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企業(yè)現(xiàn)代設(shè)備管理的信息化支持系統(tǒng)MRO
清華大學(xué)軟件學(xué)院副院長 王建民

摘要:為 支持預(yù)測性維修為主的綜合維修模式,從產(chǎn)品全生命周期管理角度出發(fā),研究了產(chǎn)品生命中期階段維護、維修和大修支持系統(tǒng)總體框架以及維護、維修和大修支持技 術(shù)體系。在總結(jié)維修服務(wù)系統(tǒng)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上,分析了維護、維修和大修服務(wù)管理需求,給出了維護、維修和大修支持系統(tǒng)總體框架和支持技術(shù)體系。最后,闡述 了維護、維修和大修支持技術(shù)體系各個部分的核心技術(shù)。
關(guān)鍵詞:維修服務(wù) 維護、維修和大修 支持系統(tǒng) 支持技術(shù) 決策支持 運行監(jiān)控


       MRO(Maintenance, Repair and Overhaul)是產(chǎn)品在使用階段所進行的各種維護、維修、大修等制造服務(wù)活動的總稱。隨著先進制造產(chǎn)業(yè)由制造為中心日漸變向以創(chuàng)新與服務(wù)為中心轉(zhuǎn)變, 產(chǎn)品服務(wù)的效率和質(zhì)量成為企業(yè)生存與發(fā)展的關(guān)鍵因素,MRO業(yè)務(wù)已成為先進制造企業(yè)收入的主體。據(jù)統(tǒng)計,大型裝備的MRO費用占裝備全生命周期管理 (Product Lifecycle Management,PLM)總費用的60-70%。通用電氣(GE)年收入總額中服務(wù)業(yè)所占比重為:2003年占62.44%,2004年占 63.32%;通用汽車公司(GM)下屬的服務(wù)公司2004年利潤達到29.1億美元,占GM全部利潤的80%。

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    科技的不斷進步導(dǎo)致產(chǎn)品的極大豐富,同時也誕生越來越復(fù)雜的產(chǎn)品。高價值復(fù)雜產(chǎn)品具有使用周期長、維護成本高、技術(shù)管理嚴格等特點。工業(yè)化與信息化融合極大提升了產(chǎn)品研發(fā)與制造效率,同時,對現(xiàn)有的產(chǎn)品運行、日常維護和大修等業(yè)務(wù)帶來前所未有的沖擊,主要表現(xiàn)為:
(1)缺乏預(yù)警:隨著產(chǎn)品數(shù)字化水平的提高,可獲得各類工況信息和產(chǎn)品運行參數(shù),通過采集和分析這些關(guān)鍵參數(shù)可以有效地識別產(chǎn)品的運行狀況和預(yù)測可能發(fā)生的故障,而目前的靜態(tài)維護計劃缺乏故障預(yù)警的能力。
(2)響應(yīng)遲鈍:目前產(chǎn)品的維護和大修主要依靠人員的技術(shù)水平。培養(yǎng)一個稱職的維修服務(wù)技師的周期越來越長。大量的技術(shù)資料需要通過人工進行檢索,費時、 費力且容易出錯。特別是經(jīng)過多次維護和大修的產(chǎn)品,其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件性能、軟件版本都發(fā)生很多變化。一旦發(fā)生故障,從技術(shù)資料、人員素質(zhì)、維修產(chǎn)品、備 品備件等方面都會延誤響應(yīng)的時間。

(3)維修期長:目前大部分大修活動是將產(chǎn)品全部解體,然后分別檢查個部分的磨損情況,再制定各自的大修計劃和備件的訂貨合同。因此,每次大修需要的周期很長,特別是關(guān)鍵部件的訂貨周期嚴重影響整個大修的周期,嚴重影響大型裝備的使用效率。
(4)備件冗余:涉及到國計民生的重大產(chǎn)品對維護和大修的周期有嚴格要求。為此,企業(yè)不得不預(yù)先準備大量的、價格昂貴的備品備件。隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展,產(chǎn)品數(shù)量的增加,備件造成的占用大量流動資金的矛盾越來越大。
(5)過度維護:長壽命產(chǎn)品在運行過程中由于技術(shù)的進步,維修過系統(tǒng)的性能可能超過原系統(tǒng),零部件、組件或系統(tǒng)的可靠性也提高,但如果原定的定時靜態(tài)維護計劃依然不變,就會導(dǎo)致維護成本的嚴重浪費。
(6)知識流失:產(chǎn)品運行、維護和大修過程中可能發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、制造過程中存在的缺陷,這是非常寶貴的知識。當前企業(yè)缺少對這部分知識的捕獲、收集和反饋的渠道,延誤了產(chǎn)品技術(shù)升級和性能改善的時機。
   中國制造業(yè)正在從產(chǎn)品經(jīng)濟向服務(wù)經(jīng)濟的過渡,制造業(yè)與服務(wù)業(yè)融合加速,中國生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展迫切需要綜合運用現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展自主的MRO支持與系統(tǒng)。為此,國家863計劃先進制造技術(shù)領(lǐng)域“十一五”期間部署了“大型裝備維護、維修與大修支持系統(tǒng)”重點項目。
    本文對國內(nèi)外主要MRO支持系統(tǒng)進行了調(diào)研,重點分析了面向PLM的MRO支持系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)需求和核心功能需求。
1 MRO與PLM的關(guān)系
1.1產(chǎn)品全生命周期管理概念

