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招金矿业首创“设备交互式电子技术手册”

更新时间:2018-11-07

特约撰稿人:姜建军 张士忠 安庆九 殷志华 于晓刚

(招金矿业股份有限公司;广州学府设备管理工程顾问有限公司;广州广志信息科技有限公司)


摘要:招金矿业股份有限公司(以下简称:招金矿业)在设备管理体系方面一直走在行业的前列,2017年招金矿业又提出四化融合,打造智慧矿山的发展战略,对设备管理提出了更高的要求。根据矿山行业的特点,招金矿业与广州学府设备管理工程顾问有限公司(以下简称:广州学府)合作,率先对矿山行业的设备交互式电子技术手册(IETM)进行了探索和研究,本文重点介绍了矿山设备的IETM的研究过程,给企业设备管理带来的成果,并对IETM功能进行了全面的介绍,对IETM手册的创新和发展进行了分析,本手册属于行业首创,引领行业的发展方向。


关键词:交互式电子技术手册(IETM); TnPM/TOPS;四化融合物联网(IoT);基于大数据的维修模式(BDBM)



1IETM的定义及作用

1.1IETM的定义

交互式电子技术手册(Interactive Electronic Technical Manual),是一种应用计算机技术设计制作、以数字化形式存储,通过人机交互方式提供装备基本原理、使用操作和故障维修等内容的电子技术出版物。

随着科技的创新,IETM也有了更丰富的内涵,目前还综合了专家系统、人工智能、自动诊断、故障隔离以及培训等其它处理过程,并可嵌入到便携式维护辅助装置和自动测试设备中,或储存在云端服务器上,交互性更强,能够直接指导实际工作。

它综合应用了计算机多媒体、数据库和互联网等技术的优势,将内容繁杂的操作手册、维修手册等信息,按照有关的标准有机地组织管理起来,并以最优化的方式将文字、表格、图像、工程图形、声音、视频、动画等多种信息形式显示在电子屏幕或移动终端上,并以交互的方式进行查阅,将维修技术人员或系统操作人员所需的信息,精确地展现在使者面前,保障装备的使用和维护活动的实施。

1.2IETM的特点与作用

IETM克服了传统纸质技术手册重量体积大、使用不便、更新困难、数据无法共享等不足,能够有效提升各类装备尤其是复杂技术装备的保障水平,它具有原来技术手册所不具备的几个新特征:

(1)优化了信息的呈现样式,利用计算机或移动终端为载体,具有预览、翻滚、缩放、色彩、动画、声音、录像等附加性能,信息内容具象化,易于理解和掌握。

(2)信息之间相互关联,可以方便快捷地查找所需信息,实现了数据与人的交互。

(3)信息可以及时地更新和同步修订,方便传播,易于反复地学习和练习。

IETM的核心作用是装备技术资料的管理、故障隔离、维修指导、数字化培训,同时基于结构化、标准化数据结构,实现内、外部系统的技术信息集成、共享。可以给装备的使用、修理和维护工作带来显著改进,即使是没有经验的维修人员,也能通过学习,毫无困难地操作和维修各种复杂装备。

1.3IETM的应用与发展

IETM的最早应用是在1997年,美国国防部门首先使用IETM对现役装备的技术手册管理,随后在欧洲也逐步从军方开始使用,并逐步形成了IETM的标准,如S1000D、MIL-PRF-8726A等,目前已经更新到了4.0版本,广泛应用于国防、航天、航空等各个领域。

我国的IETM研究起步比较晚,研究单位主要是军事学院和大专院校,目前的应用也逐步由军队的装备管理,转向工业设备及日用消费品的管理,其中在电子消费品的使用说明方面应用最广。

2 招金矿业发展需求及IETM探索

招金矿业总部位于山东招远,成立于2004年。公司具有黄金生产的完整产业链,集勘探、开采、选矿及冶炼于一体,主要生产工艺技术及设备达到国内领先和国际先进水平。公司主营业务遍及新疆、甘肃、内蒙古、山西、辽宁等全国主要产金区域,拥有生产矿山30余家。公司秉承“金脉承千年,仁义结天下”的发展理念,凭借优越的地理位置、丰富的矿产资源、领先的工艺技术和创新的管理模式,一直处于国内同行业的榜首。

