名詞解釋

設(shè)備維護(hù):

設(shè)備維修:

PHM:

大部分企業(yè)新建工廠或者新購(gòu)買的設(shè)備，只重視硬件的驗(yàn)收交接，忽視了軟件系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，沒有明確要求設(shè)備廠商提供數(shù)據(jù)采集接口和定義設(shè)備數(shù)據(jù)所有權(quán)。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)字化率平均為47%，關(guān)鍵工藝的數(shù)控化率51%，關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率41%。嵌入式軟件、人機(jī)界面、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模型、管理平臺(tái)都是智能設(shè)備的重要組成部分，也都應(yīng)當(dāng)是設(shè)備管理的范疇。結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，設(shè)備數(shù)據(jù)采集受制于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議眾多、原廠不開放不支持、設(shè)備數(shù)據(jù)不確權(quán)等原因，設(shè)備數(shù)采仍然是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化推進(jìn)中最大的痛點(diǎn)之一。

比如我國(guó)許多SMT產(chǎn)線，貼片機(jī)本身精度很高、節(jié)拍很快、良率也都在99%以上了，單純靠手工調(diào)試，很難再提升了。許多工廠期望能將貼片機(jī)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)采和分析，解決自動(dòng)叫料、接料問(wèn)題，改善拋料問(wèn)題。但目前動(dòng)輒數(shù)萬(wàn)的數(shù)采license費(fèi)用，讓許多工廠望而卻步。

因此，企業(yè)在設(shè)備采購(gòu)環(huán)節(jié)就提前考慮，將相關(guān)要求加入商務(wù)條款，可以為以后設(shè)備制程詳細(xì)數(shù)據(jù)的采集和工藝、品質(zhì)的分析優(yōu)化做好準(zhǔn)備。

在大部分工廠，特別是離散制造業(yè)，都是生產(chǎn)是老大，設(shè)備只是保障部門，只要設(shè)備還能運(yùn)轉(zhuǎn)，就不會(huì)停產(chǎn)，這導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)改善的時(shí)間和資金投入嚴(yán)重不足，設(shè)備管理部門也陷入四處救火、窮于應(yīng)付的被動(dòng)惡性循環(huán)。究其原因，是因?yàn)槠髽I(yè)沒有從工廠端到端視角看設(shè)備停機(jī)的損失。在設(shè)備故障出現(xiàn)初期征兆的時(shí)候進(jìn)行維護(hù)，遠(yuǎn)比造成停機(jī)后再維修造成的損失和投入成本要小得多。

如下圖所示，某機(jī)床通過(guò)振動(dòng)分析，可以看到10月18日振動(dòng)加速度峰值觸發(fā)早期預(yù)警閾值，但是由于生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題，沒有停機(jī)維護(hù)；10月22日機(jī)床主控系統(tǒng)觸發(fā)故障，不得不停機(jī)過(guò)10個(gè)小時(shí)維修和更換軸承，維修后，振動(dòng)恢復(fù)正常水平，但較大損失已經(jīng)造成。

圖1：通過(guò)振動(dòng)分析可以監(jiān)測(cè)大部分機(jī)械故障

設(shè)備管理經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展歷程：從1.0的糾正性維護(hù)(CM)，到2.0預(yù)防性維護(hù)(PM)、3.0的可靠性維護(hù)(RCM)、4.0的預(yù)測(cè)性維護(hù)(PHM)，本質(zhì)上是以設(shè)備健康管理（EHM:EquitmentHealth Mangment）為中心，從“治已病”到“防未病”的進(jìn)化過(guò)程。通過(guò)EHM，設(shè)備健康狀態(tài)不再是簡(jiǎn)單地劃分為正常、異常。

我們可以通過(guò)新技術(shù)、新工具，分析積累的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，評(píng)估出設(shè)備的亞健康狀態(tài)，提前維護(hù)，大大減少設(shè)備維護(hù)成本。例如，給設(shè)備維護(hù)工程師配備帶有振動(dòng)傳感器的智能點(diǎn)檢儀，就像給醫(yī)生配了“智能聽診器”一樣，通過(guò)數(shù)秒的監(jiān)測(cè)振動(dòng)，結(jié)合內(nèi)置的頻譜分析模型，就可以準(zhǔn)確、快速的判斷出設(shè)備健康狀態(tài)、故障征兆原因，對(duì)設(shè)備工程師故障診斷起到重要輔助作用。這樣，設(shè)備管理人員的職責(zé)從原來(lái)的壞了再修，轉(zhuǎn)向如何保障設(shè)備健康運(yùn)行的專業(yè)維保維護(hù)工作，進(jìn)入良性循環(huán)。

