一、設備健康管理體系是什么

設備健康管理是一種綜合性、預見性的管理策略，通過運用先進技術對設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，對潛在故障進行預測和排除。

設備的性能劣化過程是一個緩慢的連續(xù)過程，若人為劃分為三個階段，便是從微缺陷不斷向中缺陷，再朝著大缺陷方向發(fā)展，最后導致故障發(fā)生。傳統(tǒng)設備管理關注大缺陷，即故障管理，目的是減少停機，采取糾正性維修或事后維修策略；隨著設備管理概念和方法進步，人們開始從中缺陷時進行管理，稱為劣化管理，采取定期預防維修或狀態(tài)維修策略，以防止故障發(fā)生；而在微缺陷時進行管理稱為健康管理，目的是防止劣化，此時采取靠前維護和主動維護策略。

其實，人類對自身健康管理也大體分為三種狀況。一是病入膏肓才去醫(yī)院，風險大且醫(yī)療費高；二是身體有不良癥狀就去檢查，早發(fā)現(xiàn)早治療，花費較少；三是平時注意健康管理，花費更少。設備健康管理與之類似，具體方法有：改變設備使用和養(yǎng)護的外部條件，如某港口對進口柴油機實施 “四清” 管理，使設計壽命 30000 小時的抽油機零故障運行時間超過 100000 小時；強化設備自身的耐用性和可靠性，如某鐵路局機車發(fā)動機應用金屬表面陶瓷化技術，可實現(xiàn) 30 萬公里零磨損；建立自養(yǎng)護、自修復機制。

設備健康管理是一種針對設備進行全面監(jiān)測、評估和管理的體系，旨在確保設備在運行過程中的安全、穩(wěn)定和高效。具有預防性、動態(tài)性和系統(tǒng)性的特點，通過對設備進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取相應措施，以降低設備故障風險和維護成本。其重要性體現(xiàn)在提高設備可靠性，減少設備故障發(fā)生；降低維護成本，避免不必要的維修和更換；提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)連續(xù)性和高效性；保障人員安全，及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在安全隱患。設備健康管理理念起源于 20 世紀初的工業(yè)革命時期，當時主要靠工人對設備進行簡單檢查和維護。隨著科技發(fā)展，逐漸發(fā)展成為專業(yè)化體系，且隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術的發(fā)展，正朝著智能化、自動化方向發(fā)展。

二、設備健康管理體系的功能

（一）降低維護成本

設備健康管理體系通過預測設備故障并提前采取措施，避免不必要的維修和更換部件，顯著降低因突發(fā)故障導致的停機成本。實現(xiàn)對設備狀態(tài)的實時監(jiān)測，能更準確地預測設備的故障和維護需求，在設備出現(xiàn)故障之前采取行動，避免突發(fā)停機和緊急維修，從而降低生產(chǎn)中斷帶來的損失，為企業(yè)節(jié)省大量成本。

（二）提高生產(chǎn)效率

設備健康管理體系能夠實時監(jiān)控設備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，避免對生產(chǎn)線造成影響。它可以通過對設備進行振動機理 + 數(shù)理模型的分析，如設備健康管理系統(tǒng)可查看設備健康狀態(tài)、設備啟停狀態(tài)以及設備報警、故障等整體情況，專業(yè)診斷人員根據(jù)設備報警、故障燈數(shù)據(jù)及精密的數(shù)據(jù)分析對設備進行診斷和處理，從而提高生產(chǎn)效率。

（三）增強設備可靠性

設備健康管理體系對設備運行數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和分析，為預測性維護和優(yōu)化提供支撐。通過實時數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測和分析，結合工藝數(shù)據(jù)，可以及時了解設備的性能變化，例如設備健康管理系統(tǒng)通過實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測來獲取設備的運行狀況，傳感器和監(jiān)測裝置安裝在設備各個關鍵部位，實時收集設備的振動、溫度、壓力、電流等數(shù)據(jù)，傳輸?shù)较到y(tǒng)中進行實時分析和處理，為設備的預測性維護和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐，從而提高設備的可靠性和穩(wěn)定性。

（四）資源效率提升

設備健康管理體系提高設備效率和性能，減少不必要的停機時間，節(jié)省能源和資源浪費。通過實時監(jiān)測和預測性維護，工廠可以減少設備故障和停機時間，確保生產(chǎn)計劃的順利執(zhí)行，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能利用率，使企業(yè)更有效地利用資源，包括能源、材料和勞動力。

（五）減少廢棄物和資源浪費

設備健康管理體系延長設備壽命，降低設備報廢和廢棄物產(chǎn)生頻率。通過實時監(jiān)測和定期維護，幫助企業(yè)延長了設備的使用壽命，定期的預防性維護可以防止過度磨損和損壞，從而保證了設備在正常運行的條件下工作，減少了頻繁更換設備的成本，降低了廢棄物的產(chǎn)生。

