企業(yè)的生產(chǎn)制造過程是尤為復(fù)雜和精密的，其涉及到的傳統(tǒng)的現(xiàn)場管理手段、方式和標(biāo)準可以歸納總結(jié)為“法治”或“人治”。而本文則是針對現(xiàn)場管理五要素中的“機”，提供一種“數(shù)治”的解決方案，通過引入“數(shù)字化鏡像”的概念，將現(xiàn)場設(shè)備的過去，現(xiàn)在和未來，以大數(shù)據(jù)的思路進行梳理，為企業(yè)制造過程中的設(shè)備資產(chǎn)數(shù)字化管理提供方向。

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名詞解釋(注：不同公司部門職能可能略有不同或交叉)

• PMC：Production & Material Control，生產(chǎn)和物料控制部，負責(zé)生產(chǎn)計劃編制與物料管控等。
• MDE：Manufacturing Development Engineering，制造研發(fā)部，負責(zé)現(xiàn)場設(shè)備的管理、研發(fā)與維護等。
• MFG：Manufacturing，生產(chǎn)制造部，主要負責(zé)現(xiàn)場制造管控等，保證計劃完成等。
• R&D：Research & Design，設(shè)計研發(fā)部，主要負責(zé)工程階段的產(chǎn)品研發(fā)和工藝研發(fā)等。
• 數(shù)字化鏡像：Digital Twins, 運用物理設(shè)備上安裝的傳感器回傳數(shù)據(jù)來展現(xiàn)其接近實時的狀態(tài)，運行條件以及位置信息等。
• 現(xiàn)場管理：一種科學(xué)的管理制度、方法和標(biāo)準。對生產(chǎn)現(xiàn)場的人(工人和管理人員)、機(設(shè)備、工具、工位器具、工裝夾具)、料(原材料、輔料)、法(加工、檢測方法)、環(huán)(環(huán)境)進行合理有效的計劃、組織、協(xié)調(diào)、控制和檢測，使其處于良好的結(jié)合狀態(tài)，達到優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、均衡、安全、文明生產(chǎn)。
• MES： Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)。

背景

我們訪談過很多制造企業(yè)的高層或相關(guān)的部門經(jīng)理，他們在實際運營中遇到了很多很有意思，引人深思的問題。比如，“我是拉1的MFG生產(chǎn)主管，5分鐘前設(shè)備還在持續(xù)生產(chǎn)，為什么突然就壞了?MDE的人怎么這么不靠譜!PMC給的計劃難道今天又完不成了?”“我是MDE負責(zé)拉1至拉4的設(shè)備主管，MFG的主管又找我了，昨天才按計劃進行了拉1設(shè)備檢修，怎么今天就壞了?可我完全是按照檢修手冊和計劃保養(yǎng)時間窗口來安排保養(yǎng)維護的，看起來不是我的問題，不是么?”“我是MDE的負責(zé)拉2現(xiàn)場設(shè)備的設(shè)備管理員，拉1的涂膠機壞了，負責(zé)拉1的設(shè)備管理員今天又請假了，主管讓我代替他去修，但是設(shè)備完全不一樣啊，我怎么可能會修?”“我是信息部主管，MES系統(tǒng)都上線一年多了，產(chǎn)品追溯問題解決了，可是設(shè)備總是出問題，產(chǎn)能提不上來該怎么辦?”

我們將類似的問題進行梳理，總結(jié)出現(xiàn)場設(shè)備管理的三個階段和兩個過渡。并發(fā)現(xiàn)幾乎所有大型制造企業(yè)，都在第二個過渡階段中尋求好的解決方案。

• 過渡一：從被動式維修向主動式維護的過渡：通過制定定期保養(yǎng)計劃，制定簡單保養(yǎng)策略，記錄保養(yǎng)日志等方式，周期性的對設(shè)備進行檢修，降低宕機停產(chǎn)的可能性。
• 過渡二：從主動式維護向預(yù)測性維護的過渡：隨著設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展，企業(yè)越來越關(guān)心是否能利用設(shè)備自身的運轉(zhuǎn)情況分析來制定更優(yōu)的保養(yǎng)計劃，在保證設(shè)備持續(xù)健康的情況下，降低設(shè)備運維成本;同時對于已發(fā)生的故障，能夠快速產(chǎn)生解決方案。

為了幫助制造企業(yè)針對現(xiàn)場設(shè)備的“前世、今生和未來”進行科學(xué)有效的管理，聯(lián)想通過其自身實踐，以其大數(shù)據(jù)平臺LEAP(Lenovo Enterprise Analysis Platform)為依托，提出了大數(shù)據(jù)時代背景下的現(xiàn)場設(shè)備預(yù)防性維護和服務(wù)解決方案，幫助制造企業(yè)在現(xiàn)場設(shè)備管理上，真正實現(xiàn)“數(shù)治”。

