状态监控技术在维修管理系统中的方法研究

价值工程0引言在工业生产过程中，需要投入和使用大量的大型设备，这之中设备的费用支出会占到工业生产成本的几乎一半。

长期以来，大型设备的检修遵循基于时间的检测（定期检测，TBM Time Based Maintenance ）。

同时，由于电子技术及计算机技术的迅猛发展，信号采集、光纤传输等测量技术的广泛使用，使设备状态的状态监控装置与专家故障诊断系统越来越成熟，设备也从时间检修过渡到状态检修。

提高关键设备的有效性和维修固然至关重要，但是在传统的维修方式下就暴露出其局限性，故障后果、停机损失等日益被人们所关注，所以要求维修人员实时掌握设备的技术状态，以保证设备发挥它的功能和效能。

现代企业和军事部门越来越重视CBM 的作用。

面向对象的设计支持软件，有易于扩展、适用复杂功能且使用维护费用低的优点，成为目前国内外流行的系统设计方法。

在维修管理系统中加入故障定位、排除过程和维修策略的功能块可以对设备实施有效管理和控制，提高了维修水平和排故效率。

1状态监控与故障诊断1.1CBM 技术的发展与应用维修工作主要包括三种维修方式：故障维修（FDM ）、一定时间维修（TBM ）和预防性维修（CBM ）[1]。

故障维修是设备正常运行直至产生故障而停机后进行的维修[2]。

一定时间维修又称作周期性预防维修，是为了防止故障发生率和由于部件功能衰退而发生故障，所进行的预先确定时间或根据指定的指标进行的维修行为。

状态监测维修也称作计划性预测维修[3]。

实施CBM ，要进行设备的状态监测、故障诊断与状态维修。

通过对设备状态的客观监测和分析数据，可实现对设备的监测和管理，可有效地减少维修作业中的不确定性和不可靠性对设备带来的损坏。

根据统计[4]，采用CBM 后，可使维修费用减少25%~50%，维修工作量减少40%~60%。

60年代早期，美国对于状态维修技术已经开始了大量的研究与试验，目前已广泛应用于机械、大型工业等企业并取得了巨大的经济效益。

如，在发电厂实现状态维修后，可使故障率降低75%，维修费用降低25%~50%[4]。

文献[5]报道，实现了状态维修后，维修费用降低40%~70%，延长了生产周期。

状态监控技术在军事及工业部门正在取得广泛的应用。

状态监控技术的发展与成熟不仅提高了军事装备和民用装备的可用性，同时，也大大降低了生产线的非计划停机次数和时间。

1.2CBM 应用到设备状态的故障诊断设备状态评估主要有两个方面：智能系统的故障诊断和设备部件的性能衰退。

主要目的有:检测初期异常隐患；鉴定设备故障点和预测设备运行寿命时间。

常用的故障诊断方法有：模式识别法、故障树法、神经网络诊断方法和专家系统故障诊断方法。

主要任务是查用设备异常状态、分析故障信息和确定故障原因。

设备机械性能的衰退趋势预测可通过对衰退相关的症状信息分析而实现。

若设备某个部件被检测为故障点，可通过内嵌人工神经网络（ANNs）评定有故障部件的故障程度。

也可通过主元分析方法，提取故障数据进行分析，得到主元个数和控制限为维修决策的正确性提供重要的依据。

设备的监测与诊断具体实施过程如图1所示，分为信号检测，特征值的提取，状态差别与故障分类、维修预测等内容。

在设备监控过程中，首先要对设备整体状态做出判断。

在故障诊断中，在发现设备运行异常后，对设备故障进行深入分析，确定故障部位，判断严重程度，确定故障原因并为诊断决策提供依据，最终为维修方案的制定提供数据支撑。

2系统的需求分析与总体设计方案2.1需求分析数据库技术是现代计算机应用系统和信息系统的核心技术，研究数据库的结构、存储、设计及应状态监控技术在维修管理系统中的方法研究Method Study of Condition Monitoring Technology in Maintenance Management System张琳ZHANG Lin（海军航空工程学院，烟台264000）（Naval Aeronautical Engineering Institute ，Yantai 264000，China ）摘要：由于电子技术及计算机技术的迅猛发展，设备检修由时间检修过渡到状态检修。

预防性维修成为目前国内外流行的系统设计方法。

在维修管理系统中加入故障定位、排除过程和维修策略的功能块可以对设备实施有效管理和控制，提高了维修水平和排故效率。

Abstract:Due to the rapid development of electronic technique and computer technology,equipment maintenance method has transformed from time-based maintenance to condition-based maintenance.Preventative maintenance has become the popular system design method.Adding the function block of fault locating and clearing process and maintenance strategies to the maintenance management system can achieve effective management and control of the equipment and improve the maintenance level and fault clearing efficiency.关键词：状态监控技术；故障；维修管理Key words:condition monitoring technology ；fault ；maintenance management 中图分类号：TP277文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）25-0166-02图1设备的监测与诊断示意图继续监测设备状态信号状态特征信号状态判别数据库状态模型分类故障情况状态趋势故障诊断与维修决策———————————————————————作者简介：张琳（1986-），女，黑龙江肇源人，硕士在读，助理工程师。

