這是由于一方面，儀器儀表的可靠性直接關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的安全和效率，一旦出現(xiàn)故障，輕則造成停車損失，重則導(dǎo)致嚴(yán)重事故；而另一方面，儀器儀表維護(hù)形成的財(cái)務(wù)成本和人力成本，是整個(gè)項(xiàng)目生命周期總成本的重要構(gòu)成部分，企業(yè)對(duì)此必定要做出精細(xì)的考量。所以，如何恰到好處地制定儀器儀表的維護(hù)策略，做到既保證穩(wěn)定可靠又節(jié)省成本，成為了受到廣泛關(guān)注與討論的課題。
預(yù)測(cè)性維護(hù)脫穎而出
據(jù)上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所教授級(jí)高級(jí)工程師繆學(xué)勤介紹，傳統(tǒng)的儀器儀表維護(hù)方式主要是故障維護(hù)或定期維護(hù)。
其中故障維護(hù)是指當(dāng)檢測(cè)到儀器儀表設(shè)備出現(xiàn)故障后，再對(duì)其進(jìn)行維修，這種方式比較被動(dòng)，付出的成本也比較大；而定期維護(hù)則是指每隔一段固定的時(shí)間，就對(duì)儀器儀表進(jìn)行人工巡檢，這種方式有一定的預(yù)防性，但由于維護(hù)周期往往無(wú)法得到合理的計(jì)算和確定，所以大部分巡檢過(guò)程事實(shí)上是不必要的，一定程度上也造成了人力物力的浪費(fèi)。
近年來(lái)，在一些廠商的介紹與推動(dòng)下，一種新的儀器儀表維護(hù)策略逐漸脫穎而出，這正是預(yù)測(cè)性維護(hù)。2009年11月5日，基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用研討會(huì)在京召開，在會(huì)上，基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線中國(guó)市場(chǎng)委員會(huì)秘書長(zhǎng)林永春、中國(guó)石化工程建設(shè)公司副總工程師林融等幾位嘉賓在演講中都不約而同地提到了儀器儀表的預(yù)測(cè)性維護(hù)及其實(shí)際應(yīng)用情況，這也印證了業(yè)界對(duì)于儀器儀表預(yù)測(cè)性維護(hù)的關(guān)注。
那么，這究竟是怎樣的一種維護(hù)策略呢？據(jù)林永春介紹，預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)是指通過(guò)檢測(cè)在線運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)來(lái)決定是否對(duì)該設(shè)備進(jìn)行必要的維護(hù)，而由于預(yù)測(cè)性維護(hù)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)一般都是在線進(jìn)行，所以不會(huì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生干擾，因此在節(jié)省成本的同時(shí)，設(shè)備運(yùn)行的可靠性也得到加強(qiáng)，這也正是其綜合優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)。
預(yù)測(cè)性維護(hù)優(yōu)勢(shì)顯著
由于預(yù)測(cè)性維護(hù)是建立在對(duì)儀器儀表在線狀態(tài)的分析上的維護(hù)策略，所以在實(shí)際應(yīng)用中，這種預(yù)測(cè)性維護(hù)就體現(xiàn)出更加精準(zhǔn)的優(yōu)越性。繆學(xué)勤教授指出，從總體上而言，預(yù)測(cè)性維護(hù)最主要的效果是提高操作與維護(hù)人員的工作效率，也提高了儀器儀表的可靠性和生產(chǎn)的安全性。
而談到這一維護(hù)方式的優(yōu)勢(shì)時(shí)，林永春認(rèn)為，除以上談到的優(yōu)勢(shì)之外，預(yù)測(cè)性維護(hù)還可以幫助企業(yè)更加清晰地掌握工廠的運(yùn)行信息、減少停車、提高控制精度，并使企業(yè)符合安全、健康和環(huán)保法規(guī)，從而從多個(gè)方面共同實(shí)現(xiàn)成本的降低。
林永春談到，無(wú)論是故障導(dǎo)致的非計(jì)劃停車，還是過(guò)于頻繁的計(jì)劃內(nèi)停車，都將增加不必要的成本，一旦出現(xiàn)重大事故，其造成的損失則更加可觀；而由于所有設(shè)備的維護(hù)記錄都可以在系統(tǒng)中以電子記錄的格式存在，這也有助于將來(lái)企業(yè)在應(yīng)對(duì)相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)時(shí)，更加便于整理和提交所要求的報(bào)告和文檔。
