企業(yè)現(xiàn)代設備管理的信息化支持系統(tǒng)MRO
清華大學軟件學院副院長 王建民
摘要：為 支持預測性維修為主的綜合維修模式,從產(chǎn)品全生命周期管理角度出發(fā),研究了產(chǎn)品生命中期階段維護、維修和大修支持系統(tǒng)總體框架以及維護、維修和大修支持技 術體系。在總結(jié)維修服務系統(tǒng)發(fā)展歷程的基礎上,分析了維護、維修和大修服務管理需求,給出了維護、維修和大修支持系統(tǒng)總體框架和支持技術體系。最后,闡述 了維護、維修和大修支持技術體系各個部分的核心技術。
關鍵詞：維修服務 維護、維修和大修 支持系統(tǒng) 支持技術 決策支持 運行監(jiān)控
MRO（Maintenance, Repair and Overhaul）是產(chǎn)品在使用階段所進行的各種維護、維修、大修等制造服務活動的總稱。隨著先進制造產(chǎn)業(yè)由制造為中心日漸變向以創(chuàng)新與服務為中心轉(zhuǎn)變， 產(chǎn)品服務的效率和質(zhì)量成為企業(yè)生存與發(fā)展的關鍵因素，MRO業(yè)務已成為先進制造企業(yè)收入的主體。據(jù)統(tǒng)計，大型裝備的MRO費用占裝備全生命周期管理 （Product Lifecycle Management，PLM）總費用的60-70％。通用電氣(GE)年收入總額中服務業(yè)所占比重為：2003年占62.44%，2004年占 63.32%；通用汽車公司(GM)下屬的服務公司2004年利潤達到29.1億美元，占GM全部利潤的80%。
科技的不斷進步導致產(chǎn)品的極大豐富，同時也誕生越來越復雜的產(chǎn)品。高價值復雜產(chǎn)品具有使用周期長、維護成本高、技術管理嚴格等特點。工業(yè)化與信息化融合極大提升了產(chǎn)品研發(fā)與制造效率，同時,對現(xiàn)有的產(chǎn)品運行、日常維護和大修等業(yè)務帶來前所未有的沖擊，主要表現(xiàn)為：
（1）缺乏預警：隨著產(chǎn)品數(shù)字化水平的提高,可獲得各類工況信息和產(chǎn)品運行參數(shù)，通過采集和分析這些關鍵參數(shù)可以有效地識別產(chǎn)品的運行狀況和預測可能發(fā)生的故障,而目前的靜態(tài)維護計劃缺乏故障預警的能力。
（2）響應遲鈍：目前產(chǎn)品的維護和大修主要依靠人員的技術水平。培養(yǎng)一個稱職的維修服務技師的周期越來越長。大量的技術資料需要通過人工進行檢索，費時、 費力且容易出錯。特別是經(jīng)過多次維護和大修的產(chǎn)品，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件性能、軟件版本都發(fā)生很多變化。一旦發(fā)生故障，從技術資料、人員素質(zhì)、維修產(chǎn)品、備 品備件等方面都會延誤響應的時間。
（3）維修期長：目前大部分大修活動是將產(chǎn)品全部解體，然后分別檢查個部分的磨損情況，再制定各自的大修計劃和備件的訂貨合同。因此，每次大修需要的周期很長，特別是關鍵部件的訂貨周期嚴重影響整個大修的周期,嚴重影響大型裝備的使用效率。
（4）備件冗余：涉及到國計民生的重大產(chǎn)品對維護和大修的周期有嚴格要求。為此，企業(yè)不得不預先準備大量的、價格昂貴的備品備件。隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，產(chǎn)品數(shù)量的增加，備件造成的占用大量流動資金的矛盾越來越大。
（5）過度維護：長壽命產(chǎn)品在運行過程中由于技術的進步，維修過系統(tǒng)的性能可能超過原系統(tǒng)，零部件、組件或系統(tǒng)的可靠性也提高，但如果原定的定時靜態(tài)維護計劃依然不變，就會導致維護成本的嚴重浪費。
（6）知識流失：產(chǎn)品運行、維護和大修過程中可能發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設計、制造過程中存在的缺陷，這是非常寶貴的知識。當前企業(yè)缺少對這部分知識的捕獲、收集和反饋的渠道，延誤了產(chǎn)品技術升級和性能改善的時機。
中國制造業(yè)正在從產(chǎn)品經(jīng)濟向服務經(jīng)濟的過渡，制造業(yè)與服務業(yè)融合加速，中國生產(chǎn)性服務業(yè)發(fā)展迫切需要綜合運用現(xiàn)代信息技術發(fā)展自主的MRO支持與系統(tǒng)。為此，國家863計劃先進制造技術領域“十一五”期間部署了“大型裝備維護、維修與大修支持系統(tǒng)”重點項目。
