本文將討論

作為工業(yè)4.0商業(yè)模式的預(yù)測(cè)性維護(hù)

自動(dòng)化預(yù)測(cè)維護(hù)程序的好處

在工業(yè)設(shè)施中實(shí)行自動(dòng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)的步驟

前言

工業(yè)制造界的每個(gè)人都聽說過關(guān)于停機(jī)的故事。但對(duì)于經(jīng)歷過這種情況的人來說，一小時(shí)的停機(jī)時(shí)間會(huì)使制造商每小時(shí)損失高達(dá)26萬(wàn)美元 或 4 小時(shí)內(nèi)損失 200 萬(wàn)美元等的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并不能完全說明情況。 除了資金方面的損失之外，停機(jī)的實(shí)際成本還包括了幻滅的勞動(dòng)力，意味著當(dāng)持續(xù)發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，對(duì)員工的激勵(lì)難度則會(huì)變大。這些都是使得預(yù)測(cè)性維護(hù)自動(dòng)化能夠迅速成為企業(yè)融入日常業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的工業(yè)概念的部分原因。

作為工業(yè) 4.0 商業(yè)模式的預(yù)測(cè)性維護(hù)

預(yù)測(cè)性維護(hù)采取先發(fā)制人的方法，能夠在工廠設(shè)備出現(xiàn)故障之前發(fā)現(xiàn)故障，并進(jìn)行維護(hù)和修理。與每個(gè)工業(yè) 4.0 概念一樣，這種方法也依賴于數(shù)據(jù)捕獲和分析。因此，了解車間資產(chǎn)產(chǎn)生的歷史和當(dāng)前數(shù)據(jù)的能力是在組件和裝配級(jí)別自動(dòng)執(zhí)行維護(hù)任務(wù)的基礎(chǔ)。 盡管預(yù)測(cè)性維護(hù)是工業(yè) 4.0 的概念，但它仍然適用于舊資產(chǎn)和相對(duì)較新的資產(chǎn)。根據(jù)《工廠工程師手冊(cè)》，預(yù)測(cè)性維護(hù)能夠減少大約20%的停機(jī)時(shí)間， 而自動(dòng)化流程的選項(xiàng)可以進(jìn)一步增加這一百分比并減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間。選擇在整個(gè)車間集成預(yù)測(cè)性維護(hù)自動(dòng)化還會(huì)帶來許多好處，其中包括：

降低總制造成本 （TMC）

在制造業(yè)中，維護(hù)成本、維修和昂貴的更換成本占開發(fā)產(chǎn)品 TMC 相當(dāng)大的比例。自動(dòng)化預(yù)測(cè)維護(hù)有助于顯著降低這些成本。這些方法包括了解設(shè)備的使用壽命、安排計(jì)劃停機(jī)時(shí)間和計(jì)劃備件庫(kù)存清單。

自動(dòng)化的預(yù)測(cè)性維護(hù)措施會(huì)引發(fā)有計(jì)劃的停機(jī)，從而將生產(chǎn)從受影響的設(shè)備中轉(zhuǎn)移出去。它們還消除了計(jì)算中出現(xiàn)人為錯(cuò)誤的可能性，這些錯(cuò)誤可能會(huì)延遲與車間設(shè)備相關(guān)的維修或維護(hù)活動(dòng)。

自動(dòng)化流程還會(huì)對(duì)企業(yè)的備件庫(kù)存產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)。對(duì)于所需完成任務(wù)的了解可用于提前自動(dòng)購(gòu)買替換零件，從而減少過多的庫(kù)存，同時(shí)確保維護(hù)團(tuán)隊(duì)擁有任務(wù)所需的所有工具。

延長(zhǎng)機(jī)器部件的使用壽命

自動(dòng)化定期預(yù)測(cè)性維護(hù)活動(dòng)可確保任務(wù)按時(shí)完成。在維護(hù)方面遵守嚴(yán)格的時(shí)間表會(huì)增加機(jī)器組件的使用壽命。這是因?yàn)闄C(jī)器及其組件將配備所需的資源，以保證其運(yùn)行到下一個(gè)維護(hù)周期。

減少車間事故

在制造設(shè)施中，僅在美國(guó)，物料搬運(yùn)設(shè)備每年就造成約 85 人死亡，數(shù)千人受傷。這些事故的發(fā)生是由于叉車故障、員工疏忽，更重要的是，物料搬運(yùn)設(shè)備的維護(hù)不善。

這就是自動(dòng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)活動(dòng)發(fā)揮作用的地方。通過適當(dāng)?shù)木S護(hù)，物料搬運(yùn)設(shè)備和其他工程資產(chǎn)將按預(yù)期運(yùn)行，而不會(huì)給毫無戒心的車間工人帶來任何意外。

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實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)自動(dòng)化的3個(gè)步驟

