工業控制與智能制造叢書 點選檢視第二章 點選檢視第三章 智能制造之卓越裝置管理與運維實踐
第1章
裝置運維管理的新挑戰
裝置是指可供在生産或生活中長期使用，并在反複使用中基本保持原有實物形态和功能的勞動資料和物質資料的總稱，包括機床、反應爐、車輛、飛機、工程機械、工業實施等。裝置管理即以裝置為研究對象，根據企業的生産經營目标，應用一系列理論方法，通過一系列技術、經濟、組織措施，對裝置的物質運動和價值運動進行全過程的科學管理，從規劃、設計、選型、購置、安裝、驗收、使用、保養、檢驗、維修、改造、更新直到報廢，保持裝置的良好運作狀态并不斷提高裝置的技術水準，使裝置資産的投資回報最大化，進而使企業獲得最佳經濟效益。
本章的結構如圖1-1所示。企業要管理好裝置，首先必須了解裝置本體的變化趨勢，以及裝置管理理論的最新成果，包括維護方法、管理理念和管理标準等。同時，需要進一步了解現代裝置對企業開展智能制造的進一步影響與支撐。“中國制造2025”提出了我國實施智能制造的行動方案與路線圖。智能制造必然要求在裝置投資、裝置管理組織、裝置使用層面采用全新的、智能化的管理方法。
采用資訊化技術提升及固化管理措施是智能制造環境下裝置管理與維護的重要特征。本章描述了管理要求與資訊化互相融合及促進的“IE+IT”方法論。該方法論摒棄了唯管理改善論或唯技術工具論的片面觀點，是在兩化融合過程的衆多失敗經驗中總結提出的。“IE+IT”提出的在管理水準與資訊化水準之間平衡發展、互相促進的思維模式貫穿全書。
1.1 裝置本身在悄然改變
在工業及制造領域，最早的裝置應當稱為工具，即通過純手工方式進行操作，利用力學原理對材料進行加工與制造。人力工具最大的不足是：效率低，加工能力差，高度依賴使用者的特殊技巧。是以，該階段人是制造的主導因素，各類手工作坊是制造的基本組織形态。
1.蒸汽時代
自18世紀60年代哈格裡夫斯發明的“珍妮紡紗機”開始，以手工作坊式的生産模式轉變為以機器為主要工具的工業化生産方式，大規模工廠開始出現，标志着工業革命的開始。18世紀70年代，瓦特的改良蒸汽機開始被用做紡織機械的動力，并很快推廣開來，引起第一次技術和工業革命的高潮，人類從此進入機器和蒸汽時代。蒸汽機不僅在紡織業中得到廣泛應用，在采礦、冶煉、機器制造等行業中也得到迅速推廣，此時制造可以完全不依賴人力，高效率、标準化進行。
2.電氣時代
19世紀60年代，德國發明了發電機和電動機，電力驅動成為補充和取代以蒸汽機為動力的新能源。人們把這次變革叫作“第二次工業革命”，人類由此進入“電氣時代”。采用電力驅動的裝置在體積、效率方面遠超蒸汽裝置，裝置精密度、生産效率得到進一步提高。
由于電能不易存儲，在交通運輸方面存在較大缺陷，而高效率的工廠生産對交通運輸業需求巨大。19世紀80年代，以瓦斯和汽油為燃料的内燃機相繼誕生，19世紀90年代柴油機研制成功。内燃機的發明解決了交通工具的發動機問題，運輸類裝置迎來了巨大的發展空間。
在20世紀50年代之前，裝置主要依靠電力或内燃機提供動力。随着技術的改良和進步，裝置效率不斷提升，加工速度不斷提高。但制造過程中，産品零件的加工參數、加工工序的轉換還需依賴人力，要根據專門的人工計算的資料調整裝置來進行生産，裝置的加工複雜度基本靠人工經驗。
3.數控時代
與此同時，需要加工零件的複雜度也在不斷提高，如直升機螺旋槳葉片輪廓檢驗用樣闆的加工不但複雜，而且精度要求高。為此，美國帕森斯公司和麻省理工學院于1952年聯合試制成功第一台利用電子管數控裝備的三坐标數控銑床，開創了數控裝備的新時代。
随着電子技術的高速發展，數控裝備進展迅猛。20世紀50年代半導體元件和印刷電路闆被應用于數控裝置；60年代末，先後出現了由一台計算機直接控制多台機床的直接數控系統（DNC），數控裝置進入了以小型計算機化為特征的時代；80年代初，随着計算機軟、硬體技術的發展，出現了能進行人機對話式自動編制程式的數控裝置。數控裝置越來越趨于小型化，可以直接安裝在機床上，數控機床的自動化程度也進一步提高，具備自動監控刀具破損和自動檢測工件等功能。但此時的數控加工裝置競争激烈、廠家林立、标準衆多、接口獨立，是以，互聯互通一直是困擾企業生産一線的關鍵問題。