本文對國內(nèi)外主要MRO支持系統(tǒng)進行了調(diào)研，重點分析了面向PLM的MRO支持系統(tǒng)關鍵技術需求和核心功能需求。
1 MRO與PLM的關系
1.1產(chǎn)品全生命周期管理概念
PLM概念的提出可以追溯到20世紀末，美國著名的咨詢公司CIMdata認為：PLM是一種戰(zhàn)略性的商業(yè)方法，它應用一組一致的業(yè)務 解決方案來支持在廣義企業(yè)內(nèi)創(chuàng)建、管理、分發(fā)和使用覆蓋產(chǎn)品從概念到消亡整個生命周期的定義信息，它集成了人、過程和信息。PLM的協(xié)同運作涉及到產(chǎn)品的 設計、采購、生產(chǎn)、銷售、MRO支持、產(chǎn)品維護等產(chǎn)品全生命周期的各個環(huán)節(jié)。
國內(nèi)外對于產(chǎn)品全生命周期技術的研究主要集中產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品全生命周期信息建模、智能、交互和協(xié)同的PLM等方面。 國內(nèi)學者經(jīng)過二十多年的深入研究，清華大學、浙江大學、華中科技大學、南京理工大學等在產(chǎn)品全生命周期管理技術領域也取得了豐碩的理論成果。
從這些理論成果看，產(chǎn)品全生命周期可分為三個主要階段：(1)生命初期（BOL Beginning of Life），包括產(chǎn)品的設計和制造；(2)生命中期（MOL Middle of Life)，包括使用、服務和維修保養(yǎng)；(3)生命末期（EOL End of Life)，包括產(chǎn)品再利用，原材料回收和銷毀處理。目前，在產(chǎn)品生命初期(BOL)，即設計和制造階段，各種信息化和數(shù)字化技術和應用系統(tǒng)已經(jīng)相對成熟 和完善，例如：PDM系統(tǒng)著重解決產(chǎn)品設計的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理；CAPP系統(tǒng)著重解決產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理；ERP系統(tǒng)著重解決企業(yè)資源管理數(shù) 據(jù)；MES系統(tǒng)著重解決生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)管理；但是，在產(chǎn)品生命周期的MOL和EOL階段，信息化技術應用相對滯后。
1.2 MRO支持技術與系統(tǒng)發(fā)展歷程
MRO是產(chǎn)品生命中期業(yè)務重要組成部分，MRO支持技術是制造服務業(yè)的核心支撐技術，它將現(xiàn)代MRO理論、信息通信技術和企業(yè)管理方法相結(jié)合，對產(chǎn)品 MRO數(shù)據(jù)、知識和過程進行有效管理，支持產(chǎn)品制造商、用戶和維修服務商在整個產(chǎn)品生命周期中共享產(chǎn)品相關信息的關鍵使能技術。開發(fā)和應用復雜產(chǎn)品MRO 支持系統(tǒng)是延伸制造業(yè)價值鏈、 提高企業(yè)競爭能力和可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。
MRO支持系統(tǒng)是將MRO理論和企業(yè)管理方法相結(jié)合，支持產(chǎn)品制造商、用戶和維修服務商進行維修過程管理、維修過程優(yōu)化和輔助維修決策的信息系統(tǒng)。隨著產(chǎn) 品維修模式的不斷發(fā)展和信息技術應用的不斷深入，MRO支持系統(tǒng)也經(jīng)歷了從簡單數(shù)據(jù)管理到支持MRO業(yè)務過程，從分散應用到整體集成、從管理業(yè)務信息到發(fā) 現(xiàn)知識進而輔助決策的發(fā)展過程。歸納起來，主要經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：
第一階段：手工電子文檔管理。早期的MRO數(shù)據(jù)管理僅由人工通過電子表格記錄設備維修相關數(shù)據(jù)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙介質(zhì)文檔。在這一階段，延續(xù)了手工管理模式，這種手工MRO數(shù)據(jù)管理方式下數(shù)據(jù)正確性難以保證。目前，在我國仍然有很多企業(yè)采用這種MRO管理方式。
