化工装备管理EAM数字化模型创新研究
本文主要是笔者对于化工行业装备管理EAM数字化模型创新研究的概述，此文中笔者就针对化工行业IT应用现状，阐述了新模型实现的管理目标，业务覆盖范围和整体构架设计，同时对模型功能和实现方法进行了详细描述。那么，下面一文就是对此的详细介绍，借以想更多的企业用户介绍资产管理系统实施的重要性。
1 模型提出背景
化工行业是以生产，开发销售以天然气为原料的尿素及高附加值的合成化工产品为主要业务的行业，化工企业产能巨大，生产技术先进，大型装置设备品种多、价格高，企业对设备完好率及连续运转可利用率要求高，化工企业为提升产品业务的运营水准，稳定运营管理必然要求对现有装备资产、装备分布等实际情况实行统一管理，达到统计的高效和准确，并通过查找、堵塞管理漏洞，加强安全管理，降低备件配件库存，从根本上降低设备维修、维护成本，提高企业的核心竞争力，所以强化装备管理，保障生产设备安全运行，最大限度地降低装备维修成本，是实现化工企业利润最大化目标的基础。
1.1 装备管理存在问题
笔者曾针对国内一些大型化工企业EAM需求而多次深入企业现场调研和咨询，发现国内化工企业在生产装备运行管理上普遍存在如下问题：非计划性启停机次数较多，设备经济性能和安全性能缺乏有效的监测手段，导致装备运行优化程度不高，运行成本加大，可靠性降低;装备的维护工作以事后消缺为主，事前和事中的计划性维护和预防性维护较少，同时对于装备的历史缺乏有效的管理，经常存在过修和欠修现象;装置的备品备件的库存过高，占用了大量的资金，降低了资金的周转率和使用效率。采购的计划性不强，采购控制过程不力，对供应商管理不够规范，采购周期过长，靠多采购高库存而不是及时适量地满足维护部门的工作需要;大小修管理粗放，经常出现工期过长和费用超支的现象;装备维护的职能部门之间存在协同和沟通的困难，经常需要高级管理层来进行协调工作;对于装备的动态管理缺少有效的手段，对于事故分析和设备优化缺乏科学方法，无法形成装备管理知识的积累和共享。
1.2 管理系统应用现状
以笔者现场调研的某大型化工企业ERP应用部门为例，通过深入其各部门一线装备维护现场调研，发现ERP针对化工行业装置生产线上运行的设备，因ERP的PM模块本身的功能设计的局限性，还不能完全满足设备全生命周期的管理，缺陷一是人机界面没有完全汉化，部分功能在一线没有完全应用起来，缺少对故障结果统计分析的登记界面，无法实现设备故障的闭环管理，导致ERP在装备精细化管理中无法实现检维修前期方案制定、采办跟踪管理、库存分析、装备管理资料的共享及灵活应用;缺陷二是ERP系统的档案管理系统是通过专门模块实现，然后手工挂接到相关设备下，难以实现与工单关联，完工报告也无法直接在系统中创建。缺陷三是ERP系统难以实现与专业系统接口，设备运行和技术状态分析运算功能又很弱，难以实现基于状态的预测性维修，也难以实现基于风险分析的预知性维修，无法完善预防性维修体系。针对这些缺陷，一线装备维护人员希望能有一个专门针对装备维护管理的数字化集成平台来补充和完善ERP中PM模块不能实现的功能，另外ERP人机界面不太符合中国人操作习惯，一线人员希望通过EAM数字化平台来创建工单直接传输到ERP系统中，同时也希望把检维修之后的资料直接挂接到EAM系统中，与设备及工单进行关联。
1.3 控制系统应用现状
