基于MRO的连铸辊维护管理系统研究
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摘 要
随着科学技术的发展，设备制造、维修和使用企业之间完全有可能实现技术、
人力和信息等各方面的资源共享，设备维护管理的信息化迫切需要得到解决。
针对钢铁行业的特殊性，并结合企业信息化建设水平，分析了某大型钢铁制
造企业在连铸设备维护、维修及大修（Maintenance, Repair and Overhaul: MRO）
业务和管理上所面临的种种问题。借助 Teamcenter 软件，并结合设备维护维修管
理技术，组织并实施了“钢铁连铸设备维护、维修及大修（MRO）管理系统”项
目。在研究了产品服务支持阶段各种数据的基础上，建立了连铸设备维护管理的
信息模型，提出了基于维护的 BOM 构建方法，并以维护 BOM 为核心实现了对
物理零件的基础数据管理、状态跟踪、维修实绩管理、故障信息管理、备品备件
管理、历史信息查询等功能。
项目实施结果的评估表明，基于 MRO 的连铸辊维护管理系统实现了对连铸
设备基础数据及维护数据的信息化管理，有效地解决了连铸设备状态跟踪困难、
管理成本高以及维护效率低等问题。本文研究成果可为其它企业实施 MRO 提供
一个良好的工程范例和重要的经验参考。
关键词：连铸辊 维护 BOM 服务管理 制造业信息化
ABSTRACT
With the development of science and technology, among the enterprises of
equipment manufacturing, maintenance and use, it is entirely possible to achieve the
resources sharing of technical, manpower, information and the other aspects. The
informatization of equipment maintenance management urgently needs to be
addressed.
According to the informatization level of the steel company, a analysis about
continuous casting equipment maintenance, repair and overhaul (MRO) of one large
steel manufacturing enterprise and management were given. A MRO management
system for steel continuous casting equipments was carried out. The system was
completed based on the equipment maintenance and repair management techniques by
Teamcenter. According to the reseach about data in production service stage,
information model for maintenance management of the continuous casting equipments
was carried out, and a method for BOM construction was presented based on
maintenance. Several functions such as basic data management, status tracking,
maintenance actual performance management, fault information management, spare
parts management, historical information inquiries for physical parts were completed
based on maintenance BOM.
System evaluation indicates that informatization management for basic data and
maintenance data of continuous casting equipments is implemented. The MRO system
solves these issues such as the tracking difficulties of the continuous casting equipment
status, the high cost of management and the low maintenance efficiency and so on. The
research result can provide a good engineering example and important experience for
other enterprises to implement MRO.
Key Words: Casting Roll, Maintenance BOM, Service Management,
Manufacturing Informatization
目 录
中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪 论..................................................... 1
