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新技术在设备管理中的应用及其对工业生产的影响探究

付嘉琦 徐宇哲 关文彬
  
文理媒体号
2024年17期
湖北中烟卷烟材料厂湖北武汉430040

摘要:本文将着重探讨新技术在设备管理中的应用,包括自动监控系统、预测性维护、资产跟踪和库存管理,并强调了新技术的应用对于工业生产的影响,包括提高效率和生产力、改进的安全措施、降低成本和优化资源,希望能够更好地研究、创新和集成新技术,顺势打开设备管理的新局面。

关键词:新技术;设备管理;应用;工业生产;影响

引言:在不断发展的设备管理领域,新技术的融合应用已经成为游戏规则的改变者,可以通过自动监控系统、预测性维护以及资产跟踪和库存管理,整体优化设备管理的效果,进一步提高设备管理的质量,最大限度地减少浪费,妥善解决工业生产的常见问题,使资产跟踪、库存管理、资源利用等工作之间建立良好的联系。克服技术实施的局限性,工业生产的未来前景将一片大好,有望取得最大化的成本效益。

1、新技术在设备管理中的应用

1.1自动监控系统

自动监控系统已成为设备管理领域的游戏规则改变者。这些系统利用传感器、物联网(IoT)技术和数据分析来提供对设备状况和性能的实时洞察。其工作原理为:自动监测系统由战略性地放置在设备上的传感器组成,用于收集与温度、压力、振动、湿度和其他相关参数相关的数据。这些传感器使用无线或有线连接不断地将数据传输到中央平台。先进的算法处理这些数据以识别异常、偏离最佳性能或潜在问题。该系统的实际应用可以带来以下好处:一是实时监控:自动化系统提供对设备健康状况的实时洞察。这意味着当出现问题时,操作员可以立即收到警报,以便及时采取行动,防止进一步的损坏或停机。二是减少停机时间:通过在潜在问题变得严重之前检测到它们,自动化监控系统有助于减少停机时间和计划外维护。这提高了设备的可用性和生产率。三是预测分析:这些系统可以根据历史数据和当前状况预测设备何时可能发生故障。这使得主动维护成为可能,确保在需要时执行维护活动,而不是按固定时间表执行,否则可能会导致不必要的停机时间和成本。四是数据驱动的决策:这些系统收集和分析的数据可以为决策者提供有价值的见解。它可以帮助优化设备使用、安排维护,甚至重新设计流程以提高效率。五是节省成本:自动监控可以通过最大限度地减少计划外停机时间、降低维护和维修成本以及延长设备的使用寿命来节省大量成本。六是远程监控:许多系统都提供远程监控功能,使操作员可以随时随地关注设备性能,从而促进及时响应和故障排除。

1.2预测性维护

预测性维护与自动监控密切相关,但通过利用机器学习和预测分析来预测设备故障,使这一概念更进一步。其工作原理为:预测维护系统使用来自自动监控、传感器和其他来源的历史数据来构建预测模型。这些模型分析数据的模式和趋势,以预测设备何时可能出现故障或需要维护。预测维护算法考虑了各种因素,包括设备寿命、使用模式、环境条件等。预测性维护能够带来以下好处:一是增强设备可靠性:预测性维护可确保在需要时精确执行维护活动,避免不必要的运营中断。这可以提高设备的可靠性并延长使用寿命。二是成本效率:通过仅在必要时满足维护需求,组织可以降低与日常维护和备件库存相关的成本。从长远来看,这可以节省成本[1]。三是提高安全性:预测性维护可以帮助防止可能对工人和环境造成安全风险的设备故障。这会提高工作场所的安全性。四是优化资源分配:组织可以更有效地分配资源,因为可以根据预测洞察来安排和部署维护人员和备件。五是数据驱动的决策:预测性维护生成可行的见解,使组织能够就设备更换、升级或修改做出明智的决策。六是竞争优势:实施预测性维护的组织可以通过减少停机时间、提高客户满意度和提供更可靠的服务来获得竞争优势。