PLM概念的提出可以追溯到20世紀末,美國著名的咨詢公司CIMdata認為:PLM是一種戰(zhàn)略性的商業(yè)方法,它應(yīng)用一組一致的業(yè)務(wù) 解決方案來支持在廣義企業(yè)內(nèi)創(chuàng)建、管理、分發(fā)和使用覆蓋產(chǎn)品從概念到消亡整個生命周期的定義信息,它集成了人、過程和信息。PLM的協(xié)同運作涉及到產(chǎn)品的 設(shè)計、采購、生產(chǎn)、銷售、MRO支持、產(chǎn)品維護等產(chǎn)品全生命周期的各個環(huán)節(jié)。
 

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    國內(nèi)外對于產(chǎn)品全生命周期技術(shù)的研究主要集中產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品全生命周期信息建模、智能、交互和協(xié)同的PLM等方面。 國內(nèi)學(xué)者經(jīng)過二十多年的深入研究,清華大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、南京理工大學(xué)等在產(chǎn)品全生命周期管理技術(shù)領(lǐng)域也取得了豐碩的理論成果。
    從這些理論成果看,產(chǎn)品全生命周期可分為三個主要階段:(1)生命初期(BOL Beginning of Life),包括產(chǎn)品的設(shè)計和制造;(2)生命中期(MOL Middle of Life),包括使用、服務(wù)和維修保養(yǎng);(3)生命末期(EOL End of Life),包括產(chǎn)品再利用,原材料回收和銷毀處理。目前,在產(chǎn)品生命初期(BOL),即設(shè)計和制造階段,各種信息化和數(shù)字化技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)相對成熟 和完善,例如:PDM系統(tǒng)著重解決產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理;CAPP系統(tǒng)著重解決產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理;ERP系統(tǒng)著重解決企業(yè)資源管理數(shù) 據(jù);MES系統(tǒng)著重解決生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)管理;但是,在產(chǎn)品生命周期的MOL和EOL階段,信息化技術(shù)應(yīng)用相對滯后。
 

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1.2 MRO支持技術(shù)與系統(tǒng)發(fā)展歷程
    MRO是產(chǎn)品生命中期業(yè)務(wù)重要組成部分,MRO支持技術(shù)是制造服務(wù)業(yè)的核心支撐技術(shù),它將現(xiàn)代MRO理論、信息通信技術(shù)和企業(yè)管理方法相結(jié)合,對產(chǎn)品 MRO數(shù)據(jù)、知識和過程進行有效管理,支持產(chǎn)品制造商、用戶和維修服務(wù)商在整個產(chǎn)品生命周期中共享產(chǎn)品相關(guān)信息的關(guān)鍵使能技術(shù)。開發(fā)和應(yīng)用復(fù)雜產(chǎn)品MRO 支持系統(tǒng)是延伸制造業(yè)價值鏈、 提高企業(yè)競爭能力和可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。
    MRO支持系統(tǒng)是將MRO理論和企業(yè)管理方法相結(jié)合,支持產(chǎn)品制造商、用戶和維修服務(wù)商進行維修過程管理、維修過程優(yōu)化和輔助維修決策的信息系統(tǒng)。隨著產(chǎn) 品維修模式的不斷發(fā)展和信息技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,MRO支持系統(tǒng)也經(jīng)歷了從簡單數(shù)據(jù)管理到支持MRO業(yè)務(wù)過程,從分散應(yīng)用到整體集成、從管理業(yè)務(wù)信息到發(fā) 現(xiàn)知識進而輔助決策的發(fā)展過程。歸納起來,主要經(jīng)歷了四個發(fā)展階段:
    第一階段:手工電子文檔管理。早期的MRO數(shù)據(jù)管理僅由人工通過電子表格記錄設(shè)備維修相關(guān)數(shù)據(jù),以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙介質(zhì)文檔。在這一階段,延續(xù)了手工管理模式,這種手工MRO數(shù)據(jù)管理方式下數(shù)據(jù)正確性難以保證。目前,在我國仍然有很多企業(yè)采用這種MRO管理方式。
    第二階段:零散的維修數(shù)據(jù)管理。研究開發(fā)出面向不同專業(yè)和部門的MRO管理軟件,例如:MRO管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、故障診斷和分析系統(tǒng)、數(shù)字化設(shè)備監(jiān)控工具等。這種零散的MRO管理系統(tǒng)難以保證數(shù)據(jù)的一致性,給企業(yè)造成了新的“信息孤島”。
    第三階段:衍生的MRO管理系統(tǒng)。隨著計算機集成技術(shù)在制造企業(yè)的推廣應(yīng)用,一些專業(yè)應(yīng)用軟件開發(fā)商(如:ERP/CRM/SCM/EAM等)意識到制造 服務(wù)業(yè)是下一個具有巨大增值空間業(yè)務(wù)領(lǐng)域。于是出現(xiàn)了各種具有不同專業(yè)特色的擴展MRO管理系統(tǒng)。例如: 基于ERP的資產(chǎn)管理系統(tǒng)、基于CRM的MRO系統(tǒng)和基于SCM的物資管理系統(tǒng)等。擴展的MRO管理系統(tǒng)的共同特征是:僅僅將MRO作為一個相對獨立的靜 態(tài)數(shù)據(jù)管理對象集成到原有的專業(yè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)中,難以保證MRO數(shù)據(jù)和過程管理的全面性和有效性需求。
    第四階段:面向全生命周期的MRO支持系統(tǒng)。其主要特點是:為企業(yè)建立了一個管理產(chǎn)品(資產(chǎn))從概念設(shè)計一直到壽命終結(jié)的所有知識的環(huán)境。對于原始設(shè)備制 造商,允許從產(chǎn)品配置與運營信息向前鏈接至產(chǎn)品開發(fā)與制造過程,以提高產(chǎn)品質(zhì)量與客戶支持。對業(yè)主/運營商或者第三方服務(wù)商,通過服務(wù)數(shù)據(jù)管理功能建立起 資產(chǎn)定義與知識管理的一個單一來源,從而通過提高服務(wù)生產(chǎn)力與質(zhì)量來改進MRO的規(guī)劃、執(zhí)行以及營運資金的利用。

