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進行實時監控，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展，最后導致故障發生。傳統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維修策略，以防止故障發生；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院，風險大且醫療費高；二是身體有不良癥狀就去檢查，早發現早治療，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，如某鐵路局機車發動機應用金屬表面陶瓷化技術，可實現 30 萬公里零磨損；建立自養護、自修復機制。

設備健康管理是一種針對設備進行全面監測、評估和管理的體系，旨在確保設備在運行過程中的安全、穩定和高效。具有預防性、動態性和系統性的特點，通過對設備進行實時監測和數據分析，及時發現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。其重要性體現在提高設備可靠性，減少設備故障發生；降低維護成本，避免不必要的維修和更換；提高生產效率，保證生產連續性和高效性；保障人員安全，及時發現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。隨著科技發展，逐漸發展成為專業化體系，且隨著物聯網、大數據和人工智能等技術的發展，正朝著智能化、自動化方向發展。

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，顯著降低因突發故障導致的停機成本。實現對設備狀態的實時監測，能更準確地預測設備的故障和維護需求，在設備出現故障之前采取行動，避免突發停機和緊急維修，從而降低生產中斷帶來的損失，為企業節省大量成本。

（二）提高生產效率

設備健康管理體系能夠實時監控設備運行狀態，及時發現潛在故障，避免對生產線造成影響。它可以通過對設備進行振動機理 + 數理模型的分析，如設備健康管理系統可查看設備健康狀態、設備啟停狀態以及設備報警、故障等整體情況，專業診斷人員根據設備報警、故障燈數據及精密的數據分析對設備進行診斷和處理，從而提高生產效率。

（三）增強設備可靠性

設備健康管理體系對設備運行數據實時監控和分析，為預測性維護和優化提供支撐。通過實時數據采集、監測和分析，結合工藝數據，可以及時了解設備的性能變化，例如設備健康管理系統通過實時數據采集和監測來獲取設備的運行狀況，傳感器和監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、電流等數據，傳輸到系統中進行實時分析和處理，為設備的預測性維護和優化提供數據支撐，從而提高設備的可靠性和穩定性。

（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，節省能源和資源浪費。通過實時監測和預測性維護，工廠可以減少設備故障和停機時間，確保生產計劃的順利執行，提高生產效率和產能利用率，使企業更有效地利用資源，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生頻率。通過實時監測和定期維護，幫助企業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。通過數據分析和算法模型，設備健康管理系統能夠提供設備的預測性維護和故障預警，提前發現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測設備運行狀態，提前發現故障跡象，采取預測性維護措施。系統通過傳感器和數據采集設備，實時監測地鐵機電設備的運行狀態，收集關鍵參數，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，一旦發現異常，系統將及時發送警報和通知，使運維人員能夠迅速采取行動，防止故障進一步擴大。

（八）數據管理和分析

設備健康管理體系集中管理設備質量數據，發現潛在問題，進行持續改進和優化。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據分析平臺，通過對數據的挖掘和分析，實現設備健康狀態的準確診斷和預測，幫助企業預防潛在故障、優化維護計劃，并提高設備的可用性和可靠性。

（九）資產管理和追溯性

設備健康管理體系實現對設備資產的全面管理，確保設備合規性和可追溯性。運營管理人員可以通過系統的資源管理功能，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，實現對設備資產的全面管理。

（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。系統適用于高價值核心設備的健康管理與實時狀態感知，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，基于這些數據，制定更加科學合理的設備保養和維護計劃，同時也提高了員工的技能水平和知識儲備。

（十一）實時監測和預警

設備健康管理體系對設備狀態進行實時監測并生成警報，減少不必要停機時間，提高資源利用率。設備健康管理系統通過傳感器和監測裝置，實時收集設備數據，一旦發現異常情況，及時發送警報和通知，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）數據分析和預測性維護

設備健康管理體系分析歷史數據，識別設備維護模式，預測未來問題，提前計劃維護?；跉v史數據和設備性能模型，設備健康管理系統可以識別設備可能出現的故障模式和趨勢，并提前發現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）資源優化