1.3资产跟踪和库存管理

除了监控和设备维护之外,组织还需要通过有效管理其资产和库存,以最大限度地减少浪费并优化资源利用率。资产跟踪和库存管理技术的工作原理为:资产追踪涉及利用RFID(射频识别)、GPS(全球定位系统)、条形码和传感器等技术来实时监控资产和库存物品的位置、状态和移动情况。这些技术使组织能够维护其资产的全面且最新的记录。资产跟踪和库存管理技术具有以下好处:一是增强可见性:资产跟踪提供对资产和库存项目的位置和状况的实时可见性。这消除了手动跟踪的需要,并降低了错放或被盗的风险。二是提高效率:了解资产和库存项目的确切位置可以简化运营。它减少了搜索物品所花费的时间,从而提高了运营效率。三是减少损失:通过跟踪资产和库存,组织可以最大限度地减少因物品被盗、错放或过期而造成的损失。这可以节省成本并减少浪费。四是优化资产利用率:组织可以通过识别未充分利用的项目并根据需要重新分配它们来优化资产的利用率[2]。五是准确的库存管理:实时库存跟踪可实现准确的库存管理,减少库存过剩、缺货和相关成本。

2、新技术对工业生产的影响

2.1提高效率和生产力

新技术的整合改变了工业生产的范式,而且显著提高了各个部门的工作效率和生产力。这些技术包括:(1)自动化和机器人技术:自动化和机器人技术彻底改变了工业生产,同步提高了生产效率和生产力。机器人配备了先进的传感器和精密控制系统,能够以超越人类能力的速度和准确性执行各种任务。在制造业中,机器人用于焊接、装配和物料搬运等任务。这些机器24/7不知疲倦地工作,确保一致的产品质量和产量。例如,汽车制造商使用机器人来组装复杂的部件,从而加快生产速度并减少错误。机器人与人类协作的自动化生产线已经变得司空见惯。这种人机协作不仅提高了效率,还通过将重复或危险的任务分配给机器人来提高工作场所的安全性[3]。(2)物联网(IoT)和数据分析:物联网与数据分析相结合,开创了工业生产中数据驱动决策的新时代。物联网设备,包括传感器和智能机器,从生产过程中的各个点收集大量实时数据。数据分析工具处理这些信息,揭示有关设备性能、流程优化和维护需求的宝贵见解。例如,制造设备上的传感器可以检测到异常情况或与标准操作条件的偏差,从而可以立即进行调整以防止生产中断。由物联网数据和机器学习算法支持的预测性维护是技术如何提高效率的一个典型例子。通过根据历史数据和实时监控预测设备何时可能发生故障,企业可以主动安排维护,避免代价高昂的计划外停机。(3)人工智能(AI)和机器学习:人工智能和机器学习在工业生产中的应用超出了人类的能力。这些技术在复杂的模式识别和数据分析任务中表现出色,使企业能够优化其流程。人工智能驱动的系统可以通过考虑各种因素(例如需求波动、机器可用性和生产限制)来优化生产调度[4]。这些算法可以实时适应不断变化的条件,确保资源得到有效分配。质量控制是人工智能大放异彩的另一个领域。搭载人工智能的计算机视觉系统可以快速准确地识别产品缺陷,减少人工检查的需要,最大限度地减少缺陷产量。(4)3D打印和增材制造:3D打印也称为增材制造,它允许根据数字设计逐层创建复杂且定制的对象,从而颠覆了传统制造方法。该技术在效率和生产率方面具有多种优势。快速原型制作是3D打印的主要优势之一。可以以较低的成本快速进行设计迭代,从而加快产品开发过程。此外,生产复杂几何形状和轻质结构的能力减少了材料浪费。在航空航天和医疗保健等行业,3D打印可以生产轻质且高度定制的组件。这种定制不仅提高了产品性能,还加快了生产周期。

