先進資產(chǎn)績效管理（APM）和資產(chǎn)投資規(guī)劃（AIP）系統(tǒng)

資產(chǎn)維護的APM工具箱方法

在其《資產(chǎn)績效管理軟件市場指南》中，Gartner研究描述了資產(chǎn)密集型行業(yè)在資產(chǎn)管理方面所遵循的過程。這種管理紀律從簡單的維護演變?yōu)闃I(yè)務運營的核心能力。Gartner認為，APM軟件處于這一變革的核心位置，CIO必須了解新觀察到的市場方向，并支持這些實用的資產(chǎn)管理策略。

APM產(chǎn)品提供了許多可行的策略，可用于提高可靠性和管理維護。這些策略不應被認為是“好”還是“壞”，而應被視為針對同一整體問題的不同方法，以滿足不同情況下的需求。在維護策略路線圖中，APM的目標是擁有廣泛的技能和工具，并將不同資產(chǎn)類別的需求與這些工具相匹配，采用工具箱方法。就像維護工人不會在每個工作中都使用一把錘子，并且會為任何給定的工作準備一系列工具一樣，組織需要利用許多不同的技能和工具進行資產(chǎn)維護。

在資產(chǎn)維護的工具箱方法中，組織應該為其業(yè)務中的不同資產(chǎn)規(guī)劃出最佳策略。運營將會有在這個結構內(nèi)落入不同類別的需求，可能會建議的供應商不會滿足所有可能的層次和變化。因此，IT部門應該與業(yè)務用戶一起確定一個可行的路線圖，從現(xiàn)有狀態(tài)擴展到完整的多級能力。值得注意的是，大多數(shù)APM供應商并不提供所有層次的APM維護策略。因此，一些組織可能需要超過一個APM產(chǎn)品，具體取決于其業(yè)務的復雜性、資產(chǎn)類型和資產(chǎn)維護目標。

APM應用程序可以提供不同的功能，并通常包含在軟件包的不同類別或不同模塊中。根據(jù)Gartner，表5.1列出了APM應用程序的功能及其流程和工具，以說明上述情況。例如，RCM功能可以被認為是為維護資產(chǎn)和管理其風險制定適當策略的過程或工具。

在本章中，對一些OEM軟件部門和IT公司的產(chǎn)品進行了審查。這是一項旨在找到那些可以涵蓋被視為基本資產(chǎn)管理流程的應用程序，以改善資產(chǎn)績效的練習。同樣，分析了與這些平臺實施相關的一些方面。

本章所包含的信息來自于供應商提供的軟件信息，以及對這些平臺實施的實際經(jīng)驗。

GE Digital的Predix資產(chǎn)績效管理

Predix平臺是由GE Digital開發(fā)的。2018年12月，GE宣布將GE Digital與GE Power Digital Solutions和GE Grid Solutions合并成立了一家新公司。

GE看到了一個巨大的市場機會，并創(chuàng)建了Predix平臺，它可以將物理資產(chǎn)數(shù)據(jù)與強大的分析工具和工業(yè)應用程序相連接，以提高資產(chǎn)的性能，降低成本并開發(fā)新的服務。

Predix APM由Predix平臺提供支持的SaaS和本地應用程序組成，旨在“提高資產(chǎn)的可靠性和可用性，同時優(yōu)化維護成本，降低風險，減少總擁有成本（TCO）”。該套件適用于所有OEM和所有行業(yè)，并涵蓋了工業(yè)資產(chǎn)需求的全范圍：APM Health，APM Reliability，APM Integrity和APM Strategy。

在表5.2中，第一列列出了基本的資產(chǎn)管理公司業(yè)務流程。表格的下四列標題是Predix平臺模塊的名稱（APM Health，APM Reliability，APM Integrity和APM Strategy）。在當前平臺結構的這些模塊中，確定了支持關鍵資產(chǎn)管理業(yè)務流程的相關應用程序。因此，該表是一個交叉參考表，將公司的關鍵資產(chǎn)管理流程與相應的Predix平臺應用程序進行了關聯(lián)。這是考慮到用戶想要擁有支持類似于第3章所描述的維護模型的基本工具包。

SAP APM解決方案

作為一個知名的全球性IT供應商，SAP提供了APM工具。2019年第二季度發(fā)布了1905版本，包括四個模塊：

(1) 預測性維護與服務。

(2) 資產(chǎn)策略和績效管理。

(3) 預測性工程洞察力；以及

(4) 資產(chǎn)智能網(wǎng)絡。

所有這些模塊都與SAP的EAM組合集成，并在主要位于歐洲和北美的各行各業(yè)中變得流行，盡管在全球大多數(shù)地區(qū)都有存在。

這些模塊包括，例如，在SAP的資產(chǎn)策略和績效管理產(chǎn)品中的RCM。在SAP資產(chǎn)智能網(wǎng)絡中作為商業(yè)服務的協(xié)同APM，或者在SAP預測性維護和服務中部署自定義算法和用戶定義分析的功能，以及來自合作伙伴ANSYS的嵌入式模擬模型的振動分析和模擬作為服務。此外，SAP通過SAP資產(chǎn)管理器提供離線移動使用。