雖然TPM已經(jīng)推行了多年，但許多管理者觀念和行動(dòng)上，還是認(rèn)為設(shè)備出了問(wèn)題，就是設(shè)備部的事情，導(dǎo)致生產(chǎn)部門對(duì)設(shè)備的故障不關(guān)心，對(duì)影響產(chǎn)量、質(zhì)量的設(shè)備維護(hù)不重視。設(shè)備維護(hù)工程師也往往在節(jié)假日，別人可以休息，他們卻不能離開，因?yàn)檫@正是維修設(shè)備的好時(shí)機(jī)；凡是出了問(wèn)題，無(wú)論是設(shè)備停機(jī)，生產(chǎn)停產(chǎn)，還是品質(zhì)事故，幾乎都會(huì)與設(shè)備相關(guān)，這種惡性循環(huán)現(xiàn)象需要生產(chǎn)管理者身體力行，樹立正確的設(shè)備管理理念，構(gòu)建生產(chǎn)為主體的全員自主維保體系。只有生產(chǎn)部門管理者重視起來(lái)了，生產(chǎn)設(shè)備操作者才會(huì)改變對(duì)設(shè)備漠不關(guān)心的態(tài)度，才能有效進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)。

企業(yè)可以通過(guò)引入數(shù)字化的設(shè)備健康管理解決方案，構(gòu)建全員自主維護(hù)保養(yǎng)的體系和運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制。比如某電子廠，通過(guò)導(dǎo)入設(shè)備健康管理解決方案，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)保養(yǎng)體系：工位操作工的日常自主點(diǎn)檢維保、設(shè)備工程師的專業(yè)點(diǎn)檢維保，通過(guò)NFC、移動(dòng)化APP、照片水印、圖像比對(duì)等技術(shù)，杜絕原來(lái)的假點(diǎn)檢、假巡檢問(wèn)題。同時(shí)通過(guò)掃碼報(bào)修、數(shù)據(jù)規(guī)則自動(dòng)報(bào)修、維護(hù)工單自主搶單、維修效果用戶評(píng)價(jià)、績(jī)效積分競(jìng)比等功能和機(jī)制，幫助工廠實(shí)現(xiàn)TPM的自運(yùn)轉(zhuǎn)。半年左右時(shí)間，幫助工廠降低約20%的異常停機(jī)時(shí)間。

許多管理者認(rèn)為設(shè)備零故障是不可實(shí)現(xiàn)的，企業(yè)在遇到困難需要削減成本時(shí)，很多情況是拿設(shè)備維修費(fèi)用開刀，甚至提出讓維修預(yù)算每年遞減百分之幾的目標(biāo)。從傳統(tǒng)財(cái)務(wù)角度看，設(shè)備維修資金一般被定義為成本和費(fèi)用。其實(shí)早在30年前，德國(guó)召開歐洲維修團(tuán)體聯(lián)盟國(guó)際會(huì)議時(shí)，就提出“維修——為了未來(lái)的投資”的主題。作為投資，就需要有清晰的投入產(chǎn)出。維修的投入是設(shè)備日常維護(hù)所投入的人工費(fèi)、各類防護(hù)費(fèi)、備件費(fèi)，以及設(shè)備管理系統(tǒng)的投資。產(chǎn)出是什么呢？是避免由于設(shè)備維護(hù)不足、設(shè)備管理不善，帶來(lái)的設(shè)備停機(jī)、精度或者質(zhì)量缺陷帶來(lái)的損失。如果對(duì)這些損失的價(jià)值誤判，則容易扼殺設(shè)備維護(hù)技術(shù)和管理體系的改善性投入。

有人曾經(jīng)服務(wù)過(guò)一家大型企業(yè)，設(shè)備管理部門要上馬設(shè)備健康管理解決方案項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)通過(guò)移動(dòng)化的巡點(diǎn)檢，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的報(bào)修和維護(hù)過(guò)程，形成設(shè)備的故障樹記錄。但是在核算投入產(chǎn)出的時(shí)候，卻屢屢被經(jīng)管部門挑戰(zhàn)，過(guò)不了關(guān)。他們理解降低設(shè)備停機(jī)1小時(shí)的價(jià)值，僅僅是這1小時(shí)涉及到的員工的人工成本。這樣算下來(lái)，價(jià)值產(chǎn)出太低，許多設(shè)備改善項(xiàng)目沒法上馬。這樣的項(xiàng)目?jī)r(jià)值核算標(biāo)準(zhǔn)直接打壓了工廠精益革新的積極性。設(shè)備停機(jī)一小時(shí)的損失，要從工廠視角端到端的去衡量整體，這里面其實(shí)包括了產(chǎn)能損失的機(jī)會(huì)成本，即1小時(shí)的產(chǎn)品產(chǎn)值損失，才是這個(gè)工廠真正的損失。這樣算下來(lái)，工廠許多可以改善停機(jī)、改善浪費(fèi)、現(xiàn)場(chǎng)精益類的小改小革的項(xiàng)目，都可以進(jìn)行開展，能激發(fā)起基層員工的創(chuàng)新積極性，也確實(shí)能給工廠帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益。

