無人機(jī)空中檢查-預(yù)防性維護(hù)指南

“小心謹(jǐn)慎總比事后后悔好”是運(yùn)營(yíng)和維護(hù) (O&M) 團(tuán)隊(duì)的常用語。忽視工作溫度偏差可能會(huì)導(dǎo)致電氣元件故障。絕緣層下未被發(fā)現(xiàn)的腐蝕會(huì)導(dǎo)致管道破裂和環(huán)境污染。

資產(chǎn)維護(hù)不善的后果在最 好的情況下是代價(jià)高昂，在最壞的情況下是會(huì)給員工帶來致命危險(xiǎn)。因此，大多數(shù)公司自然會(huì)嘗試對(duì)更大比例的資產(chǎn)組合進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。

什么是預(yù)防性維護(hù)？

預(yù)防性維護(hù) (PM) 是指定期、有計(jì)劃地進(jìn)行糾正活動(dòng)，旨在維護(hù)資產(chǎn)完整性并最 大程度降低故障風(fēng)險(xiǎn)。通過定期進(jìn)行檢查、維修和資產(chǎn)調(diào)節(jié)，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)可以保持領(lǐng)先地位，而不是等到問題顯現(xiàn)出來才采取行動(dòng)。

被動(dòng)維護(hù)會(huì)導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間延長(zhǎng)，進(jìn)而對(duì)供應(yīng)鏈產(chǎn)生連鎖反應(yīng)——制造延遲、資源浪費(fèi)、質(zhì)量控制問題、庫存規(guī)?？s減、銷售損失，最終導(dǎo)致客戶失望。2024年 10 月， Neste 新加坡生物精煉廠意外關(guān)閉，對(duì)該公司在美國(guó)的銷售產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)，直到年底，導(dǎo)致銷售損失，因?yàn)槊绹?guó)攪拌機(jī)稅收抵免即將到期。

當(dāng)然，并非所有問題都能得到完全緩解，尤其是當(dāng)您缺乏有關(guān)性能下降的數(shù)據(jù)時(shí)。但許多運(yùn)營(yíng)問題可以通過預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃提前發(fā)現(xiàn)。

大多數(shù)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者（87%）表示，預(yù)防性維護(hù)可減少機(jī)器故障和生產(chǎn)時(shí)間損失。根據(jù) NIST 的一項(xiàng)研究，主要依賴預(yù)防性和預(yù)測(cè)性維護(hù)方法的公司停機(jī)時(shí)間減少了 15%，缺陷率降低了 87%，因計(jì)劃外維護(hù)而導(dǎo)致的庫存增加減少了 66% 。此外，由于停機(jī)時(shí)間最小化，他們的交貨時(shí)間和生產(chǎn)時(shí)間也更快，從而能夠更靈活地應(yīng)對(duì)供需波動(dòng)。

預(yù)防性維護(hù)與預(yù)測(cè)性維護(hù)：有什么區(qū)別？

預(yù)防性維護(hù) (PM) 經(jīng)常與預(yù)測(cè)性維護(hù) (PdM) 一起被提及。兩者的目標(biāo)都是防止資產(chǎn)故障，但實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的方法不同。

預(yù)防性維護(hù)策略是按計(jì)劃進(jìn)行的。維護(hù)活動(dòng)按預(yù)定的時(shí)間間隔進(jìn)行（例如每周、每月、每季度等）。頻率是根據(jù)適用的合規(guī)性要求、行業(yè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和 OEM 指南（如果適用）確定的。在許多情況下，例行維護(hù)的執(zhí)行與資產(chǎn)的實(shí)際狀況無關(guān)，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致過度維護(hù)或維護(hù)不足。

