1 序言
隨著科學技術的發展，企業對設備管理提出了更高的要求。設備是企業進行生產的主要物質技術基礎，有它自身的運行規律。設備管理作為企業管理的重要組成部分，對企業的其它管理子系統起著促進、保障和制約的作用，影響著企業的生產與經營活動。企業設備管理具有信息源多、類型廣、處理流程復雜和統計量大的特點，隨著現代生產方式的變更，原有的傳統管理模式由于處理速度慢，處理方式陳舊，其準確性、可靠性及經濟性都大受影響，因而難以適應現代管理的需要。建立設備管理信息系統，采用先進的計算機和信息技術，運用現代設備管理的原理與方法，保證企業設備經常處于良好技術狀態，充分發揮現有設備潛能，提高其維修效率與經濟性，以提高設備管理水平。
2 設備管理信息系統的功能需求分析
現代管理認為，設備管理是以企業生產經營為目標，通過一系列的技術、經濟、組織措施，對設備的規劃、設計、制造、選型、購置、安裝、使用、維護、修理、改造、更新直至報廢的全過程進行科學的管理。筆者在對幾個典型生產型企業的調研中，發現這些企業對設備的管理并沒有隨著企業CIMS 的實施，而將一些先進的管理模式貫穿進去，導致設備管理部門與其他相關部門分工不明，經常出現功能重疊或功能黑洞，甚至形成設備管理的孤島，嚴重地制約了企業的發展。
設備管理的基本功能如下：
初始設置：針對不同企業的設備管理的內容，進行設備的一些初始數據的準備，包括設備分類、設備狀態、設備屬性、設備管理類型、人員工種、潤滑方式等。它是整個系統運行的基礎，該部分功能相對獨立，為不同企業的運作提供了可適應的基礎。
設備的前期管理：對設備在進入生產之前的階段進行管理。設備管理員通過對設備需求的分析，進行設備市場調研，根據企業的生產能力和承受能力，最終確定設備的購置計劃，并提供設備的購置報告。由設備購置計劃和報告，選定合適的設備生產商或設備供應商，簽訂設備購置合同。針對設備購置合同，對新設備進行開箱驗收管理和安裝調試管理，將合格的設備交付使用，最終形成企業的資產和基礎。由于本階段管理的流程性比較強，不同的企業可能都會有所差別，應該充分利用流程管理的原理，進行靈活的模塊化設計，對于不同的企業，可以根據實際需要進行相應的流程調整。
設備臺帳管理：分為設備卡片管理和設備資產卡片管理兩部分。設備卡片包含該設備的生產廠家、所屬單位、狀態、維修模式、技術參數、隨機資料等信息；設備資產卡片包含該設備原值、折舊率、使用費以及保養維修費用等信息。
設備使用管理：是對設備狀態和屬性管理的一系列動作以及事務。主要包括設備啟用、設備閑置、設備租賃、設備遷移、設備報廢、設備故障、設備事故、設備鑒定、設備檢查、設備使用過程管理等。這些都將對設備臺帳中的設備屬性、狀態和資產產生影響。它應該及時反映設備當前的狀態和運作情況，為管理決策層準確快速地提供設備狀況和運作信息。
設備維修保養管理：理論上該功能模塊應該屬于設備的使用管理，但根據實際情況，由于這兩種動作在設備管理中使用頻繁，并且一般流程都比較復雜，故將該模塊獨立出來，以利于用戶的維護和操作。設備保養管理主要進行潤滑定標、潤滑實施等管理；設備維修管理，分為企業內部維修和企業外部維修兩個模塊，根據設備需要維修的情況進行相應的處理。
維修計劃管理：維修計劃的合理與否，不僅影響到維修資金的使用，而且可能影響企業的生產組織方式。科學合理的設備維修計劃，一方面要消除設備過分維修，另一方面應避免設備維修不足，以保證企業生產的正常進行。維修計劃管理，包括編制和變更設備年度維修計劃，編制和變更月維修計劃，對維修質量和效果進行評價，并統計維修工時與費用。
備件管理：對設備的備件進行必要的庫存管理，在保證設備正常運作的情況下，盡量降低其庫存，減少資金占用量。備件管理主要包括建立設備備件臺帳，完成備件的出入庫管理，制定備件儲備定額；管理備件采購計劃；對備件進行ABC 分析，提供各類統計分析報表。
系統維護：對系統進行維護，保證系統良好運作。系統維護主要管理創建和調整系統的角色和用戶，并進行系統操作權限分配；安裝和調整打印機；設置和調整系統的實時信息反饋。
3 關鍵技術研究
3.1 角色管理
