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三个典型的设备主数据建设案例

 数据治理精英馆 2021-12-24

    一、兖矿集团:基于设备管理水平提升的设备主数据建设

    1、主要思路及建设目标

   (1)主要思路

    制定合理的设备主数据管理建设规划,从设备管理业务入手,在构建业务模型的基础上对设备业务相关数据进行分析,选取符合设备管理特征的筛选方法对数据进行筛选,在综合分析数据特点的基础上总结出设备主数据的管理范围。另一方面对数据之间的关联性与数据之间相互影响的程度做出分析,对需要关注的数据予以标识。最后,依据设备管理业务流程在企业中所起到的作用,在具体操作过程中的复杂程度及业务要求中所体现的业务紧迫性等相关指标,确定设备主数据管理的实施策略,并依据实施策略进行具体实施应用。

   (2)建设目标

    建立集团统一的设备主数据管控体系,从而治理和整合集团已有的设备数据资源,将设备主数据从系统局部应用提升到集团全局共享应用。提升集团公司数据架构的灵活性、提升数据资产的可复用性、减少因数据质量问题导致的高额维护和管理费用,实现集团设备主数据的全生命周期管理和数据集成共享。建立以基层厂矿生产系统设备资产树为基础结构的资产管理体系,实时反映各类设备当前状态;集成全集团设备台账及档案信息,准确反映设备全生命周期各阶段的信息。

    2、设备主数据实施路线

    兖矿集团设备主数据的建设,在满足集团公司管控模式要求和信息化建设对数据的应用要求进行规划和实施,其实施过程包括以下四个方面:

   (1)树标准。根据“业务+IT”的需要,在满足设备管理和信息化系统需用的基础上,充分考虑兖矿集团设备管理和信息化建设的扩充支撑性,制定设备分类标准、模板标准以及属性标准。

   (2)建体系。依据集团公司实际情况和发展要求,进行了设备主数据管理组织架构、职责分工以及管理流程的构建,形成了《设备主数据管理办法》,为实现设备主数据的标准化管理与应用提供有效保障。

   (3)配平台。设备主数据管理平台统一与物料、客商等共用一个主数据管理平台,便于后期物料与设备相关主数据的衔接。按照兖矿集团设备主数据标准和设备主数据管理流程,进行系统内配置,实现系统自动编码、线上全生命周期管理和流程管控,并强化主动质量校验,实现数据及时分发。

   (4)清数据。数据清洗主要是对集团存储在各业务系统或电子台账中的设备数据,依据制定的设备主数据标准进行梳理、清洗完善,构建高质量的企业标准数据库的过程。

    3、建设经验及亮点

    兖矿集团的设备主数据建设,加强了集团设备基础管理,提高了设备管理水平。通过设备主数据管理系统的实施,达到了以下几点创新:

   (1)通过统一的主数据管理标准、规则、流程,强化集团公司对设备主数据的管控,职责权限清晰,同时完成企业现有数据的清洗,打造优质基础数据环境。

   (2)通过设备主数据管理体系和标准体系的落地,提供了信息化的管理手段、实现了数据从提报、校验、审核、发布、变更、核销等全过程的信息化管理,满足设备管理决策的应用需求,有效提升集团公司的设备数据管理能力。

   (3)通过设备主数据资源在各集成系统间的充分共享,打破了各系统的数据壁垒,减少跨系统的数据维护时间并降低各系统集成的难度和开发成本,为各系统间充分集成串联提供保障,为信息化系统群建设起到了助推作用。

   (4)凭借优质数据基础,减少了数据对照、统计分析时间,并提升设备数据统计分析的准确性,进而保障决策分析的准确性,提升集团设备管理部门高层决策分析能力,强化快速反应的能力和风控管理能力。

    4、实施应用前后效果对比

    设备主数据管理系统的实施,推动集团设备管理从单机走向系统、从封闭走向开放、从无序化到流程化的变革。实施应用效果具体体现在以下三个方面:

   (1)设备资产管理方面

    兖矿集团设备主数据的实施,保证了设备固定资产的实物形态完整和完好,做到了正常维护、正确使用和有效利用,弥补了对设备完整信息的掌握,确保了账物一致性,资产的保值增值。