（六）減少維護成本

設備健康管理體系采用預測性維護方法，降低緊急維修需求。通過數(shù)據(jù)分析和算法模型，設備健康管理系統(tǒng)能夠提供設備的預測性維護和故障預警，提前發(fā)現(xiàn)設備潛在的故障跡象，使得工廠能夠采取預防性維護措施，及時更換零部件或進行維修，避免設備故障造成的停機時間和生產(chǎn)損失，從而降低維護成本。

（七）設備故障預防和維護

設備健康管理體系實時監(jiān)測設備運行狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)故障跡象，采取預測性維護措施。系統(tǒng)通過傳感器和數(shù)據(jù)采集設備，實時監(jiān)測地鐵機電設備的運行狀態(tài)，收集關鍵參數(shù)，如溫度、壓力、振動等，并通過實時分析和比對，識別出異常情況和潛在故障的跡象，一旦發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)將及時發(fā)送警報和通知，使運維人員能夠迅速采取行動，防止故障進一步擴大。

（八）數(shù)據(jù)管理和分析

設備健康管理體系集中管理設備質量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)潛在問題，進行持續(xù)改進和優(yōu)化。借助人工智能和機器學習技術，設備管理部門可以建立智能化的數(shù)據(jù)分析平臺，通過對數(shù)據(jù)的挖掘和分析，實現(xiàn)設備健康狀態(tài)的準確診斷和預測，幫助企業(yè)預防潛在故障、優(yōu)化維護計劃，并提高設備的可用性和可靠性。

（九）資產(chǎn)管理和追溯性

設備健康管理體系實現(xiàn)對設備資產(chǎn)的全面管理，確保設備合規(guī)性和可追溯性。運營管理人員可以通過系統(tǒng)的資源管理功能，實時了解設備的健康狀況、維護歷史和維修記錄，以便合理分配人力和物力資源，實現(xiàn)對設備資產(chǎn)的全面管理。

（十）培訓和知識管理

設備健康管理體系作為培訓和知識管理工具，提高員工技能水平和知識儲備。系統(tǒng)適用于高價值核心設備的健康管理與實時狀態(tài)感知，滿足設備精細化管理的需求，運維人員可以了解設備的詳細運行情況，包括設備的負載、溫度、振動等參數(shù)，基于這些數(shù)據(jù)，制定更加科學合理的設備保養(yǎng)和維護計劃，同時也提高了員工的技能水平和知識儲備。

（十一）實時監(jiān)測和預警

設備健康管理體系對設備狀態(tài)進行實時監(jiān)測并生成警報，減少不必要停機時間，提高資源利用率。設備健康管理系統(tǒng)通過傳感器和監(jiān)測裝置，實時收集設備數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，及時發(fā)送警報和通知，使運維人員能夠迅速采取行動，防止故障進一步擴大，減少不必要停機時間，提高資源利用率。

（十二）數(shù)據(jù)分析和預測性維護

設備健康管理體系分析歷史數(shù)據(jù)，識別設備維護模式，預測未來問題，提前計劃維護。基于歷史數(shù)據(jù)和設備性能模型，設備健康管理系統(tǒng)可以識別設備可能出現(xiàn)的故障模式和趨勢，并提前發(fā)現(xiàn)設備潛在的故障跡象，基于設備的健康狀況、工作負荷和地鐵運營計劃等因素，確定最佳的維護時機和方式，通過預測性維護，提高設備的可靠性和穩(wěn)定性。

（十三）設備壽命周期延長

設備健康管理體系提供及時維護和關懷，延長設備壽命，減少設備廢棄和報廢頻率。通過實時監(jiān)測和定期維護，采取預防性維護策略，防止過度磨損和損壞，保證設備在正常運行的條件下工作，延長設備壽命，減少設備廢棄和報廢頻率。

（十四）資源優(yōu)化

設備健康管理體系使企業(yè)更有效地利用資源，包括能源、材料和勞動力。通過提高設備效率和性能，減少不必要的停機時間，確保生產(chǎn)計劃的順利執(zhí)行，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能利用率，使企業(yè)更有效地利用資源。

（十五）多源異構數(shù)據(jù)采集

設備健康管理體系滿足不同設備、不同信號數(shù)據(jù)采集需求，對采集數(shù)據(jù)進行清洗過濾。實現(xiàn)對多源異構數(shù)據(jù)的接入和融合處理，根據(jù)不同設備的結構和特點，開發(fā)并應用了多信息融合的數(shù)據(jù)驅動診斷模型和預測模型。

（十六）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建

設備健康管理體系支持搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，封裝和平臺化面向不同人員的功能，支持二次開發(fā)。設備健康管理系統(tǒng)可滿足現(xiàn)場設備管理與運行維護人員的設備監(jiān)測和故障分析需求，通過搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)設備的實時監(jiān)控和遠程維護，為企業(yè)高質量發(fā)展添加動能。

三、設備健康管理體系的應用領域

（一）能源行業(yè)