“數(shù)治”之一：現(xiàn)場設(shè)備全生命周期健康管理

傳統(tǒng)意義上的設(shè)備管理工具或軟件，往往局限在業(yè)務(wù)層面和主數(shù)據(jù)層面。換句話說，它可以管理包含單一設(shè)備的采購日期，基礎(chǔ)參數(shù)，保養(yǎng)日志，保養(yǎng)周期，保養(yǎng)人員等信息。

然而，設(shè)備本身并不是孤立存在和使用的，設(shè)備之間的生產(chǎn)過程相似度以及相互影響度，是設(shè)備能否正常運行的影響因素之一。同時，隨著設(shè)備的大量使用，越來越多的設(shè)備傳感器產(chǎn)生的實時流數(shù)據(jù)對構(gòu)建線上現(xiàn)場設(shè)備管理提供了可能性。此外，現(xiàn)場設(shè)備管理的數(shù)字化基礎(chǔ)并不是僅僅停留在對過去狀態(tài)的分析，而應(yīng)該包含現(xiàn)場設(shè)備的全生命周期健康管理。

如此，一個完善的現(xiàn)場設(shè)備全生命周期健康管理功能，應(yīng)包含：

• 統(tǒng)一的設(shè)備健康管理看板界面。
• 任何一個時間點的設(shè)備狀態(tài)都能夠下鉆到包括當(dāng)時時間節(jié)點上，設(shè)備的各類過程信息：如工況類信息，記錄工件信息和加工參數(shù);狀態(tài)類信息，健康評估影響因素，過程參數(shù)，環(huán)境參數(shù)等。
• 能夠快速查看包含傳統(tǒng)設(shè)備管理軟件能夠提供的各類信息，如采購日期，供應(yīng)商，維修記錄，保養(yǎng)記錄，保養(yǎng)周期等。
• 如果設(shè)備現(xiàn)在出現(xiàn)意外宕機，能夠通過觸發(fā)郵件等即時通訊手段進行警告。
• 根據(jù)歷史和當(dāng)前數(shù)據(jù)，預(yù)測未來設(shè)備狀態(tài)走勢，如果出現(xiàn)可能的宕機風(fēng)險，能夠通過觸發(fā)郵件等即時通訊手段進行預(yù)警。

“數(shù)治”之二：現(xiàn)場設(shè)備故障根因分析與處置流程策略

傳統(tǒng)的故障分析和維修策略是以專家經(jīng)驗為依托的。當(dāng)設(shè)備進入一個不穩(wěn)定狀態(tài)甚至宕機狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備類型或者廠區(qū)拉線的不同，MDE工程師會***時間趕到現(xiàn)場，進行包括故障診斷，故障維修，故障記錄的一系列動作，最終讓設(shè)備重新正常運轉(zhuǎn)。

然而，此類處置流程包含處置時間滯后、人員分配混亂、關(guān)鍵人員流失、維修方案不當(dāng)?shù)蕊L(fēng)險。例如文章一開始提及的，有能力的維修人員由于臨時不在現(xiàn)場，導(dǎo)致設(shè)備無法正常維修的風(fēng)險。所以針對于維修成本、維修人員、維修方案等在內(nèi)的一系列數(shù)據(jù)維度，都應(yīng)該包含在現(xiàn)場設(shè)備故障根因分析與處置過程中

依托于一個完善的現(xiàn)場設(shè)備全生命健康管理基礎(chǔ)，可提出現(xiàn)場設(shè)備故障根因分析及處置流程策略，其包含：

• 對設(shè)備當(dāng)前宕機狀態(tài)的結(jié)果分析，結(jié)合歷史維修記錄，故障處置說明書以及專家知識，工程師能力等信息，提供包括根因分析及快速定位，維修人員、維修方式等在內(nèi)的設(shè)備故障處置策略建議。
• 該策略中關(guān)于根因分析及快速定位的確定會綜合考慮歷史維修記錄，設(shè)備構(gòu)造，過程數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)等信息，通過分析，給出合理的問題描述、分析和解決方案建議。
• 該策略中關(guān)于維修人員的確定會綜合考慮包含相關(guān)人員的資質(zhì)，歷史維修記錄，日程安排等信息，通過數(shù)據(jù)分析，給出合理的維修人員安排建議。
• 該策略中關(guān)于維修方式的確定會綜合考慮包含維修記錄，問題分析，備件庫存情況、折舊等信息，通過數(shù)據(jù)分析，給出合理的維修方式建議。

