工艺装备全生命周期智能管控模式研究

引言：全生命周期智能化管控模式不仅顾及到装备某一时段的效能发挥，而且考虑到环环相扣的信息互联和优化。信息化可以实现从设计端的参数设计、制造端的生产工艺、运营端的工作状况、淘汰端的工作状态等的信息互联、共享、追溯，并利用平台搭载的智能化分析工具，实现健康状态的实时预警、寿命预测及优化、决策，有助于提高工艺装备全生命周期价值。

一、设计与制造阶段：信息化驱动的智能设计与可维护性提升

设计制造是工艺装备生命周期的起始点，设计制造状态的好坏将直接影响工艺装备的稳定性和可维修性。随着制造复杂性的增加，采用信息系统可以实现设计方式信息化、参数化、可追溯，对工艺装备优化设计和维护提供科学的技术支持，实现工艺运行过程实时监控、质量控制监控，保障工艺装备的可靠性与生命周期。

例如，轨道机车牵引电机在设计和制造过程中引入 CAD/CAE 技术与数字孪生等技术，仿真预测温升、应力、电磁损耗，调整参数。制造过程中，工厂使用工业互联网技术采集绕组、电磁性能、装配精度等工艺数据，对异常波动及时报警、及时修正、避免缺陷，制造数据自动建档成为电机状态监测和寿命预警的依据。设计制造过程中的信息化和制造过程的智能化确保了牵引电机的性能稳定可靠、缩短研发周期、提高维护管理效率，降低了轨道机车全寿命周期运行成本。

二、安装与调试阶段：信息化支持的数字化验收与性能优化

安装、调试是工艺装置投入正式运行前的一个主要环节，安装、调试质量的好坏直接决定工艺装置初期的运行稳定运行和故障率，传统的人工经验法由于缺乏经验，信息不准确，运行初期往往发生问题较多。信息化的实施可对安装、调试、运行状况进行数字化检测和监控，提升安装、调试质量，同时通过信息化可建立安装、调试档案为后续运行维护提供依据，便于后续运行衔接。

例如，轨道机车制动系统安装采用激光测距仪、高精度传感器对轨道机车制动盘、制动钳位置进行检测，确保位置满足设计要求；采用信息化系统对制动压力、制动响应时间、温度变化进行采集调整，并在调整过程中接入数字化测试台架，运行中振动、能耗、制动功率等性能数据自动上传检测，工程师记录数据后整冷却或控制参数。信息化系统在安装、调试过程中的使用，提升了轨道机车制动系统的安装、调试效率，运行的安全性也得到很大提升。

三、运行与维护阶段：信息化赋能的状态监测与预测性维护

运行维护阶段是时间最长花费最多的阶段，同时也是智能管理的最主要阶段。传统的维护方式是定期维修或故障维修，增加停机成本，浪费资源等。随着信息化时代的到来，状态监测与预测性维护正在逐步成为主要的维修手段。利用传感技术采集运行数据，借助于信息化平台，建立装备档案，实时监测其状态，提前做好维护工作，增加使用时间和使用效益。

例如，将传感器安装在轨道机车电机、齿轮箱等部位，对温度、振动和能耗数据等数据进行采集以及实时显示，信息化平台整合分析，形成设备健康档案和运行状况。基于设备异常振动信号，提前预知轴承磨损状况，提前通知检修人员，在设备计划停运期间进行检修、维护，避免非计划停运。通过以信息化平台辅助指导下的预测性维护，轨道机车关键部位设备可靠性提高，运维高效性提升，设备寿命延长，运行维护管理实现了智能管控的效益。

四、更新与淘汰阶段：信息化支撑的价值评估与绿色回收

更新与淘汰是全寿命周期内的最后阶段，其科学性决定了资源利用效率和投资回报率，以往的更新换代是依据经验判断，容易产生提前报废或延迟淘汰的情况，而借助信息化技术就可以在全寿命周期内进行科学分析，如寿命、维修、性能衰退等等，从而做出科学的更新换代。同时，在淘汰阶段，通过信息化平台识别可回收件，实现资源的二次利用，实现可持续制造的战略要求。

例如，轨道机车转向架更新，平台通过综合运营数据 + 应力数据 + 维修次数等测算全寿命周期成本，平台测算的旧转向架维护成本高于更换件阈值，指导企业更新。平台在淘汰时识别钢材、零部件的回收价值，回收过程由区块链平台记录，有迹可寻。再生材料循环应用到生产，减少原材料的消耗，绿色循环。企业利用信息化平台的价值评估、绿色回收，企业运行风险降低，资源利用、环保水平提高。这为轨道机车装备管理带来了快速、持续、智能的全新方案。

结束语：

工艺装备全寿命周期智慧管控模式就是在制造工业数字化转型中，实现工艺装备信息共享、闭环优化的目标，将设备管理从“经验驱动”转向“数据驱动”，在设计过程、安装过程、运行过程、更新过程等各个过程采用信息化手段和方法进行智慧化管控。未来在人工智能技术、工业互联网技术的加持下将实现更加精准高效的工艺装备管控，支撑制造业高质量发展。

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