§1.1 研究背景和意义 ......................................... 1
§1.2 国内外研究现状及发展趋势 ............................... 2
§1.3 主要工作及内容安排 ..................................... 6
第2章 管理现状及需求分析........................................ 7
§2.1 管理现状 ............................................... 7
§2.2 需求分析 ............................................... 8
第3章 维护管理总体方案......................................... 11
§3.1 MRO 解决方案 ........................................... 11
§3.2 业务模型 .............................................. 13
§3.3 系统总体方案设计 ...................................... 15
第4章 基础数据管理............................................. 22
§4.1 组织及权限管理 ........................................ 22
§4.2 备品备件管理 .......................................... 26
§4.3 工作流程管理 .......................................... 28
第5章 维护数据管理............................................. 32
§5.1 BOM 结构管理 ........................................... 33
§5.2 管理按维护用结构 ...................................... 42
§5.3 服务管理 .............................................. 46
第6章 连铸辊维护管理应用....................................... 49
§6.1 维护内容 .............................................. 49
§6.2 功能需求 .............................................. 51
§6.3 系统实现 .............................................. 55
§6.4 系统效果评估 .......................................... 64
第7章 全文总结................................................. 67
§7.1 研究的主要内容 ........................................ 67
§7.2 后续工作的展望 ........................................ 67
参考文献 ........................................................ 69
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 .................. 74
致 谢 ........................................................ 75
第一章 绪 论
1
第一章 绪 论
§1.1 研究背景和意义
维护、维修与大修（MRO），指产品在使用维护阶段所进行的各种服务活动，
源于航空领域的维修服务[1-3]。现代 MRO（Maintenance，Repair，Overhaul and
Operations）是在借鉴航空维修 MRO 概念的基础上，增加了产品运行信息管理、
状态监控等运行（Operation）业务内容[4]。
随着工业经济的发展，国内制造业规模及生产能力得到不断扩大和提升，针
对设备的维护、维修和大修的业务需求也不断的增加。与此同时，受国际经济形
势的变化及国内产业结构调整等因素的影响，中国制造业正在从产品经济向服务
经济过渡，制造业价值链向下游转移，制造服务已经成为制造企业新的经济增长
点[5-6]。
连铸生产线及其设备作为钢铁企业生产的重要命脉，其设备运行的稳定性直
接影响企业生产效率，对于连铸设备的全过程管理已不再局限于成本范畴，更成
为具有举足轻重地位的获取利润的工具。
设备检修管理是设备全过程管理的一个重要环节，它可为整个状态检修过程
提供完备的技术数据、检修依据和检修过程的自动化控制。通过故障诊断系统利
用故障诊断技术对故障进行分析，确定故障和最佳的解决方案；根据故障和生产
订单确定检修计划；通过装配规划仿真技术建立检修拆卸清单并仿真检修项目执
行，对检修项目执行进行控制。实现对与检修有关的人员、方案、工时、费用、
备件、材料、机具、工作环境、安全等因素的科学分析、综合考虑、优化组合，
使人力、物力、财力等维修资源达到最佳配置，制定和总结出符合设备及生产特