“數(shù)治”之三：現(xiàn)場設(shè)備預(yù)防性保養(yǎng)策略

如文章開始提到的，大部分制造型企業(yè)都處在現(xiàn)場設(shè)備管理的第二個過渡階段，換句話說，就是MDE或相關(guān)部門根據(jù)設(shè)備類型，廠家建議，生產(chǎn)排產(chǎn)，人員休息等信息，依托經(jīng)驗生成相對固定的設(shè)備周期性保養(yǎng)策略。

然而，此類型的主動式維護已經(jīng)無法滿足當(dāng)今整體社會環(huán)境下的生產(chǎn)節(jié)拍。一方面企業(yè)需要通過科學(xué)的手段針對設(shè)備過去和當(dāng)下運行狀態(tài)，對未來進行預(yù)測。另一方面，需要有科學(xué)且詳盡的分析手段幫助企業(yè)生成合理的現(xiàn)場設(shè)備保養(yǎng)策略。

如此，依托于一個完善的現(xiàn)場設(shè)備全生命健康管理基礎(chǔ)，可提出現(xiàn)場設(shè)備預(yù)防性保養(yǎng)策略，其包含：

• 對設(shè)備未來狀態(tài)預(yù)測的結(jié)果進行分析，結(jié)合排產(chǎn)計劃，提供前置的包括設(shè)備名稱、保養(yǎng)人員、保養(yǎng)方式、保養(yǎng)時間等在內(nèi)的設(shè)備預(yù)防性保養(yǎng)策略建議。
• 該策略中關(guān)于前置保養(yǎng)時間的確定會綜合考慮包含排產(chǎn)計劃，人員時間和能力等信息，通過數(shù)據(jù)分析，給出合理的保養(yǎng)時間窗口。
• 該策略中關(guān)于保養(yǎng)人員的確定會綜合考慮包含相關(guān)人員的資質(zhì)，歷史保養(yǎng)記錄，日程安排等信息，通過數(shù)據(jù)分析，給出合理的保養(yǎng)人員安排。
• 該策略中關(guān)于保養(yǎng)方式的確定會綜合考慮包含保養(yǎng)記錄，問題分析，備件庫存情況等信息，通過數(shù)據(jù)分析，給出合理的保養(yǎng)方式。如在更換零部件還是更換整機間進行取舍;如果零部件庫存缺貨，觸發(fā)提前采購?fù)ㄖ取?/li>

“數(shù)治”之四：現(xiàn)場設(shè)備預(yù)防性維護與服務(wù)平臺

***，我們換一種思路來思考以下現(xiàn)場設(shè)備管理的價值。如果制造型企業(yè)并不是現(xiàn)場設(shè)備的使用者，而是設(shè)備的OEM制造商呢?為了擴種其價值鏈，除了傳統(tǒng)意義上的制造改進，降低成本等方式，是否有別的途徑來擴充企業(yè)的價值鏈呢?答案是肯定的，即構(gòu)建一個預(yù)防性維護與服務(wù)平臺。

如此，可提出現(xiàn)場設(shè)備預(yù)防性維護與服務(wù)平臺，其實現(xiàn)了：

• 通過數(shù)字化鏡像，將不同客戶的不同設(shè)備在云端生成唯一對應(yīng)的虛擬設(shè)備數(shù)字化展現(xiàn)。其展現(xiàn)可以包含前文提到的三個解決方案其中的某個或者全部。
• 現(xiàn)場設(shè)備使用商可以通過統(tǒng)一的平臺對自己的設(shè)備進行查看、管理，甚至將設(shè)備保養(yǎng)與維護完全托管于預(yù)防性維護與服務(wù)平臺。
• 現(xiàn)場設(shè)備OEM廠商可以通過平臺采集的大量設(shè)備數(shù)據(jù)，一方面轉(zhuǎn)型為服務(wù)提供商，如將設(shè)備租賃給使用商，并為其提供相應(yīng)的維修和保養(yǎng)策略，賺取租金和額外利潤。此外，任何回傳數(shù)據(jù)都有可能被用于其R&D，生產(chǎn)制造等各個環(huán)節(jié)，進行相關(guān)的優(yōu)化。
• 第三方服務(wù)提供商亦可以接入該平臺，為現(xiàn)場設(shè)備使用商提供更細分，更具地域化，更便捷的服務(wù)。

結(jié)語

本文通過引入“數(shù)治”的概念，重點闡述了現(xiàn)場設(shè)備虛擬化的管理方式和分析思路。工業(yè)制造的過程是復(fù)雜多變的，隨著IOT技術(shù)和云計算、大數(shù)據(jù)等的興起和發(fā)展，相信會有越來越多的解決方案圍繞制造業(yè)展開，屆時，制造過程將變得更加透明化、智能化。