的 “健康狀況”。

模型可能有各種形式（可能是一個簡單的 “如果 “規(guī)則，一個完整的軟件工具，甚至是一個組織或?qū)＜遥麄儗⒔忉屇憬o他們的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生一個關(guān)于設(shè)備當(dāng)前狀況和健康的判斷。）。因此我們這里討論提是一個抽象的概念，把這個 “黑盒子”形象化，它把數(shù)據(jù)作為輸入，把條件評估結(jié)果作為輸出。什么樣的模型是有效的，將與你要評估的設(shè)備類型有關(guān)。

自工業(yè)革命以來，不同的工程學(xué)科對不同類別的設(shè)備都有不同程度的了解。這意味著對于每類資產(chǎn)，都多或少能找到狀態(tài)評估模型供你使用?？梢宰稍兿逻@種設(shè)備類別專家（如原廠或?qū)I(yè)技術(shù)公司）。

這一步的輸出是一個設(shè)備清單和相關(guān)的狀態(tài)評估模型。

例如：傳送道，其溜槽的內(nèi)壁裝有耐磨板，功能是保護(hù)溜槽的內(nèi)壁并保持其機(jī)械完整性。隨著磨損，它們的厚度會減少，直到它們太薄而無法可靠地發(fā)揮其功能，必須被替換。在這種情況下，溜槽襯板的狀況是由其厚度決定的。每塊板的磨損率各不相同，取決于以下因素：礦石的磨蝕性、板在溜槽內(nèi)的位置、礦石速度、平均塊度等。

當(dāng)模型的因素已知時(shí)，該模型應(yīng)該能夠描述資產(chǎn)的狀況。本例：

狀態(tài)=F(磨損板厚度)

狀態(tài)耐磨板厚度100%壽命（新）150mm75%壽命130mm50%壽命110mm25%壽命90mm壽命終止（更換）70mm

我們需要的是模型的輸出是對狀況的評估，在這個例子中，這與磨損板厚度直接相關(guān)即可。通常情況下，資產(chǎn)的狀況必須由一個以上的因素來描述，而且關(guān)系更為復(fù)雜。通常引入更多檢測條件，評估達(dá)到更好的置信度。而這個例子中厚度是磨損板狀況已經(jīng)足夠了。雖然還可以添加更多的輸入?yún)?shù)，使模型更加復(fù)雜，但沒有必要。

2、定義和理解要測量變量

在確定了設(shè)備和模型方案后，下一步是正確理解你要測量的參數(shù)和原因。基于模型，明確要哪些輸入才能使它們發(fā)揮作用。

你必須避免的一個常見的陷阱是 “快樂測量”，我們工程師們喜歡玩弄數(shù)據(jù)，在Excel中制作漂亮的趨勢線和圖表，而不產(chǎn)生真正的業(yè)務(wù)作用。

為了建立一個適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，必須仔細(xì)選擇和定義要測量的參數(shù)。如果一個變量值得捕捉和儲存，它必須是反映資產(chǎn)狀況的一個重要指標(biāo)。所選擇的變量將必須清楚地映射到一個模型中，即使是一個簡單的模型。如果被測量的變量和模型之間沒有明確的關(guān)系，就不要包括它。

繼續(xù)我們的滑道例子，我們在上一步中看到，滑道的狀況是其厚度的一個函數(shù)。那么，耐磨板的厚度顯然是要監(jiān)測的變量。然而，監(jiān)測其他變量也可能是有價(jià)值的，可能會豐富我們對系統(tǒng)的了解。比如礦石的質(zhì)量（如其磨損性）或通過滑道的礦石量。額外的數(shù)據(jù)輸入，將給你帶來額外的能力，例如不僅可以評估當(dāng)前的狀況，還可以預(yù)測磨損率，從而預(yù)測資產(chǎn)狀況隨時(shí)間推移的未來狀態(tài)。

有一點(diǎn)很重要，為自動化、保護(hù)和控制目的而測量的參數(shù)可以被納入狀態(tài)監(jiān)測程序，但不是所有的參數(shù)都必須被使用。不要因?yàn)槟稠?xiàng)數(shù)據(jù)存在，就覺得必須要收集和存儲它。一些測量和變量在特定的系統(tǒng)中具有特定的功能，但這并不一定意味著它們必須被用作CBM的輸入。

3、選擇監(jiān)測儀表并建立一個數(shù)據(jù)收集和存儲體系

如果你已經(jīng)完成了前面的兩個步驟，現(xiàn)在你應(yīng)該有。

一份要監(jiān)測的設(shè)備清單。 描述這些資產(chǎn)狀況的模型。 一組需要輸入到模型中以產(chǎn)生評估的變量。

現(xiàn)在就可以去采購硬件了。硬件的選型也是個麻煩事。另外，你要記住，雖然自動化是經(jīng)濟(jì)與安全的，并不是所有的東西都會或應(yīng)該由遠(yuǎn)程設(shè)備來監(jiān)測，在某些情況下，一些監(jiān)測功能由人工測量來執(zhí)行是合理的，甚至是明智的。

