實(shí)際上,管理模式工業(yè)4.0是圍繞生產(chǎn)方式從傳統(tǒng)向柔性生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,所提出的基于信息物體技術(shù)解決方案。生產(chǎn)要實(shí)現(xiàn)柔性的前提,便是生產(chǎn)設(shè)備的安定化保障,這也就對(duì)生產(chǎn)設(shè)施的可靠性、可用度提出了更高的要求。
在TPM管理模式活動(dòng)中,我們強(qiáng)調(diào)全員參與,強(qiáng)調(diào)設(shè)備使用和維護(hù)人員的責(zé)任、意識(shí)和能力,本文將探討在工業(yè)4.0條件下,如何提高設(shè)備使用和維護(hù)人員的責(zé)任、意識(shí)和能力,如何實(shí)施TPM設(shè)備管理。
1、以目標(biāo)為導(dǎo)向構(gòu)建設(shè)備管理模式責(zé)任機(jī)制
以往我們的開展設(shè)備管理時(shí),總是在強(qiáng)調(diào)應(yīng)該做什么,具體怎么做。而一直忽略了怎么讓他愿意做,因此許多企業(yè)在推TPM中的自主維護(hù)時(shí),往往會(huì)流于形式,起不到持之以恒、持續(xù)改善的作用。在未來工業(yè)4.0中,并不會(huì)出現(xiàn)“智能無人工廠”的情況,而是更強(qiáng)調(diào)了維修、維護(hù)人員的責(zé)任和意識(shí),在對(duì)比德國(guó)和日本的作業(yè)人員責(zé)任心時(shí),我國(guó)大多數(shù)企業(yè)恰恰缺少的正是這點(diǎn),如何去建立設(shè)備管理責(zé)任機(jī)制,筆者認(rèn)為需要符合企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo),并同作業(yè)線形式結(jié)合起來去分析。
制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力
(1)企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)是什么?
任何一個(gè)商業(yè)組織的存在,一定是為了盈利。所有的管理和改善活動(dòng),也是為了支持這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
無論組織規(guī)模有多大,作業(yè)形式有多變,我們都可以把組織看作一個(gè)過程暗箱(見圖一)。企業(yè)通過輸入與輸出的基本過程完成產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)與配銷,在這個(gè)過程中有三項(xiàng)指標(biāo)支持著組織的盈利系統(tǒng),即:
A有效產(chǎn)出,產(chǎn)品加工出來能不能賣出去或者說加工能不能滿足市場(chǎng)的需求;
B運(yùn)營(yíng)費(fèi)用,產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程中所必須的資源和費(fèi)用的投入;
C庫(kù)存,產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程中,因市場(chǎng)及制程緩沖所持有的原材料庫(kù)存、在制品庫(kù)存和成品庫(kù)存,庫(kù)存的降低實(shí)質(zhì)上現(xiàn)金流的保障。如何說通過改善活動(dòng)取得了成效,首先看有效產(chǎn)出有沒有增加,再看運(yùn)營(yíng)費(fèi)用有沒有降低,最后看庫(kù)存有沒有降低,如果都沒有,也就談不上改善對(duì)于企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的支撐作用。
對(duì)于企業(yè)運(yùn)用的具體方面,我們要把過程進(jìn)行分解,即每一個(gè)作業(yè)線主體,均需要有過程的觀念,換句話說,就是作業(yè)線是管控的主體,作業(yè)線負(fù)責(zé)人即是三項(xiàng)指標(biāo)的責(zé)任人。
?。?)流程作業(yè)線的設(shè)備管理目標(biāo)