第二階段：零散的維修數(shù)據(jù)管理。研究開發(fā)出面向不同專業(yè)和部門的MRO管理軟件，例如：MRO管理系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)、故障診斷和分析系統(tǒng)、數(shù)字化設備監(jiān)控工具等。這種零散的MRO管理系統(tǒng)難以保證數(shù)據(jù)的一致性，給企業(yè)造成了新的“信息孤島”。
第三階段：衍生的MRO管理系統(tǒng)。隨著計算機集成技術在制造企業(yè)的推廣應用，一些專業(yè)應用軟件開發(fā)商（如：ERP/CRM/SCM/EAM等）意識到制造 服務業(yè)是下一個具有巨大增值空間業(yè)務領域。于是出現(xiàn)了各種具有不同專業(yè)特色的擴展MRO管理系統(tǒng)。例如： 基于ERP的資產(chǎn)管理系統(tǒng)、基于CRM的MRO系統(tǒng)和基于SCM的物資管理系統(tǒng)等。擴展的MRO管理系統(tǒng)的共同特征是：僅僅將MRO作為一個相對獨立的靜 態(tài)數(shù)據(jù)管理對象集成到原有的專業(yè)應用軟件系統(tǒng)中，難以保證MRO數(shù)據(jù)和過程管理的全面性和有效性需求。
第四階段：面向全生命周期的MRO支持系統(tǒng)。其主要特點是：為企業(yè)建立了一個管理產(chǎn)品（資產(chǎn)）從概念設計一直到壽命終結(jié)的所有知識的環(huán)境。對于原始設備制 造商，允許從產(chǎn)品配置與運營信息向前鏈接至產(chǎn)品開發(fā)與制造過程，以提高產(chǎn)品質(zhì)量與客戶支持。對業(yè)主/運營商或者第三方服務商，通過服務數(shù)據(jù)管理功能建立起 資產(chǎn)定義與知識管理的一個單一來源，從而通過提高服務生產(chǎn)力與質(zhì)量來改進MRO的規(guī)劃、執(zhí)行以及營運資金的利用。
面向全生命周期的MRO支持系統(tǒng)為企業(yè)建立了一個管理產(chǎn)品（資產(chǎn)）從概念一直到壽命終結(jié)的所有知識的環(huán)境。對于原始設備制造商，允許從產(chǎn)品配置與運營信息 向前鏈接至產(chǎn)品開發(fā)與制造過程，以提高產(chǎn)品質(zhì)量與客戶支持。對業(yè)主/運營商或者第三方服務商，通過服務數(shù)據(jù)管理功能建立起資產(chǎn)定義與知識管理的一個單一來 源，從而通過提高服務生產(chǎn)力與質(zhì)量來改進MRO的規(guī)劃、執(zhí)行以及營運資金的利用。
1.3 MRO支持系統(tǒng)在PLM中地位和作用
隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，以客戶為中心的經(jīng)營理念逐漸在制造企業(yè)中確立，MRO作為保證產(chǎn)品使用價值和企業(yè)與客戶直接接觸的環(huán)節(jié)，其在制造系統(tǒng)中的重要作用日漸凸現(xiàn)。
上圖說明了在一個典型產(chǎn)品的全生命周期業(yè)務流程中產(chǎn)品MRO的地位和作用，具體包括以下方面：
（1）MRO對供應商的作用：各級零配件供應商在向用戶提供維修零配件的同時，也接受用戶對各個零配件使用情況（零配件的使用效果、性能、質(zhì)量狀況）的反饋。因此，MRO對提高整個配件供應鏈的整體水平具有不可替代的促進和反饋作用。
（2）MRO對產(chǎn)品設計的作用：產(chǎn)品設計處于制造過程的起點，在該環(huán)節(jié)，新產(chǎn)品開發(fā)部門需要確定目標客戶的需求，并最大限度從用戶的需求中獲得產(chǎn)品的開發(fā) 創(chuàng)意。產(chǎn)品是否最終獲得市場的肯定，在很大程度取決于產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)意與用戶需求的吻合程度。MRO是產(chǎn)品制造企業(yè)在產(chǎn)品使用過程中向用戶提供的各種服務， 因此用戶對產(chǎn)品的功能配置、性能參數(shù)是否滿足實際的應用最具有發(fā)言權，從他們那里得到的信息也最真實和具有價值。因此，通過MRO對這些信息加以收集、整 理和分析，可以為新產(chǎn)品開發(fā)提供好的創(chuàng)意，為已有產(chǎn)品的性能優(yōu)化提供依據(jù)。