SAP提供與其自身的物聯(lián)網(wǎng)平臺以及其他第三方數(shù)據(jù)源的集成（例如，最流行的之一是OSIsoft的PI）。通過傳感器收集的數(shù)據(jù)可以加載和存儲在SAP HANA中，這是該公司的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。SAP的CBM功能可以通過SAP PM模塊（EAM解決方案）或通過預測性維護和服務的APM解決方案提供。在這個新的解決方案中，SAP提供了預測性分析和機器學習，以及用于模擬模型的預測性工程洞察力。

產(chǎn)品接口已建立用于像SAP ERP中央組件（ECC）和SAP S/4HANA這樣的EAM，Esri之類的GIS，而對于任何AIP并未提供接口。SAP APM解決方案的系統(tǒng)集成商是知名公司，例如Accenture、Deloitte等。

西門子APM產(chǎn)品

西門子的APM產(chǎn)品在歐洲、北美和中東擁有強大的市場份額，服務于許多工業(yè)部門的客戶。西門子提供四種不同的APM產(chǎn)品，所有這些產(chǎn)品都與其MindSphere物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化平臺進行接口，涉及多個部門：

(1) MindSphere（最新版本為2018年1月發(fā)布的版本3）。

(2) 針對發(fā)電廠的APM版本3.0，于2018年12月發(fā)布。

(3) 電力診斷中心（PDC）；

(4) 狀態(tài)監(jiān)測與診斷。

MindSphere通過其Visualizer應用提供CBM功能，通過其Advanced Analytics應用提供預測分析，通過其Product Intelligence應用提供RCM，以及通過RBI應用提供RBI。MindSphere主要作為托管解決方案部署，2018年1月在AWS發(fā)布，2018年5月在Microsoft Azure發(fā)布，2018年9月在阿里巴巴發(fā)布。還通過與Atos的合作伙伴關系提供本地版本，該版本于2018年4月發(fā)布。

針對發(fā)電廠的APM是一種用于發(fā)電的APM解決方案，是西門子MindSphere數(shù)字平臺的一部分，結合了Bentley的資產(chǎn)績效管理專業(yè)知識和西門子的運營和維護經(jīng)驗、艦隊數(shù)據(jù)和領域知識。預測性分析內(nèi)置于資產(chǎn)模型中，并作為起始內(nèi)容提供。

PDC產(chǎn)品是一種非常專用于公用事業(yè)的應用程序，主要關注于檢測發(fā)電和操作設備的異常運行條件，以提高工廠的可靠性和可用性。

西門子在所有產(chǎn)品中都提供了離線模式，并與ISO 55000和ISO 27001行業(yè)標準保持一致。

Bentley已與西門子合作提供了一種稱為PlantSight的聯(lián)合產(chǎn)品（于2019年初推出），用于處理工藝行業(yè)。PlantSight利用西門子的MindSphere、COMOS和XHQ以及Bentley的iTwin服務、OpenPlant、AssetWise和互操作服務，提供工廠可視化和分析能力。

接口已建立，用于像SAP和Oracle這樣的EAM，但沒有報告用于GIS或任何AIP系統(tǒng)的接口。SAP APM解決方案的系統(tǒng)集成商是知名公司，如：Atos、Bentley、Deloitte、TCS、Software AG、IT Vizion等。

IBM APM組合

當前的IBM Maximo APM組合于2018年10月發(fā)布。目前，IBM有兩款提供APM功能的產(chǎn)品：

(1) Maximo企業(yè)資產(chǎn)管理，定位于Watson IoT集團；

(2) Maximo資產(chǎn)績效管理。Maximo APM解決方案的品牌于2019年3月更新，整合了以下內(nèi)容：

? Maximo APM—Health（原名Asset Health Insights），

? Maximo APM—Predict（原名Predictive Maintenance Insights），

? Maximo APM—Assist（原名Equipment Maintenance Assistant）。

Maximo資產(chǎn)管理產(chǎn)品提供離線使用模式，多年來已在許多資產(chǎn)密集型行業(yè)中推出了多個模塊。

Maximo APM提供基本的條件監(jiān)控、資產(chǎn)關鍵性分析、健康評估和FMECA工具。其中一些產(chǎn)品還增強了行業(yè)特定的包，重點放在能源和公用事業(yè)領域。事實上，Maximo APM適用于能源與公用事業(yè)（2019年1月發(fā)布的版本3.0）為公用事業(yè)設備提供了一套預測模型以及預測和AI輔助維護功能。關于RCM，IBM與MaxGrip和GE Digital合作。此外，2016年，IBM獲得了Fluke Accelix Connect2 Assets產(chǎn)品的轉售權，以將APM解決方案與工業(yè)自動化系統(tǒng)連接起來。