   (2)设备检维修管理方面

    通过集团公司设备主数据建设,汇总整理了设备生命周期数据以及设备数据变更记录,打造了设备全方位生命周期管理,形成了设备履历,为设备管理部门在制定检维修与保养计划时提供了详实的数据依据。加强了对设备异常的风险、风控及预防管理措施。

   (3)设备供应评价方面

    兖矿设备主数据同物料、客商等主数据在同一个主数据管理平台上,实现了贯穿采购、固资、设备、财务多个业务的设备统计分析,同时可以更及时准确的进行多维度设备统计分析监管,提升了事前管理的能力,实现了设备从采购到入库再到资产的全过程跟踪。

    二、瑞典核电:基于CAD、ERP、设备管理系统的一体化数字电厂设备主数据建设

    1、项目概述

    瑞典OKG核电厂和Ringhals核电厂分别使用IFS和SAP系统,他们都将MasterConcept系统作为其主数据管理平台。其原因是OKG和Ringhals核电厂认为无论是SAP还是IFS,它们都只是面向业务流程管理的系统,它们都无法满足OKG和Ringhals对日益增长的设备主数据的高安全性和高可靠性管理需求。

   (1)为核电厂收集、整理并完善设备主数据和图档,建立完整的动态资产数据仓库,为核电厂的运维部门提供快、精、准的设备信息查询平台。

   (2)在基于全生命周期的前提下,为核电厂规范技改流程和数据变更流程,保证数据的一致性、高安全性和可靠性。

   (3)使用MasterConcept系统一体化设计平台,提高核电厂工程技术部门设计效率,强化数据的一致性和可靠性。

   (4)消除各专业工程师之间的信息孤岛;消除各部门之间的信息孤岛。

    瑞典核电厂从业务的角度出发,不断更新完善MasterConcept系统功能。瑞典三大核电厂开发了被WNA誉为独一无二的最完善的数字电厂结构。

    设备主数据的管理应介入核电厂的主数据收集、整理阶段的工作。同时依托于主数据系统的10层数字电厂结构,为电厂从系统工艺、仪控、电气、土建、机械、化学等不同专业同时进行设备描述,为电厂真正构建一个完整的、交互的数字化电厂结构。

    ORG核电厂运用的工厂数据结构已被世界核协会认可为世界上独一无二的核电厂设备数据结构,也是最完善的设备数据结构。

遵循标准:ISO 和IEC的设备编码结构

   – ISO81346-1; Industrial systems, installations and equipment and industrial products

    - Structuring, principles and reference designation.

    Adopted as EN 61346-1: 1996 TC 3/MT 18 1996-03 2007

   – ISO81346-2. Industrial systems, installations and equipment and industrial products,

    Part 2: Classification of objects and codes for classes

    Adopted as EN 61346-2: 2000

  ISO/TS 16952-10 RDS-PP Refer ence Designation System Power Plants (new KKS)