以笔者现场调研的某大型化工企业ERP应用部门为例，该企业面向生产和控制过程的专业系统众多，如用来显示装备运行状态的WPKS生产管理系统;用来进行装备状态检测的SYSTEM 1系统;用来进行仿真培训的OTS系统;用于安全巡逻和巡检工作并记录考核的电子巡检系统;用来实时采集、存储各装置设备程控系统有关运行参数，以各类图形等方式显示装置设备实时运行状态及历史数据追忆，为设备状态检修、机组运行的经济性能与安全性能分析以及未来整合的高级应用系统提供数据支撑，为领导和相关设备管理人员提供实现对全厂生产过程的监视及管理的DCS;用来进行设备主数据维护的OA等。这些系统主要供化工企业生产厂/车间使用，以实现一线生产自动化，但这些系统都是独立运行，没有有效地集成在一个数字化平台上，对于装备管理无法实现一次登陆数据共享，不同信息需要登陆不同系统进行维护，如针对一台设备的管理，与该设备故障工单填写要登陆ERP，设备主数据维护要登陆OA完成，现场巡检设备数据要登陆巡检系统完成，查询设备运行状态要登陆WPKS完成，所以一台设备信息化管理需要同时登陆四个系统，给一线生产装备维护人员带来很多麻烦，一线人员希望通过EAM数字化平台，能将设备、检维修、故障、工单、运行、计划、备件、库存、费用、绩效、安全、人力资源管理等集成在这个数据共享的平台上，实现各业务功能模块之间的无缝集成和各专业系统ERP、OA、DCS、WPKS、巡检、SYSTEM 1的接口融合，从而完善化工企业装备预防性维修体系，实现数据一次录入，实时同步，多处应用。
所以，针对上述化工企业装备管理存在的诸多问题和目前IT应用现状，我们需要通过“管理+IT”手段来实现化工企业装备管理的创新，通过提高化工企业装备管理信息化水平, 实现IT支撑下的资产管理流程信息化和决策信息化，使化工企业装备管理得到全面提升，为化工企业装备资产管理体系的持续改善提供有力保障。化工装备管理数字化模型(EAM)就是基于这种背景下产生的。
2 模型实现目标
EAM(Enterprise Assets Management)是企业资产管理系统，是站在企业战略资产管理的角度上，为企业提供的不仅仅是技术和工具，而是先进的管理模式和知识传递，它将IT技术能力与管理活动需求相结合，全面建立与企业设备管理相适应的核心流程，从而实现管理观念的变革、工作方式的转变和管理模式的再创新。
以国内某化工行业装备管理生产工艺流程为例 (如图表1 ),化工企业装备业务管控是通过分层管理来实现的，从业务角度上，装备管理一般分为三层：装备管理部门、生产管理部门、一线生产运营单元，从管理角度上，化工企业装备管控职能是通过三个层次对应职能来贯彻落实的。所以针对化工企业装备管理分层管理特点，EAM数字化集成平台可实现的管理目标也是针对三个层面展开的：化工企业技术装备部设备管理层面;化工企业生产部管理层面; 化工企业一线生产工序单元管理层面。
各层面实现的管理目标侧重点如下：
技术装备部的目标重点是汇编装备的购置、更新、改造、维修计划，限额以下物资的采办，控制各项费用支出，组织各项目的实施，监管设备的使用状况，资产管理。技术装备部需要了解整个公司的设备的运行情况和技术指标。在控制费用的基础上，规划和计划企业各项大的投资计划，保障装备的可靠运行，并推动不断的提高装备技术水平。
生产部的目标重点是对装置生产1、装置2和公用工程生产区域内各装备工作进行管理和提供技术支持保障。如，对生产基层各工序单元组的各种计划进行汇总编写，组织各生产基层工序单元组对所报的项目进行实施和验收。化肥一部和化肥二部都有设有专业的装备技术监督部门，负责各装置生产工艺流程上的的所有设备进行维护管理，对各生产基层工序单元组设备运行巡检人员填报的ERP工单进行审核，核实故障，下达维修工单，并对大修项目检维修结果进行验收，对生产基层工序单元组提供装备技术支持，基层各项物资定额的审核和调整等。