不同設(shè)備的選型方案很復(fù)雜，這里只能籠統(tǒng)的說些原則，你需要關(guān)注好：

功能性：如果你能做好前2步，那現(xiàn)在可以客觀地比較可選用的監(jiān)測儀器。只有你先清楚地知道監(jiān)測設(shè)備應(yīng)該有哪些功能來滿足你的需求，才能防止你 “過度”要求，也不會被設(shè)備供應(yīng)商提供的無數(shù)“更好的”選項(xiàng)所干擾。 壽命周期：監(jiān)測儀器必須在被監(jiān)測資產(chǎn)的生命周期內(nèi)可用。你應(yīng)該問這樣的問題：這個監(jiān)測設(shè)備是基于什么技術(shù)的？設(shè)備制造商是否有計(jì)劃在資產(chǎn)的生命周期內(nèi)發(fā)布新的設(shè)備系列，如果有，這個設(shè)備是否會 “向后 “兼容？你想在未來避免的情況是，你不得不為那些被認(rèn)為是過時(shí)的備件支付高昂的費(fèi)用，或者更糟糕的是，換新設(shè)備也可能還要承擔(dān)改造費(fèi)用，甚至重新做系統(tǒng)集成。理想情況下，一旦你選擇了監(jiān)控設(shè)備，它就應(yīng)該在它所監(jiān)控的資產(chǎn)的生命周期內(nèi)保持功能。 培訓(xùn)服務(wù)：是一個重要因素，盡管它可能不是一個決定性因素，供應(yīng)商是否提供足夠的操作和維護(hù)培訓(xùn)。你從這個儀器中得到的價(jià)值，在某種程度上取決于你的人員正確操作和維護(hù)它的能力。 便攜性。最后但并非最不重要的是，你選擇的設(shè)備是永久安裝在設(shè)備上，還是有隨身攜帶式的工具（參考：基于狀態(tài)的維護(hù)及巡點(diǎn)檢工具應(yīng)用示例）。就便攜性而言，你需要在監(jiān)測設(shè)備本身的成本、對 “實(shí)時(shí) “監(jiān)測的需求或僅僅是現(xiàn)場測量以及派人到工廠周圍進(jìn)行測量的成本之間取得平衡。在某些情況下，如大型電動機(jī)的局部放電（PD）測量，使用混合系統(tǒng)可能會有好處，即探頭永久安裝在電動機(jī)上，但PD讀數(shù)儀器在以可靠性為中心的維護(hù)（RCM）原則確定的定期間隔內(nèi)與探頭連接。

總而言之，你應(yīng)該嘗試在你對該設(shè)備的功能要求、實(shí)施該系統(tǒng)的成本以及實(shí)施該系統(tǒng)所獲得的可靠性和安全利益之間找到一個平衡。CBM也不一定意味著就必須有物聯(lián)網(wǎng)，甚至沒有信息系統(tǒng)，通過紙面點(diǎn)檢也可以建立CBM的體系。

4、定義并遵循一個一致的狀況評估系統(tǒng)

只有把收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的設(shè)備管理任務(wù)，努力才有意義。

這個過程中，必須建立一個堅(jiān)實(shí)和可重復(fù)的系統(tǒng)（可能是計(jì)算機(jī)軟件，也可能是人工管理體系）來確定資產(chǎn)的狀況。

不管你選擇哪種特定的算法來處理傳入的數(shù)據(jù)以將其轉(zhuǎn)化為信息，很重要的是要有充分的文件記錄，并整合到你的整體文件控制系統(tǒng)中。團(tuán)隊(duì)中的任何相關(guān)人員都能使用這個系統(tǒng)展開工作，大家都能了解所有正在收集的數(shù)據(jù)是如何被轉(zhuǎn)化為可資產(chǎn)健康狀態(tài)評估，以及后續(xù)維護(hù)建議的。

5、將狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)與現(xiàn)有的維護(hù)策略相結(jié)合

“我們發(fā)現(xiàn)了問題，但維護(hù)部沒有采取任何措施，機(jī)器最終還是失敗了”。這種想法讓人沮喪，因?yàn)樗鼈鬟_(dá)了一種浪費(fèi)，之前做的這么多都無意義。

上面每一步都有待定的作用和價(jià)值，但如果我必須選擇一個最重要的步驟，就是付諸實(shí)踐。CBM結(jié)果必須成為維護(hù)計(jì)劃和執(zhí)行活動的一個組成部分。

6、持續(xù)優(yōu)化

之前的周期圖，已經(jīng)說明了，CBM不是一個一次性的行為，這是一個不同持續(xù)改進(jìn)提升的過程。可以持續(xù)的調(diào)整需要檢測的設(shè)備的范圍，也可以與模型、測量工具進(jìn)行改進(jìn)。

綜上所述

本文是要對資產(chǎn)狀況監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行深入的或?qū)W術(shù)性的分析，也不具體提供硬件及軟件的工具。而是試圖分享一些通用性的概念。一個充分設(shè)計(jì)和實(shí)施的資產(chǎn)狀況監(jiān)測計(jì)劃將使你的組織能夠在健全和可靠的資產(chǎn)信息基礎(chǔ)上更準(zhǔn)確和適時(shí)地維護(hù)設(shè)備，獲得更好的設(shè)備利用率與設(shè)備壽命。

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網(wǎng)址: 基于狀態(tài)監(jiān)測的維護(hù)（CBM）的介紹 http://m.u1s5d6.cn/newsview1558775.html