4.智能時代
20世紀後10年和21世紀，資訊通信技術（ICT）得到前所未有的發展，數控裝置向開放化、智能化方向發展。為了解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟體的産業化生産存在的問題，許多國家展開對開放式數控系統的研究，如美國的NGC、歐洲共同體的OSACA、日本的OSEC、中國的ONC等計劃。一方面，随着智能制造的發展，不同品種、不同檔次的開放性數控裝置形成系列化，同時，數控裝置能夠适應工廠多樣化産品的加工需求，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。另一方面，先進制造系統要求加工過程自适應控制、工藝參數自動生成、裝置狀态自主感覺、加工對象自動識别、控制參數自動整定等控制智能化功能，同時還要求簡化程式設計方式，提供智能化的自動程式設計、智能化的人機界面等操作智能化功能。而企業管理者提出了智能診斷、智能監控、友善系統的診斷及維修等管理智能化功能。具備這些智能功能的裝置稱為智能裝備，也是目前裝置發展的最新階段。
綜上所述，裝置本身正在朝着大型化、高速化、精密化、自動化、數字化和智能化方向發展。
1.2 裝置維護方式的變化
企業要在市場競争中取得優勢，必須保證高效率、高品質、低成本、安全環保的生産，而效率、品質、成本、安全環保在很大程度上受裝置的制約。裝置的技術水準直接關系到企業的生産水準，裝置管理水準直接影響到企業的經濟效益。對現代企業而言，裝置管理與運維已經成為關系到企業核心競争力、經濟效益及生存發展的重要環節。
1.事後維修方式
工業化最早從英國開始，直到20世紀初的很長一段時間都采用事後維修（Breakdown Maintenance，BM）方式。事後維修是在裝置發生故障後再進行修理的一種維修方式。由于事前不知道故障何時發生、在哪個零件上出現，是以缺乏修理前的準備，裝置停工修理時間較長。同時，由于這種修理是無計劃的，常常打亂生産計劃，容易影響産品品質和交貨期，給企業帶來較大損失。
2.預防維修方式
美國受兩次世界大戰的影響，工業化進展很快，在實踐總結的基礎上于1925年提出預防維修（Preventive Maintenance，PM）方式。預防維修基本是以檢查為主的維修體制，改變原有的事後維修，倡導提早檢查、防患于未然。通過預防維修可減少故障發生，降低停機損失，提高生産效益。
3.計劃預修方式
蘇聯采用計劃模式，工業化進展較快，于20世紀30年代提出了“點檢預修制”。不同時期的點檢預修制有不同的内涵，但總體上也是預防裝置的意外故障，按照預定計劃進行一系列預防性修理。這種維修方式類似于PM方式，但由于當時的檢測水準和技術落後，很難對裝置狀态做出準确判斷，是以影響了維修計劃的準确性。在随後的維修實踐中，逐漸發展出标準修理制度、定期修理制度，以及定期與狀态相結合的點檢預修方式。值得一提的是，我國裝置的維修方式受蘇聯的影響很大，很多大型企業仍然采用以時間周期、維修複雜性為主要分類的計劃維修方式。
4.生産維護方式
第二次世界大戰之後，各國經濟得到空前發展，同時，裝置維修方式不斷推陳到新的階段。20世紀50年代，美國提出生産維護（Productive Maintenance，PM）方式，該方式采用系統的觀點，站在生産的角度設計維修模式，強調維修是為生産服務的要求。生産維護包括四類具體的維護方式：維修預防、事後維修、改善維修、預防維修。這種維修方式更貼近企業實際，且更經濟。強調對不重要的裝置采用事後維修，避免維修過度；對重要裝置則通過預防維修，減少非計劃停機的發生；對于設計缺陷和固有故障強調采用技術改造、更換等預防維修的方式。
5.綜合維護方式
随着裝置加工能力、本身的複雜性和生産速度的不斷提高，裝置在企業中的重要程度也日益提高。同時，裝置本身的投資、維修成本也成為企業制造成本的重要組成部分，降低維護費用和提高可用度成為企業直覺的訴求。是以，新的維修方式也不斷發展，其中有代表性的如下：