    面向全生命周期的MRO支持系統(tǒng)為企業(yè)建立了一個管理產(chǎn)品(資產(chǎn))從概念一直到壽命終結(jié)的所有知識的環(huán)境。對于原始設(shè)備制造商,允許從產(chǎn)品配置與運營信息 向前鏈接至產(chǎn)品開發(fā)與制造過程,以提高產(chǎn)品質(zhì)量與客戶支持。對業(yè)主/運營商或者第三方服務(wù)商,通過服務(wù)數(shù)據(jù)管理功能建立起資產(chǎn)定義與知識管理的一個單一來 源,從而通過提高服務(wù)生產(chǎn)力與質(zhì)量來改進MRO的規(guī)劃、執(zhí)行以及營運資金的利用。
1.3 MRO支持系統(tǒng)在PLM中地位和作用
隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展,以客戶為中心的經(jīng)營理念逐漸在制造企業(yè)中確立,MRO作為保證產(chǎn)品使用價值和企業(yè)與客戶直接接觸的環(huán)節(jié),其在制造系統(tǒng)中的重要作用日漸凸現(xiàn)。 

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上圖說明了在一個典型產(chǎn)品的全生命周期業(yè)務(wù)流程中產(chǎn)品MRO的地位和作用,具體包括以下方面:
(1)MRO對供應(yīng)商的作用:各級零配件供應(yīng)商在向用戶提供維修零配件的同時,也接受用戶對各個零配件使用情況(零配件的使用效果、性能、質(zhì)量狀況)的反饋。因此,MRO對提高整個配件供應(yīng)鏈的整體水平具有不可替代的促進和反饋作用。
(2)MRO對產(chǎn)品設(shè)計的作用:產(chǎn)品設(shè)計處于制造過程的起點,在該環(huán)節(jié),新產(chǎn)品開發(fā)部門需要確定目標客戶的需求,并最大限度從用戶的需求中獲得產(chǎn)品的開發(fā) 創(chuàng)意。產(chǎn)品是否最終獲得市場的肯定,在很大程度取決于產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)意與用戶需求的吻合程度。MRO是產(chǎn)品制造企業(yè)在產(chǎn)品使用過程中向用戶提供的各種服務(wù), 因此用戶對產(chǎn)品的功能配置、性能參數(shù)是否滿足實際的應(yīng)用最具有發(fā)言權(quán),從他們那里得到的信息也最真實和具有價值。因此,通過MRO對這些信息加以收集、整 理和分析,可以為新產(chǎn)品開發(fā)提供好的創(chuàng)意,為已有產(chǎn)品的性能優(yōu)化提供依據(jù)。
(3)MRO對產(chǎn)品生產(chǎn)制造的作用:質(zhì)量是制造出來的。在制造過程中,通過不同的質(zhì)量管理手段將產(chǎn)品質(zhì)量控制在用戶的期望水平之內(nèi)。在產(chǎn)品質(zhì)量控制過程 中,除了需要對制造過程的數(shù)據(jù)進行分析,以對影響質(zhì)量的各種因素進行嚴格控制外,還需要來自于產(chǎn)品使用過程的各種質(zhì)量信息(各種故障現(xiàn)象和故障數(shù)據(jù))反 饋。這些質(zhì)量信息來源于真實的產(chǎn)品使用環(huán)境,對于質(zhì)量改進和產(chǎn)品質(zhì)量水平的提高具有絕對的發(fā)言權(quán)。
綜上所述,提高MRO質(zhì)量,需要綜合利用產(chǎn)品全生命周期信息,特別是產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)文檔和參數(shù),以及產(chǎn)品的制造和裝配信息。另一方面,MRO在促進產(chǎn)品的銷售、提高供應(yīng)商和產(chǎn)品生產(chǎn)制造的過程質(zhì)量、為新產(chǎn)品開發(fā)提供創(chuàng)意和產(chǎn)品改進等方面都具有十分重要的作用。
2 MRO支持系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用與研究現(xiàn)狀分析
       復(fù)雜產(chǎn)品的MRO需求具有很強的行業(yè)和領(lǐng)域特征。隨著信息技術(shù)在企業(yè)推廣應(yīng)用的不斷深入和產(chǎn)品維修模式的發(fā)展, 國內(nèi)外開發(fā)了很多MRO支持系統(tǒng)。
2.1 MRO支持系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)狀
     目前國外主流的MRO支持系統(tǒng)仍然屬于第三代產(chǎn)品,主要包括: Oracle 公司的綜合維護、維修和大修管理系統(tǒng)(Complex MRO)、SAP的SAP MRO、Siemens的Teamcenter® MRO、IBM的Maximo、AuRA等。
國外的MRO產(chǎn)品還有: Scottish公司面向航空行業(yè)的專業(yè)MRO系統(tǒng)、JDA 軟件集團公司 (Nasdaq: JDAS)的Manugistics 驅(qū)動的 JDA MRO等。
      目前國內(nèi)還沒有成熟的高端MRO軟件產(chǎn)品。大部分國內(nèi)自主開發(fā)的MRO相關(guān)軟件產(chǎn)品基本上屬于第2~3代MRO產(chǎn)品。包括:
