設(shè)備綜合性能評價(jià)體系構(gòu)建

◆陳霞 靳毅 吳歌 孟霞/ 文

設(shè)備綜合性能評價(jià)體系構(gòu)建

◆陳霞 靳毅 吳歌 孟霞/ 文

設(shè)備能夠安全可靠運(yùn)行，不僅影響企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施，并決定著企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。為科學(xué)評價(jià)設(shè)備綜合性能，建立關(guān)鍵維度分析模型，運(yùn)用指數(shù)化方法建立設(shè)備功能能力指數(shù)，結(jié)合信息化手段構(gòu)建系統(tǒng)評，實(shí)時(shí)從生產(chǎn)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測及狀態(tài)評估。評估結(jié)果及各類指標(biāo)數(shù)據(jù)不僅可用于設(shè)備管理，還可服務(wù)于生產(chǎn)管理、加工準(zhǔn)備、工藝優(yōu)化等，能為企業(yè)創(chuàng)造更高價(jià)值。

綜合性能評價(jià)；指標(biāo)體系；設(shè)備功能能力指數(shù)；層次分析法；信息化

生產(chǎn)設(shè)備是企業(yè)實(shí)施經(jīng)營活動(dòng)的必要硬件條件。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化、復(fù)雜化和智能化程度不斷提高，因此對設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備故障診斷、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備生命周期管理的要求也不斷提升，傳統(tǒng)設(shè)備管理方法已經(jīng)無法有效滿足上述需求。隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，運(yùn)用現(xiàn)代進(jìn)行信息與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備綜合管理，是現(xiàn)代企業(yè)管理的潮流所向。

設(shè)備能夠安全可靠運(yùn)行，不僅影響企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施，并決定著企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此如何針對設(shè)備的綜合性能進(jìn)行評估，并運(yùn)用信息化手段，建立系統(tǒng)平臺，運(yùn)用相關(guān)結(jié)果進(jìn)行設(shè)備管理并指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)是核心關(guān)鍵。

1 綜合性能評價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

指標(biāo)體系是由一系列相互聯(lián)系的單個(gè)指標(biāo)所構(gòu)成，根據(jù)研究對象和評價(jià)目的，綜合反映評價(jià)對象各方面情況。設(shè)備綜合性能評價(jià)指標(biāo)體系以確保產(chǎn)品質(zhì)量為基礎(chǔ)，以零缺陷、零故障、零損耗為目標(biāo)，以顧客、生產(chǎn)管理者、設(shè)備維護(hù)者等利益相關(guān)方出發(fā)進(jìn)行整體構(gòu)建。

1.1 基本原則

指標(biāo)體系設(shè)計(jì)的主要要點(diǎn)為：1）變量選擇：應(yīng)當(dāng)選擇對評價(jià)目的影響重大的變量，忽略非重大影響且發(fā)生概率較小的因素；2）指標(biāo)容量：指標(biāo)數(shù)量要合適，數(shù)量過多使指標(biāo)體系太大造成分析困難，數(shù)量過少又不能反映情況。

基于以上考慮，在設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，依據(jù)如下原則：

（1）全面性原則。指標(biāo)體系應(yīng)當(dāng)完整全面，在選擇指標(biāo)時(shí)關(guān)注科學(xué)性、綜合性和概括性。

（2）獨(dú)立性原則。每個(gè)指標(biāo)要內(nèi)涵清晰、相對獨(dú)立，同一層次指標(biāo)間應(yīng)不相互重疊。

（3）代表性原則。指標(biāo)應(yīng)具有代表性，能良好反映研究對象的特性，同時(shí)指標(biāo)間也應(yīng)具有明顯可比性。

（4）可行性原則。指標(biāo)應(yīng)可行，符合客觀實(shí)際水平，有穩(wěn)定的數(shù)據(jù)來源，易于操作。

圖1 設(shè)備綜合性能評價(jià)關(guān)鍵維度分析模型

1.2 指標(biāo)體系框架設(shè)計(jì)