- 狀态性維修：在準确把握裝置狀态的基礎之上采取的針對性維修手段。
- 預測性維修：在狀态性維修基礎之上，對裝置部件剩餘壽命和故障趨勢的準确預測而采取的針對性維修手段。
- 可靠性維修：基于裝置狀态資料的科學分析，利用可靠性理論而制定的維修政策。
- 智能化維修：嚴格來說，智能化維修并不是一種維修方式，而是在維修過程及維修管理的各個環節中，以計算機為工具，并借助人工智能（AI）技術來模拟人類專家智能（分析、判斷、推理、構思、決策等）的各種維修和管理技術的總稱。
綜上所述，與裝置本身技術水準的發展相适應，裝置維護方式朝着：從事後維護向事中、事前維護轉變；從計劃為主的維修向檢修為主的維修轉變；從單一維修模式向系統化、多模式并存的方式轉變；從人工經驗型維修向基于資料分析的科學型維修轉變；從人工作業模式向全面應用計算機管理的電子化模式轉變。
1.3 現代裝置管理理論
目前極具生命力的裝置管理理論是全員生産維護（Total Productive Maintenance，
TPM）和裝置綜合工程學（Terotechnology）。
1.全員生産維護
TPM是以裝置有效使用率為目标，以維修預防（MP）、預防維修（PM）、改善維修（CM）和事後維修（BM）綜合構成的全員生産維護為總運作模式，由裝置的計劃、使用、維修等所有相關人員（從最高經營管理者到第一作業人員）全體參與，以建立自主小組的活動來推行PM，使損失為零。TPM活動是以改善裝置的狀況，改進人的觀念、精神面貌及改善現場工作環境的方式，建立起規範、活潑的工作氛圍，使企業不斷地發展和進步，TPM管理主要從全效率管理、6S管理、自主維修管理三方面展開。
TPM的重要之處是将人的因素引入裝置管理中，綜合各類裝置維修方式的特點，使之成為一套完整的管理體系。TPM管理體系展現為三個“全”：一是全效率，即将裝置有效作業率作為衡量裝置的名額體系，明确而全面。企業必須科學分析引起裝置有效作業率下降的七大損失，并逐漸改善。二是全系統，即采用多種維修方式相結合，既兼顧維修的經濟性，又兼顧維修的有效性。三是全員參與，即如何調動企業全員參與到裝置管理當中，發揮人員的主觀能動性，挖掘人員的潛力，尤其是操作人員的自主活動。
2.裝置綜合工程學
裝置綜合工程學是指以裝置全生命周期為研究對象，是管理、财務、工程技術和其他應用于有形資産的實際活動的綜合，其目标為追求經濟的生命周期費用（Life Cycle Cost，LCC）。1974年，英國工商部給了如下定義：“為了求得經濟的生命周期費用而把适用于有形資産的有關工程技術、管理、财務及其業務工作加以綜合的學科，就是裝置綜合工程學，涉及裝置與構築物的規劃和設計的可靠性與維修性，涉及裝置的安裝、調試、維修、改造和更新，以及有關設計、性能和費用資訊方面的回報。”
裝置綜合工程學把維修從一個技術領域發展成為一門跨學科的管理與技術綜合的學科，其突出之處在于把裝置全生命周期不同階段的内容用系統論的觀點綜合起來管理，強調技術是基礎、管理是手段、經濟是目的。裝置綜合工程學已在我國學術界及管理界得到認可，包括在大專院校成立裝置管理教育訓練中心，在中國裝置管理協會設立專門的專業委員會等。
1.4 資産全生命周期管理體系
裝置是企業資産的一種，是工業企業最為重要的資産之一。英國作為工業化最早的國家，也率先開展了資産全生命周期管理體系的嘗試。20世紀80年代，英國面臨大規模電網裝置老化的問題。為制訂更換計劃，英國EA公司建立了“基于狀态評估的風險管理”（Condition Based Risk Management，CBRM）體系。現在該體系已廣泛應用于英國、加拿大、美國、澳洲等國家的電力公司。基于該體系，英國标準協會（British Standards Institution，BSI）和英國資産管理研究院（Institute of Asset Management，IAM）制定了PAS（Publicly Available Specification）55規範，并于2004年首次釋出，旨在指導有形實物資産（裝置）的管理優化和可持續發展。2008年版本更新之後，PAS 55規範包括了從全生命政策到日常維修管理最佳實踐的28個方面，企業可結合自身現狀，識别與最佳實踐的差距，分析原因，提出解決方案，實作企業在資産（裝置）管理方面的持續改進。