北京神農(nóng)氏軟件有限公司開發(fā)的“SmartEAM設(shè)備管理系統(tǒng)”、廣州市正泰商業(yè)數(shù)據(jù)有限公司開發(fā)的EAM設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)、西北工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院開 發(fā)了“基于Web的數(shù)控設(shè)備維修信息管理系統(tǒng)”、西安翔宇航空科技股份有限公司研制的機務(wù)工程管理系統(tǒng)(MES) 、北京海頓新科技術(shù)有限公司的海頓設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)(EAM)、信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所數(shù)據(jù)中心開發(fā)的可靠性維修性保障性工程軟件 CARMES、北航可靠性工程研究所和北京可維創(chuàng)業(yè)科技有限公司開發(fā)的可維ARMS2.5軟件等。其它MRO產(chǎn)品還有: 鐵路貨車技術(shù)管理信息系統(tǒng)(鐵道部)、武器產(chǎn)品的遠程監(jiān)控和服務(wù)系統(tǒng)(南京理工大學(xué))、數(shù)控機床維護及故障分析系統(tǒng)(北京機械工業(yè)學(xué)院)、航空發(fā)動機全生 命管理系統(tǒng)(哈爾濱工業(yè)大學(xué))。
2.2 MRO支持系統(tǒng)應(yīng)用情況
    MRO支持系統(tǒng)的重點關(guān)注應(yīng)用行業(yè)包括:制造業(yè)(冶金、化工、汽車、煙草、制藥、工業(yè)設(shè)備、武器裝備等),交通運輸業(yè)(航空、機場、航運、碼頭、鐵路、地鐵等),電力業(yè)(發(fā)電、輸配電、核電等)和能源業(yè)(石油開采、煉油加工、天然氣輸送、采礦等)。
   目前國外許多大型企業(yè)已經(jīng)廣泛實施MRO系統(tǒng),尤其在軍工企業(yè),80%的美國空軍武器系統(tǒng)承包商(波音、洛克西德•馬丁、諾斯羅普•格魯曼、普惠、漢盛、 通用宇航原子能系統(tǒng)等)都在使用MIRO公司的GOLD系統(tǒng),用來支持并改進其航空維護、后勤管理, 進行過程和功能數(shù)據(jù)記錄等;MRO軟件公司的MAXIMO在美國ABC電視網(wǎng)絡(luò)、法國移動運營商SFR、荷蘭Libertel公司等電信行業(yè)的應(yīng)用較為成 功;Datastream公司的MRO產(chǎn)品在加拿大Brookling、美國南方核電、新加坡PowerSeraya、AT&T、Sprint、 Qwest、Progress也進行了成功實施??梢妵HMRO系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,且取得了巨大的經(jīng)濟效益。
    目前,國內(nèi)還沒有自主開發(fā)的通用的MRO軟件平臺,多圍繞相關(guān)領(lǐng)域開展專用系統(tǒng)的開發(fā)。而對于復(fù)雜產(chǎn)品使用企業(yè)則更多的是引入國外成熟的MRO系統(tǒng),如 SAP系統(tǒng)在航空運輸領(lǐng)域的應(yīng)用;IBM公司的Maximo在廣州地鐵、中海油、嘉興電廠和七臺河電廠的應(yīng)用;Datastream在云南電網(wǎng)生產(chǎn)管理系 統(tǒng)、神華集團神東煤炭公司、中國移動通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)-江蘇成功實施;IBM Maximo 在中國的用戶已經(jīng)超過200家。目前,國內(nèi)高端的MRO軟件市場完全被國外產(chǎn)品壟斷。
    目前國內(nèi)仍有很多大型企業(yè)沒有應(yīng)用和實施MRO支持系統(tǒng),或者使用零散的MRO管理系統(tǒng),MRO軟件的市場需求相當廣泛。
2.3 MRO支持技術(shù)研究現(xiàn)狀
        歸納起來,目前的技術(shù)研究和系統(tǒng)開發(fā)工作主要集中在以下幾個方面:
(1)基于PLM的MRO支持。屬于第三代衍生的MRO管理系統(tǒng),其目標是將MRO支持作為PLM解決方案的一個重要環(huán)節(jié),利用產(chǎn)品設(shè)計和制造的知識和信 息支持產(chǎn)品的MRO支持。在這方面有代表性的應(yīng)用技術(shù)是UGS/Teamceater提出的一種配置驅(qū)動的MRO解決方案,該解決方案實際上是PLM技術(shù) 向MRO支持的延伸。其目的是為產(chǎn)品維修服務(wù)提供對產(chǎn)品配置的全面可見性,讓企業(yè)隨時全面掌握處于運行狀態(tài)的全部資產(chǎn)情況。它通過強大的產(chǎn)品配置管理功 能,把零件及其相關(guān)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場運行的實際資產(chǎn)配置聯(lián)系在一起,這種單一化、集成化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)來源有助于對零件的綜合管理。該解決方案還支持對維護和修理進 行規(guī)劃,及時捕捉/管理維護需求,分析個別資產(chǎn)的利用趨勢,定義執(zhí)行特定維護任務(wù)所需要的資源,制定主動上門服務(wù)計劃等。SAP的R/3系統(tǒng)中的 PM(Plant Maintenance)模塊提供對定期維護、檢查、耗損維護與服務(wù)管理的規(guī)劃、控制和處理,以確保各操作性系統(tǒng)的可用性。Oracle MRO管理系統(tǒng)提供針對設(shè)施、船只、飛機和工廠的前瞻性資產(chǎn)維護計劃及執(zhí)行方法。有效的資產(chǎn)管理會產(chǎn)生更豐厚的利潤,延長資產(chǎn)的壽命,并確保高度安全性和 可靠性。
