摘要：为支持预测性维修为主的综合维修模式,从产品全生命周期管理角度出发,研究了产品生命中期阶段维护、维修和大修支持系统总体框架以及维护、维修和大修支持技术体系。在总结维修服务系统发展历程的基础上,分析了维护、维修和大修服务管理需求,给出了维护、维修和大修支持系统总体框架和支持技术体系。最后,阐述了维护、维修和大修支持技术体系各个部分的核心技术。关键词：维修服务维护、维修和大修支持系统支持技术决策支持运行监控

MRO（Maintenance,RepairandOverhaul）是产品在使用阶段所进行的各种维护、维修、大修等制造服务活动的总称。随着先进制造产业由制造为中心日渐变向以创新与服务为中心转变，产品服务的效率和质量成为企业生存与发展的关键因素，MRO业务已成为先进制造企业收入的主体。据统计，大型装备的MRO费用占装备全生命周期管理（ProductLifecycleManagement，PLM）总费用的60-70％。通用电气(GE)年收入总额中服务业所占比重为：年占62.44%，年占63.32%；通用汽车公司(GM)下属的服务公司年利润达到29.1亿美元，占GM全部利润的80%。

科技的不断进步导致产品的极大丰富，同时也诞生越来越复杂的产品。高价值复杂产品具有使用周期长、维护成本高、技术管理严格等特点。工业化与信息化融合极大提升了产品研发与制造效率，同时,对现有的产品运行、日常维护和大修等业务带来前所未有的冲击，主要表现为：（1）缺乏预警：随着产品数字化水平的提高,可获得各类工况信息和产品运行参数，通过采集和分析这些关键参数可以有效地识别产品的运行状况和预测可能发生的故障,而目前的静态维护计划缺乏故障预警的能力。（2）响应迟钝：目前产品的维护和大修主要依靠人员的技术水平。培养一个称职的维修服务技师的周期越来越长。大量的技术资料需要通过人工进行检索，费时、费力且容易出错。特别是经过多次维护和大修的产品，其产品结构、零部件性能、软件版本都发生很多变化。一旦发生故障，从技术资料、人员素质、维修产品、备品备件等方面都会延误响应的时间。

（3）维修期长：目前大部分大修活动是将产品全部解体，然后分别检查个部分的磨损情况，再制定各自的大修计划和备件的订货合同。因此，每次大修需要的周期很长，特别是关键部件的订货周期严重影响整个大修的周期,严重影响大型装备的使用效率。（4）备件冗余：涉及到国计民生的重大产品对维护和大修的周期有严格要求。为此，企业不得不预先准备大量的、价格昂贵的备品备件。随着工业化的不断发展，产品数量的增加，备件造成的占用大量流动资金的矛盾越来越大。（5）过度维护：长寿命产品在运行过程中由于技术的进步，维修过系统的性能可能超过原系统，零部件、组件或系统的可靠性也提高，但如果原定的定时静态维护计划依然不变，就会导致维护成本的严重浪费。（6）知识流失：产品运行、维护和大修过程中可能发现产品设计、制造过程中存在的缺陷，这是非常宝贵的知识。当前企业缺少对这部分知识的捕获、收集和反馈的渠道，延误了产品技术升级和性能改善的时机。中国制造业正在从产品经济向服务经济的过渡，制造业与服务业融合加速，中国生产性服务业发展迫切需要综合运用现代信息技术发展自主的MRO支持与系统。为此，国家计划先进制造技术领域“十一五”期间部署了“大型装备维护、维修与大修支持系统”重点项目。本文对国内外主要MRO支持系统进行了调研，重点分析了面向PLM的MRO支持系统关键技术需求和核心功能需求。1MRO与PLM的关系1.1产品全生命周期管理概念PLM概念的提出可以追溯到20世纪末，美国著名的咨询公司CIMdata认为：PLM是一种战略性的商业方法，它应用一组一致的业务解决方案来支持在广义企业内创建、管理、分发和使用覆盖产品从概念到消亡整个生命周期的定义信息，它集成了人、过程和信息。PLM的协同运作涉及到产品的设计、采购、生产、销售、MRO支持、产品维护等产品全生命周期的各个环节。