如果從實(shí)際應(yīng)用的角度，將預(yù)測(cè)性維護(hù)與傳統(tǒng)維護(hù)方式相對(duì)應(yīng)比較時(shí)，其特點(diǎn)就更加明顯。中國(guó)石化工程建設(shè)公司副總工程師林融在演講中談到，與傳統(tǒng)方式相比，預(yù)測(cè)性維護(hù)解決了兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。首先，與故障后維護(hù)的方式相比，預(yù)測(cè)性維護(hù)的可預(yù)測(cè)性使得問(wèn)題在故障之前得到解決，而并非之后，這是從設(shè)備維修到設(shè)備管理的一個(gè)趨勢(shì)，也是第一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題；其次，與定期維護(hù)的方式相比，預(yù)測(cè)性維護(hù)的準(zhǔn)確性實(shí)現(xiàn)了只在必要時(shí)采取維護(hù)行為，從而節(jié)省了占整個(gè)維護(hù)工作63%的不必要工作量，這是第二個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。可見，正是這兩方面的特點(diǎn)，使預(yù)測(cè)性維護(hù)真正稱得上是一種“恰到好處”的維護(hù)策略。
預(yù)測(cè)性維護(hù)提高工廠穩(wěn)定性
艾默生過(guò)程控制有限公司市場(chǎng)總監(jiān)林永春
《今》：請(qǐng)您簡(jiǎn)要介紹儀器儀表預(yù)測(cè)性維護(hù)的含義與機(jī)制？這種方式的出現(xiàn)與發(fā)展是基于哪些方面的需求？
林永春：預(yù)測(cè)性維護(hù)（Predictive Maintenance）技術(shù)是通過(guò)檢測(cè)在線運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)來(lái)決定是否對(duì)該設(shè)備進(jìn)行必要的維護(hù)。對(duì)設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)可以是定期的或者是在線連續(xù)的方式，最終的目的是以一種低成本的方式在設(shè)備最佳性能喪失之前，能對(duì)它進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)。預(yù)測(cè)性維護(hù)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)一般都是在線進(jìn)行，這樣不會(huì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生干擾，因此能節(jié)省很多成本，設(shè)備運(yùn)行的可靠性也得以加強(qiáng)。
預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)是隨著智能儀表的出現(xiàn)而發(fā)展的。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，每個(gè)企業(yè)都會(huì)面臨許多挑戰(zhàn)，包括：提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、盡量避免意外停產(chǎn)、努力降低生產(chǎn)和維護(hù)成本、降低能耗、符合國(guó)家的安全生產(chǎn)和環(huán)保法規(guī)等等。預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)能有效地幫助企業(yè)應(yīng)對(duì)以上的挑戰(zhàn)。
《今》：要實(shí)現(xiàn)儀器儀表的預(yù)測(cè)性維護(hù)，需要基于哪些軟硬件的基礎(chǔ)？舉例而言，艾默生能夠?yàn)榇颂峁┠男┓N類的系統(tǒng)、產(chǎn)品與服務(wù)？
林永春：要實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)，基礎(chǔ)是要采用現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，其次是要配備智能設(shè)備管理軟件AMS。現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用，AMS也已經(jīng)成為自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。
艾默生提供豐富的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，比如壓力、溫度、液位、流量、分析儀表和閥門及閥門定位器等等，還有控制系統(tǒng)DeltaV和Ovation。艾默生的智能設(shè)備管理軟件AMS更是業(yè)界的翹楚。它可以集成各種HART和現(xiàn)場(chǎng)總線FF儀表，實(shí)現(xiàn)在線診斷、遠(yuǎn)程組態(tài)、設(shè)備校驗(yàn)記錄、設(shè)備臺(tái)賬管理等功能。如果附加其它應(yīng)用軟件，比如閥門的在線性能診斷軟件，AMS的功能更加強(qiáng)大。我們也為用戶提供現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)和培訓(xùn)，保證用戶用好，有效益。