(2)MRO的網(wǎng)絡(luò)化和智能化。主要的研究工作集中在如何利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和Web技術(shù),使MRO業(yè)務(wù)更加靈活以及對客戶的響應(yīng)更加快捷。有的對基于web的 MRO支持進行了研究,提出了基于web的售后服務(wù)模式及其總體結(jié)構(gòu),并構(gòu)建了相應(yīng)的售后服務(wù)支持系統(tǒng)。有的介紹了一種基于網(wǎng)絡(luò)的智能化售后服務(wù)支持系 統(tǒng),在該研究中,作者分析了現(xiàn)有的售后服務(wù)系統(tǒng)中存在的各種問題,如數(shù)據(jù)不能在數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上為不同的管理層提供決策支持和提高售后服務(wù)管理效率,進而 提出了基于internet的智能化售后服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以方便客戶的售后服務(wù)請求和提高客戶的MRO支持質(zhì)量為目標,提出了相應(yīng)的智能化售后服務(wù)處理流 程和管理職能。還有的提出了面向現(xiàn)代集成制造的網(wǎng)絡(luò)化售后服務(wù)模式,給出了基于該模式的總體框架模型和基于B/S結(jié)構(gòu)的三層體系架構(gòu)和功能體系。它將 CIM-OSA體系引入了系統(tǒng)建模,并在CIM-OSA(Computer Integrated Manufacturing-Openness System Architecture)建模思想的指導(dǎo)下建立了面向現(xiàn)代集成制造的網(wǎng)絡(luò)化售后服務(wù)系統(tǒng)的功能、組織、過程和信息視圖,保證了系統(tǒng)的順利開發(fā)和實施應(yīng) 用。
(3)MRO業(yè)務(wù)信息管理。主要的研究工作集中在如何對MRO業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題進行追溯、如何對MRO中的維修索賠件和維修費用進行管理。有人提出了基 于產(chǎn)品可追溯性的售后服務(wù)管理信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),對不同供應(yīng)商提供的相同零部件的質(zhì)量問題實現(xiàn)了快速追溯性管理,對有關(guān)信息實現(xiàn)了分級共享,有助于解決服 務(wù)過程中對不同供應(yīng)商提供的零部件質(zhì)量問題的反饋和整改工作混亂滯后問題。
從查閱的文獻來看,雖然國內(nèi)外MRO業(yè)務(wù)信息化管理方面都進行了比較細致的研究,開發(fā)了很多優(yōu)秀的MRO支持信息管理系統(tǒng),但基本上還是局限于企業(yè)的售后 和維護部門范圍內(nèi),缺乏從企業(yè)全局的角度、結(jié)合當前企業(yè)信息化的其他信息系統(tǒng)(如PDM、ERP、SCM等)來綜合考慮企業(yè)產(chǎn)品在MRO支持階段的信息管 理、狀態(tài)檢測、運行維護等方面,而且對于產(chǎn)品MRO支持數(shù)據(jù)的分析和挖掘也不夠深入。因此,全面考慮企業(yè)業(yè)務(wù)中的各種關(guān)鍵因素,發(fā)展智能MRO支持技術(shù)在 產(chǎn)品全生命周期框架下的新理論和方法,是企業(yè)MRO支持研究方面的一個新的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢。
3 MRO支持系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和核心功能需求:
大量的研究和應(yīng)用表明,MRO支持系統(tǒng)是一個企業(yè)級解決方案,不是一個單項技術(shù)或應(yīng)用,而是一個技術(shù)和應(yīng)用的復(fù)雜集合體。下面從核心功能和關(guān)鍵技術(shù)兩個方面討論面向PLM的MRO支持系統(tǒng)。
3.1 MRO核心功能需求
     分析第1節(jié)中MRO業(yè)務(wù)普遍存在的六個方面的問題,可以歸納出產(chǎn)品MRO支持系統(tǒng)必須解決的六個共性的核心業(yè)務(wù)需求:裝備運行信息管理、維修資料和知識管 理、維修需求及計劃管理、維修物料管理、維修監(jiān)控與確認、維修執(zhí)行管理。MRO業(yè)務(wù)過程需要實現(xiàn)與產(chǎn)品的設(shè)計、制造、銷售、使用與維護、報廢與回收等生命 周期階段之間的信息交互與反饋,其中涉及PLM、CRM、ERP、MES、SCM等應(yīng)用系統(tǒng)和決策支持工具之間的信息傳遞。MRO核心業(yè)務(wù)如圖2所示。

