智能制造是制造业的发展方向。本文通过对我国大型工业企业设备管理现状的分析，指出了智能制造背景下现有设备管理模式的不足；通过梳理智能制造对设备管理的新要求，分析了设备管理需要提升的方向，提出了远程智能运维是智能制造背景下制造业设备管理必由之路的论点，并通过分析国外先进制造企业的发展状况证实了该论点；通过对技术发展的分析，认为目前是开始向远程智能运维转型的最佳时机。最后描述了远程智能运维平台建成后的设备管理场景。
智能制造是制造业的发展方向，钢铁工业作为制造业的典型代表，需要在智能制造的发展中先行一步，将我们的制造水平提升到新的高度。智能制造是个大命题，在大型制造业中没有明确的路径可做参考，尤其是在设备维护领域，怎么才能够真正做到符合智能制造要求的智能设备维护，是摆在我们面前需要解决的问题。本文就大型流程工业设备管理的方向做一个探讨，旨在为流程工业的设备管理提供一个探索方向和突破口。
1流程工业设备管理现状
流程工业是制造业中极为重要的支柱产业，在我国占有重要经济地位的石油、化工、电力、冶金、建材、造纸、制药、食品等行业均属流程工业。现代流程工业具有高度自动化、连续化、规模化、精密化、装备先进、结构复杂的特点，生产环节环环相套，其运行过程中蕴含了产量、质量、劳动生产率的高效,包括信息流、物流、能量流、资金流的高速运转。
流程工业强调生产过程的整体性，对设备安全稳定运行的要求高，因为制造流程中任何一个环节出现问题，都有可能导致整个生产链的断裂。设备一旦发生故障，生产次序就被打乱，往往造成整条生产链的停运,经济损失严重，严重的还可能造成人员伤亡和重大环境污染，危及环境和公众健康。
因此，流程工业企业都十分关注设备管理和维护，通过数十年的努力，我国的设备管理在消化吸收国外先进设备管理经验的基础上创造性地形成了中国特色的设备管理方法。实践证明，在现有的生产方式下，这些管理方法是有效的，如宝钢的设备管理模式是以点检定修制为基础，以预防维修为主线,通过技术手段的提升掌握设备状态，逐步实现维修内容的状态性导向，在维修的策略上实现以效益为导向的多种方式并存的维修方式。
历年来，宝钢的设备管理理念从单纯的“管好设备、用好设备”，发展到构架“精益化、网络式、互动型的设备系统框架”，从组织优化、技术创新、资源配置、基础管理、信息化等方面全方位地持续提升，关注设备一生管理，追求设备最高的综合效率和最低的寿命周期费用,设备管理达到了世界一流水平。
设备管理水平的提升，人员素质的提升是关键因素，包括设备管理人员、基层一线的点检人员，也包括检修人员。但是，随着人员老化，有许多很好的经验可能得不到有效的传承;随着市场竞争的加剧，用户对产品质量的要求更苛刻，对产品的品种要求也更多，要求进行小批量多品种的生产，对设备功能精度提出了更高的要求；同时，随着企业降成本压力的加大，维修费用逐步减少，设备管理、点检、维护人员数量也在压缩。如何在更少的人员、更少的维修费用前提下，使设备更有效、安全、可靠的运行是企业迫切需要解决的难题。因此实现智能设备管理不仅是国家倡导的方向，也是市场主体和流程工业本身发展的要求。
2智能制造背景下流程工业设备管理发展的要求
随着第四次工业革命浪潮的到来，我国提出了以智能制造为主攻方向的中国制造2025，对设备综合效率、技术效率、综合能耗、平均故障间隔运行时间、质量指数、库存周转、劳动生产率等KPI指标提出了新的要求，主要表现在以下几个方面：
(1)经济性。流程企业的现代化设备投资高,尤其是大型自动化成套设备，设备的维修都需耗用大量资金。而随着市场压力的加大，要求企业降低生产成本，这就迫切要求提高维修费的使用效率，最大限度地延长设备的使用寿命，获得设备投入的最大经济效益。