系統權限維護，采用面向對象的用戶管理技術，即由用戶、權限和角色三個對象構成。這里的角色是指具有明確行為準則、確定的行為方式、完成規定范圍任務的實體，角色與角色之間可以有繼承的關系；用戶是指可以操作系統的一個擁有具體的用戶名稱和密碼的實體對象。系統權限的分配是通過將權限付給角色，再將角色分配給用戶來實現的，權限和用戶之間沒有直接的聯系；用戶的權限是分配給用戶的所擁有角色的所有權限的總和。系統中，如果用戶擁有某一功能所有權，就具有了行使操作的權利，這類權限是在程序初始化時完成的，表現方式是菜單的灰色顯示，這種方法不但可以節省時間，而且操作也方便，用戶不需要花大量的時間重復分配用戶權限，且權限變更比較易行。
該系統中根據設備管理的功能需要主要劃分了如下角色：超級用戶角色：具有給系統劃分角色和創建用戶的權限，主要負責系統權限的分配。
設備管理員角色：制作設備的前期管理、設備臺帳以及設備維修計劃，并負責大部分統計分析和報表的生成。
檢查管理角色：對設備現場的狀態進行管理，包括設備的運行情況、潤滑狀況檢查、交接班記錄等。
潤滑管理角色：負責管理設備的潤滑定標和潤滑實施。維修管理角色：管理編制和更改維修計劃以及管理維修申請、維修記錄、維修消耗、維修驗收等。
備件管理角色：管理備件的采購申請、出入庫、臺賬和盤點。
上級部門管理角色：主要對設備管理中涉及到的審批控制進行管理，如設備前期中的計劃和驗收以及交付情況進行審批和對維修驗收、故障確認、維修費用、維修計劃以及備件采購進行審批。
3.2 實時信息反饋技術
傳統信息系統中的審批流程不是反應遲緩就是缺乏對反饋的信息進行記錄，造成實際操作中，無法對反饋信息進行查詢和處理，形成各級管理部門間信息處理不清的矛盾。在系統開發中采用了實時信息反饋技術，及時記錄和反饋處理信息。現以圖1中突發設備故障進行維修申請的信息處理流程為例進行論述：
當現場管理角色中的一位用戶檢查到有設備發生故障時，填寫完故障單，并將此信息發送給維修管理員角色；
具有維修管理角色的用戶，收到此信息，回復此信息并處理故障單；
具有維修管理角色的用戶，同時根據故障單進行故障確認，如果需要維修，則填寫維修申請單，并向設備管理角色發送維修申請信息；
具有設備管理角色的用戶，反饋處理的信息，繼續后續工作。
圖1 突發設備故障維修申請實時信息處理
設備管理的經濟和技術評價指標：
為了更好地進行設備管理，在系統中自動進行了設備資產折舊運算，并對設備使用和維修的評價指標進行了自動“量化”運算，為設備管理人員對設備的維修和更新提供必要的“量化”的依據。
設備經濟評價指標：
設備的資產管理，采用余額遞減折舊法對設備進行折舊處理，其算法如下：
其中：n 表示折舊年限，P 表示設備原值，L 表示預計回收殘值，Si表示第i 年的設備維修費用。
設備技術評價指標：
在系統中采用了三組量化的設備技術評價指標來反映設備的作業能力、技術狀況和設備可持續作業能力。
完好率和利用率：
完好率是考核設備技術管理工作的指標之一，表明設備技術狀況，反映設備的可利用率；利用率反映了設備的實際利用程度。實際使用中不應片面追求完好率指標，而不考慮利用率，這可能造成一種假象，特別是將那些常年不用，甚至是報廢的設備均當作完好來看待，就使得完好率指標不真實，從而給設備的管理與考核工作帶來許多麻煩。其計算公式如下：
完好率=完好臺時/日歷臺時×100%
利用率=工作臺時/日歷臺時×100%
故障頻率和故障強度率：
故障頻率反映了設備使用過程中不同時間內的故障發展趨勢，是設備在規定時間內故障發生的次數反映；故障強度率反應故障的程度，是對單位運轉臺時的故障停機小時進行分析的依據。其計算公式如下：
故障頻率=同期設備故障停機臺次/設備實際運轉臺時×100%
故障強度率=同期設備故障停機小時/設備實際運轉臺時×100%
新度系數：
為了防止片面追求產值、利潤，不更新改造設備而造成的企業生產后勁不足，就需要建立新度系數指標，這為促進企業固定資產的保值和增值，起到有效的督促與約束的作用。其計算公式如下：
新度系數=年末固定資產凈值/年末固定資產原值×100%
3.3 設備維修模式
采用把設備利用率放到第一位的方式來制定設備維修策略，在此將設備維修分為五種維修：計劃維修、狀態維修、事后維修、機會維修和改進維修。通過設備人員對設備的關鍵性、利用率、故障頻率和故障強度率的分析來進行設備維修模式的選擇。維修模式確定流程如下：
根據生產流程，確定關鍵設備，對流程上的關鍵設備根據維修數據進行重點管理；
按照以利用率為中心的思想進行排序，優先考慮對利用率影響大的設備。
通過分析反映設備故障狀況的設備故障頻率和故障強度率，選擇不同的維修方式，下面是進行設備維修模式選擇的幾條基本原則：