MRO-5.jpg 
MRO核心業(yè)務(wù)示意圖


(1)運行信息管理:產(chǎn)品關(guān)鍵部件的運行數(shù)據(jù)應(yīng)該作為產(chǎn)品全生命周期管理的對象。通過有效地管理這些運行數(shù)據(jù),一方面可以展開故障預(yù)測分析,同時也積累產(chǎn)品實際使用的知識,有利于不斷改進產(chǎn)品的質(zhì)量。
(2)動態(tài)維修計劃:按照每臺產(chǎn)品實際運行情況,參照設(shè)計規(guī)范和采集的時間參數(shù),動態(tài)為每臺產(chǎn)品編制符合實際情況的日常維護、維修和大修計劃,減少不必要的過度維護和大修檢查。
(3)維修物料管理:備件數(shù)量不應(yīng)與產(chǎn)品數(shù)量成正比。異地備件中心為最近的維修服務(wù)中心提供最便捷的零備件供應(yīng)能力。利用運行數(shù)據(jù)提供的信息和產(chǎn)品維修計劃的物料需求預(yù)計,最大限度地保證物料準時供應(yīng)和適量儲存,避免物料短缺和過量存儲。
(4)維修監(jiān)控與確認:接受維修計劃產(chǎn)生的工作單后,分配作業(yè)任務(wù)執(zhí)行人,發(fā)起維修執(zhí)行流程,監(jiān)控維修任務(wù)的執(zhí)行情況,并確認作業(yè)任務(wù)是否已經(jīng)完成,最終完成工作訂單的簽署。
(5)維修執(zhí)行管理:為了保證日常維護和大修的質(zhì)量,必須把維修執(zhí)行納入產(chǎn)品全生命周期管理的一個組成部分進行管理,利用制度,而不是依賴人員的經(jīng)驗來保證質(zhì)量。