    2、实施目标

   (1)建立设备与设备之间的关联

   (2)建立设备与图档之间的管理

   (3) 导入设备参数、属性

   (4)将设备和备品备件关联

    3、实施步骤

   (1)在IEC 61346, ISO 861346的总体框架下,根据电厂现有设备编码体系,建立电厂设备关联结构。主数据系统可自动校验编码,杜绝重码、乱码出现。

   (2)运用对象审批流程对建成的电厂设备结构进行审批并发布。

   (3)收集并录入设备主参数、属性并进行审批、发布。

   (4)收集并录入设备的备品备件信息;跟设备进行关联;审批、发布。

   (5)在IEC 61346, ISO 861346的总体框架下,在电厂现有文档编码体系下,对现有图纸和文档进行分类、编码。

   (6)分类导入图纸和文档并审批、发布。

   (7)将图纸、文档与设备对象进行关联。

    4、实施效益

   (1)为电厂日常运维部门提供快速而精确的设备信息平台,包括快速定位设备对象、设备对象涉及的图纸和文档以及设备对象的备品备件信息,大幅提高其设备诊断效率。

   (2)自动生成电厂设备清单、采购清单等主要报表和清单。

   (3)为其他业务流程系统提供设备数据,如:ERP/EAM,SCM、RCM等等。

    5、经验总结

   (1)流程优化

   根据核电行业的成功经验,我们认为核电厂需要规划相应的数据变更流程。根据项目的实际需求将项目划分成几个阶段,再进行相应的项目阶段或流程配置。

   (一)实施目标

    1. 建立项目流程管理机制

    2. 建立用户项目访问机制

    3. 建立设备数据变更、可追溯机制

    4. 建立图档变更、可追溯机制

    5. 建立用户数据操作权限机制

    6. 数据与图档自动更新发布机制

   (二)实施过程

    首先,OKG核电厂需要规划业务流程,分为以下几个阶段:系统设计、详细设计、安装建造、最终定稿、文档标准化。并在不同的项目阶段进行相应的数据及图档操作设定。

     第二,根据其实际业务流程,在项目不同项目阶段,按标准来配置:设备数据操作许可、图文档操作许可和项目访问路径。

    第三,OKG核电厂各专工运用MasterConcept系统的一体化设计模块:elMaster Design和proMaster Design进行工艺、系统、电气和仪控等设计。

    OKG核电厂各专工从MasterConcept备品备件库中为设备进行设备选型。

    OKG核电厂各专工运用对象审批流程和文档审批流程对设备和图档进行审批发布,即:OKG核电厂运用这两大审批流程功能对设备的主数据和文档进行了全生命周期的数据变更管理。

    项目中的人员通过项目过程数据自动校对功能检查是否遗漏设备的关键数据。系统提供了数据统计分析与展示,如下图。

    第四,项目主管将项目状态移至项目的下一阶段:详细设计阶段。于此同时,主数据系统系统将处于设计阶段已完成审批的数据和图档发布到指定的管理系统中(OKG核电厂使用IFS的ERP/EAM系统)和文档服务器中。同理可得详细设计阶段流程。在项目的各个阶段,项目主管也可根据实际情况对项目状态进行快速前移。在项目结束后,系统通过插件自动将整个技改项目的数据和文档自动对外发布更新。

    实施目标与效益:

    1. 规范电厂的技改流程和数据变更流程,保证设备主数据的唯一性和可靠性;帮助电厂信息中心控制数据变更来源,大幅提高设备主数据的管理水平。

    2.为电厂保存设备主数据的所有历史记录和操作记录,并可随时回撤至先前任一历史版本,为将来的可靠性分析系统提供历史数据,为其建立分析模型提供依据。

    3. 为电厂保存图档变更的历史记录,并可随时回撤至先前任一历史版本。

    4. 保证图档的高安全性和可靠性,将图档直接保存于数据库中,并可追溯其全部的历史数据和操作记录,为将来的可靠性分析系统提供历史数据,为其建立分析模型提供依据。

    5. 按电厂要求设定项目的访问权限。

    6. 规范各专工的设备数据操作范围,保证设备数据不被任意修改。

    7. 消除主数据管理平台与电厂常用CAD平台之间的信息孤岛。

    8. 消除电厂各部门间、各专工间的信息孤岛,达成数据实时分享、协同工作的目的。

    9. 为电厂各部门主管提供快捷的数据汇总与分析。 

    (2)管理设计一体化

    北欧核电厂为了解决常用的CAD设计平台和设备主数据管理平台之间数据无法实时共享,数据无法保持一致的问题,采用了elMaster Design和proMaster Design两大设计模块。由于采用了一体化的数据库数据管理方式,主数据系统可以始终保证数据的一致性并且无需再为CAD设计平台重新与主数据管理平台进行整合,无需再做CAD与主数据管理平台的数据接口。

 

    MasterConcept很好地将主数据管理和CAD辅助设计融合在一起,从而保证了CAD辅助设计平台和设备主数据管理平台的数据双向同步,消除了CAD平台和主数据管理平台间的信息孤岛问题。在各专工进行CAD设计时,MasterConcept也消除了各专工设计时的信息孤岛问题,进行无缝的数据移交,真正建立一个全时协同工作的环境。