在實(shí)際操作中還存在一個(gè)問(wèn)題，就是備件的更換，很大程度上掌握在維修工手上，存在著許多“人為掌握”更換的因素。維修人員大都靠經(jīng)驗(yàn)判別備件損壞程度，對(duì)懷疑有故障的零部件，通常為了減少麻煩，即使還可以用也會(huì)更換成新的，導(dǎo)致產(chǎn)生過(guò)度維護(hù)的隱性浪費(fèi)。這塊隱形的損失，如果通過(guò)構(gòu)建更精準(zhǔn)的備件壽命管理，可以轉(zhuǎn)變成“利潤(rùn)”。

設(shè)備維護(hù)工作由過(guò)去強(qiáng)調(diào)為生產(chǎn)服務(wù)，追求較高的設(shè)備完好率指標(biāo)轉(zhuǎn)變到以企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益為中心，要求設(shè)備管理工作重視維修費(fèi)用的管理與控制，找到以最少的維修費(fèi)用達(dá)到最高的設(shè)備可利用率的平衡點(diǎn)。企業(yè)高層管理者應(yīng)當(dāng)從“投資”的角度認(rèn)識(shí)維修和設(shè)備管理，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)備管理理念。

圖2：設(shè)備管理的本質(zhì)是找到最佳維護(hù)平衡點(diǎn)

“預(yù)測(cè)性維護(hù)”一直是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的熱門話題，聲稱通過(guò)IoT和AI實(shí)現(xiàn)了預(yù)測(cè)性維護(hù)的公司繁多，許多工廠也期望將自己對(duì)設(shè)備故障的不確定性，交給 “預(yù)測(cè)性維護(hù)”來(lái)解決。但據(jù)觀察，目前大部分此類項(xiàng)目預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率很低，仍是概念和實(shí)驗(yàn)性的居多，在可解釋性,可驗(yàn)證性、可復(fù)制性上都還存在有問(wèn)題。

預(yù)測(cè)性維護(hù)的落地比預(yù)想中困難，是因?yàn)槠髨D單純依賴數(shù)據(jù)提取可解釋的工業(yè)機(jī)理邏輯，難度遠(yuǎn)超想象。

主要有兩個(gè)原因：一是因?yàn)樵S多企業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)還缺乏積累，比如設(shè)備基本的巡點(diǎn)檢、維護(hù)保養(yǎng)、故障分析記錄，都還是散落在各種紙張、Excel中，設(shè)備缺乏數(shù)字化檔案，基本維護(hù)保養(yǎng)數(shù)據(jù)、備件更換記錄、故障和修理數(shù)據(jù)，包括設(shè)備的故障特征數(shù)據(jù)還沒有結(jié)構(gòu)化的積累，就不可能實(shí)現(xiàn)模型的訓(xùn)練和驗(yàn)證；二是許多廠商企圖單純依賴數(shù)據(jù)分析路徑而忽略了設(shè)備工程師現(xiàn)有專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的融入，光靠數(shù)學(xué)和AI算法容易走入統(tǒng)計(jì)陷阱，只是得到了相關(guān)性，不容易得出可解釋、可預(yù)測(cè)的因果性模型。所以建議企業(yè)一是要重視設(shè)備數(shù)字化檔案、基礎(chǔ)維護(hù)、維修工單、故障樹等這些基本數(shù)字化能力的建設(shè)。二是針對(duì)重點(diǎn)的高價(jià)值、停機(jī)高損失設(shè)備，將經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛿?shù)據(jù)模型結(jié)合建模，而且模型的輸出，目的是起到輔助人員維護(hù)維修的作用，最后還是需要交給人來(lái)綜合判斷。

總體來(lái)看，設(shè)備之于工廠，就像槍之于戰(zhàn)士。許多設(shè)備維護(hù)維修技術(shù)體系，也確實(shí)是從軍隊(duì)武器維護(hù)體系發(fā)展來(lái)的。構(gòu)建新型的設(shè)備管理能力，需要工廠管理者認(rèn)識(shí)到設(shè)備是構(gòu)建工廠核心競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)，積極變革設(shè)備管理和作業(yè)方式，向數(shù)字化、智能化發(fā)展。根據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，到2022年，60%以上的設(shè)備將實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的智能運(yùn)維方式，設(shè)備智能化管理和運(yùn)維能力將會(huì)是衡量一個(gè)工廠核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志。

為了促進(jìn)工廠設(shè)備管理新型能力的建設(shè)，國(guó)家相關(guān)部門也正在起草和制定設(shè)備管理的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、能力成熟度評(píng)估框架，這將會(huì)對(duì)指導(dǎo)企業(yè)加強(qiáng)設(shè)備管理能力起到重要指引和促進(jìn)作用。