相比之下，預(yù)測(cè)性維護(hù)策略是基于條件的。維護(hù)需求是使用資產(chǎn)健康評(píng)分的最 新數(shù)據(jù)來確定的，這些數(shù)據(jù)是基于傳感器、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、檢查無人機(jī)和其他資產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)創(chuàng)建的。只有當(dāng) PdM 系統(tǒng)表明性能下降或故障傾向很強(qiáng)時(shí)，才會(huì)進(jìn)行糾正性維護(hù)。

實(shí)際上，預(yù)測(cè)性維護(hù)將預(yù)防工作提升了一個(gè)檔次，為資產(chǎn)管理團(tuán)隊(duì)提供了有關(guān)設(shè)備退化的多維度實(shí)時(shí)洞察。例如，聲發(fā)射水平、工作溫度或壁厚的變化可以

一開始就表明問題。然而，傳統(tǒng)的資產(chǎn)監(jiān)控解決方案通常無法識(shí)別這些信號(hào)。

預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案通過匯總來自多個(gè)來源的狀況數(shù)據(jù)并使用機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分析，提供對(duì)資產(chǎn)狀況的更豐富見解。連接到資產(chǎn)管理系統(tǒng)后，預(yù)測(cè)算法可以提供有關(guān)未來資產(chǎn)性能的見解，發(fā)出有關(guān)性能下降的警報(bào)，并提供準(zhǔn)確的剩余使用壽命 (RUL) 估計(jì)。

可以理解的是，預(yù)測(cè)性維護(hù)策略實(shí)施起來成本更高，因?yàn)樗鼈冃枰录夹g(shù)投資和工藝變更。然而，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，預(yù)防性維護(hù)策略可以帶來更低的生產(chǎn)損失和最少的計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間。

預(yù)防性維護(hù)的類型

預(yù)防性維護(hù)是避免突發(fā)資產(chǎn)故障和隨后的計(jì)劃外停機(jī)的四種不同方法的總稱。這些方法包括基于時(shí)間的維護(hù)、基于使用的維護(hù)、基于條件的維護(hù)和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

基于時(shí)間的維護(hù)

顧名思義，基于時(shí)間的維護(hù)假設(shè)以固定的間隔安排維護(hù)活動(dòng)——每日、每周、每季度、每半年等。頻率取決于資產(chǎn)類型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分、運(yùn)營(yíng)條件和適用的行業(yè)法規(guī)。

例如，必須每 5 年對(duì)汽油儲(chǔ)罐進(jìn)行一次徹底的內(nèi)部檢查。發(fā)電廠的 E 級(jí)和 F 級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子必須在運(yùn)行2,000 至 5,000小時(shí)后接受重新鑒定檢查，以確定剩余運(yùn)行時(shí)間。許多 OEM 保修和支持政策還規(guī)定了進(jìn)行檢查和維護(hù)的具體時(shí)間表。

基于時(shí)間的維護(hù)策略的優(yōu)點(diǎn)是易于安排和管理工單。這種方法通常會(huì)導(dǎo)致服務(wù)不足或過度，因?yàn)闆]有考慮實(shí)際磨損。

基于時(shí)間的維護(hù)方法還會(huì)導(dǎo)致更多的工單，需要更大的團(tuán)隊(duì)。鑒于一半的維護(hù)團(tuán)隊(duì)都在努力招聘新人才，這種策略可能會(huì)給團(tuán)隊(duì)帶來額外的壓力，導(dǎo)致疏忽。

基于使用情況的維護(hù)

基于使用情況的維護(hù) (UBM) 策略將服務(wù)計(jì)劃與實(shí)際資產(chǎn)使用情況保持一致。它可以由運(yùn)行小時(shí)數(shù)、里程數(shù)、負(fù)載水平、啟動(dòng)/停止周期或振動(dòng)水平等指標(biāo)驅(qū)動(dòng)。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng) (CMMS) 根據(jù)資產(chǎn)年齡、使用率和維護(hù)歷史，為設(shè)施管理人員提供數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的生命周期洞察。它們還可以提供資本資產(chǎn)更換建議，以更好地指導(dǎo)預(yù)算并協(xié)調(diào)資本更換計(jì)劃。