我們從一個(gè)更高的層次來(lái)理解預(yù)測(cè)性維護(hù)在整個(gè)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中的作用，提出工廠管控網(wǎng)（PlantWeb）的概念。所謂工廠管控網(wǎng)的概念，就是一個(gè)工廠自動(dòng)化結(jié)構(gòu)必須能充分發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能的效益，現(xiàn)場(chǎng)智能信息上的來(lái)，用得上，并可以真正提高工廠的運(yùn)行效益。《今》：成本問(wèn)題是比較受到關(guān)注的問(wèn)題之一，對(duì)整個(gè)生命周期內(nèi)的成本而言，預(yù)測(cè)性維護(hù)能夠帶來(lái)怎樣的收益？有什么成功的案例？
林永春：預(yù)測(cè)性維護(hù)的優(yōu)勢(shì)是明顯的，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障如果得不到早檢測(cè)早預(yù)報(bào)，小事故就可能造成大事故，輕則造成控制不穩(wěn)影響產(chǎn)品品質(zhì)，大則造成意外停車，甚至安全事故。預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)給用戶足夠的時(shí)間將事故消滅在萌芽狀態(tài)。
在國(guó)內(nèi)成功應(yīng)用預(yù)測(cè)性維護(hù)的典型案例也不少。比如上海賽科，全廠采用FF、HART設(shè)備和AMS，儀表投用率高達(dá)99.8%，這是一個(gè)非常了不起的成績(jī)。賽科從2005年投產(chǎn)，2009年才進(jìn)行第一次大檢修。大檢修（計(jì)劃停車）間隔四年才進(jìn)行一次，儀表的高投用率無(wú)疑起了很好的作用。賽科還應(yīng)用閥門在線性能診斷軟件，在大檢修之前列出了需要維修的閥門清單，制定了閥門維修的具體計(jì)劃和細(xì)節(jié)，有效節(jié)省了維修時(shí)間。
福建煉油乙烯一體化項(xiàng)目全廠也是采用FF、HART設(shè)備和AMS，大量節(jié)省了儀表維護(hù)人員配置。它原有400萬(wàn)噸煉油裝置，儀表工有75人。現(xiàn)在新建了800萬(wàn)噸煉油的14套裝置和80萬(wàn)噸乙烯等6套化工裝置，全廠儀表工還是這75人。人員沒有增加，管理以前規(guī)模五倍大的工廠，反而覺得現(xiàn)在的維護(hù)工作量比以前少，這就是預(yù)測(cè)智能和AMS帶來(lái)的效益。
總體來(lái)說(shuō)預(yù)測(cè)性維護(hù)在工廠的整個(gè)生命周期內(nèi)至少可以提高運(yùn)行效率2%，這是很多用戶使用后的一致體會(huì)。
《今》：與傳統(tǒng)方式相比，應(yīng)用預(yù)測(cè)性維護(hù)的方式后，對(duì)工廠操作與維護(hù)人員是否有更高的要求？對(duì)他們的工作流程及規(guī)范，會(huì)帶來(lái)怎樣的改變？
林永春：與傳統(tǒng)的維護(hù)方式相比，應(yīng)用預(yù)測(cè)性維護(hù)對(duì)工廠的操作和維護(hù)人員沒有特別的更高的要求。傳統(tǒng)的方式采用手操器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，現(xiàn)在改用AMS在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，信息量會(huì)更大、更豐富，這需要操作和維護(hù)人員熟悉AMS的使用。對(duì)操作和維護(hù)人員的工作流程帶來(lái)的改變是巨大的，他們不需要到現(xiàn)場(chǎng)巡檢了，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的巡檢改在中控室進(jìn)行，而且設(shè)備有故障就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。維護(hù)工作從被動(dòng)變成了主動(dòng)，操作和維護(hù)人員的工作量大大減少，他們有更多的時(shí)間去關(guān)注那些確實(shí)需要解決的問(wèn)題。
《今》：您認(rèn)為要使預(yù)測(cè)性維護(hù)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出最大的效果，在設(shè)計(jì)、實(shí)施與運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)注意到哪些問(wèn)題？
林永春：要使預(yù)測(cè)性維護(hù)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出最大的效果，在設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該注意一些問(wèn)題。