IBM Maximo APM套件與Maximo EAM和其他EAM產(chǎn)品無縫集成，作為與Esri GIS的接口，目前尚未與AIP系統(tǒng)集成。IBM套件的集成商有IBM Services、Deloitte、Capgemini和Accenture。

資產(chǎn)投資規(guī)劃（AIP）解決方案

AIP解決方案有助于重新思考資產(chǎn)策略，而不是僅僅替換資產(chǎn)。越來越多的組織面臨更加復雜的收入來源，并且在迫切需要用更少的資源做更多事情的壓力下，被迫重新考慮資產(chǎn)利用情況。AIP系統(tǒng)獲取來自EAM和APM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，主要是關于資產(chǎn)的健康狀況、關鍵性和折舊情況，并對這些數(shù)據(jù)進行分析，以確定支出的替代方案。AIP幫助組織做出客觀、數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策，以優(yōu)化成本，并在資產(chǎn)的整個投資生命周期內(nèi)盡量減少運營風險，從預測資產(chǎn)狀況到為修復、重新分配或替換資產(chǎn)提供資金。

對于資產(chǎn)的每個干預選項的及時性，或者其本身的替換，是通過經(jīng)濟分析確定的，并根據(jù)用戶定義的某些戰(zhàn)略考慮因素，如預算和監(jiān)管限制（例如，ISO 55000）。事實上，每個組織都需要一種機制來確定投資決策的價值，如果他們打算優(yōu)化他們稀缺資源的使用。

AIP解決方案試圖提供一個明確定義的價值框架，以實現(xiàn)基于價值的決策，與組織和戰(zhàn)略目標一致，從而在整個業(yè)務范圍內(nèi)始終量化投資價值。

對于非常不同的投資提案價值的量化是困難的，可能是一項艱巨的任務。AIP解決方案開發(fā)了一個價值函數(shù)，可以幫助簡化這個過程。組織的戰(zhàn)略目標或目標將被轉化為幾個可量化和加權的價值度量。這些度量，連同風險框架和財務參數(shù)（如通貨膨脹率、貼現(xiàn)率）一起，被用來開發(fā)一個公平反映組織將如何評價每個提議的投資所聲稱的利益的函數(shù)（見圖5.1）。

在當前時代，對于固定資產(chǎn)的維護和資本投資比以往任何時候都更加關鍵。資本密集型資產(chǎn)公司的高管必須做出許多決定，這些決定可能會極大地影響公司的收入和支出，無論是中期還是長期。

當前的經(jīng)濟下滑使得在確定資產(chǎn)投資策略并評估其相關風險方面幾乎沒有任何余地。因此，擁有AIP類型的應用程序來支持這些流程，并盡可能地完善決策是很重要的。像Copperleaf或Cosmo Tech這樣的軟件提供商正在市場上產(chǎn)生影響，他們的解決方案變得越來越少地針對受監(jiān)管行業(yè)，而迅速擴展到相鄰的資產(chǎn)密集型工業(yè)領域。

在接下來的章節(jié)中，將審查各種這些解決方案。意圖并不是在它們的元素內(nèi)容上精確，而是提供它們用于優(yōu)化的工具和與其他AM系統(tǒng)可能性的集成的概述。

Copperleaf 決策分析

總部位于加拿大溫哥華的Copperleaf?為管理關鍵基礎設施（電力、天然氣、水、政府、石油和天然氣、交通運輸以及其他基于資產(chǎn)的行業(yè)）的企業(yè)提供軟件解決方案，增強他們的決策分析能力。

Copperleaf Suite 將資產(chǎn)數(shù)據(jù)與財務信息相結合，以增強長期規(guī)劃、預算編制和預測決策，使組織能夠最大化投資組合的價值，并推動戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。