·166·Value Engineering用的一门科学。

数据库应用系统是要面向对象实际操作的应用软件系统。

70年代后期许多国家的大型企业就开始应用管理信息系统来管理自己的设备，并在80年代以后得到广泛的发展。

面向对象的开发方法具有很好的稳定性和维护性，并且系统结构灵活。

基于状态监控技术的维修管理系统的设计是应用了先进的设备维修理念，以预防性维修为主，对维修保障、物资保障、人员管理保障内容都能够作出精确管理。

设备维修管理软件系统模块内容包括：以设备维修故障单的提交、审批、执行为主线，故障点检测，故障处理，计划检修的维修流程，将采购管理、库存管理、人力管理集成的数据共享的管理信息系统。

凭借信息技术，可以及时地发现物资供应情况和设备维修状态。

通过管理系统的数据监测和采集模块的数据信息，能够及时、快速地掌握整个维修管理系统的重要零部件的工作情况。

对于设备在运行中的数据能够实现实时管控，增强了设备故障管理的预见性。

2.2总体设计方案在系统设计中，A 是故障信息报告中的维修指令，W 是维修计划中所保存的历史故障信息。

当系统接收信息后根据A 故障信息完成控制和管理维修指令，在处理完毕后要将故障信息转化成历史故障信息，不断积累故障数据并统计出排故的维修措施，给维修计划的制定提供重要资源。

根据需求分析，系统要建立获得数据的来源与传递渠道，实现与外部W ，外部A 的传送系统和接口通讯通道。

该运行系统基于微软.NET 平台，B/S 工作模式，采用了数据库服务器、Web 应用服务器和客户端的体系结构。

Web 应用服务器放置在应用程序与模板间，用于接收客户端数据并将最终的请求处理结果发回客户端。

系统以SQL Server 2000及以上版本作为后台数据库服务器，使系统运行可靠、高效，易维护。

（图3）3数据库设计3.1数据库关系设计以数据集中存储和管理为基础[6]，设备维修管理系统由系统数据库和用户库组成，用户库是维修人员用于输入设备型号及维护信息；系统数据库根据维护库中各设备型号的维护信息，包括设备的实时监控状态数据，故障信息和故障最后处理结果信息，要确定本日、本周、本月所需要进行维修的设备型号及维修内容并填制维护信息报告发给用户,便于维修人员及时维护。

（图4）3.2数据库功能模块设计3.2.1用户管理模块对使用本系统的工作人员统一管理，设有高级管理员和普通管理员，高级管理员有权设置和修改普通用户登陆系统的密码及访问权限。

3.2.2设备状态检修模块设备状态分析，填写设备状态分析表，应用软件进行故障诊断，根据维修标准和故障原因填写相应的维修计划，包括维修类型、备件使用量、修理方法并填写解决方案表、故障信息记录，并进行设备寿命趋势分析。

3.2.3设备维修管理模块设备管理部门提出检修申请，由检修部门填写检修计划，记录准备工作，检修设备故障点，使用故障检修系统对设备进行检修，最后由设备管理部门验收。

3.2.4维修备件管理模块实现对下级部门查看所属器材的管理和使用情况、器材的型号、登记日期、使用人、所属部门等信息。

3.2.5维修人员管理模块登记所有的维修人员的姓名、所属单位、修理设备的日期和修理设备的型号，并登记已更换或需要更换的设备型号及备件型号。

3.2.6设备信息管理模块设备基本信息，名称、型号、编号、使用单位、存储数量、购入时期、保修日期、设备的检修、折旧、报废等状态变化信息。

4总结提出基于状态监控及故障诊断的维修管理系统是有效的管理与维修的结合。

运用状态监控、故障诊断实施状态维修可使设备维修做到以科学化、数字化的设备状态管理模式替代模糊的、靠感官经验的设备状态管理模式。

在安全性的前提下做到了延长设备维修周期，降低维修费用，给工业生产带来了巨大的效益下，也为其他的民用企业和军事工程的设备维修带来了参考价值。

参考文献：[1]徐忆柳，李晓东.维修工程管理研究与发展综述[J].工业工程与管理，2004（4）：7-12.[2]Moubray J,Reliability -centered maintenance [M].Second edition.New York:Industrial Press Inc,1997.[3]Williams J H,Davies A,Drake P R.Condition -based main -tenance and machine diagnostics[M].London:Chapman&Hall,1994.[4]虞和济.故障诊断的基本原理[M].北京：机械工业出版社，1995：3-25.[5]美国陆军为“黑鹰”直升机装备“状态与使用”监控系统..2004.[6]苏小波,冀亚林，王学艺等.装备保障管理信息系统集成框架及管理平台研究[J].四川兵工学报.图2主要业务流程框架状态监控状态分析故障点检测维修管理维修人员管理备件管理监测结果分析维修标准设备检测管理检测信息管理设备状态数据分析设备维修计划设备维修管理检测系统接口备件系统接口备件使用管理备件库存管理图3系统整体架构图WA数据消息队列服务器数据库服务器Web 服务器客户端C图4数据关系示意图备件设备型号设备运行条件设备型号储存条件级别设备级别设备维护周期运行条件维护周期维护内容寿命状态备注设备维护内容设备故障检测确定设备故障点设备状态评估制定设备维修计划系统数据库设备型号备件储存条件备件储存条件设备维护周期储存条件维护周期维护内容寿命状态备注维护记录设备型号数量储存时间维护时间维修计划维修结果设备备件编号维修型号备件编号储存时间储存仓库编号维修时间维修记录维修周期维修时间维修人员维修设备型号用户数据库设备型号备件·167·。