設備健康管理體系在能源行業(yè)中有著廣泛的應用。在石油領域，通過實時監(jiān)控石油設備的運行狀態(tài)，利用先進的傳感器和數(shù)據(jù)分析技術，對潛在故障進行預測和排除，確保設備穩(wěn)定運行。例如，對抽油機等關鍵設備進行實時監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)設備性能變化，采取預防性維護措施，延長設備使用壽命，使設計壽命原本為 30000 小時的抽油機零故障運行時間超過 100000 小時。在風力發(fā)電領域，設備健康管理體系同樣發(fā)揮著重要作用。對風力發(fā)電機等設備進行實時監(jiān)測和維護，預測潛在故障，及時進行優(yōu)化，確保能源設備的穩(wěn)定運行，提高能源利用效率和可靠性。

（二）制造業(yè)

在制造業(yè)中，設備健康管理體系應用于各類生產(chǎn)設備，顯著降低了設備故障率，提高了生產(chǎn)效率。通過對生產(chǎn)線的實時監(jiān)控和維護，如對離心機、壓縮機等設備進行振動機理 + 數(shù)理模型的分析，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，避免因設備故障對生產(chǎn)線造成影響。同時，借助設備健康管理平臺，將所有設備集中在一個平臺上進行管理，提高設備健康狀態(tài)的可見性。準確了解所有設備的運行情況，實時監(jiān)測和跟蹤設備的狀態(tài)，及時獲取設備的運行數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析更好地掌握設備的性能和當前的健康狀態(tài)，為企業(yè)創(chuàng)造更大的價值。

（三）煤礦行業(yè)

在煤礦行業(yè)，設備健康管理體系用于礦山礦下關鍵設備的監(jiān)測和維護，確保安全生產(chǎn)。例如，韓家灣煤炭公司成功應用了設備健康管理平臺，實現(xiàn)了智能實時監(jiān)控設備狀態(tài)，最大限度降低了膠帶運輸過程中的隱患。該公司將主斜井、2 - 2 煤皮帶運輸大巷及下組煤皮帶運輸斜巷等 3 條主運輸設備納入監(jiān)護范圍，通過在線探測輸送帶鋼絲繩芯斷裂、嚴重疲勞、銹腐蝕等各種損傷和探查鋼絲繩芯接頭松脫超限，及時發(fā)現(xiàn)設備隱患，提高設備穩(wěn)定性。同時，設備檢測管理平臺可實時監(jiān)測設備運行情況及智能診斷，按月出具設備運行狀態(tài)發(fā)展趨勢分析報告，指導現(xiàn)場開展維修工作，保證生產(chǎn)設備穩(wěn)定運行。此外，如《2022 年煤礦機電設備健康管理體系系統(tǒng)關鍵技術的研究》中提到，加強煤礦機電設備的健康管理，可有效避免因設備故障或事故導致的生產(chǎn)安全問題，降低設備維修頻率，增加設備使用壽命，提高設備利用率。

四、設備健康管理體系的未來展望

隨著技術不斷發(fā)展，設備健康管理將迎來更廣闊發(fā)展空間，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和降低成本提供強大支持。

在技術層面，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術將持續(xù)賦能設備健康管理體系。傳感器技術的不斷進步，將實現(xiàn)更精準的數(shù)據(jù)采集，為設備狀態(tài)的實時監(jiān)測提供更可靠的基礎。大數(shù)據(jù)分析能力的提升，能夠挖掘出更多有價值的信息，為設備的預測性維護和優(yōu)化提供更準確的依據(jù)。人工智能算法的優(yōu)化，將進一步提高故障診斷的準確性和及時性，為設備的高效穩(wěn)定運行提供更強有力的保障。

從應用領域來看，設備健康管理體系將不斷拓展到更多行業(yè)。除了目前廣泛應用的能源、制造業(yè)、煤礦行業(yè)等，未來在醫(yī)療、交通、通信等領域也將發(fā)揮重要作用。例如，在醫(yī)療領域，可穿戴設備的發(fā)展為個人健康管理提供了新的途徑，通過監(jiān)測心率、血壓、脈搏、血糖等生理指標，以及發(fā)現(xiàn)房顫、預測老年人跌倒可能性等，為人們的健康提供實時監(jiān)測和預警。在交通領域，城市軌道交通的智能化發(fā)展將對設備健康管理提出更高的要求，通過實時監(jiān)測和預測性維護，確保列車運行的安全穩(wěn)定。在通信領域，隨著 5G 技術的普及，通信設備的健康管理將成為保障網(wǎng)絡穩(wěn)定運行的關鍵。

在企業(yè)管理方面，設備健康管理體系將與企業(yè)的數(shù)字化轉型深度融合。設備健康管理系統(tǒng)將成為企業(yè)數(shù)字化轉型的重要組成部分，通過實時監(jiān)測、故障預測和智能診斷等功能，為企業(yè)提供全面的設備管理和維護能力，推動企業(yè)實現(xiàn)設備預測性維護，提高生產(chǎn)效率、降低成本，并加強競爭力。同時，設備健康管理系統(tǒng)還將為企業(yè)提供知識共享的支持，建立設備故障案例和解決方案的知識庫，為運維人員提供經(jīng)驗共享和學習的平臺，加速知識的積累和傳播。

設備健康管理體系的未來發(fā)展前景廣闊，將為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和降低成本提供強大的支持，同時也將為社會的進步和發(fā)展做出重要貢獻。