   (一) 实施效益    

   (1)提供完整的设计链

   (2)保证数据变更的一致性

   (3)无需额外定制数据接口

   (4)消除各部门、工专工间的信息孤岛 

   (二) 系统集成

    在瑞典,OKG核电厂和Ringhals核电厂分别使用IFS和SAP系统,但他们都将Ides作为其主数据管理平台。其原因是OKG和Ringhals核电厂认为无论是SAP还是IFS,它们都只是面向业务流程管理的系统,它们都无法满足OKG和Ringhals对日益增长的设备主数据的高安全性和高可靠性管理需求。两家核电厂共同制定了主数据管理发布更新的解决方案,即:MasterConcept系统对外发布数据,SAP和IFS从Ides的系统中提取它们所需数据的单向数据流转模式,如下图

 

    由于MasterConcept系统采用了先进的SOA架构,因此,完美地将MasterConcept系统与SAP或IFS进行了系统集成。由此,瑞典的核电厂向世人展现了从资产主数据管理到业务流程管理的最优电厂信息管理模式。确保电厂SAP相关业务模块从MasterConcept系统中及时提取、更新设备主数据。

    三、杭钢:基于ERP实施的设备生命周期管理的设备主数据建设

    随着企业的发展,实现企业信息化管理,提升管理水平,进一步挖掘企业的潜在能力,已成为企业的主要工作目标,杭钢启动ERP信息工程,运行ERP至现在,设备管理系统已经初步建成了全公司设备管理信息平台,基本实现了设备管理的物流、资金流、信息流三流合一,实现了整个集团公司设备系统的信息共享,实现了业务信息传递无纸化,提高了工作效率。

   (一)ERP在设备管理上的业务实现

    1.技术结构表描述了设备在某个生产厂中地理位置和生产工艺位置的有关参数:包括设备的部件、次部件、零部件具体参数及应用情况。每个部件、零件都具有一个编号,就是物料号,是ERP设备管理系统实施过程中至关重要的基础数据,是设备主数据、技术结构表和物料主数据关联节点。有了技术结构表就可以在系统中从生产厂的工艺设备线(功能位置)查到子功能位置,从子功能位置查到设备,从设备查到部件,从部件查次部件,从次部件查备件的资料。反过来,从备件也可倒查前面所有的次部件、部件、设备、子功能位置、功能位置的主数据资料。

    2.设备主数据描述了某台设备的技术性能、参数、图纸资料、技术协议、建造安装及三定责任人及成本中心、工作中心等基本资料,每台设备具有一个特定编号,现还具备查到辅助设备技术参数描述;按分类码汇总各类设备的在用量数据。可在此查阅该设备的固定资产原值、折旧、净值;查阅到该设备的动力技术数据,如所有维修订单和通知单资料;发生过的缺陷及整改记录;发生事故、故障记录及原因分析;维修计划及维修记录;维护和点检计划及其记录;更换的备件及机物料消耗清单;大修时间和次数,委外服务次数及费用;以及某段时间内所发生的所有维修费用;查询某一成本中心某一时间段发生的各类成本及费用,并能具体显示明细。

    3.物料主数据是SAP系统中一个主要数据源,它除了描述物料自身特性参数以外,还包含了采购、设备、会计、成本、仓储等数据。可查阅备件的图纸资料;查阅备件的标准价格、及在公司范围内的库存地点及库存量;某一通用备品备件在整个集团公司所有设备中的使用分布情况和在用量;查阅备品备件列年来采购、消耗记录情况。

    4.在SAP系统的PM模块中,预防性维护订单的应用,系统会按照事先制定的维护计划,自动安排相关人员对相关设备进行定期、定点、定内容的点检、加油、检修工作。通过系统安排点检及预防性维护计划,定期产生预防性的订单做点检工作,可以减少重复工作,解放设备管理人员,提高工作效率。