利用率高，同時故障頻率和故障強度率都較大的設備傾向采用狀態維修；
利用率高，同時故障頻率較小，而故障強度率較大的設備，采用定期維修；
定期維修的設備可以根據生產、計劃的忙閑、定單的要求、結合年、節、假日，進行調整，即機會維修；
對于設備故障頻率和故障強度率高的設備，采用改進維修方式；
對于設備完好率比較高，而利用率不高的設備，傾向于采用事后維修方式。
3.4 設備維修規劃編制
設備維修規劃的編制是設備管理的重要內容之一，它是每個企業對設備進行管理，所必須的環節。在此，在3.4 確定的維修模式基礎上，采用如圖2 所示的規劃，將其流程化，并在系統開發中實施。編制的步驟如下（為了簡要說明，在此略去了其中的審批流程）：
圖2 設備維修規劃編制的流程
對確定為采用計劃維修模式的設備，根據計劃維修周期，編制其年維修計劃，并可以根據實際需要進行變更；
結合年維修計劃和改進維修以及突發維修發生的情況，在本月末制定下一月或幾個月的月維修計劃，并且本月的維修計劃可以滾動到下一月；同時可以變更月計劃，使維修可以在工作休息或設備空閑時間安排“隨機維修”；
根據維修計劃，對內部維修，編制維修工作說明書并安排維修程序；對于需要外部維修的則安排委外維修；
對于內部維修根據維修工作說明，準備詳細的維修備件；對所有的維修情況進行記錄，產生設備維修記錄；
對所有維修完成的設備進行設備驗收；
將驗收情況反饋給維修計劃，以便維修計劃進行滾動處理。
3.5 基于設備使用周期的信息查詢
為了方便地進行設備信息的查詢，在此提出基于設備使用周期的信息查詢，實現的方式如圖3 所示，將設備使用周期的信息查詢分為兩層查詢，首先通過設備的基本屬性，如設備的類別、設備規格、所屬單位等對設備進行查詢，在此基礎上，可以生成統計這些分類設備的完好率、新度系數等，還可以根據設備的利用率等信息進行排序并生產相應的報表；在設備分類的基礎上，可以通過二次查詢或直接選定來確定一個具體的設備實體，此時可以直接查看該設備相關的靜態的參數信息和前期管理信息以及動態的統計信息和使用記錄信息，從而可以全面地了解該設備的使用狀況，輔助設備管理人員進行必要的定性和定量的分析。
圖3 基于使用周期的設備信息查詢
4 系統實現
根據前面介紹的功能模型和相關技術，系統采用C/S結構，在Windows2000 系統上開發實現了如圖4 所示的設備管理信息系統。客戶端采用DELPHI 進行用戶界面的開發，后臺采用了ORACLE 作為數據庫管理系統。數據庫的設計主要采用了ERWIN，TOAD 等數據庫輔助設計工具，實現數據庫的快速構建和修改；系統中數據交互的實現主要采用微軟的ADO數據訪問技術來訪問ORACLE，并運用了其緩存更新技術；在ORACLE 客戶端直接配置同名服務，即可實現系統的配置。
圖4 設備管理信息系統的實現界面
5 結束語
此設備管理信息系統已經在實際應用中取得了良好的經濟效益，實踐證明，該系統具有如下的特點：
實用性。系統通過確定設備的維修模式和維修規劃流程化，使用戶可以根據流程方便地進行設備維修規劃；針對設備信息的特點，建立了基于設備使用周期的查詢，使用戶可以全面了解設備的狀況；設備資產維護自動化，系統自動地進行設備資產折舊、維修使用費用的計算；技術評價指標定期自動化處理，通過設置適當的周期，用戶可以方便的得到設備的完好率、利用率、故障頻率、故障強度率和新度系數等評價指標，為企業更好的利用維修基金，充分發揮設備潛力提供了必要的依據；
先進性。充分運用了現代設備管理的思想，將以利用率為中心的設備管理模式的貫穿其中；系統開發上采用了組件化、模塊化的思想，為系統的快速重構和升級換代奠定了良好的基礎；
適應性。在系統開發中將設備管理的基本參數進行了抽取，不同的企業可以根據自己的需要在系統初始化中進行“量身”設置；根據企業設備管理的實際情況，系統的超級用戶可以重新定義用戶角色，或在原有的用戶角色上進行修正，重新進行用戶權限的分配，不需要修改程序，系統運行時就可以根據用戶的擁有的角色的權限自動進行操作權限適應。
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本文標題：設備管理信息系統及其關鍵技術研究
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