與大多數(shù)制造概念或商業(yè)模型一樣，存在采用自動(dòng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)的步驟。這些步驟包括：

1

在設(shè)備中集成數(shù)據(jù)采集設(shè)備

自動(dòng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)的第一步是從設(shè)備采集相關(guān)數(shù)據(jù)。在綠地設(shè)施中，所使用的通用制造設(shè)備均配備了傳感器和執(zhí)行器，用于監(jiān)測(cè)組件的性能和健康狀況。在棕地設(shè)施中，只有將智能設(shè)備集成到傳統(tǒng)設(shè)備中才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

智能人機(jī)界面設(shè)備可用于跟蹤車間設(shè)備的溫度、振動(dòng)和其他方面。有了這些歷史數(shù)據(jù)以及停機(jī)時(shí)間或故障率數(shù)據(jù)，就可以完成車間內(nèi)預(yù)測(cè)性維護(hù)活動(dòng)的自動(dòng)化進(jìn)程。制造企業(yè)還需要建立工業(yè)云解決方案、分析應(yīng)用程序和功能性票據(jù)或警報(bào)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)過程的自動(dòng)化。

2

實(shí)時(shí)監(jiān)控模式的算法

對(duì)于剛剛起步的制造企業(yè)來說，無法獲得為設(shè)備健康提供背景的歷史數(shù)據(jù)是可以理解的。而這就是機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能發(fā)揮作用的地方。企業(yè)需要通過購(gòu)買服務(wù)或構(gòu)建由算法驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序以實(shí)現(xiàn)基于條件的監(jiān)測(cè)。這些服務(wù)是本節(jié)第一點(diǎn)中重點(diǎn)介紹的應(yīng)用之一。

同樣需要注意的是，在 IT 基礎(chǔ)設(shè)施啟動(dòng)過程和設(shè)備收集數(shù)據(jù)的過程中，有不同的技術(shù)來評(píng)估比較機(jī)器數(shù)據(jù)。制造商可以選擇從為其行業(yè)細(xì)分市場(chǎng)提供數(shù)據(jù)即服務(wù)的平臺(tái)上購(gòu)買相關(guān)數(shù)據(jù)，或者以設(shè)備的維修或維護(hù)指南作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行推斷。

3

基本維護(hù)思維方式的轉(zhuǎn)變

車間中集成自動(dòng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)的成功仍然取決于管理層和員工對(duì)于預(yù)測(cè)性分析的認(rèn)識(shí)。這就是為什么需要制定有關(guān)自動(dòng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)的管理層和員工政策的重要原因。制造業(yè)四壁內(nèi)的利益相關(guān)者必須了解自動(dòng)化所需條件以及它所帶來的好處，正如上文中所強(qiáng)調(diào)的。

一個(gè)企業(yè)在集成自動(dòng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)方面的成功往往取決于管理團(tuán)隊(duì)和員工的盡職程度。因?yàn)橹挥挟?dāng)每個(gè)人都明確了他們?cè)谧詣?dòng)化生產(chǎn)車間中發(fā)揮的作用，自動(dòng)化過程才能成功。

結(jié) 論

在自動(dòng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)時(shí)，建議采用試點(diǎn)項(xiàng)目，讓每個(gè)人都站在同一起跑線上。如果自動(dòng)化操作得當(dāng)，制造企業(yè)可以減少55%的停機(jī)時(shí)間，以及約60%的修復(fù)和拆修時(shí)間。有效的維護(hù)也將減少設(shè)備更換的支出，同時(shí)能夠?yàn)樘岣呱a(chǎn)力創(chuàng)造有利的環(huán)境。

附錄-虹科EXOR旗艦eX700系列

eX700家族是虹科工業(yè)顯示屏的旗艦產(chǎn)品，創(chuàng)建了優(yōu)秀的一體式多行業(yè)解決方案。

該產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)完全遵從工業(yè)4.0理念，完美兼容工業(yè)4.0體系：超高性能，高分辨率玻璃電容觸摸屏，與下游和上游設(shè)備連接，強(qiáng)大的集成PLC以及支持所有主要工業(yè)協(xié)議，集成VPN與云服務(wù)，并且最長(zhǎng)保修期長(zhǎng)達(dá)5年。

作為一個(gè)集成的一體化設(shè)備，您可以將其：作為具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)引擎的強(qiáng)大的瀏覽器；作為具有三個(gè)網(wǎng)口的網(wǎng)關(guān)，連接OPC UA發(fā)布訂閱架構(gòu)的服務(wù)器或客戶端，實(shí)現(xiàn)TSN連接以及多種常用協(xié)議；作為一個(gè)強(qiáng)大的人機(jī)界面，并使用JMobile軟件進(jìn)行高分辨率多點(diǎn)觸摸屏編程；借由CODESYS V3，可以作為PLC并作為各種協(xié)議的主站使用；

責(zé)任編輯：haq