在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該盡量采用智能儀表，AMS應(yīng)該成為標(biāo)配，還要考慮控制系統(tǒng)是否能直接集成現(xiàn)場(chǎng)智能信息。如果控制系統(tǒng)不能直接集成智能信息，則要考慮使用多路轉(zhuǎn)換器。
在實(shí)施方面，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制系統(tǒng)安裝完成之后，應(yīng)該首先使用AMS進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的調(diào)校、參數(shù)設(shè)定和回路測(cè)試等，這樣才能充分節(jié)約調(diào)試時(shí)間，發(fā)揮智能設(shè)備和AMS的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的方法，調(diào)試時(shí)需要一個(gè)人在現(xiàn)場(chǎng)，一個(gè)人在中控室，每個(gè)回路的調(diào)試至少要2個(gè)小時(shí)。如果用AMS，每個(gè)回路只需要一個(gè)人在中控室，調(diào)試時(shí)間最多只需25分鐘。
在運(yùn)行階段，操作和維護(hù)人員需要關(guān)注AMS的使用，熟悉各種設(shè)備報(bào)警信息的含義，應(yīng)該制定各種設(shè)備報(bào)警對(duì)應(yīng)的操作維護(hù)步驟。
《今》：從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，推動(dòng)儀器儀表預(yù)測(cè)性維護(hù)的進(jìn)一步普及，還需要哪些條件？
林永春：從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步普及和推廣需要工廠的管理者更加重視。其實(shí)投資在預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)的軟件成本是非常低的，效益卻很大。另外，維護(hù)人員應(yīng)該更熟練地使用AMS，才能發(fā)揮其效益。我們也將加大宣傳力度，為廣大的用戶提高維護(hù)水平多做些工作。也希望媒體多介紹和宣傳預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)。
淺談西門子儀表的預(yù)測(cè)性維護(hù)
設(shè)備維護(hù)的模式
設(shè)備維護(hù)一般有三種模式：事后維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)和預(yù)測(cè)性維護(hù)。
事后維護(hù)，也有人稱之為“補(bǔ)救性維護(hù)”、“故障后維護(hù)”、“運(yùn)轉(zhuǎn)至出現(xiàn)故障管理”，顧名思義也就是說(shuō)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)它進(jìn)行維修。這是種最初級(jí)、最簡(jiǎn)單也是目前在國(guó)內(nèi)被用戶采用最多的維護(hù)運(yùn)行手段。確切地說(shuō)，這是一種“無(wú)維護(hù)”管理方法。它也是最為昂貴的維護(hù)管理方法，分析表明，在反應(yīng)性或事后維護(hù)模式下進(jìn)行維修的成本是有計(jì)劃或預(yù)防性維護(hù)模式下進(jìn)行的相同維護(hù)的成本的3倍。
預(yù)防性維護(hù)（Preventive Maintenance）和預(yù)測(cè)性維護(hù)（Predictive Maintenance）都屬于事先維護(hù)。一般地講，預(yù)防性維護(hù)可以分為三種類型：基于時(shí)間的維護(hù)計(jì)劃、基于性能的維護(hù)計(jì)劃和基于條件的維護(hù)計(jì)劃。這種方法的問(wèn)題是，運(yùn)轉(zhuǎn)模式以及與系統(tǒng)或裝置相關(guān)的變量會(huì)直接影響機(jī)器的正常工作壽命。同時(shí)，也有大量事實(shí)表明，頻繁拆卸和停車維修，即導(dǎo)致產(chǎn)量降低，維修費(fèi)用增加，而且也大大降低了設(shè)備的實(shí)際使用年限。
預(yù)測(cè)性維護(hù)（PM）也被稱之為預(yù)知性維護(hù)或策略性維護(hù)。預(yù)測(cè)性維護(hù)集設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、故障（狀態(tài)）預(yù)測(cè)、維護(hù)決策支持和維護(hù)活動(dòng)于一體，是近年來(lái)新興的一種先進(jìn)維護(hù)方式。預(yù)測(cè)性維護(hù)實(shí)際上是一種運(yùn)轉(zhuǎn)狀況驅(qū)動(dòng)的預(yù)防性維護(hù)程序。預(yù)測(cè)性維護(hù)不依賴于工業(yè)或工廠內(nèi)平均壽命統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（即平均無(wú)故障時(shí)間）來(lái)計(jì)劃安排維護(hù)活動(dòng)，而是對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、效率、熱量分布和其他指標(biāo)進(jìn)行直接監(jiān)視，以確定實(shí)際的平均無(wú)故障時(shí)間或?qū)⑽：Φ焦S或設(shè)施內(nèi)所有關(guān)鍵系統(tǒng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的效率損失。