(2)适时性。流程工业追求设备的投资回报率，在设备运行维护方面，一是对设备维修的有效性和准确性的要求，把检修时间压缩到最短，且投入维修的人力、物力最经济；二是设备维修的适时性，避免欠维修导致的事故延误生产并增加设备的维修费用；三是避免不必要的维修造成备件、维修费用的浪费以及不必要的解体带来设备可靠性的降低。
(3)全面性。现代化设备的社会化程度高，从设计、制造、安装调试、使用、维护直至报废，各环节相互影响，相互制约，其间体现的科学知识越来越多，因而要求对设备的所有信息进行系统的管理，即对设备寿命周期的全过程进行综合研究和管理，以提高设备综合效率和追求寿命周期费用的经济性为目标，以提高设备投入的经济性。
(4)适应性。市场的激烈竞争要求企业加快产品的更新换代，改变大批量少品种的生产方式，实现柔性制造，即小批量、多品种生产，以满足市场要求。为此，要求企业对设备的功能进行拓展，提高设备的适应能力，同时最大限度地发挥设备的产能，体现企业的应变能力。
(5)数字化。设备状态的数字化，每一台设备、每一条产线的状态都需要数字化，可根据设备的状态性能、状态指标安排最佳的设备维护计划。在生产系统中可以根据产线状态安排相应的产品规格，在工艺流程中可以根据每台设备的状态优化控制工艺，也可以根据设备状态的劣化趋势从容安排设备备件采购等。
(6)信息互联。设备与设备、设备与人之间，可方便地交互信息，使上下工艺之间、并行产线之间的信息可以做相互修正、对比、优化，也可使设备管理及技术人员充分掌握设备信息，更好地发挥设备性能。
(7)智能化。智能制造系统要求有自组织能力、自律能力、自学习能力和自维护能力等，这些要求对设备整体提出了智能化的要求，要求设备本身具有自组织能力、自律能力、自学习能力和自维护能力。在设备维护领域，同样对设备有自诊断、自学习、自恢复能力。
综合以上要求，设备的运行维护必须满足状态数字化、诊断智能化、运维智能化的要求，这就是远程智能运维！这是智能制造的要求，也是设备管理的必然发展趋势。因此，远程智能运维是设备管理的必由之路。
3现代大型流程工业设备管理发展趋势
纵观先进国家流程工业的发展历史，设备管理模式从第一次工业革命时的事后维修，第二次工业革命后逐步发展到定期维修，第三次工业革命后随着检测技术的发展，逐步走向了预知状态维修，如美国杜邦公司首先倡议状态检修(Condition-based Maintenanca，CBM)，这种检修方式以设备当前的工作状况为依据,通过状态监测手段，诊断设备健康状况，从而确定设备是否需要检修或确定最佳检修时机。状态检修的目标是以一定的技术和管理手段达到对设备状态的良好把握，从而使设备的维修达到最佳效果。
日本新日铁早在21世纪初就在全厂基本普及了在线监测系统，并提出了21世纪维修的新概念——适应性维修(Adaptive Maintenanca)，它的宗旨是企业的生产活动要适应形势的变化。在设备管理方面，要随产量的变化、设备的劣化发展、诊断技术的进步以及周围各种条件的变化，体制和方式也应作适应性的变化。这一管理模式的核心是以最小综合费用为目标(综合费用=维修费用+设备因素生产损失)，综合生产、设备劣化、诊断技术各种因素来制订维修策略。近期在积极引用物联网(AT)和人工智能(AI)，努力提高生产率和改善产品质量。
美国大河钢铁公司利用控制系统和部分状态监测传感器共计5万余个监控设备的温度、压力、振动、化学成分等参数，并动态预测设备磨损及其设备故障，通过机器学习的手段进行智能化的设备状态诊断,并根据诊断及预测结果安排检修计划，已经初步实现了智能设备运维。
从国外先进流程工业设备管理的发展方向看，都已经开始逐步向远程智能运维方向发展。这也从侧面证明了远程智能运维的方向是完全正确的。
4远程智能运维的技术基础
实现远程智能运维一直是设备工作者的梦想，由于受到很多技术条件的限制一直没有很好的开展，近年来，由于工业互联网技术、检测技术、物联网等技术的飞速发展,使得远程智能运维不再是可望而不可及。对远程智能运维具有推进作用的技术主要有：
