智能设备和通信网络的强大结合具有巨大的潜力,可以帮助工业工厂在生产力和效率方面取得显著的进步。但要实现这一点,企业需要利用生产设备的信息来改变资产管理和维护做法。
举个例子,同一家公司在地球的两端拥有两家工厂。这两个工厂生产相同的产品,使用相同的生产设备、质量规格和自动化系统。他们花在维护上的时间差不多。然而,一家工厂不断遭遇故障、停产和质量问题,而另一家却在实现目标。为什么?
主动与反应性维护
分析ABB的过程自动化服务找到了答案。研发经理凯文·斯塔尔(Kevin Starr)表示,他们的发现揭示了这种差异的根本原因:工厂在从运行到故障的维护理念下运行困难,将近35%的维护时间花在了计划外的纠正程序上。相比之下,达到目标的工厂在计划外活动上只花费了8%的维护时间。更重要的是,34%的维护时间用于预防性维护,另外12%用于优化资产。主动电厂的员工接受的培训是反应电厂的三倍多。
斯塔尔表示,不幸的是,这种缺乏培训的情况在采用被动资产管理方法的工厂并不少见。“我们的想法是,一旦系统崩溃,我们知道要修复什么,那为什么还要培训呢?”这是一个错误,导致工程师受挫,他们需要更长的时间来解决问题,并且不确定使用最佳实践来确保问题不会再次出现,”他说。另一方面,有先见之明的客户已经看到了这种服务理念的好处。他们认为培训和认证是一种投资,不仅可以确保结果不受影响,还可以确保生产和质量表现继续改善。”
资产可靠性作为性能指标
据美国航空公司可靠性关键客户副总裁Augie DiGiovanni说,为确保可靠性能而管理资产的方法最早是在20世纪70年代由航空、电力行业和美国军方开发的艾默生工艺管理(www2.emersonprocess.com)。“在过去的10-15年里,对资产可靠性作为工厂绩效问题的价值的理解已经蔓延到所有行业。”
Digiovanni表示,许多大学开始提供可靠性管理的计划,毕业生现在正在在许多公司进入运营和维护的领导职位。“他们意识到他们的植物没有执行他们在学校学习的可靠性方法,”他解释道。“当他们体验太多的失败事件和问题时,他们认识到这一点不能继续。”
DiGiovanni的工作是为选定的艾默生战略客户开发和驱动可靠性性能。这些公司涉及石油和天然气、化工、炼油、纸浆和造纸、电力、金属和采矿以及食品和饮料行业。“他们告诉我们,可靠性是他们三大商业目标之一,”他表示。
对资产的临界性进行排名
Digiovanni说,任何可靠性计划都必须通过排名资产,以对植物生产失败的潜在影响,Digiovanni说。然后需要制定策略以确保这些关键资产的最佳性能并延长其运营寿命。
最后,必须决定使用什么技术和什么数据来确定资产运行状况。一些例子包括何时和多久测量电机振动或电机停止和启动,或是否使用无线振动传感器或无线网状网络。“现在有很多获取数据的新方法,”他说,“尤其是在人类难以到达或危险到达的地方。”
了解工作是如何完成的
拥有正确的人力资源,确保他们拥有正确的技能或充分的培训是可靠性管理的另一个重要方面,DiGiovanni说。了解工厂里的工作是如何完成的也很重要。
他解释说:“这需要多个拥有不同技能的人,并有适当的工作记录,让他们了解哪里出了问题,需要什么工具来修复设备。”“通常需要对流程进行改进、精简和记录,以提高资产的可靠性。您还需要非常好的kpi,如可用性和资产价值回报,并且您必须能够在工作管理系统中交流您的所有发现。”
能够诊断自身健康状况并提供深入流程信息的智能设备是改进资产管理的关键。“从本质上说,你现在可以看到阀门或发射器的内部,以确定它的功能如何。在过去,这种技术是不存在的。“软件可以让你在问题出现之前就对性能进行分析和检测,这样操作员或维护技术人员就可以得到警告,采取行动。我们肯定会看到更多的网络或无线连接到这些信息。”
更重要的是,随着新人进入这个行业,正在发生的文化转变。“当人们不懂技术,对电脑感到不舒服时,他们就会害怕变化。没有人希望因为做了不同的事情而遭遇灾难性的失败。”“但随着年轻工程师进入该领域,你会看到工厂的文化正在发生变化,采用新的工作流程以利用新技术,数据的利用率不断提高,并认识到其在改善工厂性能方面的价值。”
保持工作状态
ABB的斯塔尔表示,技术变化的速度、自动化系统的增长,以及拥有维护这些系统的经验和技能的工厂人员数量的下降,正在给所有行业的制造商带来问题。“75%的电厂运行不佳,这是保守的做法。系统总是在退化;甚至阀门也有活动部件。”
斯塔尔表示,解决这个问题的第一步是在预测性、主动维护和被动维护之间取得正确的平衡。“对于什么是好的平衡,没有什么神奇的数字,也没有严格的定义,”他说。“尽管大多数人会说,将被动维护率保持在20%或更低是最优的,但正确的服务时间表取决于资产对工厂和工艺性能的关键程度,以及客户在可变性、成本和设备磨损方面的目标。”
为了帮助客户及时了解服务问题,ABB建立了一个订阅服务来监控控制循环。过程自动化服务是为任何将原材料转换为产品的工业工厂设计的,如矿物、纸浆和纸张、金属、石油和天然气、玻璃、发电和传输,以及替代能源。
“通常这些公司没有工作人员或时间做正确的事情,所以我们已经开发了这种积极的服务,它使用技术来减少他们的努力并扩大到达他们的范围,”斯塔尔说。“我们已经开始监督超过六个月的客户的17,000多个控制循环。”
远程监控服务向客户提供仪表板,用于从其网络上的设备访问信息。Starr估计,像ABB一样的主动监控服务可以拯救客户数百万美元。“今天,安全的网络连接和自动化的技术复杂性使得成为一个新的远程服务世界,”他补充道。“这些新的服务大大减少了旅行时间,并在几秒钟内提供对专家的访问权限。”
他建议工厂在他们的网络上安装一个服务门户节点,以只读连接到控制系统,作为允许远程服务访问的安全措施。这限制了与站点的远程连接,降低了服务工作可能导致控制网络故障的风险。
斯塔尔说:“基于条件的维护可以让你只修复或更换需要的东西,而不是基于历史时间表的试验和错误工作,每年可以为典型的工厂节省数十万美元的成本和数千个工时。”