PAS 55規範資産管理标準目前已在全球多個國家或地區的電力、瓦斯、水務、港口、鐵路等衆多企業獲得了應用并取得了顯著效果。基于該規範的良好實踐，經過多年的讨論與完善，ISO組織于2014年1月15日正式釋出了ISO 55000《資産管理綜述、原則和術語》、ISO 55001《資産管理管理體系要求》、ISO 55002《資産管理管理體系ISO 55001應用指南》。在我國，國家電網公司、蒙牛乳業等資産密集型企業已率先進行了試點，并建設了企業的資産全生命周期管理體系。
我國已将ISO 55000系列标準轉化為國家标準。另外，我國還制定了以下幾項資産管理資訊化的标準。
- 中華人民共和國國家标準GB/T 33172—2016《資産管理綜述、原則和術語（ISO 55000））。
- 中華人民共和國國家标準GB/T 33173—2016《資産管理管理體系要求（ISO 55001）》。
- 中華人民共和國國家标準GB/T 33174—2016《資産管理管理體系GB/T 33173應用指南（ISO 55002）》。
- 中華人民共和國國家标準GB/T 14885—2010《固定資産分類與代碼》。
- 中華人民共和國國家标準GB/T 35416—2017《無形資産分類與代碼》。
- 中華人民共和國國家标準GB/T 31360《固定資産核心中繼資料》。
ISO 55000系列資産全生命周期管理體系的運作架構如圖1-2所示。資産管理體系國家标準适用的組織類型有：
1）資産密集型組織的重資産管理。其主要包括以下兩類。
- 重資産服務型企業：電網、鐵路、地鐵、民航、港口、城市基礎設施。
- 重資産制造型企業：石油、化工、乳業、鋼鐵、煙草、電力。
2）知識密集型組織的無形資産管理。其主要包括以下兩類。
- 知識創造型企業：出版社、影視機構、文化創意機構、專利資訊服務。
- 版權衍生型企業：版權保護、版權服務機構。
ISO 55000是一個很有生命力的資産管理标準，工業企業采用該管理體系的主要需求展現在如下幾個方面。
1）與現代企業管理發展趨勢相适應的核心理念。
ISO 55000系列标準明确提出：資産存在是為組織及其相關方提供價值，即其核心管理理念是“價值創造”。我國資産管理普遍缺乏“價值”理念。雖然“條例”強調資産的“一生管理”，但它的目标是“不斷提高資産綜合效率，追求壽命周期費用的經濟性”，即它的經濟性是指“成本最優”，簡言之，其顯著差别為，“成本最優”是強調“少投入、少消耗”，但“價值創造”是強調“消除不創造價值的投入和浪費，提高有價值的産出”，是強調“客戶價值”、“股東價值”等。
2）價值理念在全生命周期管理上的展現。
資産早期管理中的規劃設計階段沒有價值創造的理念，因為主要内容都集中在技術、性能、選型、維護管理等層面上，沒有價值創造所強調的投入産出比的價值衡量概念。即使有的企業在前期規劃中有關于經濟問題的研究讨論，一般的名額也都是“投資回收期”的概念，沒有價值的概念，缺乏價值衡量名額；而在使用階段主要停留在關注資産效率、故障維修層面上，這些隻是價值創造的基礎部分，缺乏資産在日常營運中如何展現客戶價值、股東價值的理念和方法。
3）基于企業經營戰略的高度和系統思維。
在企業的資産管理中，廣泛存在着“就資産談資産、就裝置談裝置”的現象，資産管理還停留在職能管理上，缺乏從企業的整體發展、願景、使命、核心價值觀和戰略發展的高度，對企業資産管理體系的建構進行系統思考、整體規劃。
4）流程的概念。
我國有一部分企業正在進行流程化的組織結構變革，但資産管理領域對如何建構流程化的資産管理組織結構則少有探讨和實踐探索。
5）體系概念。
ISO 55000系列标準明确提出，資産管理體系是涉及多個部門跨職能的管理活動，也就是說，需要打破各部門各自為政的“孤島管理”，資産管理體系方可自然融入企業整體管理之中。