（3）MRO對產(chǎn)品生產(chǎn)制造的作用：質(zhì)量是制造出來的。在制造過程中，通過不同的質(zhì)量管理手段將產(chǎn)品質(zhì)量控制在用戶的期望水平之內(nèi)。在產(chǎn)品質(zhì)量控制過程 中，除了需要對制造過程的數(shù)據(jù)進行分析，以對影響質(zhì)量的各種因素進行嚴格控制外，還需要來自于產(chǎn)品使用過程的各種質(zhì)量信息（各種故障現(xiàn)象和故障數(shù)據(jù)）反 饋。這些質(zhì)量信息來源于真實的產(chǎn)品使用環(huán)境，對于質(zhì)量改進和產(chǎn)品質(zhì)量水平的提高具有絕對的發(fā)言權。
綜上所述，提高MRO質(zhì)量，需要綜合利用產(chǎn)品全生命周期信息，特別是產(chǎn)品設計技術文檔和參數(shù)，以及產(chǎn)品的制造和裝配信息。另一方面，MRO在促進產(chǎn)品的銷售、提高供應商和產(chǎn)品生產(chǎn)制造的過程質(zhì)量、為新產(chǎn)品開發(fā)提供創(chuàng)意和產(chǎn)品改進等方面都具有十分重要的作用。
2 MRO支持系統(tǒng)開發(fā)、應用與研究現(xiàn)狀分析
復雜產(chǎn)品的MRO需求具有很強的行業(yè)和領域特征。隨著信息技術在企業(yè)推廣應用的不斷深入和產(chǎn)品維修模式的發(fā)展， 國內(nèi)外開發(fā)了很多MRO支持系統(tǒng)。
2.1 MRO支持系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)狀
目前國外主流的MRO支持系統(tǒng)仍然屬于第三代產(chǎn)品，主要包括： Oracle 公司的綜合維護、維修和大修管理系統(tǒng)（Complex MRO）、SAP的SAP MRO、Siemens的Teamcenter® MRO、IBM的Maximo、AuRA等。
國外的MRO產(chǎn)品還有： Scottish公司面向航空行業(yè)的專業(yè)MRO系統(tǒng)、JDA 軟件集團公司 (Nasdaq: JDAS)的Manugistics 驅(qū)動的 JDA MRO等。
目前國內(nèi)還沒有成熟的高端MRO軟件產(chǎn)品。大部分國內(nèi)自主開發(fā)的MRO相關軟件產(chǎn)品基本上屬于第2～3代MRO產(chǎn)品。包括：
北京神農(nóng)氏軟件有限公司開發(fā)的“SmartEAM設備管理系統(tǒng)”、廣州市正泰商業(yè)數(shù)據(jù)有限公司開發(fā)的EAM設備資產(chǎn)管理系統(tǒng)、西北工業(yè)大學機電工程學院開 發(fā)了“基于Web的數(shù)控設備維修信息管理系統(tǒng)”、西安翔宇航空科技股份有限公司研制的機務工程管理系統(tǒng)（MES） 、北京海頓新科技術有限公司的海頓設備資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所數(shù)據(jù)中心開發(fā)的可靠性維修性保障性工程軟件 CARMES、北航可靠性工程研究所和北京可維創(chuàng)業(yè)科技有限公司開發(fā)的可維ARMS2.5軟件等。其它MRO產(chǎn)品還有： 鐵路貨車技術管理信息系統(tǒng)（鐵道部）、武器產(chǎn)品的遠程監(jiān)控和服務系統(tǒng)（南京理工大學）、數(shù)控機床維護及故障分析系統(tǒng)（北京機械工業(yè)學院）、航空發(fā)動機全生 命管理系統(tǒng)（哈爾濱工業(yè)大學）。
2.2 MRO支持系統(tǒng)應用情況
MRO支持系統(tǒng)的重點關注應用行業(yè)包括：制造業(yè)（冶金、化工、汽車、煙草、制藥、工業(yè)設備、武器裝備等），交通運輸業(yè)（航空、機場、航運、碼頭、鐵路、地鐵等），電力業(yè)（發(fā)電、輸配電、核電等）和能源業(yè)（石油開采、煉油加工、天然氣輸送、采礦等）。