    5.设备点检:在设备主数据中首先用CAD绘制出设备点检定点分布图,确定设备点检位置(测量点创建),建立设备点检内容和点检标准;创建点检维护计划,确定点检周期。

    定性点检:按系统计划下达的点检维护订单,对设备状态的进行定性检查,发现异常检查人在SAP发维护通知书,设备科根据维护通知书创建维修订单,安排计划修理包括领备件或委外处理;没有异常则在系统中只对维护订单进行完成处理。

    定量点检:按系统计划下达的点检维护订单, 对设备进行定点定标准检查;并将每次检查的数值在SAP中做点检凭证;可定期对计量点进行数据处理(曲线图分析趋势);当设备发生超标准数值时检查人应在SAP发维护通知书;设备科根据维护通知书创建维修订单安排维修计划包括领备件或委外处理;

    6.在SAP系统中PM模块的另一应用点在于通知书,包括维护请求、故障报告、作业报告等。能把设备管理过程中点检出来的缺陷、隐患的内容和发生事故、故障的部位、原因、停机时间、停机影响、处理方案等信息链及记录,紧贴在相应的设备下,定时进行标准分析。统计分析设备故障原因,掌握设备动态,为制定设备检修计划和设备大修改造提供资料。设备发生事故、故障后车间一级在SAP中对设备建故障通知书;设备科每天查阅故障通知书并根据故障通知书做维修订单;维修订单安排计划修理;领备件或委外处理;定期进行汇总统计处理;汇总事故故障率,并可作为定期维修计划依据。

    7.检修管理:在SAP设备管理系统中,设备的维修订单的应用是一个重要的工作,维修订单包括日常维修订单、年度维修订单、预防保养订单、中修订单和资本投资订单,在各种订单中包含了许多设备管理内容,如设备的维修内容、更换备品备件情况、该设备的维修时间及维修费用作为设备运行的动态记录,紧贴设备联系在一起,还可以进行多种标准分析,为设备的维护保养提供实在的数据依据,对于帮助指导进行设备管理工作有着积极的作用。可根据维修订单编制各种检修计划。

    日常维修订单:作为设备检修应用最基础的订单,主要记录需检修设备的基本资料、检修设备修理主容内容和经过,修理工序包括内部修理和委托外部修理、更换备件清单和维修费用;维修作业时间、维修人员,试车数据报告、验收人等贯标内容。日常维修订单由各单位根据需要自行创建并下达,检修人员打印工作单可领料执行修理任务,结束后设备部门进行技术完成,财务人员在做完费用结算后,做业务完成。订单流程结束。

    设备大修订单:生产厂提出设备大修更新书面申请,设备处审批后下达大修更新计划,并在ERP中创建设备大修订单(附大修订单号);设备处根据计划做预算费用维护;财务做结算规则维护;生产厂在大修订单中修改工序(需外委)或增加组件(大修备件、材料清单);生产厂应在ERP中查询大修备件的库存情况,如确无库存则按备品备件采购流程提出备件的采购申请,同时将大修备件计划书面报检修科或相关业务科进行确认;设备处按采购流程订货入库;分厂领用时务必将大修订单号写在领料单上;设备处(供应处)仓库按订单发货;在大修结束后开具项目竣工单经设备处核实,做技术结束;财务做发票校验并关闭。关闭后的订单即为设备大修记录,不能再启用。大修订单只要没有办理技术结束并且大修费用没超,可随时增加组件,并领用。直到大修结束。大修订单中包括外委服务内容,则按委外服务流程操作。超费用大修订单将无法发货,等待追加费用或发货到其他订单。

    中修订单:设备处根据年度检修计划,在ERP中创建中修订单,作为生产年度中修的母订单,生产厂可在此母订单下另挂若干个用于中修项目的子订单,并可根据检修计划及工序时间排定订单开始作业时间和结束作业时间,系统自动排定整个中修施工进度表及作业网络图,如需调整某一订单的作业时间,再系统再次自动调整相关施工进度表及作业网络图。同时生产厂利用中修订单,在维修订单中制定下属各单位的全年维修费用计划,从而控制全年维修费用。