6）對客戶/相關方利益的關注。
ISO 55000系列标準強調，在建立資産管理體系時，應關注企業相關方（股東、客戶、員工、供方、社群等）的利益與價值訴求。以價值為核心的企業管理和資産管理就必須以價值創造為中心，必須為客戶創造價值，進而為股東、企業、社會創造價值。
1.5 智能制造對裝置管理的要求
1.5.1 裝置管理更加重要
為應對第四次工業革命，我國将推進資訊化與工業化深度融合作為“中國制造2025”九項戰略任務之一。提出将智能制造作為兩化深度融合的主攻方向，着力發展智能裝備和智能産品，推進生産過程智能化，培育新型生産方式，全面提升企業研發、生産、管理和服務的智能化水準。智能制造就其本質而言可以分為軟體和硬體兩個方面：軟體是一個面向個性化定制生産模型式的資源協調系統，用于實作供應鍊的整體優化與協調；而硬體是“智慧工廠”，即在實作人、機、料之間的數字化通信基礎上，以統一的數字化模型來優化和指揮各個生産單元的先進加工系統。智能制造實作的關鍵是上述兩個層面建設完成的基礎，即如何實作軟體、硬體的深度融合。
關于智能制造的硬體部分，最為基礎的是高度自動化和具有自主通信能力的生産加工裝置。而智慧工廠的優化模型所給出的管理政策，基礎部分就是如何實作這些智能裝備和生産單元的高可用性。隻有這樣才能實作智能制造要求的客戶定制生産任務不因産能瓶頸、非計劃停機、裝置加工性能不足等因素而無法執行。
智能制造環境下的裝置管理變化突出表現在三方面：一是大量複雜智能化裝置的應用，必然引發裝置運維管理在方法、工具、理念和團隊方面的變革；二是智能化裝置的應用，工廠呈現出少人化、無人化的趨勢，裝備的自主運作和高可靠性成為基本的要求；三是建構裝置全生命周期管理平台來解決智能制造環境下的裝置管理問題，是裝置效能利用最優化的重要舉措。
在智能制造環境下，企業引進的複雜智能化裝置在結構、性能以及相應的故障類型等方面都較傳統的機械裝置發生了較大的變化，且該裝置一般處于生産流程的關鍵環節，其故障或停機對整個生産系統影響更大。如果企業仍然采用“計劃預修”或“事後維修”，則會導緻裝置管理處于“配角”地位，裝置管理工作更像是救火，雖然疲于奔命，但普遍存在裝置可用度不高、綜合效率偏低等亟待解決的問題。
同樣，在智能制造環境下，企業在減少勞動力成本的同時，也加大了裝置資産的比重。智能裝置将朝着信号和資訊的自動捕獲，并在資訊回報基礎上按設定的控制機制自主運作的方向發展。在這樣的制造環境下，智能裝置運作的有效控制将不再依賴“人”這一傳統的裝置操作者，即智能裝置的智慧運作和自主加工能力将改變人與智能裝置之間的關系。但無論裝置如何智能和自動化，也避免不了裝置的老化和磨損，而裝置的停機和故障會引發整個生産系統的癱瘓，是以提前擷取與這些裝置相關的“健康”狀況資訊、應用先進的維修政策顯得更加重要。不同于傳統裝置的故障率呈浴盆曲線，智能裝置的電氣故障（約占整個故障數的70%）呈現偶發、快速老化的特征，如圖1-3所示。
在智能制造環境下，裝置全生命周期管理的理念是裝置管理系統的核心管理思想。相較于傳統的側重裝置維修管理的狹義裝置管理，裝置全生命周期管理是指以生産經營為目标，通過一系列的技術、經濟、組織措施，對裝置的規劃、設計、制造、選型、采購、安裝、使用、維護、維修、改造、更新直至報廢的全過程進行有效管理，以達到裝置生命周期費用最經濟、裝置綜合産能最高的理想目标（見圖1-4）。在裝置全生命周期管理過程中，随着裝置使用、運維、修理業務的發生，裝置資産在裝置台賬的基礎上完善和記錄一系列的履曆資訊（如技術參數、維修曆史、技術資料、圖紙參數、裝置構成、重大缺陷記錄、換件記錄、故障與事故、标準規範、裝置調撥封存記錄、技術改造、大項修記錄、備件組成、裝置分解關系等），這些資訊都可以作為裝置全生命周期的分析依據，最終可以在裝置報廢之後對裝置的整體使用經濟性、可靠性及其管理成本做出科學的分析，并輔助制定裝置采購決策，決定是否更換更加先進的裝置。應用原裝置的曆史資料進行更加科學的可靠性管理及制定維修政策，使其可靠性及維修更加優化，進而使裝置全生命周期管理形成優化改善的管理閉環，如圖1-4所示。