点的最佳检修方案，从而形成设备的检修作业标准使检修人员所从事的专业维修
工作程序化、标准化，以利于保证维修质量和提高维修效率。加强设备的检修管
理对提高设备的维修质量，提高设备的综合效率，保证设备的正常、连续、可靠
运行，延长设备使用寿命，保证生产的连续性，降低企业生产成本，提高企业经
济效益都有积极的作用。
根据过去十年间按设备分类的故障停工时间统计，分段辊道的轴承、辊子的
故障停工比居首位，约占 50％。本文将以此为基础，研究连铸设备维修管理特性，
在现有的 MRO 管理平台上开发与之相适应的连铸辊维护管理系统。
基于 MRO 的连铸辊维护管理系统研究
2
§1.2 国内外研究现状及发展趋势
目前我国的钢铁连铸设备大部分已使用 20-30 年，由于越来越多的设备和系统
老化，钢铁企业需要制定和实施资产管理战略，以平衡其投资、运行和维护成本，
进而提高预算内设备的可靠性和可操作性[7]。
维护是一项旨在捕捉、减少或消除设备隐患的活动，其目的是延长设备使用
寿命，提升资产使用价值，并避免重大事故的发生[8]。维护策略模型的制定必须符
合资产实际状况，并有利于延长设备使用寿命和提高其可靠性。
可以利用实证方法或数学模型对维护活动及其影响的关系进行建模[8]。实证方
法来源于维修经验和设备制造商的建议。以可靠性为中心的维修（reliability
centered maintenance –RCM）是一种目前世界上使用广泛的用以确定资产预防性维
修需求、优化维修制度的实证方法。其基本思路是：对系统进行功能与故障分析，
明确系统内各故障的后果；用规范化的逻辑决断方法，确定出各故障后果的预防
性对策；通过现场故障数据统计、专家评估、定量化建模等手段在保证安全性和
完好性的前提下，以维修停机损失最小为目标优化系统的维修策略。
相比之下，数学模型比启发式的实证策略更为灵活。数学模型相对实证方法
一个显著的优势是可以对其结果进行优化。数学模型的建立包括确定性和基于概
率两种方法。由于维修模型是用来预测未来的维护影响，所以概率方法比确定性
方法更为合适。
近年来，许多公用工程已经用预防性维修替代了计划维修，预防性维修中的
维修时间表是根据定期检查或状态监测的分析结果来确定的[8]。对于这些新的应
用，可靠性和维修之间的关系有待研究。概率维护模式通常采用对可靠性和维修
的相关性进行量化的方式来处理随机出现的退化、故障及老化过程等[9]。
在早期可靠性研究中，通常将设备状态分为完全正常状态和完全故障状态[8]。
但是维护却是一种不完全故障状态，这两种分类已不足以反映当今设备的实际工
作状况。例如：当设备部分零部件出现退化的情况下，设备仍然可以正常工作。
最近，基于 H. Wang 和H. Pham 提出的“不完善维修”和“不完善的预防性维护”
理论[10]，J. Endrenyi 和G.J. Anders 在设备建模中加入了“退化”这一状态信息[11]，
A. Jayakumar 和S. Asgarpoor 则将大修和小修的概念引入了预防性维护策略中[12]。
从维护影响评估结果来看，这些创新使得单台设备的维护结果更符合实际[13]。
维护成本评估是资产管理不可或缺的一部分。一般情况下，维护成本和设备
可靠性发生冲突时，为提高设备可靠性通常意味着维护成本的增加，特别是针对
设备退化的情况。与设备相关的成本，不仅包括检查、维护、维修这些显而易见
第一章 绪 论
3
的成本，也包括停机、维护停产等隐性的损耗成本[14]。R.E. Brown 提出将维护成
本分为可靠性效用成本（Utility Cost of Reliability -UCR）和可靠性客户成本
（Customer Cost of Reliability -CCR），并声称维护决策的目标之一是合理利用 UCR
和CCR，以最大限度地减少可靠性总成本（Total Cost of Reliability -TCR）[15]。
在维护优化研究方面，P. Hilber 等提出了针对配电系统维护优化的多目标最优
化方法[16]。Y. Jiang 和J.D. McCalley 通过对每台设备因故障概率、退化情况和断电
等情况导致长期风险的研究，开发了基于风险的传输系统维护优化方法[17]。根据
列举的文献和相关研究，维护优化方法可以改善设备或系统的运行质量，同时降
低维护成本。
虽然设备退化和老化不可避免，但需要找到一种方法以缓解恶化速度，并延
长设备的使用寿命。消除设备老化的首要任务是控制导致退化现象的环境和生产
因素，环境因素包括诱导设备老化的热和辐射等，生产因素可以通过增加保温材
料、通风、电气罩或加入屏蔽罩等措施得以改善[18]。但是这些措施仅仅是延长了
恶化的过程，设备恶化导致故障仍不可避免。
另一种减轻设备退化和老化的方法是对设备进行维护。通过对设备寿命曲线
的比较，可以研究不同维护策略对设备寿命的影响。随着设备的进一步恶化，其
资产价值下跌。资产价值和维护之间的关系如图 1-1 所示，这就是所谓的设备寿命
曲线[11]。
图1-1 设备寿命曲线和维护策略影响
上图说明了两种不同维护策略的效果。显然，维护策略 1和2远远优于相对
策略 0（不维护），因其延长了设备的使用寿命。与维护策略 1相比，策略 2更优，
因为他在时间 T处提高了资产价值。但是效果显著的维护策略可能意味着高的维
护费用。
在实际的资产管理中，应根据设备的具体要求和不同的特点利用不同类型的
维修，如图 1-2 所示。
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2025-01-09 6
作者：牛悦
分类：高等教育资料
价格：15积分
属性：76 页
大小：3.77MB
格式：PDF
时间：2025-01-09
