数字时代的工厂维护_数字时代_工厂

数字时代的工厂维护

2009/7/31 18:27:00

数字时代的工厂维护

Plant maintenance in the digital age

摘要：尽管仍然存在一些协议问题和帮派纷争，但数字网络和智能设备已使系统维护摆脱原有的繁琐工作，而成为企业发展强有力的武器。据不完全统计，在美国将有不少于650亿美元的银行贷款用于数字网络和智能设备的改善和提高。

一份某国际权威咨询集团的最新调查报告显示，过程自动化系统中正在使用的大量产品的生命周期已经接近尾声，全球过程自动化系统必将迎来更新换代的狂潮。这对于众多自动化用户和供应商，应该都是一个千载难逢的机遇。用户可以通过此次机遇，使智能数字化产品全面取代老旧设备，从而充分发挥数字技术的优势，更好的优化外地优质资产的管理和使用。

除了现有的智能设备，数字化系统主要通过三个工具来完成优化工作：一、数字化网络，以实现设备和系统间更便利的通信；二、嵌入式软件，使设备的原始数据转化为系统的标准格式，从而使子系统间、子系统与主系统间的沟通更为顺畅；三、资产管理系统，利用来自现场的大量信息，对系统进行有益的评估。

预测维护

数字化工厂的底层网路系统有多种形式，其中FF基金会总线（Foudation Fieldbus）和Profibus总线以及Hart总线，无疑是当今过程自动化领域中最为流行的总线形式。PTO贸易组织（PTO是位于美国亚利桑那州的Profibus 和Profinet贸易组织）副主席Carl Henning说：“许多人都认为选用现场总线，可以避免大量昂贵铜线的使用，从而可以有效降低成本。这确实是使用现场总线的好处之一，然而真正的好处在于数字化的网络系统使设备维护从被动转变为可预测性的。Profibus 和Profinet技术都可帮助企业实现预测性维护。”

设备维护一向被公认为关乎企业的发展，但是长久以来维护就像饭后使用牙线一样，虽然重要，却不具有决定性。而数字技术的全面应用正逐步改变着这种状况。

谈到设备维护，美国倍加福(PEPPERL+FUCHS)公司自动化业务开发经理Bernd Schuessler表示：“我看到今天越来越多的设备正尝试使用现场总线技术，而这样选择的主要原因是希望通过现场总线技术，实现对诊断信息的充分利用，从而加强设备的管理，及时发现潜在的问题，有效避免意外的停机。”

预测性维护不仅可以有效避免意外停机，还可以为企业节约大量资金。针对这一观点Scheussler谈到，有研究证明，将近三分之二的现场检修项目都是不必要的。而这些不必要的检修不仅造成大量人工成本的浪费，而且，为达到预定的检修目的，替换大量健康设备，使企业增加不必要的开支。

而且，预测性维护不仅包括设备的维护，也涵盖了网络的维护。例如，倍加福的高级诊断模块（ADM），就提供了对Profibus和FF基金会总线物理层的实时监控，并可实现对网络每个部分历史数据的记录、报警信息的鉴别，以及潜在故障的探测。

Scheussler说：“使用ADM，可以及时发现设备的潜在问题，使企业有充足的时间修复设备，以避免不必要的损失。通过ADM可以看到各类信号的形状、幅度、以及信号的抖动。这些发生在物理层的抖动，是某些故障的早期预警。”简言之，在故障影响设备层之前，用户就可以通过对网络层的监控，及时和准确找到潜在问题。

显微镜下的设备

使用智能数字化系统最根本的好处是可以实现对设备的实时监控和管理。使设备就像始终处于显微镜下一样。

美国国家仪器（NI）有限公司噪声和振动部营销总监Preston Johnson说：“对于不同参数的监控，可以准确鉴别设备运转状况，从而及时更换老旧设备。”

关于设备监控的参数Johnson认为应至少包含：温度、压力、流量和振动四个参数。而振动参数对于及时发现大多数机械故障是非常有帮助的。

Johnson另外补充道：“温度是设备监控中非常重要的一个参数。因为，设备监控中，最重要的一点是对设备机械老化状况的监控。而作为机械老化的重要参考指标之一故障点，却很难直接监控。此时，就可利用温度监控来弥补故障点监控的不足。这是因为当设备机械部分开始老化时，运行中的摩擦往往会增多，从而会导致温度上升。只<