1.5.2 裝置業務的分層管理
裝置管理業務是企業的核心業務，裝置管理的研究方法可以歸納為三類：一是整體的方法，即盡可能地在一個管理體系下完成裝置管理全部任務；二是分層的方法，即将複雜的管理問題分解為多個層次的子問題分别進行研究，并處理好各層次之間的耦合問題；三是隻針對局部問題進行研究。事實上，在企業規模不大、人力資源不足的情況下，企業可将裝置資産營運、裝置運維等管理職責全部彙總，采用一體化管理。其優點在于溝通順暢；其缺點是專業化程度不夠，不适合大型資産密集型企業。另外，目前絕大多數資訊化系統所支撐的管理模式可以歸結為局部管理範疇。很多ERP系統側重于“台賬、工時、成本”，以财務核算為中心的價值管理模式。而基于TPM的軟體系統，則側重于運維工單管理，以計劃任務管理為核心的事務管理模式。
在智能制造環境下，強調分層管理模式。雖然針對裝置的全生命周期一體化管理的本質需要，理論上可以将涉及多個層次的管理問題采用單一管理模式統一考慮，但在實際應用中應分别就不同職能部門、不同管理層級的績效、職責和操作特點來考慮地域分散性和人員素質等問題。是以，分層管理模式在大型企業裝置管理中具有更好的适應性。
大型企業裝置管理的分層系統架構如圖1-5所示。
第一層：卓越績效營運層。該層的重點是實作裝置資産的營運績效管理與統計分析。建構統一的裝置資産基礎資料平台、統一的裝置績效考核體系、統一的裝置資産台賬、統一的全生命周期履曆管理平台、與供應鍊網絡一體化的內建平台（包括生産、物資、采購管理系統的互動等）等。
第二層：精益過程執行層。該層的重點是實作裝置全生命周期管理、精益運維管理，實作裝置的健康管理。其包括兩大部分，一是全生命周期裝置資産管理平台，即從裝置入廠開始到裝置報廢的全過程跟蹤；二是精益管理執行平台，即如何将裝置運維所要求的業務，包括潤滑、保養、維修、點檢等，按照精益管理及TPM管理思想，固化流程并實作落地。
第三層：精美現場管理層。裝置運維管理的重點在現場，難點也在現場。精益管理的要求也必須依靠現場的改善來落地。即如何給裝置運維人員提供友善快捷的現場輔助手段，如移動互聯工具、現場終端等資訊化手段，提升現場工作的效率、資訊采集的準确性與實效性。
1.5.3 深度融合資訊化技術
裝置全生命周期管理必須借助資訊化手段，基于先進的網絡資訊處理技術，如3D可視化技術、實時監控技術，實作裝置運作監視、操作與控制、綜合資訊分析與智能預警、運作管理和輔助應用等功能的一體化管理，讓管理者随時随地了解裝置的生産情況，大幅提高企業裝置管理能力。
一是裝置管理全次元的數字化。
傳統意義上的裝置管理工具或軟體往往局限在業務層面和基礎主資料層面。然而，裝置健康狀态并不是孤立存在和随機的，而是與裝置從設計、建造到使用過程中都高度相關的。随着物聯網技術的發展，越來越多的裝置傳感器産生的實時資料對建構現場裝置管理提供了可能性。這一切都使得裝置管理的數字化基礎并不僅僅停留在對過去狀态的分析上，還應包含裝置的全生命周期管理。
裝置全生命周期管理平台的數字化，除了能通過計算機、移動PDA等裝置快速檢視傳統裝置管理軟體提供的各類資訊，如采購日期、供應商、維修記錄、保養記錄、保養周期等，還可全程追溯裝置的各類過程資訊，如用于記錄工件資訊和加工參數的工況類資訊，用于影響因素、過程參數、環境參數等裝置健康評估的狀态類資訊。
二是裝置維護管理的智能化。
在裝置全生命周期管理工作中，裝置維護管理是很重要的一環。本傑明·富蘭克林曾說過，百分補救，遠不如一分預防，可見裝置維護管理首先應做到預防性維護。通過預防性的分析和預警，一方面可以幫助維修技術人員提前采取一些重要的預防維修措施，以防止當機的情況出現；另一方面，通過對預防維護的智能排程，企業可以有充分的時間為裝置更新或更新做準備。
三是裝置管理工作的可視化。
裝置全生命周期管理平台的可視化具體包括可視化裝置模組化、可視化裝置安裝管理、可視化裝置台賬管理、可視化巡檢管理等内容，表現為對企業裝置進行幾何模組化，可以直覺、真實、精确地展示裝置形狀、裝置分布、裝置運作狀況，同時将裝置模型與實時、檔案等基礎資料綁定，實作裝置在三維場景中的快速定位與基礎資訊查詢。