(1)设备设计技术和检测技术的发展，使掌握设备状态不再是技术难题。设备设计技术使得设备本身不再是一个黑箱，而检测技术，特别是传感技术的发展使得我们对几乎所有设备都获取其状态，是否在实际中应用只是因为考虑投入成本是否必要。
(2)物联网技术的发展使万物互联成为可能。物联网主要的核心技术有射频识别技术、传感器技术、嵌入式系统技术。近几年来传感器技术(如MEMS传感器)及嵌入式芯片的高速发展，催生了智能传感器技术的高速发展，使传感器性能更符合应用需要，传感器价格也大幅度降低，使得设备状态数字化具有了经济价值。
(3)工业控制系统的技术进步为获取大量的工艺、控制信号提供了简捷的通道,原来额外输出工艺、控制信号受到控制系统容量和速度的限制，甚至一些系统是封闭的。随着控制系统的能力提升和三电系统的改造，获取这些信号的瓶颈问题已经消失，这些工艺、控制信号将给设备运维带来大量可使用信息,通过这些信号的组合，可以分析出很多的设备状态问题。
(4)通信技术的发展，使我们信息高速公路不再拥堵，使设备状态信息可以顺畅流通，尤其是5G技术的发展，在可以预见的未来，VR技术、三维视觉、可视化模拟检修等技术将在远程智能运维中得到应用，可以解决远程运维的瓶颈问题。
(5)数据处理技术，特别是大数据技术和云计算技术的发展,使我们在庞大的设备状态数据、工艺控制数据、视频音频数据等多元异构数据方面不再束手无策，可以翱翔在庞大的数据海洋中去获取宝贵的信息,使得远程智能运维可以顺利实施。
(6)智能算法的发展，如遗传算法、深度学习、群智能算法、最优解算法等，使我们可以充分利用数据进行学习和决策,建立运维系统的自学习能力，使系统在运行中不断地提高分析判断和决策能力。
以上的技术发展将给予远程智能运维极大的技术推动力，这些技术本身已基本成熟，并在许多场合得到了应用，因此现在建设设备远程运维平台正当其时。
5远程智能运维展望
目前宝武远程智能运维平台还处于建设期，还处于试点和试运行阶段,按现有技术水平，预计建成后可实现以下功能：
(1)通过对宝武多基地的设备状态信息获取，利用智能模型及领域专家对设备状态进行分类，筛选出异常设备并提供维修建议,并与设备管理系统协调一致(随着系统数据的增加，系统将越来越智能)。
(2)设备维护人员按照远程智能运维平台提供的维护、维修步骤进行维护维修工作，所有维护工作细节全部数字化进入系统，作为维护数据库的一部分。
(3)系统对诊断结果、维护建议等输出进行评价，同时也对维护过程进行评价，吸取经验教训。
(4)提供设备和产线健康指数，协助生产系统有目的地优化各产线生产品种、规格。
(5)对各条同类产线进行横向比较，找出每条产线各自的设备薄弱环节,提供改善建议。
(6)通过状态数据和检修数据找出产线中各类备品备件的短板，分析造成短板的原因并提出解决方案。通过消除短板提高设备有效利用率。
(7)通过设备状态预测，提出备品备件需求，降低部件库存。
(8)比较各品牌备件、部件的质量、寿命和价格，提出最适合的备件部件品牌建议。
当然，以上是可感知的功能，还有一些用户不能直接感知的功能，如通过系统应用，将系统中的监测标准、维护标准、检修标准等进行智能优化，并通过系统将知识进行传承与复制等。
另外，如果在VR、三维视觉、可视化模拟检修等功能上线后，还可以提供维护维修工作的直观模拟训练，充分提高设备维护过程的质量和效率。
6结论
远程智能运维是智能设备管理的必然发展方向，但要顺利开展远程智能运维工作，还有很多技术、管理难关需要破解。智能制造只有开始没有结束，智能设备管理同样如此。探索一条新的设备管理道路，一定会遇到许多问题和困难，因此需要设备系统全体同仁的理解、支持,更需要大家一起贡献智慧和力量。