該解決方案包含一系列不同的建模能力，可分為兩個部分：資產(chǎn)管理部分和投資部分。

? 資產(chǎn)管理模型包括一整套先進的資產(chǎn)建模功能，例如：

– 能夠定義任何類型的退化曲線（條件 vs 時間和故障概率 vs 時間），例如，具有大小和形狀參數(shù)的韋伯分布。

– 在組件級別計算狀態(tài) / 故障概率 / 健康得分 / 健康指數(shù)，并對資產(chǎn)集進行自動聚合。

– 對相鄰不同資產(chǎn)的退化依賴性和影響進行建模的功能。

– 等等。

? 投資績效模型：包括以下功能：

– 投資績效預測：能夠預測投資組合的最可能實際執(zhí)行情況及其與原始計劃的偏差，以及基于項目/投資執(zhí)行的歷史數(shù)據(jù)使用蒙特卡洛模擬的不確定性區(qū)間。

– 等等。

目前，Copperleaf?解決方案基于先進的數(shù)據(jù)分析工具和優(yōu)化算法（MILP型線性優(yōu)化：混合整數(shù)線性規(guī)劃），提供市場領先的性能。這適用于投資部分和資產(chǎn)管理部分。例如，預測分析模塊可以提供對任何資產(chǎn)的最佳干預順序，考慮到其完整的生命周期。

近年來，Copperleaf已經(jīng)決定大力增強整個Suite的AI/ML能力，現(xiàn)在已經(jīng)成為產(chǎn)品路線圖的主要工作方向之一，并且已經(jīng)有一些新模塊可供使用。

Copperleaf Asset通常不作為資產(chǎn)主數(shù)據(jù)，而是從EAM導入資產(chǎn)的結構和技術信息，但在許多情況下，它作為與條件/風險建模相關的屬性或特征的主數(shù)據(jù)（例如，每種資產(chǎn)的退化曲線和使用壽命、環(huán)境后果/安全性/供應可靠性的價值、對每種資產(chǎn)類型的每種干預的單位成本等）。

Copperleaf軟件可以在客戶的IT基礎設施上部署（使用應用服務器/標準數(shù)據(jù)庫服務器，無需特殊要求），也可以在內(nèi)部客戶云上部署（在亞馬遜網(wǎng)絡服務、Azure等上），也可以在Copperleaf自己的云上部署（在AWS上）。

Cosmo Tech的混合方法

Cosmo Tech是ENS Lyon的一個分支機構，由Michel Morvan和Hugues de Bantel于2010年創(chuàng)立。它被認為是工業(yè)系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的世界參考。他們的產(chǎn)品戰(zhàn)略基于數(shù)字孿生的構建，這使他們在產(chǎn)品概念和市場提供方面與其他競爭對手不同。公司的理念是通過數(shù)字孿生支持戰(zhàn)略層面的決策過程。它提供了在實施之前對客戶行動計劃進行虛擬測試的能力。這些模型旨在幫助獲得最佳和可執(zhí)行的策略，并能夠透明地制定操作計劃。其主要客戶在制造業(yè)、汽車業(yè)、能源和交通運輸?shù)阮I域。

Cosmo Tech的專有復雜系統(tǒng)建模語言（CoSML）是模擬物理資產(chǎn)、工業(yè)系統(tǒng)、程序和流程的核心。CoSML代表一個真實系統(tǒng)，參考了該系統(tǒng)的四個關鍵組成部分：實體、層次結構、相互作用和動態(tài)。

作為其Cosmo Tech資產(chǎn)解決方案的一部分，該公司開發(fā)了一款AIP應用程序，允許創(chuàng)建特定基礎設施的數(shù)字孿生：即獲得所有操作系統(tǒng)的動態(tài)副本，包括物理資產(chǎn)、限制、流程和策略、人力資源和法規(guī)限制。從那時起，可以進行模擬以評估所選計劃期間的不同資產(chǎn)投資和更換選項。該應用程序允許操縱關鍵因素，如預算、配置、資產(chǎn)的關鍵性、退化模型、維護頻率、技術位置的變更、法律等。這顯然是一個旨在管理業(yè)務資產(chǎn)組合復雜性的應用程序，它可以呈現(xiàn)在不同債券水平獲得的業(yè)務風險結果。這是一個旨在在短期、中期和長期內(nèi)提供對最佳資產(chǎn)更新和投資計劃更有信心的工具。

Cosmo Tech的解決方案從一開始就探索了模擬和機器學習的結合。他們的模擬數(shù)字孿生解決方案使得對于最復雜的工業(yè)問題來說，這種混合方法是可操作的。從模擬結果中訓練簡化的機器學習模型的可能性，或者通過模擬解釋機器學習模型檢測到的相關性，結果是一種非常強大的混合建模方法，可以利用每種數(shù)字技術的優(yōu)勢。事實上，這種混合方法正在成為科學界的一個不斷增長的趨勢。麻省理工學院、OpenAI和德國Fraunhofer機器學習中心等研究組織已經(jīng)在探索這條道路。