目前國外許多大型企業(yè)已經(jīng)廣泛實施MRO系統(tǒng)，尤其在軍工企業(yè)，80％的美國空軍武器系統(tǒng)承包商（波音、洛克西德•馬丁、諾斯羅普•格魯曼、普惠、漢盛、 通用宇航原子能系統(tǒng)等）都在使用MIRO公司的GOLD系統(tǒng)，用來支持并改進其航空維護、后勤管理, 進行過程和功能數(shù)據(jù)記錄等；MRO軟件公司的MAXIMO在美國ABC電視網(wǎng)絡、法國移動運營商SFR、荷蘭Libertel公司等電信行業(yè)的應用較為成 功；Datastream公司的MRO產(chǎn)品在加拿大Brookling、美國南方核電、新加坡PowerSeraya、AT&T、Sprint、 Qwest、Progress也進行了成功實施?？梢妵HMRO系統(tǒng)的應用領域非常廣泛，且取得了巨大的經(jīng)濟效益。
目前，國內(nèi)還沒有自主開發(fā)的通用的MRO軟件平臺，多圍繞相關領域開展專用系統(tǒng)的開發(fā)。而對于復雜產(chǎn)品使用企業(yè)則更多的是引入國外成熟的MRO系統(tǒng)，如 SAP系統(tǒng)在航空運輸領域的應用；IBM公司的Maximo在廣州地鐵、中海油、嘉興電廠和七臺河電廠的應用；Datastream在云南電網(wǎng)生產(chǎn)管理系 統(tǒng)、神華集團神東煤炭公司、中國移動通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)-江蘇成功實施；IBM Maximo 在中國的用戶已經(jīng)超過200家。目前，國內(nèi)高端的MRO軟件市場完全被國外產(chǎn)品壟斷。
目前國內(nèi)仍有很多大型企業(yè)沒有應用和實施MRO支持系統(tǒng)，或者使用零散的MRO管理系統(tǒng)，MRO軟件的市場需求相當廣泛。
2.3 MRO支持技術研究現(xiàn)狀
歸納起來，目前的技術研究和系統(tǒng)開發(fā)工作主要集中在以下幾個方面：
（1）基于PLM的MRO支持。屬于第三代衍生的MRO管理系統(tǒng)，其目標是將MRO支持作為PLM解決方案的一個重要環(huán)節(jié)，利用產(chǎn)品設計和制造的知識和信 息支持產(chǎn)品的MRO支持。在這方面有代表性的應用技術是UGS/Teamceater提出的一種配置驅(qū)動的MRO解決方案，該解決方案實際上是PLM技術 向MRO支持的延伸。其目的是為產(chǎn)品維修服務提供對產(chǎn)品配置的全面可見性，讓企業(yè)隨時全面掌握處于運行狀態(tài)的全部資產(chǎn)情況。它通過強大的產(chǎn)品配置管理功 能，把零件及其相關數(shù)據(jù)與現(xiàn)場運行的實際資產(chǎn)配置聯(lián)系在一起，這種單一化、集成化的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)來源有助于對零件的綜合管理。該解決方案還支持對維護和修理進 行規(guī)劃，及時捕捉/管理維護需求，分析個別資產(chǎn)的利用趨勢，定義執(zhí)行特定維護任務所需要的資源，制定主動上門服務計劃等。SAP的R/3系統(tǒng)中的 PM（Plant Maintenance）模塊提供對定期維護、檢查、耗損維護與服務管理的規(guī)劃、控制和處理，以確保各操作性系統(tǒng)的可用性。Oracle MRO管理系統(tǒng)提供針對設施、船只、飛機和工廠的前瞻性資產(chǎn)維護計劃及執(zhí)行方法。有效的資產(chǎn)管理會產(chǎn)生更豐厚的利潤，延長資產(chǎn)的壽命，并確保高度安全性和 可靠性。
（2）MRO的網(wǎng)絡化和智能化。主要的研究工作集中在如何利用網(wǎng)絡技術和Web技術，使MRO業(yè)務更加靈活以及對客戶的響應更加快捷。有的對基于web的 MRO支持進行了研究，提出了基于web的售后服務模式及其總體結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建了相應的售后服務支持系統(tǒng)。有的介紹了一種基于網(wǎng)絡的智能化售后服務支持系 統(tǒng)，在該研究中，作者分析了現(xiàn)有的售后服務系統(tǒng)中存在的各種問題，如數(shù)據(jù)不能在數(shù)據(jù)共享的基礎上為不同的管理層提供決策支持和提高售后服務管理效率，進而 提出了基于internet的智能化售后服務系統(tǒng)。該系統(tǒng)以方便客戶的售后服務請求和提高客戶的MRO支持質(zhì)量為目標，提出了相應的智能化售后服務處理流 程和管理職能。還有的提出了面向現(xiàn)代集成制造的網(wǎng)絡化售后服務模式，給出了基于該模式的總體框架模型和基于B/S結(jié)構(gòu)的三層體系架構(gòu)和功能體系。它將 CIM-OSA體系引入了系統(tǒng)建模，并在CIM-OSA（Computer Integrated Manufacturing-Openness System Architecture）建模思想的指導下建立了面向現(xiàn)代集成制造的網(wǎng)絡化售后服務系統(tǒng)的功能、組織、過程和信息視圖，保證了系統(tǒng)的順利開發(fā)和實施應 用。