(6)維修資料與知識管理:維修人員需要及時地獲得產(chǎn)品有關(guān)維護和大修的技術(shù)文檔。設(shè)計人員需要及時獲得產(chǎn)品實際使用和維修的結(jié)果和經(jīng)驗。建立一個溝通設(shè)計、制造、使用、維修等不同人員共享的資料和知識共享平臺是提高維護服務(wù)水平的基礎(chǔ)。
3.2 MRO關(guān)鍵支持技術(shù)
    面向PLM的MRO支持系統(tǒng)必須在整合現(xiàn)有衍生的MRO管理系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對各種產(chǎn)品尤其是復(fù)雜產(chǎn)品對于MRO的業(yè)務(wù)需求,綜合運用現(xiàn)代設(shè)備維護、 信息和企業(yè)管理等先進技術(shù)成果,研制面向產(chǎn)品全生命周期、覆蓋完整MRO業(yè)務(wù)的復(fù)雜產(chǎn)品維修、維護和大修的支持系統(tǒng)。應(yīng)該滿足如下關(guān)鍵技術(shù)需求。
(1)可擴展的MRO支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主要目標是使MRO支持系統(tǒng)能夠擴展出支持多種行業(yè)(軌道交通、航空運輸、發(fā)電設(shè)備、武器產(chǎn)品等)、多種維修組織結(jié)構(gòu) (產(chǎn)品制造企業(yè)、產(chǎn)品用戶企業(yè)和產(chǎn)品維修服務(wù)企業(yè))和不同維修任務(wù)類型(預(yù)防性維護、排故型維修)的能力,具有高度的可擴展性。主要應(yīng)達到如下要求:
a.小到表單表格、業(yè)務(wù)流程、查詢統(tǒng)計等,大到獨立的行業(yè)應(yīng)用構(gòu)件,都須達到可以自由創(chuàng)建、組裝、拆卸和替換,擴展時不會影響到系統(tǒng)其它部分的可用性。
b.應(yīng)提供給用戶自主維護MRO支持系統(tǒng)的能力。能動態(tài)調(diào)整MRO數(shù)據(jù)模型,并將MRO數(shù)據(jù)模型與MRO業(yè)務(wù)模型智能地關(guān)聯(lián)起來,從而實現(xiàn)非編程方式的數(shù)據(jù)模型和業(yè)務(wù)模型的動態(tài)擴展。
c.能夠支持外圍各種應(yīng)用接口的方法模型和數(shù)據(jù)模型,以及采用XML/Webservices規(guī)范進行描述,并將外界和MRO支持系統(tǒng)之間的訪問接口,例如手持MRO產(chǎn)品接口,都集中在一套統(tǒng)一的接口規(guī)范之下。
為達到上述要求,MRO支持系統(tǒng)需要綜合應(yīng)用
(2)支持海量數(shù)據(jù)和復(fù)雜關(guān)聯(lián)的MRO信息模型。產(chǎn)品尤其是復(fù)雜產(chǎn)品的MRO數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,數(shù)據(jù)規(guī)模龐大,數(shù)據(jù)資源動態(tài)變化和數(shù)據(jù)生命周期的長時間跨度等特征。因此,MRO信息建模必須解決傳統(tǒng)產(chǎn)品信息模型所不曾遇到的一些技術(shù)難點:
a.MRO數(shù)據(jù)實體的內(nèi)部及其之間往往存在著大量的需要維護與訪問的關(guān)聯(lián)信息,而且這些關(guān)聯(lián)所聯(lián)系的數(shù)據(jù)實體的不同而具有不同的語義、值域、維度等,需要關(guān)注如何定義和維護MRO數(shù)據(jù)實體間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系。
b.MRO支持系統(tǒng)需要維護與訪問的是一個在數(shù)據(jù)實體數(shù)目與實體關(guān)聯(lián)數(shù)目這兩個本質(zhì)維度上均迅速膨脹的十分龐大的數(shù)據(jù)資源。因此,必須解決海量MRO數(shù)據(jù)的存儲和檢索問題。
c.MRO相關(guān)的數(shù)據(jù)往往不是靜態(tài)存在的,而是隨著產(chǎn)品的使用和MRO業(yè)務(wù)過程動態(tài)變化的。這種動態(tài)性可能體現(xiàn)在數(shù)據(jù)實體和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)上;也可能體現(xiàn)在與應(yīng)用場景相關(guān)的數(shù)據(jù)視圖和數(shù)據(jù)操作上。因此,需要研究MRO數(shù)據(jù)的動態(tài)演化特性描述及其建模方法。
(3)BOM驅(qū)動的MRO的計劃與過程管理技術(shù)。傳統(tǒng)的產(chǎn)品維修主要根據(jù)維修人員經(jīng)驗和一般性的產(chǎn)品維修技術(shù)手冊制定維修計劃和分配維修資源,現(xiàn)代先進的 各種維修模式要求根據(jù)產(chǎn)品的物理配置、實際運行狀況和維修歷史等產(chǎn)品的全生命信息動態(tài)制定和調(diào)整維修計劃。為此,需要解決如下技術(shù)難題。
a.產(chǎn)品MRO涉及到設(shè)計、制造、使用與維護等不同生命階段的大量MRO相關(guān)的信息,這些MRO信息之間存在著非常復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系。如何創(chuàng)建和維護產(chǎn)品維修BOM,并建立產(chǎn)品維修BOM與MRO信息之間的關(guān)聯(lián)是需要解決的技術(shù)難點。
b.現(xiàn)代產(chǎn)品尤其是復(fù)雜產(chǎn)品維修一般非常復(fù)雜,存在多種維修模式,每種維修模式所對應(yīng)的維修需求確定、維修計劃制定等業(yè)務(wù)功能均不相同。需要研究如何基于產(chǎn)品維修BOM,實現(xiàn)對多種維修模式的維修需求確定和維修計劃制定功能的支持。

