需求
制造業(yè)是反映一個(gè)國家生產(chǎn)能力、國民經(jīng)濟(jì)水平和綜合國力的基礎(chǔ)性、支柱性產(chǎn)業(yè)。Internet和Web技術(shù)的飛速發(fā)展，大大加快了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)速度，速度和服務(wù)已成為影響制造企業(yè)核心競爭力的二大重要因素。 制造業(yè)中的設(shè)備一旦發(fā)生故障和失效問題，將嚴(yán)重影響企業(yè)的市場競爭力。其主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
l 制造企業(yè)設(shè)備故障的突然發(fā)生，不僅會增加企業(yè)的維護(hù)成本，而且會嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)效率，使企業(yè)蒙受巨大損失。據(jù)調(diào)查，設(shè)備的60％的維護(hù)費(fèi)用是由突然的故障停機(jī)引起的，即使在技術(shù)極為發(fā)達(dá)的美國，每年也要支付2000億美金來對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，而設(shè)備停機(jī)所帶來的間接生產(chǎn)損失則更為巨大。
l 進(jìn)口設(shè)備的維護(hù)問題則更為復(fù)雜和困難，而目前所采用的遠(yuǎn)距離跨國維修FAF（Fly and Fix）的方式既費(fèi)時(shí)又費(fèi)用昂貴，在大大增加企業(yè)運(yùn)作成本的同時(shí)，也嚴(yán)重影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率。
l 在“顧客至上”理念普及的今天，制造企業(yè)必須為客戶提供產(chǎn)品的完整服務(wù)解決方案。由于產(chǎn)品出現(xiàn)問題的不可預(yù)知性，企業(yè)無法預(yù)先制定服務(wù)和維護(hù)計(jì)劃。為了提高企業(yè)的服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量，制造企業(yè)必須維持一支規(guī)模更為龐大的服務(wù)隊(duì)伍，其日常支出是非常巨大的。
因此，如何合理地制定維護(hù)計(jì)劃，防止設(shè)備和產(chǎn)品因故障而失效，已成為制造企業(yè)降低運(yùn)作成本、提高生產(chǎn)效率和市場競爭力的重要手段。而要保持設(shè)備和產(chǎn)品的穩(wěn)定性，現(xiàn)在的制造企業(yè)多采用周期性檢修的方式，但這種方式同樣給企業(yè)帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。新的觀念是采用智能維護(hù)系統(tǒng)，不停地對設(shè)備和產(chǎn)品的性能狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)測和評估，并按需制定維護(hù)計(jì)劃，以防止它們因故障而失效。
IMS Technologies
所謂智能維護(hù)系統(tǒng)（Intelligent Maintenance System, IMS），或稱之為E-maintenance，是采用性能衰退分析和預(yù)測方法，結(jié)合infotronics 技術(shù)（融合互聯(lián)網(wǎng)、非接觸式通訊技術(shù)、嵌入式智能電子技術(shù)），使產(chǎn)品或設(shè)備達(dá)到近乎零故障（Near-Zero-Breakdown）的性能或生產(chǎn)效率的一種新型維護(hù)系統(tǒng)。
智能維護(hù)屬于預(yù)測性維護(hù)，智能維護(hù)系統(tǒng)的采用將大大促進(jìn)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，即使在美國，現(xiàn)今的工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)能力只是其最大能力的48.2%（1999年11月，美國商業(yè)部門數(shù)據(jù)），而據(jù)保守的估計(jì)，基于Internet的智能維護(hù)技術(shù)每年可以帶動2.5%到5%的運(yùn)轉(zhuǎn)能力增長，這意味著：在價(jià)值2億美金的設(shè)備上應(yīng)用智能維護(hù)技術(shù)，每年就可以多創(chuàng)造500萬美金的價(jià)值。有關(guān)資料也表明：運(yùn)用智能維護(hù)技術(shù)可減少事故故障率75%，降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用25%~50%。以我國目前國有企業(yè)總固定資產(chǎn)約10000多億元為例，每年用于大修、小修與處理故障的費(fèi)用一般占固定資產(chǎn)的3%~5%，可見采用智能維護(hù)，每年取得的經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)數(shù)百億元。
