自動化系統建置的基本概念-系統維護

表1：這份詳盡的摘要顯示了每個維護方式如何從各項設計指南著手。

在理想世界中，我們所建置的自動化系統永遠不會故障。只要加以設定與啟用，系統就能順暢執行。可惜，現實並非如此。系統不但會當機，還可能因為突發的意外故障造成重大損失，相信這些都是你我所不樂見的。

有鑑於此，如何做好系統維護，來大幅降低故障的可能性成為我們所需要重視的議題。良好完善的維護策略，將可協助您有效管理自動化系統維護成本並降低故障風險。若採用專為系統維護所設計的解決方案，加上完善的維護方案，將有助於維持效能並延長使用壽命，進而大幅提高投資效益；並藉由管理物流、排程與備料庫存，將停機成本壓至最低。

維護的用意在於透過維修來確保系統功能，並於系統故障時加以修復。維護可分成3大領域：預知維護、預防維護與修正維護。

預知維護會在故障發生前使用狀態監控來偵測系統故障，有時，業界也將其稱為「狀態架構的維護」。如有預測到潛在故障，就要安排維護活動來維修系統。這些活動可延長使用壽命，並避免意外停機。

一般而言，預知維護動作會在偵測到維修需求後展開排程，並衍生預期停機時間，所需成本通常比意外停機時間更低。隨著物聯網的發展日新月異，「讓更聰明的機器進行自我監控，並於需要維護時聯繫其他機器網路」的概念，也正急速發酵中。感測器、嵌入式控制器、FPGA、網路與Big Analog Data分析等技術演進，皆可讓預知維護變得更加輕鬆，且更符合成本效益。

預防維護的用意在於維修系統以避免系統故障，並延長使用壽命。預防維護動作通常會進行排程，並衍生預期停機時間。預期停機時間成本可由其他多個系統預防維護活動共同分攤。此項維護的目標，在於將意外停機時間成本壓至最低。

修正維護的用意在於修復故障系統，以將其回復至正常運作狀態。修正維護動作通常不會進行排程，因而導致意外停機時間出現。此項維護的目標，在於盡可能延長系統／元件在故障發生前／後的使用時間，同時將意外停機成本壓至最低，進而大幅提高投資效益。

專為可維護性所設計的系統

能否推動有效、高品質且可控制的維護方案，端視系統設計而定。若要設計具備高度可維護性的自動化測試系統，不妨考慮表1最佳做法與準則。

維護策略

圖1提供的決策流程圖可協助您挑選各個元件與系統故障模式所適用的最佳策略。不過，流程圖僅供參考，最終抉擇仍需仰賴人為判斷。

無論採預知、預防還是修正維護方式，每個策略都有各自的優勢、劣勢與適用情況。在多數情況下，意外停機時間成本(故障成本) 會佔去大半的維護相關費用。若能透過狀態監控與預知，將意外停=機時間轉換成預期停機時間，勢必可帶來許多好處。

無論是狀態監控設備、網路、伺服器還是Big Analog Data分析，皆有助於逐年壓低成本，並提高效能；正因如此，業界正逐漸投向智慧型裝置的懷抱，並採用預知能力更出色的維護策略。如果意外停機時間在所難免，適當的備料與修復策略成為您壓低與管理維護成本的不二法門。

若能在系統設計之初便考量到可維護性，再輔以良好的維護策略，即可管理成本並降低故障風險，將所費不貲的意外停機時間拋諸腦後。這不僅有助於壓低維護成本，還能讓整體擁有成本隨之下降。

因此，打造具備可維護性的設計時，請務必將自我測試、模組化設計、標準化、簡化， 以及環境／人為因素等基本概念列入考量。關於自動化系統建置的基本概念—系統維護的詳細內容，歡迎到NI(國家儀器)產品網頁下載更深入的測試系統維護指南技術白皮書。(本文由NI國家儀器提供，李佳玲整理報導)