Centrax 是一家高效燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電套件的原始設(shè)備制造商，它依靠預(yù)防性維護(hù)解決方案來監(jiān)控200 多項(xiàng)部署資產(chǎn)。通過監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，Centrax 可以根據(jù)客戶需求定制檢查計(jì)劃。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)還可以為新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供更好的見解。

在化工行業(yè)，UBM 策略可應(yīng)用于離心機(jī)、壓縮機(jī)、泵和反應(yīng)堆攪拌器等關(guān)鍵資產(chǎn)。EFESO的Michiel van den Boomen表示，通過改進(jìn)資產(chǎn)管理方法，化工公司可以將整體設(shè)備效率 (OEE) 提高 8% 至 30%。

基于條件的維護(hù) (CBM)

基于狀態(tài)的維護(hù) (CBM) 為資產(chǎn)服務(wù)提供實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)。當(dāng)跟蹤的參數(shù)低于可接受的閾值時(shí)，表明設(shè)備性能下降或即將發(fā)生故障，就會(huì)進(jìn)行維護(hù)。例如，如果傳感器檢測(cè)到鉆井設(shè)備振動(dòng)水平異常，就會(huì)安排維護(hù)以運(yùn)行診斷檢查、潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件并重新校準(zhǔn)設(shè)備。

挪威 Equinor 最近針對(duì)其 40% 的設(shè)備采用了基于條件的維護(hù)策略。該系統(tǒng)采用SAP 技術(shù)，通過 IoT 網(wǎng)關(guān)集成來自 Equinor 現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的傳感器數(shù)據(jù)。然后，用戶設(shè)置自定義規(guī)則來觸發(fā)通知（例如，振動(dòng)水平上升到可接受的閾值以上）。通知與后端資產(chǎn)管理系統(tǒng)同步，無需手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)。Equinor 團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在擁有資產(chǎn)健康狀況的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從“優(yōu) 秀”到“不可接受”，從而簡(jiǎn)化決策。警報(bào)提供有關(guān)檢測(cè)到的問題的額外背景信息，并指導(dǎo)下一步的最 佳步驟。

對(duì)于具有可預(yù)測(cè)的退化模式和明確指示待處理問題的指標(biāo)的資產(chǎn)，CBM 是一種可靠的策略。對(duì)于檢查員可以使用其他非侵入性方法（例如使用攝像機(jī)無人機(jī)進(jìn)行目視檢查或使用 Voliro T 等超聲波傳感器的檢查無人機(jī)）確認(rèn)內(nèi)部傳感器檢測(cè)到的問題的資產(chǎn)，CBM 也非常有意義。

預(yù)測(cè)性維護(hù)

預(yù)測(cè)性維護(hù)策略將實(shí)時(shí)監(jiān)控與高級(jí)分析方法相結(jié)合，以預(yù)測(cè)資產(chǎn)性能下降和故障?；跅l件的監(jiān)控會(huì)針對(duì)已出現(xiàn)的問題發(fā)出警報(bào)，而 PdM 工具則會(huì)預(yù)估未來可能出現(xiàn)問題的時(shí)間，從而為運(yùn)維團(tuán)隊(duì)提供額外的反應(yīng)時(shí)間。

先進(jìn)的 PdM 模型可以高精度地預(yù)測(cè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的剩余壽命或預(yù)測(cè)飛機(jī)的不同部件故障。殼牌最近在其位于荷蘭的一家煉油廠推出了控制閥預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案。該算法基于歷史資產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，以識(shí)別性能異常。只要檢測(cè)到任何偏差，現(xiàn)場(chǎng)團(tuán)隊(duì)就會(huì)收到警報(bào)。自推出以來，該系統(tǒng)檢測(cè)到了 65 個(gè)控制閥中的問題，而傳統(tǒng)檢查方法無法檢測(cè)到這些問題。早期檢測(cè)意味著可以在最 佳時(shí)間主動(dòng)規(guī)劃閥門維護(hù)，而不是被動(dòng)地進(jìn)行維護(hù)，從而導(dǎo)致更長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間和運(yùn)營(yíng)成本。

