数字化设备管理模式的探索和应用

作者：张敏忠

摘

要

传统的设备管理需要大量人工参与，信息传递和沟通存在滞后，容易引起误解。为了解决这些弊端，许多公司开始采用数字化设备管理模式，这也是企业发展的内在需要。数字化设备管理模式实质上是数字技术、通信技术、应用软件等多种新技术与设备管理相融合的模式，结合对设备属性的认识、设备维修和管理过程中的体验，介绍 BPM、DNC、RFID 等技术在设备管理方面的应用。

PART.1

BPM 助力设备管理业务流程

的信息化、数字化

BPM（Business Process Management，业务流程管理）是一种管理方法论，其中的流程指的是企业或组织中的各类业务和管理流程，通过对各类业务流程的建模、分析、优化和执行，可提高企业或部门的业务管理水平。

从设备全寿命管理过程来看，设备的各个环节都有相应的业务管理要求，如新设备采购管理、新设备安装调试竣工验收管理以及设备的资产管理、档案管理、维修管理、定保小修计划管理、运行状态监控、数据统计分析、报废（闲置、封存）管理等。

本文利用 BPM 软件开发了几款设备管理业务流程，以探索企业数字化转型要求下设备管理的有效办法。

利用 BPM 开发

“设备故障委托修理审批流程”

（1）背景介绍。现代装备制造业的发展趋势是信息实时化、生产过程透明化、管理高效、绿色低碳（图 1）。对于大中型企业来讲，设备数量多、品种多，各类设备技术错综复杂。企业内部维修力量薄弱，维修人员不可能掌握全部的设备技术，有些复杂的设备故障需要依靠市场的人力和技术资源来解决，专业的事情需要交给专业的个人和单位来做。根据《公司设备管理办法》中设备故障委托修理的相关规定，需要办理相应的委托修理手续，并经公司相关领导审批同意后才能进一步实施维修。

（2）传统纸质审批流程。车间设备员提出委托修理申请、车间领导审批、设备管理部门经办人审批、设备管理部门领导审批、公司层级领导审批、审计部门经办人审批、审计部门领导审批。传统纸质审批流程对于经办人员和审批人员来讲，费时耗力、办事效率低下，管理成本高，难以适应现代化管理的需求。

（3）BPM 业务审批流程。依托公司网络化平台，通过 BPM软件的开发，各节点的经办人员和审批人员可以在第一时间收到提示信息、第一时间看到审批流程状态，知道自己的待办事项，可以及时输出相应的审批意见。

利用 BPM 开发

“设备报废、封存、闲置审批流程”

（1）背景介绍

为了加强设备使用过程中的管理和监督，上规模的企业设备管理部门一般需要对设备的报废、封存、闲置状态进行审批，提高设备的使用效率和安全性，减少设备资源的浪费，保障公司环境安全和员工健康的安全，有效节约企业的管理成本，使企业资产保值升值。

（2）传统纸质审批流程

车间设备员提出“设备报废、封存、闲置”申请、车间领导审批、设备管理部门经办人组织评估和鉴定、设备管理部门领导审批，公司层级领导审批。对经办人员和管理人员来讲，同样费时耗力、来回折腾，无法及时对设备进行效能评估，难以做到全面有效的管理和监督。

（3）BPM 业务审批流程

依托公司网络化平台，通过 BPM软件的开发，将“设备报废、封存、闲置审批流程”进行流程化、节点化、信息化、数字化的设计，使各节点的经办人员和审批人员第一时间收到信息、知道任务和需求，及时输出相应的审批意见。

应用 BPM 业务审批流程的心得体会

（1）BPM 审批流程的特点：流程可视化、响应快、责任明确，可跟踪追溯、便于资料和及相关附件的保存，以及数据的统计。

（2）BPM 审批流程可以针对设备管理中某些重点、难点业务进行设计和开发，确定流程应用场景和使用范围，一旦 BPM审批流程应用于具体业务，将替代纸质审批流转，便于组织管理，提升管理效率。

（3）BPM 设备管理的目标是通过一个完整的系统来管理设备，实现设备管理表单化、信息化、数字化和智能化，随着人工智能技术的不断进步，BPM 设备管理也越来越趋向于智能化，能够自动化地完成数据分析、运行监测等各种任务，在提高设备运行效率的同时，优化生产流程，提高企业的产品质量和竞争力；BPM 设备管理通常是对企业内部所有的设备进行统筹管理，从统一的角度管理和协调各类设备与技术，BPM 可同样成为企业其他各个业务环节的基础管理平台。

PART.2

DNC 数控机床联网技术

在设备管理中的应用

如何对设备的运行状态、数据、参数等进行实时、准确的监控和分析，以及发现设备的异常情况并及时处理，是设备管理中不可避免的问题，传统的设备管理模式下大多数设备基础数据来自于人工采集，缺乏实时可靠性，难以做到准确的数据分析。这里结合公司设备现状和联网情况，介绍 DNC（Distributed Nu－merical Control，分布式数控）技术在设备管理中的应用（图 2）。

（1）设备现状。生产现场有数控车、铣、镗、磨、锻、焊、加工中心等众多生产设备。

（2）联网设备的选择。一般在生产环境较好、数控机床相对集中、设备先进程度较高、设备使用效率较高的车间会考虑 DNC设备联网，这主要是出于联网安全、可靠、合理、成本等因素的考虑。

