
工业4.0浪潮下,设备巡检路线优化正从"经验驱动"转向"数据驱动"。本期访谈邀请四位领域专家——中国设备管理协会高级工程师陈维远、某大型石化企业设备部主任李承志、工业智能巡检方案架构师王兆祺、智能制造研究院研究员周敏——围绕技术落地与产业前景展开讨论。
行业现状:从纸质巡检到智能调度的跨越
陈维远给出了一组值得关注的数据:据中国设备管理协会2024年对327家流程型制造企业的调研,仍有61.3%的企业依赖纸质巡检单或Excel排班,巡检路线由班组长凭经验手工划定。而已经部署数字化巡检系统的企业,平均巡检漏检率从12.7%降至4.1%,单条路线平均耗时缩短18%—25%。
"路线优化不是一个新概念,但它的技术底座变了。"陈维远指出,过去的路线优化本质上是"排班优化",核心变量是人力和时间;现在的路线优化是"风险优化",需要把设备健康度、故障历史、环境参数、人员资质等多维数据纳入计算。他提到,协会在2023年发布的《设备智能运维白皮书》中已经明确提出,巡检路线优化应作为设备全生命周期管理的独立模块进行建设,而非附属功能。
从行业分布看,电力、石化、轨道交通三个领域的数字化巡检渗透率领先,分别达到43%、38%和35%;而冶金、建材等传统行业仍低于20%。陈维远认为,这一差距的核心不在技术供给,而在于企业是否建立了可用的设备数据资产——没有历史故障数据和设备状态基线,任何算法都无法输出有意义的路线建议。
核心挑战:数据孤岛与现场复杂性
李承志从一线管理者的角度给出了不同的侧重点。他所在的企业2022年上线了智能巡检系统,覆盖全厂2300余台关键设备,但实际运行中遇到了三个突出问题。
第一是数据孤岛。设备台账在EAM系统、实时状态在DCS、巡检记录在独立的巡检App、维修工单在另一个平台——四个系统的数据口径不一致,导致路线优化算法拿到的输入本身就是"脏数据"。李承志举例:同一台泵在EAM中的位号与DCS中的标签不一致,算法无法关联其振动趋势数据,路线优化就退化为简单的"地理就近排序"。
第二是现场复杂性被低估。他提到一个典型案例:厂区某区域在夏季高温时段存在有毒气体挥发的风险,人工巡检时老师班会主动调整该区域的巡检时段,但系统按照固定路线和时间窗口排班,反而在午后高温时段安排了巡检任务。"算法不懂工艺场景,这是最大的坑。"
第三是人员接受度。李承志坦言,巡检路线优化直接改变了巡检员的工作习惯和绩效考核方式,上线前三个月收到了大量抵触反馈。据他介绍,企业后来通过"双轨运行+逐步切换"的方式,用了近半年才完成过渡。
解决方案:以设备风险分级为锚点的动态路线引擎
王兆祺从方案架构的角度提出了他的建议。他认为,路线优化的核心不是"最短路径算法",而是"设备风险分级模型"。他所在的团队为某轨道交通运营企业设计的方案中,将设备按故障后果严重度(Safety/Production/Environment)和故障概率(基于健康度评分)构建二维矩阵,将设备划分为四个风险等级,不同等级对应不同的巡检频次和巡检深度。
"路线优化引擎的输入应该是风险矩阵的输出,而不是简单的设备清单。"王兆祺介绍,该方案实施后,该企业的关键设备巡检覆盖率从78%提升至96%,同时巡检总工时下降了14%——因为低风险设备的巡检频次被合理降低,释放出的人力被重新分配到高风险设备上。
在技术实现层面,他建议采用"规则引擎+启发式算法"的混合架构:规则引擎处理工艺约束(如防爆区域不得使用非防爆终端、高温时段禁止进入特定区域),启发式算法(如遗传算法或蚁群算法)在约束条件下求解最优路线。他特别强调,路线优化系统必须具备"可解释性"——巡检员需要知道为什么今天被安排走这条路线,否则系统将失去一线信任。