四是裝置管理工作的人性化。
裝置管理工作是現場化的工作，場景随時轉換，工作環境比較複雜，工作強度大，有些場合需要專門的護具及工具。維護的現場工作環境對資訊化的使用提出了更高的要求，即如何在現場工作中增加資訊化的支撐作用而同時又不影響或友善作業人員操作。智能制造環境下，人機互動一直是新一代資訊技術、人工智能技術的主要發力點。目前，增強現實技術（AR）、穿戴式計算裝備、多通道人機互動技術正在快速發展，未來的工業維護現場是人機互動協作的典範場景。
1.5.4 網際網路+裝置運維
工業網際網路是我國現階段推進智能制造的使能技術。國家大力推動網際網路與工業融合發展，提升工業制造數字化、網絡化、智能化水準；推動工業機器人、人機智能互動、物聯網等技術在生産過程中的應用，推進生産裝備智能化更新、工藝流程改造和基礎資料共享，提高仿真優化、數字化控制和自适應控制水準；着力在工控系統、工業雲平台等核心環節取得突破，加強工業大資料的開發與利用，建構全面感覺、物物互聯、預測預警、線上優化、精準執行的智能制造體系；鼓勵基于網際網路開展故障預警、遠端維護、品質診斷、遠端過程優化等線上增值服務，拓展産品價值空間，實作從制造向“制造+服務”的轉型更新。
網際網路對裝置運維的帶動作用展現在以下幾個方面。
- 從傳統的維護成本組織向維護服務組織轉型。傳統的維護成本組織在企業中還處于成本機關，即所有消耗及費用全計入當期制造成本。而精益思想認為，維護組織應當按利潤單元來看待，其理由是任何一項維護成本的節約都會展現為企業利潤的增加。更為重要的是，投入到企業維護業務中的“成本”必将産出更大的“效益”，這展現在産品的品質和産量方面。同時，由于生産裝置的複雜性特征，裝置維護隊伍向着專業化、專門化方面發展，企業内部也出現了專門的維護組織—而不是傳統分散在生産部門之間。合同化運維及組織的維護承諾也逐漸成為企業維護考核管理的重要方面。
- 從傳統的以人為主的管理向以裝置技術為主的管理轉型。由于傳統的裝置以電氣傳動、機械磨損為主要特征，是以故障特性和技術管理内容相對标準，進而管理的重點在于“人”的管理，考核的重點在于“事”的考核層面。而智能制造環境下，裝置複雜度空間提升，維護工作必須借助電子化診斷裝置，根據資料報告進行決策。進而裝置本體的技術特性、故障特性的管理與研究成為裝置管理的基礎性工作，表現在裝置一機一檔、裝置維護知識庫的建設等方面。
- 資料将成為重要的維修資源。建構裝置一體化全生命周期管理平台，邏輯上形成一體化裝置工業大資料。通過大資料搜尋與管理平台，可以輕松地将多台裝置的所有記錄集中起來。針對某台裝置，可以輕松地檢視從裝置基礎檔案到裝置維護保養、維修記錄等全部資訊；通過強大的資料分析能力，判斷故障發生的原因，可以快速地分析并幫助裝置人員找出解決裝置維護方案的問題。
- 完全的電子化運維（e-Maintenance）。電子化運維的提出已有很長一段時間，但由于受資訊技術的限制，全面電子化受限于人機互動的友好性、移動裝置的計算能力等因素，開展效果一直不佳。而在智能制造環境下，移動計算、邊緣計算能力空前發展，移動助手、虛拟現實等應用于工業現場。同時各類維護技術資料實作了數字化、三維化，資訊共享雲端化，網絡覆寫無死角。這些技術進步為電子化運維的創新發展打開了新的一頁。
- 雲化的資訊技術平台。資訊化架構按照雲平台技術的架構，而不再是簡單的企業管理資訊化架構，支援企業未來向混合雲、公有雲的方向發展。整個應用系統支撐“三屏合一”的技術架構及開發方法，采用網際網路API網關和微服務技術，将移動應用及BYOD作為企業資訊化的标配，支撐企業業務全面網際網路化。圖1-6顯示的是基于網際網路+技術的“三屏合一”的示意圖。
- 智能維護的廣泛應用。由于工廠裝置變得越來越複雜，過時的監測和維護技術會降低裝置的可用性。意外的裝置故障可能會增加生産成本，進而對生産交貨産生不利影響。生産系統中存在一些不可見的因素，如性能劣化、精度衰減、能力損失、結構性偏差、自然老化等，這些因素對品質和成本的影響甚至超過可見因素。如何精确預測不可見因素的運動軌迹，主動和精準地采取維修對策，将成為智能裝備管理和維修的重要課題。