正是智能維護(hù)對世界經(jīng)濟(jì)的巨大推動作用，2002年7月，智能維護(hù)技術(shù)被美國《財(cái)富》雜志列為當(dāng)今制造業(yè)最熱門的三項(xiàng)技術(shù)之一[1]。
IMS科學(xué)意義
在目前的制造企業(yè)，無論是維修還是定期的維護(hù)，其目的都是為了提高制造企業(yè)設(shè)備的開動率，從而提高生產(chǎn)效率。故障診斷技術(shù)的出現(xiàn)，大大的縮短了確定設(shè)備故障所在的時(shí)間，從而提高了設(shè)備的利用率。但故障停機(jī)給制造企業(yè)所帶來的損失還是非常巨大的。如在新興的IC產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)線初期投資一般為17億美金左右，而其有效生產(chǎn)周期只有3－5年，若生產(chǎn)線發(fā)生故障停機(jī)，不僅會使整個(gè)生產(chǎn)線上正在加工的半成品全部報(bào)廢，而且會嚴(yán)重影響其投資回收速度。智能維護(hù)技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步提高了企業(yè)設(shè)備的開動率，并且隨著技術(shù)的發(fā)展，其可使企業(yè)的制造設(shè)備達(dá)到近乎零的故障停機(jī)性能。
智能維護(hù)與故障診斷有著密不可分的聯(lián)系，其很多的技術(shù)基礎(chǔ)起源于故障診斷，但他們之間又有很多區(qū)別。在傳統(tǒng)的診斷維修領(lǐng)域，大部分的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用集中在信號及數(shù)據(jù)處理、智能算法研究（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）、及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)（以數(shù)據(jù)傳送為主）。這些技術(shù)基于的基礎(chǔ)理念是被動的維修模式FAF（Fail and Fix），對產(chǎn)品和設(shè)備的使用者而言，維修的要求是達(dá)到及時(shí)修復(fù)。而智能維護(hù)技術(shù)是基于主動的維護(hù)模式PAP（Predict and Prevent），重點(diǎn)在于信息分析、性能衰退過程預(yù)測、維護(hù)優(yōu)化、應(yīng)需式監(jiān)測（以信息傳送為主）的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，產(chǎn)品和設(shè)備的維護(hù)體現(xiàn)了預(yù)防性要求，從而達(dá)到近乎于零的故障及自我維護(hù)（見圖1）。故障診斷技術(shù)在設(shè)備和產(chǎn)品的維修中雖然也發(fā)揮著重要的作用，但目前，由于工業(yè)界對預(yù)防性維護(hù)技術(shù)的需求，故障診斷領(lǐng)域的研究重點(diǎn)已逐步轉(zhuǎn)向狀態(tài)監(jiān)測、預(yù)測性維修和故障早期診斷領(lǐng)域，其為智能維護(hù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)際上，目前的故障診斷研究已經(jīng)趨向于智能維護(hù)領(lǐng)域的初級階段。
美國KLA-Tencor公司預(yù)測，半導(dǎo)體制造業(yè)將向智能化電子診斷的方向發(fā)展（即智能維護(hù)），從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地監(jiān)測和調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行，而這一技術(shù)的采用將影響整個(gè)工業(yè)界，而不僅僅是半導(dǎo)體制造業(yè)。因此，目前有很多國際知名企業(yè)已把智能維護(hù)技術(shù)作為企業(yè)的主要發(fā)展戰(zhàn)以促進(jìn)維護(hù)策略從平均故障間隔MTBF（Mean-time-between-failure）平均衰退間隔MTBD（Mean-time-between-degradation）的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)備和產(chǎn)品在其生命周期中的近乎零的故障發(fā)生率，從而大大提高國際市場的競爭力。