（3）MRO業(yè)務信息管理。主要的研究工作集中在如何對MRO業(yè)務發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題進行追溯、如何對MRO中的維修索賠件和維修費用進行管理。有人提出了基 于產(chǎn)品可追溯性的售后服務管理信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，對不同供應商提供的相同零部件的質(zhì)量問題實現(xiàn)了快速追溯性管理，對有關信息實現(xiàn)了分級共享，有助于解決服 務過程中對不同供應商提供的零部件質(zhì)量問題的反饋和整改工作混亂滯后問題。
從查閱的文獻來看，雖然國內(nèi)外MRO業(yè)務信息化管理方面都進行了比較細致的研究，開發(fā)了很多優(yōu)秀的MRO支持信息管理系統(tǒng)，但基本上還是局限于企業(yè)的售后 和維護部門范圍內(nèi)，缺乏從企業(yè)全局的角度、結(jié)合當前企業(yè)信息化的其他信息系統(tǒng)（如PDM、ERP、SCM等）來綜合考慮企業(yè)產(chǎn)品在MRO支持階段的信息管 理、狀態(tài)檢測、運行維護等方面，而且對于產(chǎn)品MRO支持數(shù)據(jù)的分析和挖掘也不夠深入。因此，全面考慮企業(yè)業(yè)務中的各種關鍵因素，發(fā)展智能MRO支持技術在 產(chǎn)品全生命周期框架下的新理論和方法，是企業(yè)MRO支持研究方面的一個新的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢。
3 MRO支持系統(tǒng)關鍵技術和核心功能需求：
大量的研究和應用表明，MRO支持系統(tǒng)是一個企業(yè)級解決方案，不是一個單項技術或應用，而是一個技術和應用的復雜集合體。下面從核心功能和關鍵技術兩個方面討論面向PLM的MRO支持系統(tǒng)。
3.1 MRO核心功能需求
分析第1節(jié)中MRO業(yè)務普遍存在的六個方面的問題，可以歸納出產(chǎn)品MRO支持系統(tǒng)必須解決的六個共性的核心業(yè)務需求：裝備運行信息管理、維修資料和知識管 理、維修需求及計劃管理、維修物料管理、維修監(jiān)控與確認、維修執(zhí)行管理。MRO業(yè)務過程需要實現(xiàn)與產(chǎn)品的設計、制造、銷售、使用與維護、報廢與回收等生命 周期階段之間的信息交互與反饋，其中涉及PLM、CRM、ERP、MES、SCM等應用系統(tǒng)和決策支持工具之間的信息傳遞。MRO核心業(yè)務如圖2所示。
MRO核心業(yè)務示意圖
（1）運行信息管理：產(chǎn)品關鍵部件的運行數(shù)據(jù)應該作為產(chǎn)品全生命周期管理的對象。通過有效地管理這些運行數(shù)據(jù)，一方面可以展開故障預測分析，同時也積累產(chǎn)品實際使用的知識，有利于不斷改進產(chǎn)品的質(zhì)量。
（2）動態(tài)維修計劃：按照每臺產(chǎn)品實際運行情況，參照設計規(guī)范和采集的時間參數(shù)，動態(tài)為每臺產(chǎn)品編制符合實際情況的日常維護、維修和大修計劃，減少不必要的過度維護和大修檢查。
（3）維修物料管理：備件數(shù)量不應與產(chǎn)品數(shù)量成正比。異地備件中心為最近的維修服務中心提供最便捷的零備件供應能力。利用運行數(shù)據(jù)提供的信息和產(chǎn)品維修計劃的物料需求預計，最大限度地保證物料準時供應和適量儲存，避免物料短缺和過量存儲。
（4）維修監(jiān)控與確認：接受維修計劃產(chǎn)生的工作單后，分配作業(yè)任務執(zhí)行人，發(fā)起維修執(zhí)行流程，監(jiān)控維修任務的執(zhí)行情況，并確認作業(yè)任務是否已經(jīng)完成，最終完成工作訂單的簽署。