c.準確地掌握產(chǎn)品維修BOM及其關(guān)聯(lián)的MRO信息的變化,及時查看技術(shù)資料、維修 歷史和資產(chǎn)配置,是提高維修活動執(zhí)行準確性和效率的基礎(chǔ)。需要研究如何基于產(chǎn)品維修BOM與MRO信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系,實現(xiàn)對產(chǎn)品維修信息的正向跟蹤和逆向追 溯,從而為維修活動執(zhí)行提供完整準確的必要信息。

4.關(guān)于MRO與EAM、ERP
 這是許多企業(yè)和設(shè)備管理高層領(lǐng)導(dǎo)會提出的問題,非常有 必要講一下。EAM、ERP廣泛應(yīng)用于企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)管理領(lǐng)域,而且也日趨完善,又有很多成功案例。它們和MRO不僅不相互排斥,在某些環(huán)節(jié)上還相互重合, 產(chǎn)生的作用十分相近。MRO服務(wù)設(shè)備生命中期MOL,但突出的是設(shè)備全生命周期管理,貫穿于初期BOL、中期MOL和末期EOL,而EAM、ERP則主要 集中體現(xiàn)在中期MOL階段。MRO有先進的理念和模式,但目前在我國還處于研究探索的階段,根本談不上誰替代誰的問題。同時EAM、ERP還在繼續(xù)發(fā)展, 還在深化,對MRO的發(fā)展也有十分重要的借鑒意義。我歷來認為:對于企業(yè)來講,最合適的才是最好的,這要看企業(yè)的實際需求。
5. MRO軟件未來的發(fā)展
對于MRO軟件未來的發(fā)展,可分為四個階段:
  第一階段:產(chǎn)品檔案管理。業(yè)務(wù)特點在于用電子文檔代替手工文檔;技術(shù)特點在于使用了計算機并采用了電子化文檔管理模式。
  第二階段:產(chǎn)品售后服務(wù)管理。業(yè)務(wù)特點在于被動服務(wù)轉(zhuǎn)向計劃性服務(wù);技術(shù)特點在于使用了互聯(lián)網(wǎng)和遠程監(jiān)控。
  第三階段:檢測與維修集成的MRO管理。業(yè)務(wù)特點在于主動維修服務(wù);技術(shù)特點在于使用了智能傳感器、移動互聯(lián)以及物聯(lián)網(wǎng)。
  第四階段:面向全生命周期的綜合MRO服務(wù)管理。業(yè)務(wù)特點在于使用了全生命周期的一體化管理;技術(shù)特點在于使用了云計算、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及SNS和LBS。

6.結(jié)束語
      比較歐美發(fā)達國家MRO支持軟件廠商有多年的發(fā)展歷史,國內(nèi)在此領(lǐng)域起步較晚,技術(shù)起點較低,對于高端MRO支持系統(tǒng)的研發(fā),在體系架構(gòu)、軟件功能等方面 都存在較大的難度和不確定性,技術(shù)路線的選擇存在一定的風險。而且國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)對于MRO的需求往往不夠明確,同時隨著企業(yè)的發(fā)展往往會出現(xiàn)新的MRO 需求;國內(nèi)對于MRO建模沒有一套切實可行的分析方法和理論。長期以來,不同的行業(yè)(軌道交通、發(fā)電設(shè)備、航空運輸?shù)?、不同企業(yè)體制(國營制造企業(yè)、部 隊維修機構(gòu)、合資維修企業(yè))、不同的維修對象,形成了不同的維修組織體制和業(yè)務(wù)模式,整合到MRO支持系統(tǒng)有一定的困難。這些都會給MRO支持系統(tǒng)的研究 和開發(fā)帶來很大的不確定性因素。本文的目的就是希望通過對MRO支持系統(tǒng)現(xiàn)狀的介紹和分析,使用戶對MRO的概念、作用、基本功能和關(guān)鍵技術(shù)有一個正確的 認識,以輔助企業(yè)制定和實施其面向全生命周期的產(chǎn)品MRO管理戰(zhàn)略,支撐企業(yè)向制造服務(wù)轉(zhuǎn)型。

【關(guān)聯(lián)文章】第二屆全國復(fù)雜裝備MRO技術(shù)與應(yīng)用研討會順利召開,見:http://m.caringforbeardeddragon.com/show-8-65-1.html

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