1.6 “IE+IT”的深度融合
我國是名副其實的制造大國，但非制造強國。究其原因，是因為我國的制造業管理水準與西方發達國家還存大較大差距。是以，全面提升企業管理水準，加快技術改造，提升資訊化與工業化的融合水準，是我國産業界的緊迫任務，也是打造制造強國的關鍵所在。
1.“IE+IT”兩個平台的融合理論
仔細研究工業化國家與我國工業化發展曆程，不難看出這其中存在很大差別。誕生于20世紀20年代的工業工程（Industrial Engineering，IE），為美國企業管理能力和企業效益的提高奠定了良好的管理基礎。到20世紀90年代，資訊技術大範圍應用于制造業，起到了很好的固定管理和促進提升作用。同時，在20世紀末，美國制造業界又以資訊化作為新的生産力和管理要素，結合傳統的管理理念産生了計算機內建制造系統（Computer Integrated Manufacturing Systems，CIMS）和企業資源計劃系統（Enterprise Resource Planning，ERP），進一步促進了企業整體效益和生産效率的提升。而我國企業建立的時間普遍較短，且很長一段時間處于計劃經濟時期，對企業管理的重視也不夠。即使随着資訊化的快速發展引進了先進的系統，結果也不盡如人意，ERP、CIMS實施不成功的案例比比皆是，主要是因為企業并不具備相應的條件和基礎，沒有深入實施IE就直接部署IT。
是以，針對我國企業的管理資訊化，有識之士提出了“IE+IT”兩個平台的融合理論。兩個平台即管理平台與資訊平台。管理平台是企業經營及管理活動的管理手段、管理方法、管理流程、監督機制與回報機制、企業制度、企業文化的統稱，這裡用IE來表示。IE雖然是工業工程的簡稱，但可以泛指一切管理理論。衆所周知，管理理論的産生、實踐有其固有的規律，更新周期也較長，如百年前的泰勒科學管理、20世紀70年代的TPM、20世紀90年代的精益管理（LM-Lean Management，LM）等至今仍長盛不衰。資訊平台是指在企業管理資訊系統的平台，資訊技術在企業管理中應用的具體内容，包括硬體平台與軟體系統。兩個平台相融合的理論是指在企業資訊化應用和發展過程中，資訊平台的架構、内容、功能、實施步驟和運作保障機制均由管理平台直接決定，并要求從形式和結構上适應管理平台。平台之間的比對程度是影響和決定資訊平台能否順利運作并産生合理效益的首要因素。如圖1-7所示，在互相比對的條件下，資訊平台通過對管理平台的持續推動促進管理平台的快速轉動，提高管理系統的運作效率。反之，管理系統效率的提升會反過來帶動資訊系統的提升。
2.精益管理思想的落地
精益管理思想能夠很好地應用于裝置管理領域。精益裝置管理是指通過運用精益管理的思想和工具，以客戶需求為出發點，持續改進和優化裝置的技術、經濟、組織管理，消除裝置管理過程中的各種浪費，保證企業以高品質、高價值、高效率對市場需求做出迅速的響應。精益裝置管理的主要任務是導入精益管理的思想和工具，進一步提升裝置管理精益化水準和對工藝品質、節能降耗等管理的保障。全員生産維護（TPM）是精益管理裝置領域的一種具體應用，也是目前國内外應用最廣泛的先進裝置管理體系。TPM是以最高的裝置綜合效率和完全有效的生産率為目标，以系統的檢維修模式設計為載體，以員工的行為規範為過程，全體人員參與的裝置人機系統精細化管理體系。“IE+IT”在精益裝置管理中的目标如表1-1所示。
資訊技術能夠很好地支撐精益裝置管理，并且互相促進提升。利用資訊化技術實作精益裝置管理具體展現為“六精”，即裝置資訊管理精細化、裝置狀态預測精确化、運作成本控制精實化、裝置修理精準化、裝置保養精心化、隊伍建設精幹化。
通過“六精”的良好運作，最終實作卓越的管理績效，稱為“六零”，即裝置運作零故障、裝置診斷零失誤、備件管理零備援、裝置零安全事故、費用控制零浪費、現場管理零污漬、專業人員零流失。