設(shè)備在使用過程中，由于生產(chǎn)安排、加工對象、工作條件及環(huán)境條件等因素影響，使設(shè)備在設(shè)計(jì)制造時(shí)所確定的工作性能或技術(shù)狀態(tài)將不斷降低或劣化，故對其進(jìn)行科學(xué)、合理的評價(jià)，有效掌握各種設(shè)備的特性及狀態(tài)為精細(xì)化的生產(chǎn)管理提供重要依據(jù)。

運(yùn)用SIPOC方法構(gòu)建性能評價(jià)關(guān)鍵維度分析模型，如圖1所示。

衡量設(shè)備綜合性能的關(guān)鍵維度有如下三方面：

一是質(zhì)量水平。評價(jià)設(shè)備性能，核心是設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。在評價(jià)設(shè)備的加工質(zhì)量時(shí)，重點(diǎn)針對關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)，對產(chǎn)品外在與內(nèi)在質(zhì)量等進(jìn)行量化評價(jià)。

二是運(yùn)行效能。能否在規(guī)定使用環(huán)境下保持正常運(yùn)行狀態(tài)，是衡量設(shè)備性能的基礎(chǔ)性評價(jià)維度。針對設(shè)備自身的運(yùn)行，重點(diǎn)評價(jià)其加工精度、過程能力、可靠性等運(yùn)行特征。

三是物料消耗。從投入產(chǎn)出角度看，對各種原料、輔料的消耗水平如何，亦為評價(jià)設(shè)備性能的重要方面。

整體指標(biāo)設(shè)計(jì)框架以質(zhì)量、效能、損耗為縱向維度，質(zhì)量是過程的輸出，直接體現(xiàn)設(shè)備滿足需求的能力及設(shè)備的精度，是關(guān)鍵的結(jié)果類指標(biāo)；效能過程的活動(dòng)，代表設(shè)備的效率與可靠性，體現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)作的連續(xù)與穩(wěn)定；損耗是過程的輸入，代表設(shè)備輸出對輸入的占比，體現(xiàn)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。顧客、生產(chǎn)管理者、設(shè)備維護(hù)者為關(guān)鍵相關(guān)方，各相關(guān)方會涉及不同的縱向維度，同時(shí)也會用不同的需求，因此整體評價(jià)指標(biāo)需充分識別與體現(xiàn)各關(guān)鍵相關(guān)對不同縱向維度的關(guān)鍵需求，才能確保最終評價(jià)結(jié)果的科學(xué)與可靠。設(shè)備維護(hù)者，其重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備效能；運(yùn)營管理者，全面覆蓋質(zhì)量、效能、損耗三個(gè)方面；顧客重點(diǎn)關(guān)注質(zhì)量。依據(jù)上述分析，形成設(shè)備性能綜合評價(jià)體系，如圖2所示。

2 量化評價(jià)與分級

在設(shè)計(jì)指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，運(yùn)用指數(shù)化評價(jià)理論與方法，對設(shè)備綜合性能狀況進(jìn)行量化評價(jià)，簡明、直觀地反映各加工設(shè)備運(yùn)行狀況和綜合加工能力。

2.1 功能能力指數(shù)設(shè)計(jì)

對于設(shè)備性能，運(yùn)用多指標(biāo)評價(jià)型指數(shù)原理與方法，設(shè)計(jì)并形成設(shè)備功能能力指數(shù)。

圖2 設(shè)備性能綜合評價(jià)體系層級結(jié)構(gòu)模型

某生產(chǎn)設(shè)備A，共有n個(gè)指標(biāo)，各指標(biāo)權(quán)重為wi（i=1,2,3……，n），各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的結(jié)果為xi（i=1,2,3……，n），對各指標(biāo)進(jìn)行綜合加權(quán)，最終計(jì)算獲得設(shè)備功能能力指數(shù)Z，計(jì)算公式為：