2.2改进的安全措施

将新技术融入工业生产极大地改进了安全措施,创造了更加安全的工作环境并有效降低了事故风险。这些措施包括:(1)物联网和可穿戴设备:在工业生产中,新技术显著改善了安全措施。支持物联网的传感器和可穿戴设备已成为监测工业环境中工人健康和安全的关键工具。智能头盔、背心和眼镜等可穿戴设备配备了传感器,可以监测生命体征、运动和环境条件。佩戴这些设备的工人更加安全,因为他们可以收到潜在危险的警报,例如高温或危险水平的有毒气体。在紧急情况下,可穿戴设备可以为工作人员提供实时位置数据,确保在发生事故或疏散时迅速做出反应[5]。总体而言,物联网和可穿戴设备有助于打造更安全、响应更灵敏的工业工作环境。(2)机器人和自动化:机器人和自动化系统的集成减少了人类执行危险任务的需要。机器人在涉及危险条件或可能导致受伤的重复运动的任务中表现出色。例如,在化学品或药品的制造中,机器人用于处理和处理危险物质,最大限度地减少工人接触危险物质的风险。在施工中,远程操作的无人机和机器人可以在危险或难以进入的区域进行检查和调查。协作机器人或协作机器人旨在与人类安全地一起工作。它们可以搬运重物并执行否则会对人类工人构成风险的任务。(3)人工智能驱动的安全系统:人工智能算法在增强安全措施方面发挥着关键作用。由人工智能驱动的计算机视觉系统可以实时识别安全隐患。例如,它们可以检测工人何时未佩戴适当的安全装备或机器何时出现故障。预测分析是人工智能的另一个应用,可以评估历史安全数据以识别模式和潜在风险。通过识别导致事故或未遂事故的因素,企业可以主动实施安全措施,防止未来发生事故。此外,人工智能可以通过考虑各种场景和数据输入来帮助优化安全协议,例如疏散计划或应急响应策略。(4)远程监控:远程监控技术使操作员能够在安全距离内监控工业流程。这减少了危险环境中的实际存在需求,提高了工人的安全。在采矿、石油和天然气等领域,远程监控允许操作员从控制中心监控设备性能、油井完整性和安全参数。如果发生紧急情况,操作员可以远程启动关闭或紧急程序,从而最大限度地降低与现场存在相关的风险。

2.3降低成本和优化资源

在工业生产领域,新技术的实际应用很好地降低了生产成本,优化了资源利用率,可谓一举数得。这些技术包括:(1)能源效率:新技术通过提高能源效率显著节省了成本。智能传感器和控制器用于根据占用和使用模式调整照明、供暖和制冷系统,从而减少能源消耗。工业流程也受益于节能设备和实践。例如,变频驱动器(VFD)可以控制电机的速度,优化能源使用并降低电力成本。此外,工业机械中的再生制动等技术可以捕获和再利用原本会被浪费的能量,从而进一步提高能源效率。(2)库存和供应链优化:先进技术,包括RFID(射频识别)和实时库存跟踪,已经改变了库存管理。公司现在可以保持最佳库存水平,降低运输成本,同时确保产品可用性。供应链管理也通过数据分析和人工智能得到了改善。这些技术可以实现更好的需求预测、路线优化和库存补充策略,从而降低整个供应链的成本并优化资源。(3)减少废物和可持续发展:工业过程通常会产生大量材料和能源废物。新技术减少了浪费并增强了可持续性。例如,智能制造系统可以通过精确控制生产中使用的材料量来最大限度地减少材料浪费。此外,回收和废物转化能源技术已融入生产过程,以从废物中提取价值并降低处置成本。可持续实践,例如使用可再生能源或实施循环经济原则,有助于降低成本,同时符合环境目标[6]。(4)降低劳动力成本:自动化和机器人技术提高生产力的同时,也降低了劳动力成本。这对于劳动密集型任务的行业尤其重要,例如制造业和农业。从体力劳动向自动化流程的转变不仅降低了劳动力成本,还缓解了与劳动力短缺和劳动力供应波动相关的挑战。

结束语

总而言之,设备管理者应继续进行新技术的研究、集成与创新,正确认识到新技术在设备管理以及工作生产中的应用价值和应用意义,根据工业生产与设备管理的具体要求,调整新技术的整合计划,完善新技术的应用方案,使组织释放出全部潜力,加快产品的开发周期,顺利达成高质量发展、可持续发展、蓬勃发展等目标,得以在充满活力的工业格局中展现出最大的竞争优势,满足不同的客户需求以及全球市场的产品需求。

参考文献:

[1]王瑞锋,李斯嘉,王东升.人工智能技术在工业生产的应用与发展趋势[J].热固性树脂,2023,38(05):86-87.

[2]郝延国.机械自动化技术在工业生产中的应用[J].造纸装备及材料,2023,52(05):79-81.

[3]刘劲.基于物联网与计算机技术的工业设备监控系统分析[J].科技资讯,2022,20(09):1-3.

[4]徐千淞,颜晖,田诗韵等.5G无线技术在工业设备中的应用研究[J].新型工业化,2021,11(09):84-85.

[5]董小震.工业设备安装技术的质量管理要点分析[J].中国设备工程,2021,(01):212-213.

[6]韩婧茹.工业机器人自动化生产技术控制研究[J].现代工业经济和信息化,2023,13(07):296-298.

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