對(duì)于石化、醫(yī)藥、冶金這一類企業(yè)來說,因?yàn)楫a(chǎn)線平衡是通過事先設(shè)計(jì)確定的,我們稱之為流程作業(yè)線,同時(shí)也包含一般企業(yè)里面的水、電、氣、蒸汽等公用工程部分。
對(duì)于這類企業(yè),我們?cè)O(shè)定的設(shè)備管理目標(biāo)是:
A: 事故停機(jī)為零:即有效產(chǎn)出指標(biāo),通常這類企業(yè)停機(jī)損失是很嚴(yán)重的,除了開停機(jī)時(shí)間損失,還會(huì)影響到制程中的物料損失,嚴(yán)重者會(huì)帶來環(huán)境污染、人身傷害事故的發(fā)生。
B:維修費(fèi)用降低:這類作業(yè)線,為了增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性要求,一般會(huì)在線備用設(shè)備。而這恰就給設(shè)備使用者帶來了不重視設(shè)備管理的理由,故我們強(qiáng)調(diào)維修費(fèi)用的降低。通常的方法是,第一年時(shí),要求維修費(fèi)用下降20%,今后慢慢下降到合理區(qū)間時(shí),采取定額管控的方式,即每年的維修費(fèi)用不能超過限額。當(dāng)然傳統(tǒng)設(shè)備管理指標(biāo)有很多,我們建議可以用來做評(píng)價(jià)指標(biāo),而不是作為考核指標(biāo)。
C: 備件庫(kù)存降低:備件庫(kù)存的降低取決于設(shè)備維修管理的受控程度,我們所說的四種維修方式,即:事后維修、預(yù)防性維修、預(yù)測(cè)性維修和改善維修。也就是只有預(yù)測(cè)性維修和改善維修數(shù)量的增加,才可以減少事后和預(yù)防性維修,使故障率降低、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,這樣才可以使備件使用需求減少,需求的準(zhǔn)確性提高,方可做到備件的降低,切不可強(qiáng)制降低備件庫(kù)存。
?。?)流水作業(yè)線的設(shè)備管理目標(biāo)
對(duì)于汽車總裝、食品包裝、家電組裝、復(fù)合肥等這些行業(yè),作業(yè)線呈自動(dòng)連線。這類作業(yè)線分為以人工為主的作業(yè)線和以機(jī)器設(shè)備為主的作業(yè)線,我們?cè)O(shè)定的設(shè)備管理目標(biāo)是:
A: OPE或OEE:即,有效產(chǎn)出指標(biāo)。以設(shè)備為主的作業(yè)適合于OEE指標(biāo)(設(shè)備綜合效率),以人工為主的作業(yè)線適合OPE指標(biāo)(人工綜合效率)。這類指標(biāo)在分解和組成雖不一樣,但在統(tǒng)計(jì)運(yùn)用時(shí)都是一樣的,即:實(shí)際合格品數(shù)量/生產(chǎn)用時(shí)×小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能。
在管理水平處于初期的企業(yè),我們建議用歷史最高產(chǎn)能來核定標(biāo)準(zhǔn)小時(shí)產(chǎn)能,這樣便于形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)量,而對(duì)于管理水平較高或市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)特別激烈的行業(yè),建議用工時(shí)測(cè)定的方法去實(shí)施。
在這類作業(yè)線我們知道,造成效率低下的主要因素是各類停機(jī)造成的稼動(dòng)損失,比如設(shè)備故障停機(jī)時(shí)長(zhǎng)和次數(shù),來料不良造成的物料停機(jī)損失,人工為主的作業(yè)線還包括人員操作不熟練或人員安排不合理造成的平衡率稼動(dòng)損失,在具體管控時(shí),我們可以把各類停機(jī)損失時(shí)間限定出來,并對(duì)相關(guān)責(zé)任人以月平均停機(jī)時(shí)進(jìn)行管控。