2.2 指標(biāo)權(quán)重分配

在指標(biāo)體系中，每個(gè)指標(biāo)對系統(tǒng)都有不同作用和貢獻(xiàn)，在確定其權(quán)重時(shí)，需遵循系統(tǒng)優(yōu)化原則，處理好各緯度各評價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系，合理分配它們的權(quán)重。

為了獲得科學(xué)合理的權(quán)重，綜合評價(jià)采用層次分析法（AHP法）進(jìn)行權(quán)重確定。AHP實(shí)施流程如圖3所示。

圖3 AHP實(shí)施流程

AHP是通過兩兩比較的方式確定層次中各個(gè)組成要素的相對重要性，然后綜合專家的判斷，確定決策方案相對重要性的總排序，并計(jì)算獲得各緯度各指標(biāo)權(quán)重，最終各指標(biāo)權(quán)重如表1所示。

表1 設(shè)備性能綜合評價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重表

2.3 能力級別劃分

針對設(shè)備性能量化評價(jià)指數(shù)結(jié)果，利用經(jīng)驗(yàn)概率分布函數(shù)，測算指數(shù)結(jié)果分布，并以均值為基準(zhǔn)值，利用標(biāo)準(zhǔn)差，將功能能力指數(shù)分布區(qū)間劃分為四個(gè)級別，A級表示設(shè)備功能能力充足，B級表示設(shè)備功能能力正常，C級表示設(shè)備功能能力不足，D級表示設(shè)備功能能力嚴(yán)重不足，具體表2與圖4所示。

通過設(shè)備功能能力指數(shù)級別的確立，可以較直觀的對設(shè)備性能進(jìn)行評價(jià)。

表2 設(shè)備綜合性能評價(jià)能級表

圖4 設(shè)備功能能級劃分示意圖

3 信息化系統(tǒng)構(gòu)建

對于現(xiàn)代化企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備類型與數(shù)理很多，為了對設(shè)備進(jìn)行及時(shí)評價(jià)，應(yīng)用信息化技術(shù)手段，通過建立動(dòng)態(tài)信息平臺，分層級采集各類數(shù)據(jù)信息，對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、評估與管理。

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，將功能軟件、數(shù)據(jù)庫均部署在服務(wù)端，用戶可直接運(yùn)用IE瀏覽器對其進(jìn)行功能設(shè)置。采用J2EE架構(gòu)，使系統(tǒng)擁有在多種操作系統(tǒng)中跨平臺移植功能，同時(shí)軟件開放的源代碼庫在保證系統(tǒng)常規(guī)安全性的前提下，便于系統(tǒng)根據(jù)需要靈活更新功能。同時(shí)與生產(chǎn)管理其他系統(tǒng)平臺相關(guān)聯(lián)，互聯(lián)互通各類相關(guān)信息，為生產(chǎn)管理及時(shí)決策提供依據(jù)。

4 結(jié)語

為科學(xué)評價(jià)設(shè)備綜合性能，建立關(guān)鍵維度分析模型，運(yùn)用指數(shù)化方法建立設(shè)備功能能力指數(shù)，結(jié)合信息化手段構(gòu)建系統(tǒng)評，實(shí)時(shí)從生產(chǎn)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測及狀態(tài)評估。評估結(jié)果及各類指標(biāo)數(shù)據(jù)不僅可用于設(shè)備管理，還可服務(wù)于生產(chǎn)管理、加工準(zhǔn)備、工藝優(yōu)化等，能為企業(yè)創(chuàng)造更高價(jià)值。

通過系統(tǒng)評價(jià)，可系統(tǒng)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)可建立設(shè)備劣化模型，從而預(yù)防及提前消除即將發(fā)生的故障，減少停機(jī)時(shí)間、提高設(shè)備利用率，規(guī)避經(jīng)濟(jì)損失。

基于評價(jià)數(shù)據(jù)的分析，使企業(yè)掌握各類設(shè)備真實(shí)生產(chǎn)能力及生產(chǎn)特性，幫助制定精細(xì)化生產(chǎn)計(jì)劃，高效快速實(shí)施生產(chǎn)。

（作者單位：河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司安陽卷煙廠）