外委流程:在ERP各种维修订单中可在订单工序中提出委外服务申请(工序码PM03、PM02),便可得到委外服务请购单,设备处完成二级审批;设备处业务科做服务采购订单;设备处业务科长审批;设备处领导批准;生产厂出具验收合格凭据并交设备处相关业务科,设备处代表公司进行收货并签证准予付款;财务开具付款凭据并完成财务发票校验。工序码PM03委外,可在做采购订单时输入预算值,而在收货时输入决算值。

    8.备件流程:采购模块(MM)具有备品备件、设备采购从计划申报、审批、计划安排、询价报价(招标)、签订合同、入库、出库直至财务结算实现计算机无纸化管理的全部功能。可随机查询申请备件计划的整个采购流程的执行过程,提供各种信息或制定的统计汇总报表。可查询备件采购采购订单、备件消耗、价格等历史数据。同时完成新增物料数据如物料号、标准价添加工作。

    9.仓库管理:在SAP系统中,提供了完整的仓储管理功能。实现了随时查询某一备品备件在公司范围内仓库的库存量、库存地点及标准价格;查询各生产厂(单位)某一时间段仓库收、发货及库存贮备资金情况;实现仓库库存的同公司之间的移库,无资金交易。不同公司之间的移库,实现资金交易。如生产消耗件通过不同公司的移库,由财务实现按标准分配。实现赁证冲消,退货等业务。利用寄存库,实现对账外备件和设备的管理,在系统中能及时看到现有备用数,而资金避免重复记账。

   (二)设备模块在实践中解决的问题

    1.目前在设备模块应用中,设备管理人员最大的收益是系统的信息集成量大,在系统中实时集成了现场设备、仓库、采购、财务各种信息,查询、统计功能简便、范围广、信息大。做到产-供-销部门物料信息的集成。既不出现短缺,又不积压库存。物料信息同资金信息的集成。“财务帐”与“实物帐”同步生成。客户、供应商、制造商信息的集成。优化供应链-协同合作竞争。同时现场设备的运行状态和各类人员作业情况可进行实时监控,历史资料保存完整,查询同样方便,记录时间保持原始,内容修改各种痕迹清楚。提高了设备管理的时效性、工作效率和管理水平。

    2.设备管理中备件的编码涉及到设备的基础,特别是非标准件的编码,如何快速方便使用者查找物料号,因此我们的编码系统在项目编码原则的基础上,根据生产工艺设备分布原则,紧密结合设备管理工作需要,以生产工艺设备的顺序结构为主线,建立一套新型的设备主数据、技术结构表和物料主数据之间的对应关系。把设备主数据、技术结构表和物料主数据三个数据库有机地结合起来,使SAP的信息功能得到充分发挥。给熟悉生产工艺设备的管理者提供一套完整、快速查找的编码方法,并取得理想效果。

    3.建立起一套虚拟库的概念,结合库位,实现仓库备件的存放,在仓库物料贮存中正确处理了物料存放虚实关系,从而实现了可按二级单位实时反映备件贮备资金,解决了SAP软件中企业对备件资金控制,公司备件库存贮备资金得到了有效的实质性控制。利用虚拟库生产消耗件通过不同公司的移库,同时也解决了生产消耗件的财务处理难题,实现了由财务定期分摊生产成本。实现了在业务活动中自动产生财务凭证,减少了重复劳动。

    4.利用系统寄存库管理功能,处理现场及仓库历年来结压的账外物资。实现对账外备件和设备的管理,在系统库存中能同时看到现有库存备用数和账外存放数,而资金不计入库存贮备资金,避免了重复记账。减少了库存贮备资金,加速库存资金的回笼,同时也提高了备件计划需求的准确性,从而降低了备件采购费用,提高企业经济效益。

    5.备品备件的询报价系统的应用,使得系统更加符合企业物资采购的要求,流程更加完善,同时为企业积累大量经济活动资料。对定期进行合格供应商评诂,创造条件,也使企业降低采购成本。

    6.在设备基础数据工作做得较完整的基础上,系统可以按需要分别汇总各种设备的在用数;对实现BPR计划的制定,提供了可靠基础数据。

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