（5）維修執(zhí)行管理：為了保證日常維護和大修的質(zhì)量，必須把維修執(zhí)行納入產(chǎn)品全生命周期管理的一個組成部分進行管理，利用制度，而不是依賴人員的經(jīng)驗來保證質(zhì)量。
（6）維修資料與知識管理：維修人員需要及時地獲得產(chǎn)品有關維護和大修的技術文檔。設計人員需要及時獲得產(chǎn)品實際使用和維修的結(jié)果和經(jīng)驗。建立一個溝通設計、制造、使用、維修等不同人員共享的資料和知識共享平臺是提高維護服務水平的基礎。
3.2 MRO關鍵支持技術
面向PLM的MRO支持系統(tǒng)必須在整合現(xiàn)有衍生的MRO管理系統(tǒng)技術的基礎上，針對各種產(chǎn)品尤其是復雜產(chǎn)品對于MRO的業(yè)務需求，綜合運用現(xiàn)代設備維護、 信息和企業(yè)管理等先進技術成果，研制面向產(chǎn)品全生命周期、覆蓋完整MRO業(yè)務的復雜產(chǎn)品維修、維護和大修的支持系統(tǒng)。應該滿足如下關鍵技術需求。
（1）可擴展的MRO支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主要目標是使MRO支持系統(tǒng)能夠擴展出支持多種行業(yè)（軌道交通、航空運輸、發(fā)電設備、武器產(chǎn)品等）、多種維修組織結(jié)構(gòu) （產(chǎn)品制造企業(yè)、產(chǎn)品用戶企業(yè)和產(chǎn)品維修服務企業(yè)）和不同維修任務類型（預防性維護、排故型維修）的能力，具有高度的可擴展性。主要應達到如下要求：
a.小到表單表格、業(yè)務流程、查詢統(tǒng)計等，大到獨立的行業(yè)應用構(gòu)件，都須達到可以自由創(chuàng)建、組裝、拆卸和替換，擴展時不會影響到系統(tǒng)其它部分的可用性。
b.應提供給用戶自主維護MRO支持系統(tǒng)的能力。能動態(tài)調(diào)整MRO數(shù)據(jù)模型，并將MRO數(shù)據(jù)模型與MRO業(yè)務模型智能地關聯(lián)起來，從而實現(xiàn)非編程方式的數(shù)據(jù)模型和業(yè)務模型的動態(tài)擴展。
c.能夠支持外圍各種應用接口的方法模型和數(shù)據(jù)模型，以及采用XML/Webservices規(guī)范進行描述，并將外界和MRO支持系統(tǒng)之間的訪問接口，例如手持MRO產(chǎn)品接口，都集中在一套統(tǒng)一的接口規(guī)范之下。
為達到上述要求，MRO支持系統(tǒng)需要綜合應用
（2）支持海量數(shù)據(jù)和復雜關聯(lián)的MRO信息模型。產(chǎn)品尤其是復雜產(chǎn)品的MRO數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜，數(shù)據(jù)規(guī)模龐大，數(shù)據(jù)資源動態(tài)變化和數(shù)據(jù)生命周期的長時間跨度等特征。因此，MRO信息建模必須解決傳統(tǒng)產(chǎn)品信息模型所不曾遇到的一些技術難點：
a.MRO數(shù)據(jù)實體的內(nèi)部及其之間往往存在著大量的需要維護與訪問的關聯(lián)信息，而且這些關聯(lián)所聯(lián)系的數(shù)據(jù)實體的不同而具有不同的語義、值域、維度等，需要關注如何定義和維護MRO數(shù)據(jù)實體間的復雜關聯(lián)關系。
b.MRO支持系統(tǒng)需要維護與訪問的是一個在數(shù)據(jù)實體數(shù)目與實體關聯(lián)數(shù)目這兩個本質(zhì)維度上均迅速膨脹的十分龐大的數(shù)據(jù)資源。因此，必須解決海量MRO數(shù)據(jù)的存儲和檢索問題。
c.MRO相關的數(shù)據(jù)往往不是靜態(tài)存在的，而是隨著產(chǎn)品的使用和MRO業(yè)務過程動態(tài)變化的。這種動態(tài)性可能體現(xiàn)在數(shù)據(jù)實體和數(shù)據(jù)關聯(lián)上；也可能體現(xiàn)在與應用場景相關的數(shù)據(jù)視圖和數(shù)據(jù)操作上。因此，需要研究MRO數(shù)據(jù)的動態(tài)演化特性描述及其建模方法。
（3）BOM驅(qū)動的MRO的計劃與過程管理技術。傳統(tǒng)的產(chǎn)品維修主要根據(jù)維修人員經(jīng)驗和一般性的產(chǎn)品維修技術手冊制定維修計劃和分配維修資源，現(xiàn)代先進的 各種維修模式要求根據(jù)產(chǎn)品的物理配置、實際運行狀況和維修歷史等產(chǎn)品的全生命信息動態(tài)制定和調(diào)整維修計劃。為此，需要解決如下技術難題。
