测试设备设施健康状况:机会还是成本?

概览

健康的身体可以带来更好的生活质量。健康的身体可以保证更好的工作效率。您在参与各种活动时会感到更有活力,体力也不会很容易就透支到必须停下休息。找时间看医生麻烦重重,更难的是积极监控自己的健康状态,发现并处理身体发出的警告。

 

测试设备的管理和维护也是同样的道理。事实上,计划外停机每年会给制造商造成500亿美元的损失,导致停机的这类事件所产生的影响超出了事件的直接损失。

 

为测试设备设计一套良好的健康策略,有利于维护测试设备,保证生产设备正常运转。

 

就像您的身体一样,预防性维护比紧急修理、停工待机更有性价比。更换所有设备、购买新设备、失去生产或测试能力、停机等待,这些情况都有可能导致成本下降并对品牌和业务产生负面影响,类似情况还有很多。

 

在过去的几个世纪里,工业生产发生了巨大的变化,生产线上的各种机器协同工作。这意味着一个局部的问题可能会掣肘整个生产系统。积极主动地监控测试设备的健康状况是延长设备正常运行时间的最有效方法。

 

本白皮书将指导您如何应对当前的挑战,保证设备正常运行,加快产品开发过程,通过正确的战略实现公司的远大愿景。

 

对设备健康的投资不是徒增成本,而是为您带来更好的机遇。您和您的公司准备好了吗?

内容

清晰设备管理战略

制定清晰的战略对于获得成功和保持竞争力至关重要

如需快速且适时地将新产品和新功能推向市场,明确的路径以及切实的项目和计划是关键驱动力。

例如,很多公司使用电子表格来管理设备的维护需求。这意味着相关人员要做到:事情发生时记录数据至表格;创建备件库存;创建不同部件发生故障的历史记录。这种基于经验的方法可确保零部件在损坏前先被更换掉,但未考虑以下方面的高成本:

  • 技术,仅仅是因为历史数据,您还是更换掉了能正常工作的零部件
  • 资源,创建和持续维护库存零部件表格需要一个全职岗位
  • 停机时间,解决问题或订购受损零部件所需的时间代价高昂

应以完备成熟的计划性维护方案为基础,而如需了解故障背后的原因,清晰的战略则至关重要。

在这种情况下,“知识就是力量,力量提供信息”这句话可以理解为:当我们知道事情背后的原因,我们就可以及时干预,化解危机

可以生成数据不表示有能力在合适的位置处理和使用数据。您和您的公司每天产生多少数据?您的公司可能会生成数十亿或数万亿条数据。您是否深度解读了这些海量数据?研究表明,公司的大量数据没有得到充分的使用。Gartner的一份报告显示,未经充分利用的数据大约有97%。从尽可能多的数据中获取尽可能深的解读势在必行。 

要更有效地参与竞争,公司不仅必须使用所有数据来改进产品开发过程,还必须利用测试数据来找到影响质量和性能的关键问题。长期收集数据可以奠定良好的基础,找到因果关系需要深度解读数据以获取洞察力。部分信息直接来自测试设备,但必须通过额外的传感器进行放大。传感器可捕获您需要的信息,包括故障背后的原因,周围环境的影响,甚至电源的瞬态变化对设备的影响。 

托马斯·雷德曼(Thomas Redman)曾说过:“哪里有数据小纰漏,哪里就有业务大麻烦。” 如果您未正确处理数据,就可能导致整个公司出现更大的问题。因此,投入资源以正确收集、存储和使用数据是保证业务良性运转的关键。

策略什么?事件驱动还是数据驱动?

事件驱动策略使用被动式管理。数据驱动策略可帮助公司主动采取行动。图1描述了维护成熟度模型的进化过程:

图1:维护成熟度模型

  • 第一级别是设备通常容易发生故障的位置,实施被动式维护策略,只有当设备出现故障时才修理。
  • 第二级别是由工程师预先安排维修计划。
  • 第三级别是优化测试设备,提高测试能力、性能,以及仪器化和数字化的程度。

按照实际条件对测试设备进行监控,实时了解设备的运行性能。当实施预测性维护时,预计整体设备效率(OEE)和正常运行时间将提高至90%以上。这种方法可以为维护活动自定义一系列规则,然后监控事件和行为的触发条件。例如,当关键部件的使用寿命剩余不到一年时,系统将发出警告或通知。这样可以保证备件需要时随时可用。公司可以减少库存量,控制成本。 

模型的最高级别是自主维护,自主维护是更高级别的维护,不仅预测故障事件,还推荐最适合您的操作。改进之路的第一步是确定贵公司在模式中的定位以及未来的发展方向。

哪里开始

首先要确认哪些设备对公司的业务来说至关重要。也就是说,如果这些设备停机,公司的业务会受到较大的影响。数据可帮助确定故障发生的位置,数据还可揭示加速部件老化的环境影响因素。如果公司在不同的国家使用同样的设备,那环境因素就更为重要。不同地区的基准气候可能不同;温度和湿度等影响因素可能会导致故障发生。

明确需要监控的数据后,可使用智能传感器升级现有设备,收集关键信息。这些传感器实时执行第一级数据处理,帮助您转向成熟度模型中的自主维护,如图1所示。 

图2: 数据处理成熟度级别

原则简单直观:如果无法让数据离数据中心更近,那就让数据中心离数据更近。收集关键数据可确保信息在信源位置的外围网络就近处理。不是将原始数据传输至系统控制器进行进一步的处理和分析,而是在产生数据的信源位置直接处理和分析数据。第一级特征提取允许实时预处理数据,同时持续减少系统延迟。 

下一个阶段是将这些智能传感器连接到系统控制器,以进行深度边缘计算。这样做可以提供高质量的数据;在将数据发送至服务器之前,使用机器学习(ML)进行异常检测和趋势识别,从而加速数据采集和特征提取。 

在此级别,您可以进行进一步的分析,并实现通知和警报、基于条件的自动故障排除建议和自动报告等功能。您还可以在仪表板中提供数据和可视化效果,这有助于远程监控设备、检查异常位置以及确定测试系统和组件的剩余使用寿命(RUL)。此级别的基础架构使您能够专注于所需的数据,并有针对性地更好地控制工厂和调度维护团队。 

下一步

主动进行设备优化不是轻而易举,但是值得一试。您可寻求外部支持。NI是业界公认的专家,从设计到验证再到生产的整个产品生命周期中,提供采集、存储、分析测试数据的各种工具。让数据为公司带来更大的价值。

主动维护就像为测试设备做健康体检,与有效减少浪费和运行高效策略息息相关。与计划外故障相比,主动维护的投资成本非常低。

您可以规划有效的维护策略,保持设备正常运行,节省成本并创造竞争优势。设备维护优化策略可通过以下方式在短短30天内给予汇报:  

  • 维护成本降低25-30%
  • 设备故障减少70-75%
  • 停机时间减少35-45%

此处所示的调查结果基于2017年10月至2018年6月期间GartnerITScore for Data and Analytics收集的813份回复。