招金矿业在设备管理方面自2015年启动全优生产保障体系(TOPS),同时在企业内全面推行设备全寿命周期管理,并于2018年推行中国设备管理体系标准,实现“双轮驱动”,设备管理取得了很大的进步。随着公司的快速发展,公司未来几年规划建立“四化融合”的“智慧矿山”,因此在设备管理方面,需要继续大力推进,助力企业的转型升级。

但是,由于矿山行业的特点,设备种类多,设备环境恶劣;矿区及井下作业面积广,设备需要维护的工作量非常大;设备维护时需要的技术资料和文件规范化不够,造成设备维护过程中时间长,标准不统一;员工的维护技能及维护水平参差不齐,年轻员工的培训时间长,员工成长比较慢。这几个问题制约着公司的发展,为彻底解决这些问题,公司决定与广州学府合作,研究探索适合招金矿业的IETM,同时为矿山行业设备管理开辟新的管理模式。

广州学府作为国内设备管理理论的奠基者和引领者,将积累了多年的设备管理方面的很多经验与信息化融合,于2013年建立了自己的信息化团队,并开始了中国设备管理IETM的探索和研究。广州学府团队在设备“智能维护”和“交互式电子技术手册(IETM)”方面一直处于国内领先的地位。招金矿业与广州学府合作,共同开发矿山设备的IETM系统。

3 招金矿业IETM的主要功能

根据招金矿业各企业的实际情况,利用先进的管理理念,开发实现了符合矿山行业需要的IETM系统。

3.1 制定和完善设备的技术手册

IETM的基础是设备管理的流程和各种技术手册,没有完整的设备管理手册,IETM无法实现技术资料的展示和相互关联。由于企业的特点,设备种类比较多,设备的役龄也比较长,造成部分设备的技术资料不完备,设备维护和修理的技术标准也不齐全,因此首先需要建立设备的技术手册,主要包括:

设备的基础资料如设备的分类、设备编号、设备参数、零件图纸、设备的履历档案等。

设备的技术标准如维修技术标准、作业标准、验收标准、维修定额、现场管理标准等。

设备的知识积累资料如设备的常见故障分析、维修案例、升级改造档案等。

3.2 技术手册内容的电子化

针对每类设备编制技术手册后,用文字、图像、动画、声音、录像等多种形式,以数字格式存储技术手册的各项信息。将关键部位的维修过程,常用现场录像的方式进行记录和编辑,制作成详细的操作视频标准。

3.3 实现IETM的功能

定制开发IETM软件平台,搭建系统结构,关联设备的技术手册、人员角色和显示设备,形成人机的交互式管理。

根据以上三方面的主要内容,研究开发的IETM手册可以实现以下功能:

(1)计算机和移动终端(手机等)显示人机交互界面,登录系统以后可以实现功能导航,根据人员角色的配置,实现对应的功能的展示形式。

(2)实现通用设备技术手册内容的录入、显示、下载和修订功能,支持手册添加和定制。

(3) 展示设备的基础信息,包括设备的分级、编号、型号规格、供应商、履历等。

(4)可以展示设备的体貌,建立设备树,实现分级分层展示各个部件、零件的形状、图纸以及原理图、装配图、电路图等。

(5)展示设备或部件的维修技术标准,包括维修准备工作、维修顺序、维修工时、验收标准等。

(6)关键部位的维修,可以播放操作录像,并逐步解说操作的关键点。

(7)提供灵活的微服务模式,便捷新增模块,记录现场维修所消耗的物质和备件,与EAM系统连接,直接查找备件及库存管理。

(8)展示维修现场的安全要求及注意事项。

(9)对维修的案例进行汇,形成案例库。

(10)实现对新员工的培训和演练。

4 招金矿业IETM的成果及应用

招金IETM系统整合了先进的设备管理思想,前沿的专业技术知识,搭建了精巧的软件架构,呈现了用户友好型的UI界面,实现了“零”学习成本的使用。

招金IETM突破性的创新功能和结构包括:

(1)本平台融入了TnPM(全面规范化生产维护)的管理理念,践行“规范一切,一切规范”精神。例如,通过如下的作业网络图,规范了作业流程。


(2)以设备树形结构展开设备的组成结构和作业标准,平台在数据结构的逻辑性和关联性的方面表现更强。

(3)开发的系统平台突破传统的IETM文件格式和数据储存方式,一般IETM的文件多为HTML单体文件包、PDF、EXE等格式,本平台采用基于数据库+文档的多文件格式,将所有的技术手册中的数据信息制作成强大的数据库形式,使用数据库管理系统(DBMS)来管理所有数据内容,交互性能强。数据库中除了包括静态数据外,还可以扩展加入过程数据,用于支持远程故障诊断、在线培训、专家系统等。其优点表现在:方便查询,能迅速定位数据信息;便于数据的集成,易于数据多样性的显示;安全性更高,易于扩展和修订管理;

(4)系统的程序源代码全部由广州学府团队编写, 可以结合公司的实际情况进行客户化定制,使用性更强。

(5)设计开发了用户友好型人机界面。系统的使用方法类似于智能手机,开机即用。用户使用前不需要特别培训,“零”学习成本。界面具有招金矿业特色,符合矿山、冶金行业特点。界面简洁,功能强大,能快速索引到存储的海量技术信息。

(6)支持移动终端。可以在智能手机、平板、移动点检仪等兼容设备上使用。

(7)综合使用了文字、图片、动画、视频等展示形式,使维修人员更容易掌握作业方法和标准。

(8)作业标准涵盖了设备的关键作业。以某型号铲运机为例,作业标准清单如下表:

通过IETM的探索和应用,大力提升了招金矿业的设备管理水平。招金矿业完善了各种标准200多份,现场维修时间明显下降,员工的培训效果显著改善,提高了管理沟通的效率。IETM平台的建立,将所有的设备互联,打通了人机交互的渠道,为招金矿业“智慧矿山”的建设突破了关键的一环。

5 IETM的未来及展望

随着“中国制造2025”宏伟计划的推进,中国制造业正在迈向“智能制造”的时代。工厂使用了更多的智能设备,工厂无人化、少人化的趋势日益明显,设备管理在整个工厂管理中的重要性日益突出。

设备管理的理论和实践也正在突飞猛进地发展。人工智能(AI)、大数据(BD)、物联网(IoT)技术的出现和成熟,为设备管理的发展提供了新的可能性。正如李葆文教授指出的“随着信息技术的普及,基于大数据的维修模式(BDBM),智能点检、智能诊断、智能备件、智能检修指引、智能工业集成等也正在成为新的技术手段,成为传统产业向智能制造转型的技术支撑”。

IETM推动了维修作业的标准化、电子化及交互化,为人工智能(AI)、大数据(BD)、物联网(IoT)等技术在设备管理领域的应用,破除了壁垒,打下坚实的基础。

通过IETM的探索和应用,招金不仅大大提高了设备管理的水平,减少了设备的维修时间,对员工的培训和成长起到巨大的作用。对于下一步迈向智能维护,应用基于大数据的维修模式(BDBM),意义重大。随着IETM在招金的投入使用,将进一步完善和扩大应用范围,打造适合矿业行业的标准。

6 小结

IETM有力推动了维修作业的标准化、电子化及交互化,为人工智能(AI)、大数据(BD)、物联网(IoT)等技术应用在设备管理领域打下坚实的基础。助力中国制造业转型升级,迈向智能制造。

对于IETM的开发和应用,已经带来了巨大的经济效益和社会效益,特别是在军事领域的应用,甚至直接体现着一个国家的国防水平。随着我国制造业的强大,应用于生产的装备水平也越来越高,若能够将IETM应用于企业的设备管理, 一定也有非凡的效果。

作为黄金行业的领头羊的招金矿业与设备管理的领导者广州学府,共同研发了适用于矿山行业的IETM,不仅给企业带来了巨大的效益,而且开创了国内IETM应用的先河。

本文介绍的IETM具有完全著作权,系统架构完全自主开发,系统融入了先进的设备管理理念,具有设备技术标准完善、资料逻辑结构完整、表现形式多样、人机交互界面友好、使用方便等特点。为招金矿业带来了实实在在的好处,引领我国矿山行业IETM的发展方向。

参考文献:

[1]《人机系统精细化管理手册》李葆文等机械工业出版社 .

[2]《国内外IETM研究与应用现状分析》王崇 航空标准化与质量,2009年第5期.

[3]《IETM的研究与发展》朱宁等-兵工自动化 2008年第27卷第11期.

[4]《Evaluation of Interactive Electronic Technical Manual/Automated Classroom》 Barbara A.Morris, David K.Dickason, Navy Personnel Research and Development Center, 1996.


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