a.產(chǎn)品MRO涉及到設計、制造、使用與維護等不同生命階段的大量MRO相關的信息，這些MRO信息之間存在著非常復雜的關聯(lián)關系。如何創(chuàng)建和維護產(chǎn)品維修BOM，并建立產(chǎn)品維修BOM與MRO信息之間的關聯(lián)是需要解決的技術難點。
b.現(xiàn)代產(chǎn)品尤其是復雜產(chǎn)品維修一般非常復雜，存在多種維修模式，每種維修模式所對應的維修需求確定、維修計劃制定等業(yè)務功能均不相同。需要研究如何基于產(chǎn)品維修BOM，實現(xiàn)對多種維修模式的維修需求確定和維修計劃制定功能的支持。
c.準確地掌握產(chǎn)品維修BOM及其關聯(lián)的MRO信息的變化，及時查看技術資料、維修 歷史和資產(chǎn)配置，是提高維修活動執(zhí)行準確性和效率的基礎。需要研究如何基于產(chǎn)品維修BOM與MRO信息的關聯(lián)關系，實現(xiàn)對產(chǎn)品維修信息的正向跟蹤和逆向追 溯，從而為維修活動執(zhí)行提供完整準確的必要信息。
4.關于MRO與EAM、ERP
這是許多企業(yè)和設備管理高層領導會提出的問題，非常有 必要講一下。EAM、ERP廣泛應用于企業(yè)設備資產(chǎn)管理領域，而且也日趨完善，又有很多成功案例。它們和MRO不僅不相互排斥，在某些環(huán)節(jié)上還相互重合， 產(chǎn)生的作用十分相近。MRO服務設備生命中期MOL，但突出的是設備全生命周期管理，貫穿于初期BOL、中期MOL和末期EOL，而EAM、ERP則主要 集中體現(xiàn)在中期MOL階段。MRO有先進的理念和模式，但目前在我國還處于研究探索的階段，根本談不上誰替代誰的問題。同時EAM、ERP還在繼續(xù)發(fā)展， 還在深化，對MRO的發(fā)展也有十分重要的借鑒意義。我歷來認為：對于企業(yè)來講，最合適的才是最好的，這要看企業(yè)的實際需求。
5. MRO軟件未來的發(fā)展
對于MRO軟件未來的發(fā)展，可分為四個階段：
第一階段：產(chǎn)品檔案管理。業(yè)務特點在于用電子文檔代替手工文檔；技術特點在于使用了計算機并采用了電子化文檔管理模式。
第二階段：產(chǎn)品售后服務管理。業(yè)務特點在于被動服務轉(zhuǎn)向計劃性服務；技術特點在于使用了互聯(lián)網(wǎng)和遠程監(jiān)控。
第三階段：檢測與維修集成的MRO管理。業(yè)務特點在于主動維修服務；技術特點在于使用了智能傳感器、移動互聯(lián)以及物聯(lián)網(wǎng)。
第四階段：面向全生命周期的綜合MRO服務管理。業(yè)務特點在于使用了全生命周期的一體化管理；技術特點在于使用了云計算、數(shù)據(jù)挖掘技術以及SNS和LBS。
6.結(jié)束語
比較歐美發(fā)達國家MRO支持軟件廠商有多年的發(fā)展歷史，國內(nèi)在此領域起步較晚，技術起點較低，對于高端MRO支持系統(tǒng)的研發(fā)，在體系架構(gòu)、軟件功能等方面 都存在較大的難度和不確定性，技術路線的選擇存在一定的風險。而且國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)對于MRO的需求往往不夠明確，同時隨著企業(yè)的發(fā)展往往會出現(xiàn)新的MRO 需求；國內(nèi)對于MRO建模沒有一套切實可行的分析方法和理論。長期以來，不同的行業(yè)(軌道交通、發(fā)電設備、航空運輸?shù)?、不同企業(yè)體制(國營制造企業(yè)、部 隊維修機構(gòu)、合資維修企業(yè))、不同的維修對象，形成了不同的維修組織體制和業(yè)務模式，整合到MRO支持系統(tǒng)有一定的困難。這些都會給MRO支持系統(tǒng)的研究 和開發(fā)帶來很大的不確定性因素。本文的目的就是希望通過對MRO支持系統(tǒng)現(xiàn)狀的介紹和分析，使用戶對MRO的概念、作用、基本功能和關鍵技術有一個正確的 認識，以輔助企業(yè)制定和實施其面向全生命周期的產(chǎn)品MRO管理戰(zhàn)略，支撐企業(yè)向制造服務轉(zhuǎn)型。
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