（3）机床实时数据的类型一般包括：

①机床开机、关机、故障时间，及机床的运行状态；

②转速和进给值，可以实时反馈当前的主轴转速 S 和进给速度 F 的倍率值；

③报警信息，能够实时反馈机床报警信息，报警号是多少；

④加工程序信息；

⑤其他信息。

主要目的是想通过机床实时数据的采集，统计设备的开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、加工效率、OEE（OverallEquipment Effectiveness，综合利用率）等指标。

（4）DNC 软件的功能，如机床联网通信功能、机床状态监控与数据采集功能、数控程序编辑与仿真功能、高端数控程序管理功能等。

（5）DNC 机床联网技术应用的心得体会。DNC 联网技术是一款数字技术与机床加工深度融合的技术，经历了专用网络阶段、Internet 应用阶段、云计算时代各个不同阶段，联网技术和应用逐步走向成熟。当前，随着云计算技术的快速发展，DNC 系统逐渐向云平台转变，实现了实时监控，远程控制等功能，所有的加工程序集中在服务器上，机床只是作为一个终端用于加工作业，每台数控机床均可以按要求调用所需的加工程序，即“按需分配”，根据生产计划合理分配机床负荷，当机床因故障等原因无法正常工作时，可以灵活转移工作任务，为制造业数字化转型升级提供有力的技术支撑。设备管理人员通过一台计算机，就可以在办公室进行远程监控，掌握机床的实时状况。

PART.3

RFID 在设备资产管理上的应用

RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）是一种无线电频率识别技术，可以自动识别和跟踪特定物品或物体，它基于无线电波通过一组读写器和标签之间的相互作用来实现目标的快速、准确和无接触的识别，给每个固定资产贴上 RFID 标签并联网，实现固定资产行为追踪监控。利用 RFID 技术可以实现固定资产在位盘点、固定资产快速搜索、实现对固定资产数字化、精细化管理。鉴于 RFID 技术的特点，规模较小的企业可以选择相对简单、易操作的 RFID 设备资产管理系统；而规模较大的企业需要更高级、全面的 RFID 设备资产管理系统，以满足企业管理的需求。

总之，RFID 设备资产管理可以帮助各种规模的企业提高资

产管理的效率和准确性。

PART.4

在设备管理数字化转型中常用的软件和系统

对于二维码标签管理模式、物联网在线管理模式、MES（Man－ufacturing Execution System，制造执行系统）、CMMS（Comput－erized Maintenance Management System，计算机维修管理系统）、EAM（Enterprise Assets Management，企业资产管理系统）、SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，监控和数据采集系统）、ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）软件、IoT（Internet of Things，物联网）平台，可考虑借助系统中的设备管理模块，用于跟踪、监控和管理企业的设备和设施，帮助企业管理设备清单、资产保养计划、维修记录、设备状态等信息。企业可以根据自身的框架设计、业务和经营状况、设备规模等因素，选择相适应的数字控制、通信技术和软件工具，建设适合自身发展需要的数字化设备管理模式。

对于中小企业而言，业务流程短，在一定规模内信息比较集中，建议企业结合自身特点、量力而行，将有限的资源聚焦到最核心业务，选择合适的数字技术、通信技术、应用软件，借助云服务，利用大平台资源，帮助企业实现“小而美”的数字化转型。

围绕选择何种数字化技术手段，判断一个管理模式是不是真正被利用起来，关键要看它的功能设计是否易用，真正降低终端用户应用的难度，提高了工作效率；系统数据是否及时完整，准确率高，从而提高管理人员的判断能力和决策能力。这也是建设数字化设备管理模式的价值体现。

PART.5

数字化设备管理模式需要遵循的原则

目前大多数企业设备管理面临的现状和问题是设备数量多、分布广、人工采集和统计数据慢、且不准确，业务流程繁琐、管理成本高，同时企业数字化转型也面临整体规划模糊、技术支持薄弱、数据管理不规范等问题。如何通过数据驱动和管理模型驱动，确保数据的广泛采集并适合多场景应用，建设数字化设备管理模式需要遵循以下原则。

（1）用户导向：数字化管理需从企业需求和用户体验出发，提高用户满意度和使用便捷性。

（2）数据为核心：数字化管理需要从数据入手，通过数据挖掘和分析，提高设备的效率和绩效。

（3）高效运营：数字化管理需要通过优化流程、管理、维护等环节，提高设备的运营效率。

（4）创新驱动：数字化管理需要加强技术创新和研发，提高设备的智能化、自动化和可持续发展能力。

（5）安全可靠：数字化管理需要加强网络安全管理和安全预防机制，确保设备数据和信息安全。

结

语

企业数字化转型是大数据、云计算、人工智能、工业互联网等多种数字技术的集群式创新突破，与设计研发、生产制造、仓储物流、销售服务等进行深度融合，进行全流程、全链条、全要素的改造，充分发挥数据要素的价值创造作用。数字化设备管理模式应根据企业自身的应用场景和管理上的痛点难点，选择标准化和模块化的技术部件，同时考虑系统兼容性的问题，以利于现在和将来的设备选型及联网集成，搭建自主可控、安全可靠的数字化设备管理平台。