国内外对于产品全生命周期技术的研究主要集中产品全生命周期管理系统体系结构、产品全生命周期信息建模、智能、交互和协同的PLM等方面。国内学者经过二十多年的深入研究，清华大学、浙江大学、华中科技大学、南京理工大学等在产品全生命周期管理技术领域也取得了丰硕的理论成果。从这些理论成果看，产品全生命周期可分为三个主要阶段：(1)生命初期（BOLBeginningofLife），包括产品的设计和制造；(2)生命中期（MOLMiddleofLife)，包括使用、服务和维修保养；(3)生命末期（EOLEndofLife)，包括产品再利用，原材料回收和销毁处理。目前，在产品生命初期(BOL)，即设计和制造阶段，各种信息化和数字化技术和应用系统已经相对成熟和完善，例如：PDM系统着重解决产品设计的数据统一管理；CAPP系统着重解决产品工艺数据数据的统一管理；ERP系统着重解决企业资源管理数据；MES系统着重解决生产过程的数据管理；但是，在产品生命周期的MOL和EOL阶段，信息化技术应用相对滞后。

1.2MRO支持技术与系统发展历程MRO是产品生命中期业务重要组成部分，MRO支持技术是制造服务业的核心支撑技术，它将现代MRO理论、信息通信技术和企业管理方法相结合，对产品MRO数据、知识和过程进行有效管理，支持产品制造商、用户和维修服务商在整个产品生命周期中共享产品相关信息的关键使能技术。开发和应用复杂产品MRO支持系统是延伸制造业价值链、提高企业竞争能力和可持续发展的重要支撑。MRO支持系统是将MRO理论和企业管理方法相结合，支持产品制造商、用户和维修服务商进行维修过程管理、维修过程优化和辅助维修决策的信息系统。随着产品维修模式的不断发展和信息技术应用的不断深入，MRO支持系统也经历了从简单数据管理到支持MRO业务过程，从分散应用到整体集成、从管理业务信息到发现知识进而辅助决策的发展过程。归纳起来，主要经历了四个发展阶段：第一阶段：手工电子文档管理。早期的MRO数据管理仅由人工通过电子表格记录设备维修相关数据，以代替传统的纸介质文档。在这一阶段，延续了手工管理模式，这种手工MRO数据管理方式下数据正确性难以保证。目前，在我国仍然有很多企业采用这种MRO管理方式。第二阶段：零散的维修数据管理。研究开发出面向不同专业和部门的MRO管理软件，例如：MRO管理系统、设备管理系统、故障诊断和分析系统、数字化设备监控工具等。这种零散的MRO管理系统难以保证数据的一致性，给企业造成了新的“信息孤岛”。第三阶段：衍生的MRO管理系统。随着计算机集成技术在制造企业的推广应用，一些专业应用软件开发商（如：ERP/CRM/SCM/EAM等）意识到制造服务业是下一个具有巨大增值空间业务领域。于是出现了各种具有不同专业特色的扩展MRO管理系统。例如：基于ERP的资产管理系统、基于CRM的MRO系统和基于SCM的物资管理系统等。扩展的MRO管理系统的共同特征是：仅仅将MRO作为一个相对独立的静态数据管理对象集成到原有的专业应用软件系统中，难以保证MRO数据和过程管理的全面性和有效性需求。第四阶段：面向全生命周期的MRO支持系统。其主要特点是：为企业建立了一个管理产品（资产）从概念设计一直到寿命终结的所有知识的环境。对于原始设备制造商，允许从产品配置与运营信息向前链接至产品开发与制造过程，以提高产品质量与客户支持。对业主/运营商或者第三方服务商，通过服务数据管理功能建立起资产定义与知识管理的一个单一来源，从而通过提高服务生产力与质量来改进MRO的规划、执行以及营运资金的利用。

面向全生命周期的MRO支持系统为企业建立了一个管理产品（资产）从概念一直到寿命终结的所有知识的环境。对于原始设备制造商，允许从产品配置与运营信息向前链接至产品开发与制造过程，以提高产品质量与客户支持。对业主/运营商或者第三方服务商，通过服务数据管理功能建立起资产定义与知识管理的一个单一来源，从而通过提高服务生产力与质量来改进MRO的规划、执行以及营运资金的利用。1.3MRO支持系统在PLM中地位和作用随着市场经济的发展，以客户为中心的经营理念逐渐在制造企业中确立，MRO作为保证产品使用价值和企业与客户直接接触的环节，其在制造系统中的重要作用日渐凸现。

