智能运维在钢铁行业中应用与实践

智能运维在钢铁行业中应用与实践

余游 张周瑾 钟鸽荘

广东中南股份有限公司设备管理部  广东韶关  512123

摘要：设备智能运维是设备管理的一个发展方向。设备智能运维在钢铁业中应用越来越广泛，主要包括设备状态数据感知、状态数据预处理、状态特征提取、状态评价与预测、故障诊断与预测、运行维修决策等。

关键词：智能运维  设备管理  在线监控  趋势分析   

1、前言

在现代冶金企业中，随着设备管理精细化要求的持续提高，传统点检定修模式的短板显得愈发突出。过度依赖人的行为、经验设备风险难以控制；以防为主，过维修多成本优化空间有限；分工过细，工作繁杂劳动效率提升困难。据不完全统计，96%点检标准属于定性点检标准，依靠五感点检的稳定性不高，90%以上事故属于点检不周，关键设备多周期维护，逢停必修、以修代检情况普遍。

设备的智能运维通过智能采集、智能分析、智能诊断、智能排产、智能检验等手段改变了传统设备运维的模式。如图1

图1 设备运维模式对比

2、运维平台建设

   平台建设分为三个层级，E1层级为设备级监控，E2层级为过程监控，E3层级为基地级诊断平台。如图2

图2 智能运维平台结构图

2.1 E1层级

覆盖系统所监控的设备，主要通过采集模块获取实时状态数据。同时也可以从现场PLC、DCS系统中获取工艺量数据，并通过其他专业分析系统获取分析结果，为顶层分析提供数据支撑。

2.2 E2层级

覆盖厂部、产线及区域，主要由边缘服务站构成。具有数据采集、处理、存储、预警、转发五大功能。根据监控设备的数量，可横向可扩展，合理编排边缘服务站集群。同时在收到E3层预警模型指令后，可及时变换采集频率，对监控设备的异常数据做密集采集。

2.3 E3层级

    基地级智能运维平台，包含设备状态数据池、设备管理系统、监测诊断服务核心板块。主要以设备状态数据池为基础，结合监测诊断服务及设备管理系统，汇集设备状态、工艺过程、管理过程数据，实现设备之间的互联、系统与人员之间的互联，通过数据分析、智能模型识别和综合诊断机制，为用户提供准确的预警信息、状态判断结果和处理方案，形成状态监测、分析诊断、维护改善的良性循环，完成对设备运行生命周期全方位状态把握，并利用这些信息指导维修、支撑生产、提升效率。

2、运维平台工作内容

智能运维平台工作内容主要包括：状态监控、综合诊断、分析工具、报警中心、设备履历、统计报表。

状态监控分为几个级别，其中包括：单体设备监控、区域监控、产线监控、厂部监控、基地监控。其功能包括：设备树预览、设备模型总览、数据看板、趋势分析等。如图2

图2 状态监控界面

综合诊断分为在线诊断、离线诊断、协同诊断。在线诊断实时跟踪设备、产线运行状态，通过趋势预测对有劣化趋势的设备发出“注意”、“报警”等。对于离线的设备进行离线诊断，在系统中手动上传诊断报告，并提供编辑、删除、下载等功能。当诊断分析员专业不匹配或者其他原因无法诊断时，可请技术团队协同诊断。接收到协同诊断的其他专业诊断技术人员可在规定时间内完成各自专业的诊断意见。

分析工具主要包括：综合趋势分析、振动分析、模型分析、趋势对比和分布分析。

综合趋势分析主要通过专业分析-综合趋势进行指标波形的分析查看。可通过设备树进行设备切换，查看对应设备的综合趋势指标内容，包括测点的分析视图与工艺参数的分析视图；振动分析对设备相应振动类测点的指标进行专业分析，支持特征趋势分析、基于时域、频域的信号分析，平台提供多样算法辅助用户进行数据分析。算法分类包含特征类、频域转化类、滤波类、低频数据滤波类、时频转化、包络谱等30种算法；模型分析集成设备机理模型分析系统对数据进行分析，通过组合视图设计器嵌套模型诊断分析视图，展示模型诊断分析结果；趋势对比分析支持用户选取同一设备或不同设备的不同指标波形在同一坐标图上行对比分析；分布分析对比两组指标间的分布情况，展示两个指标间存在的关联关系。如图3

图3分析工具界面

报警中心的报警条目处理方式分为：忽略、确认转诊断、确认不转诊断、挂起。对于一条报警，经确认不是设备问题后，可以忽略报警；当报警需要诊断分析时，可以选择确认转诊断，选择对应诊断人员诊断分析；当报警不需要诊断分析时，可以选择确认不转诊断，选择对应现场运维人员处理；当报警暂时无法处理或需要跟踪观察是，可以选择挂起。

统计报表主要包括：报警统计、报警状态看板、报警管控日报、数据状态监控日报、运维日报、故障漏报、处理时长统计、指标明细等。

3、实例应用

2022年3月31日，中南股份高一线26#锥箱联轴器输入端故障报警。随后系统诊断分析认为锥箱输入轴存在对中不良、装配较差等连接异常，发出预警通知。现场检查发现长轴联轴器内部轴承损伤，对故障件进行检修更换。检修后设备振动稳定，本案例通过传递到锥箱的振动异常，及时发现相连联轴器的轴承故障，发现后第一时间处理，避免了无法及时发现故障造成的设备隐患和故障扩大。

4、结束语

本文通过对中南股份设备智能运维系统整体架构、各部分工作内容的描述，阐释设备智能运维系统运行模式以及该系统为企业带来设备运维模式的改变，此种改变给企业带来了经济效益和社会效益。

参考文献

[1].钟诗胜.智能运维技术及应用[M]，北京：清华大学出版社，2022

[2].李琼砚．智能制造概论[M]．北京：机械工业出版社,2021