B:運(yùn)營(yíng)費(fèi)用降低:維修費(fèi)用同1.2描述一致。在以人工為主的作業(yè)線時(shí),同時(shí)還要考慮人均效率的要求。這時(shí)候就需要借助到精益生產(chǎn)及TOC約束生產(chǎn)理論和方法,通過自動(dòng)化改造,動(dòng)作改善等方法,提高人均效率。
C: 庫(kù)存降低:備件庫(kù)存同1.2描述一致。流水線不存在在制品庫(kù)存的說法,但會(huì)因?yàn)閬砹腺|(zhì)量控制、以及生產(chǎn)效率不明的情況下,出現(xiàn)過量生產(chǎn)和過量?jī)?chǔ)存原材料的情況。對(duì)于一些優(yōu)秀企業(yè),通常的做法是:對(duì)內(nèi)設(shè)定由公司二把手擔(dān)任物料經(jīng)理,當(dāng)由于物料問題導(dǎo)致交貨期延后時(shí),追究其物料相關(guān)責(zé)任人如采購(gòu)、質(zhì)量、工藝、財(cái)務(wù)、倉(cāng)儲(chǔ)人員的責(zé)任,使其能齊心協(xié)力的去解決問題,提高物料相關(guān)人員的責(zé)任心;對(duì)外強(qiáng)化供應(yīng)商管理,甚至將精益管理、TPM管理、TOC約束生產(chǎn)方法導(dǎo)入到供應(yīng)商,強(qiáng)化供應(yīng)商的交貨期和質(zhì)量管理水平。
?。?)離散作業(yè)線的設(shè)備管理目標(biāo)
對(duì)于汽車零部件、家電零部件、以及機(jī)械加工等等這些行業(yè),作業(yè)線呈離散分布,這類作業(yè)線稱為離散作業(yè)線。對(duì)于這類企業(yè),我們?cè)O(shè)定的設(shè)備管理目標(biāo)是:
A: 交貨期:這類企業(yè)往往處于總裝企業(yè)的供應(yīng)環(huán)節(jié),顧客的交貨期及交貨質(zhì)量要求往往是比較苛刻的。但這類企業(yè)的物料流動(dòng)是極難掌控的,我們將在下一章節(jié)提出信息化解決思路;
B: 運(yùn)營(yíng)費(fèi)用:與1.3描述一致。
C: 庫(kù)存:與1.3描述基本一致。但需要說明的是,離散行業(yè)會(huì)存在在制品庫(kù)存,在實(shí)施改善時(shí),要注意觀察庫(kù)存堆積比較嚴(yán)重的瓶頸環(huán)節(jié),通過瓶頸環(huán)節(jié)的改善和有效產(chǎn)能發(fā)揮,來降低在制品庫(kù)存,從而提高作業(yè)效率,減少庫(kù)存擠壓造成的現(xiàn)金流問題。
在同一個(gè)企業(yè),三種作業(yè)形式有可能會(huì)以不同形式的組合而同時(shí)存在,企業(yè)在設(shè)定設(shè)備管理目標(biāo)時(shí),應(yīng)綜合進(jìn)行考慮,這樣方能使設(shè)備管理符合企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)要求,做到有的放矢。
2、以大數(shù)據(jù)為決策依據(jù)的設(shè)備管理信息化解決方案
在厘清設(shè)備管理目標(biāo)后,TPM管理活動(dòng)便可有的放矢。但我們依然會(huì)發(fā)現(xiàn)需要建立復(fù)雜的流程和大量的基層數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),方可以分析出我們的改善要點(diǎn)是什么。從企業(yè)經(jīng)營(yíng)者的思維角度,我們希望每一項(xiàng)改善都能取得成效。為此我們需要建立一個(gè)設(shè)備管理大數(shù)據(jù)體系,實(shí)現(xiàn)信息化條件下的系統(tǒng)管理。
?。?)設(shè)備管理大數(shù)據(jù)的基本邏輯
在以往缺乏信息化的條件下,往往會(huì)找一條線來做試點(diǎn),然后再進(jìn)行全面推廣。而往往是在全面推廣時(shí),由于受到資金、人力和知識(shí)結(jié)構(gòu)的約束,導(dǎo)致效果并不理想。在大數(shù)據(jù)時(shí)代,我們強(qiáng)調(diào)每條線均有目標(biāo)數(shù)據(jù)的展現(xiàn),這樣便可以方便得出,到底那條線是瓶頸,進(jìn)行有針對(duì)性的改善,將會(huì)起到四兩撥千斤的效果,從而提升企業(yè)整體績(jī)效。
數(shù)據(jù)按照層次可以分為:
A: 目標(biāo)瓶頸數(shù)據(jù)。依據(jù)目標(biāo)管理數(shù)據(jù)呈現(xiàn),可以得出數(shù)據(jù)最弱的作業(yè)線,那么企業(yè)可以通過管理手段,技術(shù)幫扶措施,進(jìn)行針對(duì)性的提升。如果是集團(tuán)公司,還可呈現(xiàn)不同子公司的瓶頸,進(jìn)行重點(diǎn)管理和考核;
B: 目標(biāo)對(duì)比數(shù)據(jù)。公司或集團(tuán)層面,作業(yè)線負(fù)責(zé)人可以根據(jù)歷史目標(biāo)數(shù)據(jù)同比、環(huán)比,以及與其他作業(yè)線進(jìn)行橫向比較,通過目標(biāo)對(duì)比,明確自己的差異,進(jìn)而激發(fā)改善的意愿和責(zé)任心。
C: 目標(biāo)改善數(shù)據(jù)。在大數(shù)據(jù)面前,公司和作業(yè)線能一目了然的清晰認(rèn)識(shí)到影響組織盈利的核心問題是什么,進(jìn)而通過數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的改善活動(dòng)。
D: 基層績(jī)效數(shù)據(jù)。因?yàn)閿?shù)據(jù)的細(xì)分,相關(guān)性的數(shù)據(jù)可以直接落實(shí)到各個(gè)責(zé)任主體,包括維修人員、設(shè)備管理人員、操作員工等,對(duì)于鎖定執(zhí)行層面的目標(biāo)也能輕松實(shí)現(xiàn),則可以通過績(jī)效管理手段,促使執(zhí)行人員責(zé)任意識(shí)的提升,從而從系統(tǒng)上解決責(zé)任意識(shí)不到位,管理缺位的現(xiàn)象發(fā)生。
E: 底層分析數(shù)據(jù)。對(duì)于如何根本解決設(shè)備管理中的具體問題,比如如何確定預(yù)測(cè)性維修的部位、時(shí)機(jī)和內(nèi)容,就需要借助一些在線或者離線的檢測(cè)儀器,通過相關(guān)分析方法,得出實(shí)施的具體方向及方案。
(2)流程作業(yè)線的設(shè)備管理信息化解決方案
值得一提的是,在構(gòu)架大數(shù)據(jù)條件下的設(shè)備管理信息系統(tǒng)時(shí),一定要把作業(yè)線視為最基本的管理單位,即設(shè)備資產(chǎn)歸屬,設(shè)備管理的目標(biāo)掛靠的第一責(zé)任人必須是作業(yè)線的負(fù)責(zé)人。這樣,作業(yè)線負(fù)責(zé)人才能成為設(shè)備的主人,主動(dòng)做好自主維護(hù)的工作,配合設(shè)備部門做好預(yù)防性、預(yù)測(cè)性和改善維修。道理其實(shí)也很容易理解,就好比我們買了汽車,我們就是汽車的主人,有責(zé)任維護(hù)好屬于自己資產(chǎn),因故障和事故產(chǎn)生的相關(guān)費(fèi)用也是自己承擔(dān)。
針對(duì)于過程作業(yè)線的目標(biāo)是維修費(fèi)用和事故停機(jī),故過程作業(yè)線的信息化是以設(shè)備管理為主導(dǎo)的作業(yè)線類型。
設(shè)備管理的所有問題最終也會(huì)體現(xiàn)在備件管理上面,在絕大數(shù)企業(yè)里都會(huì)有存在備件庫(kù)存高、閑置量大、維修缺件及采購(gòu)質(zhì)量、規(guī)格不符合現(xiàn)場(chǎng)需要。追其原因,備件使用者以需求為導(dǎo)向,倉(cāng)儲(chǔ)人員以降低庫(kù)存為目標(biāo),采購(gòu)人員以低成本為控制要點(diǎn),再加上三方信息不共享,導(dǎo)致了三方抓瞎,而最終的結(jié)果是維修費(fèi)用降不下來,生產(chǎn)效率不能保障,備件在庫(kù)金額和閑置庫(kù)存較高。
除了按照維修作業(yè)類別制定相應(yīng)的采購(gòu)策略,最重要的是借用現(xiàn)在電商的服務(wù)模式,構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部的備件電子商務(wù)系統(tǒng),建立O2O+B2B的備件電子商務(wù)系統(tǒng),通過虛擬庫(kù)存的建立,最大程度上利用社會(huì)資源,保證維修的及時(shí)性和庫(kù)存的最低化。