一线生产工序单元的目标重点是担负装备运营与维护保养的直接责任，其装备管理是以设备技术档案管理、预防性维护、设备缺陷的早期发现，适时、适度维修等为主要业务，建立和维护设备资产档案，周期维护保养计划的实施和反馈，维修的实施和验收，故障的处理和上报，物资的领用和使用，装备运行状况的记录和上报等。
化工企业生产部门一般下分机械管理组、电气管理组和仪表管理组，他们是化工企业的生产基层单位，是装置上转化、静化、合成各工序独立操作的基本单位，本数字化管理模型中将他们统称为一线生产工序单元。
3 模型构架设计
模型整体构架设计思想一是基于EAM开发平台上，围绕资产从设计采购、安装调试、运行管理、转让报废的全生命周期管理，运用IT技术配置不同的个性化模块功能，以提高维修效率、降低总体维修成本、降低设备安全隐患为目标，以工单的提交、审批、执行为主线，以资产、设备记录为基础，按照故障处理、紧急维修、预防性维修等几种可能模式，将设备、检维修、故障、工单、运行、计划、备件、库存、费用、绩效、安全、人力资源管理等集成在这个EAM数字化平台上，实现各管理系统之间的接口融合。
模型整体构架设计思想二是基于化工企业ERP基础上，以设备全生命周期管理为中心，对ERP系统功能进行补充和完善，同时实现和各专业控制系统的接口。根据生产一线各工序单元装备维护人员操作方便，部分功能模块或者放在前台，或者放在后台，对于放在前台的模块，所有设备数据维护工作在EAM中完成，最后将与费用相关的信息同步传到ERP中，对于放在后台的模块，所有设备维护数据在ERP中完成，定期同步传到EAM中，由EAM对每一个维修工单和故障处理结果进行统计分析，形成故障知识库，实现设备维修工作的闭环管理。
模型整体构架设计思想三是基于化工企业控制系统基础上，提供一套基于J2EE和XML为核心开发技术，以各种应用业务系统为核心，运行在以高性能的ORACLE10G数据仓库及其套件基础上，同时实现与WPKS、SYSTEM 1、OTS、、电子巡检系统、、OA、DCS生产系统的接口融合。为了开发及应用的条理化、控制的结构化，模型通过数据服务总线与上层ERP和下层生产系统进行接口集成，实现与化工企业已有的应用系统的数据交互。整体架构图如下(图表2)
如上图所示，该模型至少分为四层：第一层决策层，是围绕化工行业装备战略管理目标，为集团公司装备管理决策层提供决策分析的平台;第二层是经营层，是以财务为核心的企业资源管理系统;第三层是生产层，是以装备为核心的企业生产管理集成平台;第四层是装置层，是面向生产过程和控制过程的控制系统。其中生产层和装置层构成了一个完整的化工企业装备预防性维护体系。
该模型既是一个化工装备数字化综合管理集成平台，又是一个化工装备设备管理人员的日常办公平台，其系统总体架构是和企业决策支持信息紧密集成的，同时又是一个松耦合的、具有良好扩展性的数据整合和装备设备辅助决策支持平台。
4 结论
综上所述，化工企业通过构建统一的装备管理EAM数字化集成平台，可以让集团公司在这个平台上创建装备预防性维护体系，通过该平台与上游ERP系统接口融合，实现装备维护成本控制;通过该平台与下游控制系统接口融合，实现装备运行动态管理;通过该平台对装备统一透明的精细化管理，实现装备引进阶段前期的准备管理、设计、采购及交付、安装及调试管理，设备中期生产现场的运行管理、维护管理、维修管理、备件管理、技术改造及设备后期折旧、更新、报废等装备全生命周期管理的信息化规模效益，最终降低化工企业装备维修成本，实现企业利润最大化。
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