卷烟生产企业设备故障维修知识库设计探讨

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卷烟生产企业设备故障维修知识库设计探讨

　　摘要：将卷烟生产企业维修人员日常维修所积累的经验和知识按照车间/工段(打叶复烤、制丝、卷接包、物流)，具体工艺段，设备、总成、关键件，维修人员，维修时间，维修知识及故障征兆、故障原因、故障类别、故障子类别相互关联录入数据库，为企业所有设备管理人员提供一个灵活、丰富的查询和统计分析平台，从而构建一个设备故障维修知识库，最终为设备的保养、维修和故障处理提供强大的技术保障，有效提高设备有效作业率。设备故障维修知识库将会有广阔的应用前景。 
　　关键词：设备故障；维修；知识库；结构；设计 
　　 
　　1设备故障维修知识库设计构想 
　　 
　　设备维修主要针对设备生产过程中发生的非计划性维修，也就是对于设备偶然发生、不在计划之中的故障进行维修，这些维修是与设备密切相关的频繁事件。设备非计划维修发生的频率之高，以致对于这些维修的登记工作非常繁重，但这些设备非计划维修记录正是反映设备运行状况、潜在事故隐患和备件耗用情况的最有效和最可靠的依据。因此如何有效登记这些维修记录，为设备故障维修提供指导是设备管理的一个重要方面。 
　　知识库是指为方便和有效地使用与管理大量的知识而把人类已经具有的知识以一定的形式表示存储到计算机中所构成的系统，又称知识库系统。 
　　设备故障维修知识库的构想源于以下的思考： 
　　 
　　图书是知识最常见的载体，大量的图书并不能成为知识库，只有当书被编上了索引之后，图书馆才成为知识库。同样的道理，我们掌握的这些大量的设备故障维修知识需要加以分类整理才能成为知识库。设备故障维修知识库的设计就是基于这样的理念：将企业各个生产工艺段的维修人员日常维修所积累的经验和知识按照车间/工段(打叶复烤、制丝、卷接包、物流)，具体工艺段，设备、总成、关键件，维修人员，维修时间，维修知识及故障征兆、故障原因、故障类别、故障子类别相互关联录入数据库，为企业所有设备管理人员提供一个灵活、丰富的查询和统计分析平台，从而构建一个设备故障维修知识库。 
　　 
　　1.1设备故障维修知识库数据库架构 
　　为了使设备故障维修知识库成为一个方便管理，记录、查询清晰、强健的系统，必须对需要进行管理的设备信息、故障信息、维修信息(知识信息)进行标准化，参数化的分类和整理。数据库就存储这些经过规范整理的数据，主要包括如下组成部分： 

　　1.1.1设备相关信息 
　　设备类型、总成和关键件信息：通过设备类型和总成信息的配置，使用户方便地根据维修内容在系统中找到进行维修的具体设备和关键部位，而无需进行大量手工录入。对于设备或关键部位的查询可以通过设备编号或者设备中文别名的几个关键字，系统将会自动筛选，并显示最接近的符合查询条件的设备名称。 
　　1.1.2故障相关信息 
　　结合设备信息，通过故障类别、故障子类别、故障征兆的查询，用户可以对维修记录中包含的故障维修知识等信息直接从系统保存的相关设备信息中进行查询，而无需进行大量的文字录入工作。系统根据用户选取的设备类型、关键部位或用户输入的故障征兆关键字对系统保存的设备故障维修知识自动进行筛选并显示最接近查询条件的信息。 
　　1.1.3维修相关信息(维修知识信息) 
　　维修记录、换件记录和原因分析：对于维修过程中发生的设备维修内容、零备件更换和原因分析进行记录，用户可以根据系统中保存的关键件和易损件记录方便地查询到相关信息并对换件情况进行记录。通过用户录入关键件编号或部分中文关键字，系统会自动检索最符合查询条件的关键件记录提供用户选择。