設備健康管理體系使企業更有效地利用資源，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，確保生產計劃的順利執行，提高生產效率和產能利用率，使企業更有效地利用資源。

（十五）多源異構數據采集

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

（十六）工業互聯網平臺搭建

設備健康管理體系支持搭建工業互聯網平臺，封裝和平臺化面向不同人員的功能，支持二次開發。設備健康管理系統可滿足現場設備管理與運行維護人員的設備監測和故障分析需求，通過搭建工業互聯網平臺，實現設備的實時監控和遠程維護，為企業高質量發展添加動能。

三、設備健康管理體系的應用領域

（一）能源行業

設備健康管理體系在能源行業中有著廣泛的應用。在石油領域，通過實時監控石油設備的運行狀態，利用先進的傳感器和數據分析技術，對潛在故障進行預測和排除，確保設備穩定運行。例如，對抽油機等關鍵設備進行實時監測，可及時發現設備性能變化，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。在風力發電領域，設備健康管理體系同樣發揮著重要作用。對風力發電機等設備進行實時監測和維護，預測潛在故障，及時進行優化，確保能源設備的穩定運行，提高能源利用效率和可靠性。

（二）制造業

在制造業中，設備健康管理體系應用于各類生產設備，顯著降低了設備故障率，提高了生產效率。通過對生產線的實時監控和維護，如對離心機、壓縮機等設備進行振動機理 + 數理模型的分析，及時發現潛在故障，避免因設備故障對生產線造成影響。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，提高設備健康狀態的可見性。準確了解所有設備的運行情況，實時監測和跟蹤設備的狀態，及時獲取設備的運行數據，通過數據分析更好地掌握設備的性能和當前的健康狀態，為企業創造更大的價值。

（三）煤礦行業

在煤礦行業，設備健康管理體系用于礦山礦下關鍵設備的監測和維護，確保安全生產。例如，韓家灣煤炭公司成功應用了設備健康管理平臺，實現了智能實時監控設備狀態，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，及時發現設備隱患，提高設備穩定性。同時，設備檢測管理平臺可實時監測設備運行情況及智能診斷，按月出具設備運行狀態發展趨勢分析報告，指導現場開展維修工作，保證生產設備穩定運行。此外，如《2022 年煤礦機電設備健康管理體系系統關鍵技術的研究》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

隨著技術不斷發展，設備健康管理將迎來更廣闊發展空間，為企業可持續發展和降低成本提供強大支持。

在技術層面，物聯網、大數據、人工智能等先進技術將持續賦能設備健康管理體系。傳感器技術的不斷進步，將實現更精準的數據采集，為設備狀態的實時監測提供更可靠的基礎。大數據分析能力的提升，能夠挖掘出更多有價值的信息，為設備的預測性維護和優化提供更準確的依據。人工智能算法的優化，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。除了目前廣泛應用的能源、制造業、煤礦行業等，未來在醫療、交通、通信等領域也將發揮重要作用。例如，在醫療領域，可穿戴設備的發展為個人健康管理提供了新的途徑，通過監測心率、血壓、脈搏、血糖等生理指標，以及發現房顫、預測老年人跌倒可能性等，為人們的健康提供實時監測和預警。在交通領域，城市軌道交通的智能化發展將對設備健康管理提出更高的要求，通過實時監測和預測性維護，確保列車運行的安全穩定。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絡穩定運行的關鍵。

在企業管理方面，設備健康管理體系將與企業的數字化轉型深度融合。設備健康管理系統將成為企業數字化轉型的重要組成部分，通過實時監測、故障預測和智能診斷等功能，為企業提供全面的設備管理和維護能力，推動企業實現設備預測性維護，提高生產效率、降低成本，并加強競爭力。同時，設備健康管理系統還將為企業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展前景廣闊，將為企業的可持續發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展做出重要貢獻。