(3)流水作業(yè)線的設(shè)備管理信息化解決方案
流水作業(yè)線在設(shè)備管理信息化構(gòu)架和流程作業(yè)線的基本構(gòu)架是一致的,只是不涉及到事故停機(jī)一項(xiàng)目標(biāo)管控。但因?yàn)槟繕?biāo)管理中有涉及作業(yè)效率問題,故要增加一個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃與統(tǒng)計(jì)模塊。在以人工為主的作業(yè)線中,還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況上線安燈系統(tǒng)、分段采集停機(jī)時(shí)數(shù)據(jù)、加載報(bào)警系統(tǒng)。一方面在于做到異常快速響應(yīng),另一方面也可將停機(jī)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,便于設(shè)備管理中MTTR(平均故障修復(fù)時(shí)間)、MTBF(平均故障間隔時(shí)間)的管控,便于對(duì)操作作業(yè)稼動(dòng)損失的時(shí)間管控,便于對(duì)物料供應(yīng)不及時(shí)和物料不良造成的損失時(shí)間管控。
?。?)離散作業(yè)線的設(shè)備管理信息化解決方案
系統(tǒng)的自由度決定了管理的復(fù)雜度,離散作業(yè)中因?yàn)椴糠衷O(shè)備停機(jī)不會(huì)直接影響上游作業(yè),于是庫(kù)存和等待成了現(xiàn)場(chǎng)管理的常態(tài),再加上多品種交叉加工,以及撤單和插單作業(yè)的影響,使得現(xiàn)場(chǎng)管理極其混亂,生產(chǎn)管理整日忙于救火。
針對(duì)這類企業(yè),就需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過信息技術(shù)模擬現(xiàn)實(shí)工廠,進(jìn)而掌握計(jì)劃執(zhí)行動(dòng)態(tài),并通過精益和TOC約束生產(chǎn)改善手法,實(shí)施針對(duì)性的改善,以提高交貨期。
在解決生產(chǎn)問題的同時(shí),設(shè)備瓶頸也會(huì)凸現(xiàn)出來,那么在構(gòu)架設(shè)備管理信息化時(shí),構(gòu)架和流水線的基本一致。但要注意在一些瓶頸設(shè)備(含瓶頸作業(yè)線)及關(guān)鍵設(shè)備上,必須關(guān)注其MTTR和MTBF兩個(gè)指標(biāo),以保證這些關(guān)鍵制程能發(fā)揮其最大產(chǎn)能。
3、設(shè)備管理工業(yè)服務(wù)體系的建立
工業(yè)4.0雖然已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面,但絕非某一個(gè)企業(yè)或一個(gè)單純的工業(yè)服務(wù)企業(yè)可以做到的。必須以管理咨詢和信息化為主導(dǎo),整合到故障診斷服務(wù)商,系統(tǒng)潤(rùn)滑服務(wù)商,甚至設(shè)備供應(yīng)廠商,方能搭建起工業(yè)4.0的工業(yè)服務(wù)體系。
?。?)以目標(biāo)為導(dǎo)向,以兩化融合為載體,開展兩化融合管理體系咨詢服務(wù)
就當(dāng)下的中國(guó),大多數(shù)企業(yè)要么信息化管理處于空白,要么信息化與管理不兼容,無法做到指引企業(yè)進(jìn)步,引導(dǎo)企業(yè)規(guī)范、高效管理的條件。故首先要解決的是管理理念和管理責(zé)任落實(shí)的問題,并在此基礎(chǔ)上搭建兩化融合體系,搭建信息化戰(zhàn)略平臺(tái),使其信息化規(guī)劃與企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略相一致,相互促進(jìn)、相互提高。
?。?)故障診斷與系統(tǒng)潤(rùn)滑工作開展
安定化是柔性化的基礎(chǔ),針對(duì)設(shè)備管理工業(yè)服務(wù)而言,就是要協(xié)助企業(yè)強(qiáng)化預(yù)測(cè)性維修,提高預(yù)測(cè)性維修的準(zhǔn)確性。視作業(yè)線類型和設(shè)備裝置的復(fù)雜程度,分為:
A:復(fù)雜裝置及大型流程作業(yè)線,應(yīng)對(duì)部分重點(diǎn)設(shè)備實(shí)施在線檢測(cè)分析,包括DCS集散控制系統(tǒng),在線振動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用。
B:對(duì)于流水作業(yè)線的一些動(dòng)作機(jī)器人,因關(guān)節(jié)的經(jīng)常產(chǎn)生沖擊應(yīng)力,應(yīng)采取狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用,以提前發(fā)現(xiàn)隱患點(diǎn),避免造成停線時(shí)間損失。
C:對(duì)于一般的設(shè)備建議使用離線紅外成像分析、泄漏分析儀、油液分析儀等其他適應(yīng)的儀器,進(jìn)行振動(dòng)分析,以識(shí)別設(shè)備隱患狀態(tài),及時(shí)安排預(yù)測(cè)性維修,避免停機(jī)及大修造成的維修費(fèi)用增加。
D:機(jī)械故障中80%與潤(rùn)滑不良有關(guān),60%的潤(rùn)滑不良與選油有關(guān)。工業(yè)服務(wù)中,系統(tǒng)潤(rùn)滑必不可少,那么就需要工業(yè)服務(wù)企業(yè)具備指導(dǎo)企業(yè)正確選油、正確用油,規(guī)范潤(rùn)滑方式,做到按質(zhì)換油。從而從整體上減少機(jī)械故障發(fā)生,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,同時(shí)良好的潤(rùn)滑,能使設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷降低,從而促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排指標(biāo)的優(yōu)化。
?。?)重視設(shè)備前期管理中的維修性和可靠性評(píng)估
設(shè)備的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,其可靠性要求會(huì)更高。而我國(guó)大多數(shù)的設(shè)備只是在使用功能上強(qiáng)化,而忽略了設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì),且在設(shè)計(jì)中未考慮維修方便性,造成故障識(shí)別和維修的困難。
要解決這方面問題,一方面在介入管理咨詢業(yè)務(wù)時(shí),要求企業(yè)對(duì)今后改造和設(shè)備引進(jìn)時(shí),必須要做維修性和可靠性評(píng)估,并發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)備中的這類問題,力求解決。另一方面,可聯(lián)合一些設(shè)備供應(yīng)商,使其具備維修性和可靠性設(shè)計(jì)的評(píng)估和優(yōu)化能力,從根源上解決這一問題。
工業(yè)服務(wù)是工業(yè)4.0框架中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié),伴隨著物聯(lián)技術(shù)和電子商務(wù)模式的發(fā)展,目前已經(jīng)具備了技術(shù)條件。筆者拋磚引玉,主導(dǎo)搭建一個(gè)以管理咨詢作為目標(biāo)需求導(dǎo)向,以信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)作為目標(biāo)和大數(shù)據(jù)的管控方案,以故障診斷、系統(tǒng)潤(rùn)滑、設(shè)備供應(yīng)商等供應(yīng)商配合實(shí)施的技術(shù)解決方案,搭建全新的工業(yè)服務(wù)體系。旨在集合市場(chǎng)資源,迎接將到來的工業(yè)4.0時(shí)代,為廣大的工業(yè)企業(yè)提供更適宜的服務(wù),實(shí)現(xiàn)共同成長(zhǎng)。