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　　1.2设备故障维修知识库的数据收集
　　设备故障维修知识库的数据收集可以通过多种方式实现：
　　(1)生产设备数据采集系统：通过对生产线控制系统的数据采集，设备故障维修知识库可以收集设备故障位置、故障时间、故障设备类型等信息；
　　(2)维修记录人工录入：通过对故障提示的确认和维修记录的人为录入，系统可以收集大量的维修信息，作为知识库的数据基础；
　　(3)通过关联的设备管理系统或ERP设备管理模块获得信息：通过这些系统，知识库能够及时更新设备基础信息而无需进行额外的维护和整理。
　　
　　1.3设备故障维修知识库的灵活查询功能
　　知识库有序地积累大量的设备故障维修知识，灵活的查询功能为维修人员方便、快捷地查询和检索这些信息提供帮助，最终为设备的保养、维修和故障处理提供强大的技术保障。查询主要有如下方式：
　　(1)分类查询：通过选择生产工段、设备类型、设备总成、关键件、故障类型等检索条件，可以方便地检索到具体设备的相关故障信息和维修记录；
　　(2)时间段查询：允许用户追溯一段特定时间内设备故障情况和维修记录，为设备保养和项修提供依据；
　　(3)关键字查询：用户甚至可以仅仅输入与发生的设备故障相关的几个关键字而查询所有可能的或者接近的维修记录和故障处理方法，从而为维修提供丰富的参考，尽可能地缩短故障处理时间。
　　
　　1.4设备故障维修知识库的统计分析
　　设备管理系统每天都会记录大量设备维修信息，这些维修记录是帮助设备管理人员制定设备维修保养计划和备件采购计划的有力依据，因此对这些维修记录进行有效的统计分析非常重要，可以侧重于以下几个方面对设备维修进行统计分析：
　　(1)对“设备”的分析：根据设备类型、生产线、车间、班次、工序对维修进行查询和统计，让设备管理人员能够对某一个范围或时间段内的设备运行情况进行深入了解和比较，从而优化预防维修机制，制定科学合理的设备维保计划(计划维修、大修)，同时，也可以为设备技术攻关指明方向。
　　(2)对“人”的分析：根据参加和负责维修的人员对设备维修进行分类查询和统计，包括统计每一个维修工在一定期间内所完成的所有维修工作(累计计划用时，累计实际用时)及所完成工作的质量(维修计划检查的合格率、同一设备相同故障出现频次的统计等)。我们还可以进一步分析和统计设备维修人员的工作数量和工作质量，规范车间人员管理。
　　(3)对“故障”的分析：根据设备的故障征兆和故障原因对设备的维修进行分类查询和统计，可以发现维修过程中最容易出现的故障征兆和故障原因，有目的地针对排在前列的故障征兆和原因优先进行处理和改进，这种抓主要矛盾的方法能以较小的投入大大降低设备的故障率，提高设备生产效率。
　　多种方式对设备维修进行统计，显示查询统计分析结果，包括：
　　数据表格：包含了较全面的数据，但是不够直观，如果数据量较多，不便于快速发现问题；
　　柱状图：能够直观的反映统计查询各项数据之间的对比关系。
　　降势图：对于设备的故障征兆和故障原因分析尤为有效。通过降势图可以快速地发现排在查询结果中排前几位或占较大比例的设备故障征兆和故障原因，对这些故障优先进行排除和改进将更有效降低设备故障率。
　　
　　1.5数据库构建的经验
　　在确定了设备故障维修知识库的数据结构之后需要规划一个强健和清晰的关系型数据库以实现大量设备维修信息的合理存储，同时也能够满足多种方式高效、灵活的查询。数据库结构的合理性、兼容性和标准化直接决定了整个系统运行效率和性能。根据我们的实践，总结经验如下：
　　(1)数据库的规划必须清晰合理：每个数据表只用于存储一个明确的信息内容，如设备类型表、关键件表、故障表、故障原因表等，避免数据的重复存储而造成信息混乱和增加数据查询的复杂性；
　　(2)所有数据表通过标准化的关键字进行关联，构建成结构简洁、明晰的关系型数据库；
　　(3)设备维修数据库必须具有良好的兼容性：数据表、字段和关键字的命名、数据表各字段的数据类型必须与通用的数据管理系统数据库或ERP设备管理模块数据库保持高度统一，以使设备维修数据库能够顺利地与其他管理系统进行接口或者合并。
　　
　　2设备故障维修知识库构建流程小结
　　
　　2.1数据库搭建
　　在确立了设备故障维修知识库的数据表结构后，可以基于目前任何关系型数据库进行构建设备维修数据库，这样可以充分凭借企业现有的生产或设备管理系统平台进行设备故障维修知识库的搭建。
　　
　　2.2设备基本信息建立
　　通过与企业现有设备管理系统或ERP系统对接，设备故障维修知识库的基本信息得以自动更新和同步，而无需再次进行人工录入和维护。
　　
　　2.3故障维修信息采集
　　设备故障维修知识库从运行到真正发挥作用并不是一朝一夕可以完成的，需要维修人员日积月累，但是随着系统的持续运行，知识库将会发挥越来越大的作用。
　　
　　2.4知识库维护
　　必须对采集到的信息进行定期整理和维护。由于维修人员在任务记录和故障分析的过程中，描述语言总会存在不统一，不规范的情况，也有可能出现类别错乱、分析错误的问题，因此需要定期规范和纠正，这也是保证整个知识库的正确性和权威性的有力保证。
　　
　　2.5知识库拓展
　　在知识库正常运行并开始发挥作用后，设备故障维修知识库将具有广阔的拓展空间，这个系统可以通过进一步开发而拓展成为设备维修专家系统，从而能够智能地提供一些解决方案，同时基于知识库数据结构的兼容性和标准化，该系统可以融入企业整个信息化管理系统或者ERP系统。
　　
　　3结语
　　
　　通过以上论述，建立卷烟生产企业设备故障维修知识库可以为卷烟生产企业设备维修工作提供强有力的技术支持，为设备管理提供丰富的经验和信息支持，提高了设备有效作业率。知识库信息查询灵活、检索方便、贴近日常设备管理工作，系统结构清晰、易于搭建、易于移植、兼容性好、具有拓展潜力。