和預(yù)防性維護(hù)相比，預(yù)測(cè)性維護(hù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)：1、克服預(yù)防性維護(hù)的盲目性，具有很強(qiáng)的針對(duì)性。根據(jù)狀態(tài)的不同采取不同的處理方法，降低運(yùn)行檢修費(fèi)用。2、減少停運(yùn)（總維護(hù)）時(shí)間，提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，更好地貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針。3、減少維護(hù)工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于減員增效，提高經(jīng)濟(jì)效益。
預(yù)測(cè)性維護(hù)的現(xiàn)狀
在過(guò)去的幾年里，隨著基于微處理器或計(jì)算機(jī)的儀器儀表的迅速發(fā)展，以及維護(hù)管理系統(tǒng)的不斷完善，尤其是先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)等通訊技術(shù)的高速發(fā)展和普及，國(guó)內(nèi)外各大廠家推出了各種先進(jìn)的預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)。美國(guó)的FitCh博士更是在預(yù)測(cè)性維護(hù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了主動(dòng)性維護(hù)的概念和理論。
預(yù)測(cè)性維護(hù)在概念的內(nèi)涵和外延上有狹義和廣義之分。狹義的預(yù)測(cè)性維護(hù)立足于“狀態(tài)監(jiān)測(cè)”，強(qiáng)調(diào)的是“故障診斷”，是指不定期或連續(xù)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)其結(jié)果查明裝備有無(wú)狀態(tài)異常或故障趨勢(shì)，再適時(shí)地安排維護(hù)；廣義的預(yù)測(cè)性維護(hù)將狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、狀態(tài)預(yù)測(cè)和維修決策多位合一體，狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷是基礎(chǔ)，狀態(tài)預(yù)測(cè)是重點(diǎn)，維護(hù)決策得出最終的維護(hù)活動(dòng)要求。是一個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程。它將維護(hù)管理納入了預(yù)測(cè)性維護(hù)的范疇。通盤考慮整個(gè)維護(hù)過(guò)程，直至得出與維護(hù)活動(dòng)相關(guān)的內(nèi)容。
西門子儀表實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)
近年來(lái)，西門子公司圍繞預(yù)測(cè)性維護(hù)這一理念設(shè)計(jì)和研發(fā)了很多智能化程度較高的儀表產(chǎn)品。
Sitrans DA400泵診斷系統(tǒng)
對(duì)于大多數(shù)運(yùn)輸磨損性很強(qiáng)的漿料泵來(lái)說(shuō)，進(jìn)行有效的低成本維護(hù)一直是個(gè)難題。西門子公司推出的基于聲敏診斷和Profibus技術(shù)的儀表Sitrans DA400就能有效地實(shí)現(xiàn)針對(duì)泵提供預(yù)測(cè)性維護(hù)的解決方案。
Sitrans DA400聲敏檢測(cè)系統(tǒng)為往復(fù)式隔膜煤漿泵檢測(cè)吸入閥、排放閥的運(yùn)行狀況提供了優(yōu)秀的解決方案。Sitrans DA400利用探測(cè)到是否存在空穴現(xiàn)象和相應(yīng)的泵的操作噪音的聲音級(jí)別，來(lái)診斷閥的開和關(guān)動(dòng)作是否完好。Sitrans DA400基于狀況的維護(hù)要求監(jiān)測(cè)裝置或者操作單元的工況，其優(yōu)點(diǎn)是：可在裝置出現(xiàn)故障前發(fā)現(xiàn)損壞；可以制定停車維修計(jì)劃；在成本高昂的損壞出現(xiàn)之前已得到維修；延長(zhǎng)零部件的使用壽命，并實(shí)現(xiàn)裝置或單元的自動(dòng)檢查。