上图说明了在一个典型产品的全生命周期业务流程中产品MRO的地位和作用，具体包括以下方面：（1）MRO对供应商的作用：各级零配件供应商在向用户提供维修零配件的同时，也接受用户对各个零配件使用情况（零配件的使用效果、性能、质量状况）的反馈。因此，MRO对提高整个配件供应链的整体水平具有不可替代的促进和反馈作用。（2）MRO对产品设计的作用：产品设计处于制造过程的起点，在该环节，新产品开发部门需要确定目标客户的需求，并最大限度从用户的需求中获得产品的开发创意。产品是否最终获得市场的肯定，在很大程度取决于产品的开发创意与用户需求的吻合程度。MRO是产品制造企业在产品使用过程中向用户提供的各种服务，因此用户对产品的功能配置、性能参数是否满足实际的应用最具有发言权，从他们那里得到的信息也最真实和具有价值。因此，通过MRO对这些信息加以收集、整理和分析，可以为新产品开发提供好的创意，为已有产品的性能优化提供依据。（3）MRO对产品生产制造的作用：质量是制造出来的。在制造过程中，通过不同的质量管理手段将产品质量控制在用户的期望水平之内。在产品质量控制过程中，除了需要对制造过程的数据进行分析，以对影响质量的各种因素进行严格控制外，还需要来自于产品使用过程的各种质量信息（各种故障现象和故障数据）反馈。这些质量信息来源于真实的产品使用环境，对于质量改进和产品质量水平的提高具有绝对的发言权。综上所述，提高MRO质量，需要综合利用产品全生命周期信息，特别是产品设计技术文档和参数，以及产品的制造和装配信息。另一方面，MRO在促进产品的销售、提高供应商和产品生产制造的过程质量、为新产品开发提供创意和产品改进等方面都具有十分重要的作用。2MRO支持系统开发、应用与研究现状分析复杂产品的MRO需求具有很强的行业和领域特征。随着信息技术在企业推广应用的不断深入和产品维修模式的发展，国内外开发了很多MRO支持系统。2.1MRO支持系统开发现状目前国外主流的MRO支持系统仍然属于第三代产品，主要包括：Oracle公司的综合维护、维修和大修管理系统（ComplexMRO）、SAP的SAPMRO、Siemens的Teamcenter?MRO、IBM的Maximo、AuRA等。国外的MRO产品还有：Scottish公司面向航空行业的专业MRO系统、JDA软件集团公司(Nasdaq:JDAS)的Manugistics驱动的JDAMRO等。目前国内还没有成熟的高端MRO软件产品。大部分国内自主开发的MRO相关软件产品基本上属于第2～3代MRO产品。包括：北京神农氏软件有限公司开发的“SmartEAM设备管理系统”、广州市正泰商业数据有限公司开发的EAM设备资产管理系统、西北工业大学机电工程学院开发了“基于Web的数控设备维修信息管理系统”、西安翔宇航空科技股份有限公司研制的机务工程管理系统（MES）、北京海顿新科技术有限公司的海顿设备资产管理系统（EAM）、信息产业部电子第五研究所数据中心开发的可靠性维修性保障性工程软件CARMES、北航可靠性工程研究所和北京可维创业科技有限公司开发的可维ARMS2.5软件等。其它MRO产品还有：铁路货车技术管理信息系统（铁道部）、武器产品的远程监控和服务系统（南京理工大学）、数控机床维护及故障分析系统（北京机械工业学院）、航空发动机全生命管理系统（哈尔滨工业大学）。2.2MRO支持系统应用情况MRO支持系统的重点 　　第一阶段：产品档案管理。业务特点在于用电子文档代替手工文档；技术特点在于使用了计算机并采用了电子化文档管理模式。 　　第二阶段：产品售后服务管理。业务特点在于被动服务转向计划性服务；技术特点在于使用了互联网和远程监控。 　　第三阶段：检测与维修集成的MRO管理。业务特点在于主动维修服务；技术特点在于使用了智能传感器、移动互联以及物联网。 　　第四阶段：面向全生命周期的综合MRO服务管理。业务特点在于使用了全生命周期的一体化管理；技术特点在于使用了云计算、数据挖掘技术以及SNS和LBS。

6.结束语比较欧美发达国家MRO支持软件厂商有多年的发展历史，国内在此领域起步较晚，技术起点较低，对于高端MRO支持系统的研发，在体系架构、软件功能等方面都存在较大的难度和不确定性，技术路线的选择存在一定的风险。而且国内大多数企业对于MRO的需求往往不够明确，同时随着企业的发展往往会出现新的MRO需求；国内对于MRO建模没有一套切实可行的分析方法和理论。长期以来，不同的行业(轨道交通、发电设备、航空运输等)、不同企业体制(国营制造企业、部队维修机构、合资维修企业)、不同的维修对象，形成了不同的维修组织体制和业务模式，整合到MRO支持系统有一定的困难。这些都会给MRO支持系统的研究和开发带来很大的不确定性因素。本文的目的就是希望通过对MRO支持系统现状的介绍和分析，使用户对MRO的概念、作用、基本功能和关键技术有一个正确的认识，以辅助企业制定和实施其面向全生命周期的产品MRO管理战略，支撑企业向制造服务转型。

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