周敏补充了一个容易被忽视的维度:动态事件驱动的路线重规划。她提到,当DCS发出某台设备的状态预警时,路线优化系统应能实时插入该设备的巡检任务并重新规划后续路线,而不是等到下一个排班周期。"这要求巡检系统与实时数据库之间建立事件通道,技术上不难,但需要跨部门的系统集成审批,很多企业卡在这一步。"
未来展望:从路线优化走向巡检策略自治
周敏对未来的判断是:路线优化将逐步被"巡检策略自治"所取代。她所在的智能制造研究院正在参与一项面向流程行业的智能运维标准制定工作,草案中已将"自适应巡检策略"列为四级(最高级)智能运维能力的核心指标。所谓自适应,是指系统能够根据设备健康状态的实时变化,自动调整巡检频次、路线、项目和标准,无需人工干预。
她给出了一组预判数据:到2027年,流程型制造企业中具备"自适应巡检策略"能力的比例将从目前的不足5%提升至20%左右,推动因素包括传感器成本下降、边缘计算能力提升以及行业标准落地。但她同时提醒,自治不等于无人化——巡检员的价值将从"执行路线"转向"异常研判和应急处置",培训和技能转型的投入需要提前布局。
陈维远则从行业管理的角度补充:设备巡检路线优化目前缺乏统一的评价指标体系,不同方案之间的效果难以横向比较。他透露,中国设备管理协会正在牵头制定《设备巡检路线优化效果评价指南》,预计2025年内发布征求意见稿,拟从漏检率、巡检工时利用率、异常发现及时率、人员负荷均衡度四个维度建立评价框架。
共识与分歧
四位专家的共识集中在三点:其一,路线优化的前提是设备数据资产的可用性,数据治理不可跳过;其二,工艺约束和现场安全规则必须内嵌到优化模型中,纯算法视角不可行;其三,一线人员的接受度和参与度决定落地成败。
分歧主要在于技术路线的优先级。王兆祺主张优先建设风险分级模型和规则引擎,认为算法复杂度可以后置;周敏则认为应同步推进实时事件通道和自适应能力,否则系统很快会面临二次改造。李承志更关注投入产出比,他认为对多数中型企业而言,先做好设备台账治理和巡检标准化,比直接上智能优化系统更务实。
FAQ
Q1:设备巡检路线优化需要哪些基础数据?
至少需要四类数据:设备台账(位号、位置、类型)、设备健康状态或故障历史、巡检标准(项目、频次、耗时)、现场约束条件(区域准入规则、时段限制)。缺少故障历史数据时,可先用设备类型和工艺重要度做替代性风险分级。
Q2:中小型企业适合上智能巡检路线优化系统吗?
建议分阶段推进。先完成巡检标准化和电子化(替代纸质巡检单),积累6—12个月的巡检数据后,再引入路线优化功能。直接跳过数据积累阶段上线优化算法,效果通常不理想。
Q3:路线优化会不会导致巡检员减员?
从已有案例看,路线优化主要释放的是无效巡检工时(如重复路线、低风险设备过度巡检),释放出的人力通常被重新分配到高风险设备巡检、异常诊断和预防性维护上。岗位结构会变化,但总人数不一定减少。
Q4:如何评价路线优化方案的效果?
可参考四个指标:漏检率、巡检工时利用率、异常发现及时率、人员负荷均衡度。中国设备管理协会正在制定的评价指南将以此为核心框架,预计2025年发布征求意见稿。
Q5:巡检路线优化系统能和现有的EAM、DCS打通吗?
技术上可行,但需要解决数据口径统一和系统集成审批两个问题。建议在项目初期就明确数据治理责任人和集成接口规范,避免上线后出现"系统孤立运行"的情况。
总结
设备巡检路线优化的核心不是算法,而是数据治理、风险分级与现场约束的工程化落地。专家共识是:先打好设备数据资产基础,再将工艺安全规则内嵌到优化模型中,并以一线接受度作为落地标尺。未来三到五年,行业将从路线优化走向巡检策略自治,但这一进程取决于标准体系建设和企业数据成熟度的同步推进。