PdM 策略可實(shí)現(xiàn)“及時(shí)”服務(wù)，幫助企業(yè)避免嚴(yán)重的停機(jī)。然而，此類解決方案還需要對(duì)新數(shù)字技術(shù)和流程相關(guān)變革進(jìn)行大量投資。此外，您需要訪問足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練和驗(yàn)證（某些資產(chǎn)類型可能缺乏這些數(shù)據(jù)）。

一般來說，預(yù)測(cè)性維護(hù)在以下情況下是有意義的：

1. 非計(jì)劃停機(jī)的后果比計(jì)劃停機(jī)的后果嚴(yán)重得多。例如，對(duì)于發(fā)電渦輪機(jī)、工業(yè)管道或海上石油平臺(tái)而言。

2. 適應(yīng)計(jì)劃內(nèi)停機(jī)比計(jì)劃外停機(jī)容易得多（例如，需要升降平臺(tái)或腳手架來接觸故障組件）。

預(yù)防性維護(hù)的未來

毫無疑問，預(yù)防性維護(hù)是一種比被動(dòng)維護(hù)更好的方法。但預(yù)防性維護(hù)在新設(shè)備、硬件、軟件、員工培訓(xùn)和流程優(yōu)化方面的前期投資成本也很高。由于采集困難或系統(tǒng)互操作性問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)收集有限，進(jìn)一步減緩了采用過程。

即使所有技術(shù)組件都已到位，公司仍面臨人力資源的限制。麥肯錫調(diào)查的近四分之三的領(lǐng)導(dǎo)者表示，他們?cè)谡衅感碌木S護(hù)技術(shù)人員方面遇到了困難。因此，預(yù)防性維護(hù)僅占所有維護(hù)活動(dòng)的 51%。

顯然，O＆M團(tuán)隊(duì)需要提高其資產(chǎn)管理計(jì)劃的效率，而新的預(yù)防性維護(hù)技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

價(jià)格實(shí)惠的物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各種資產(chǎn)，而不像 SCADA 那樣定期或基于事件的數(shù)據(jù)收集，從而導(dǎo)致響應(yīng)延遲。物聯(lián)網(wǎng)傳感器還可以捕獲更廣泛的參數(shù)——振動(dòng)、溫度、濕度水平和聲波。當(dāng)連接到安全的基于云的數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)還提供遠(yuǎn)程可視性和遠(yuǎn)程控制，而不像 SCADA 通常的本地控制。

專用工業(yè)巡檢無人機(jī)還能更快、更頻繁地對(duì)大型資產(chǎn)進(jìn)行巡檢。要收集儲(chǔ)罐厚度測(cè)量數(shù)據(jù)或檢查高架管道的早期腐蝕跡象，您不再需要搭建腳手架或召集一隊(duì)爬繩者。相反，您可以使用Voliro T。

Voliro T 配備六個(gè)可互換的有效載荷，可在高空進(jìn)行無損檢測(cè)，可從各個(gè)角度接近資產(chǎn)，收集可靠讀數(shù)，所需時(shí)間比使用傳統(tǒng)方法少一半。借助我們的技術(shù)，檢查人員只需 2 小時(shí)即可完成整個(gè)火炬塔檢查，或每天完成5 到 10 個(gè)工業(yè)儲(chǔ)罐檢查。

更輕松、更少麻煩的條件數(shù)據(jù)收集可以讓您更好地了解當(dāng)前資產(chǎn)的健康狀況，并幫助您構(gòu)建可靠的歷史數(shù)據(jù)庫來訓(xùn)練預(yù)測(cè)性維護(hù)模型。