TPM管理模式在數控設備管理中的應用

金志鑫

（朔州市富甲工業園區管委會，山西朔州 036002）

1 TPM在數控設備管理中的意義

1.1 實施意義

TPM（Total Productive Maintenance，全員生產維護）管理模式是全員參與，全面貫穿在企業生產、開發、經營、管理等所有部門，通過動機管理，即重復自主的小組活動來推進，在設備壽命周期全過程中建立系統的預防維修體制，以消除影響設備效率損耗及對生產現場其他不良因素的改善，追求設備效率OEE（Overall Equipment Effectiveness，設備綜合效率）或 TEEP（Total Effective Equipment Performance，設備完全有效生產率）和企業生產系統效率的極限，構筑能夠防止所有災害、不良、浪費的體系，最終達到“零”事故、“零”缺陷、“零”故障的目標。TPM是一種追求企業效益最大化，以預防或預知對策型為主的不斷向上的改善活動。

1.2 數控設備管理的特點

數控設備是集機械、電氣、液壓、光學、計算機和環保等多種技術于一體的機加工設備，在企業里屬精、大、稀和關鍵設備，因其特殊性，除具有一般設備管理的共性外，還具有以下特點：

（1）技術綜合性。數控設備管理的內容是工程技術、經濟財務、組織管理3者的綜合，為了合理選購、正確使用維修數控設備，在熟悉其工作原理與技術的基礎上，還需掌握狀態監測和診斷技術、可靠性工程、摩擦磨損理論、修復技術等專業知識。此外，還涉及物資準備、設計制造、計劃協同、勞動組織、質量控制、經濟核算等諸多方面的業務。

（2）狀態監測和維修可靠重要性。數控設備其可靠性和平均無故障時間雖然已大大優于普通設備，但突發故障或停機對企業造成的損失也遠大于普通設備，因此數控設備管理中需具備應對突發故障的應變能力。這就要求設備管理部門信息渠道暢通，人員業務技術精通，備品備件儲備合理。尤其要注重對設備的精度檢查（幾何精度和定位精度）、正序能力指數檢查和維修質量的控制管理，只有這樣才能保證數控設備始終處于高功效和高精度水平。

（3）參數和數據唯一性。整個數控系統的性能、智能化水平的高低以及可靠性的優劣等，都是由硬件和軟件環境共同決定的。數控系統中的軟件大多是嵌入式軟件，與硬件有著緊密關系并且運行在特定的硬件環境中。不同生產廠家的數控設備其所用系統軟件及數據有多種規格，各種規格的軟件自成體系，平臺兼容性差。因數控系統參數設置不當，或因意外使參數發生變化或混亂，或軟硬件之間的接口錯誤等都是導致軟件故障的重要因素，因此要備份并妥善保管這些軟件和數據，此外，修改系統數據、進行初始化調整工作，最好由專業維修或數控廠家人員來進行，以防止發生人為故障。

2 在現場管理中的應用

TPM應用于數控設備現場管理的核心在于實施自主保全，是設備使用部門在設備管理部門的指導和支持下，自行對設備實施日常管理和維護，承擔起“防止設備劣化的活動”，實現現場生產管理的PQCDSM的6大目標。實際操作中，多以各數控生產車間的班組為活動主體，按照TPM自主保全的步驟和要求來開展。

（1）操作人員除有一定的生產工藝知識外，還應對數控設備的結構特點，工作原理以及程序編制進行專門的技術理論培訓和操作訓練，達到會正確操作、保養及診斷處理小故障的能力。

（2）進行徹底有效的7S活動，內容包括整理、整頓、清掃、清潔、素養、安全和節約內容。

（3）嚴格按照定人、定點、定量、定周期、定標準、定計劃、定記錄、定流程的“八定”原則，執行崗位操作員的日常點檢、專業點檢員的定期點檢、專業技術人員的精密點檢“三位一體”的點檢（含潤滑）體系，對設備進行早期檢查、診斷和維修。

（4）充分利用TPM自主保全活動（診斷）看板進行目視化管理，執行既定基準，使現場的一切工作都規范化和透明化，形象直觀地將潛在問題和浪費現象都顯現出來。

3 在維修管理中的應用

TPM應用于數控設備維修管理的核心在于實施計劃保全，主要由設備管理部門承擔，和自主保全活動結合進行。不僅要注重實施個別改善，即追求設備的利用率和功能實現，還要注重做好設備的保養和維修工作，為數控設備能夠長期與穩定應用提供重要支持。

（1）健全機構并加強數控設備維修隊伍建設。在設備管理部門中應單獨設置數控設備維修管理室，負責對關鍵及重要數控設備的管理維修工作。成員包括責任心強的機械、電氣設備工程師、經驗豐富的老技術維修人員，并在各生產車間配備至少一名數控設備維修員（或由班組長兼任）。對于數控設備維修隊伍，要采取專業交叉、內外結合、現場指導等多種方式進行培訓，重點要在新設備安裝調試驗收階段，利用生產廠家對操作、維修、編程、管理人員進行現場培訓。

（2）建立數控設備基礎信息庫與管理檔案。設立設備資料室，對設備隨廠配套的各種資料、使用手冊、維修手冊、附件說明書、機械電氣圖紙、系統軟件及說明書等妥善保管與備份。建立數控設備管理信息庫，詳細記錄數控設備的基本特征和設備加工能力的基礎數據，包含設備出廠編號、設備型號、加工能力、工裝夾具、生產廠家、日期等。針對每臺數控設備要實時動態建立設備管理檔案，包括設備交接班記錄、設備點檢表、維修臺賬及保養記錄等。詳細記錄故障情況，如發生原因、時間、部位、解決方法等，技術管理人員應及時收集分析，掌握交接班執行情況和數控設備技術狀態信息，以為后期管理工作提供重要支持。

（3）健全設備維修保養制度體系與檢查評估體系。在推進TPM計劃維修活動中，應結合數控設備的使用維修現狀與發展特點，制訂并不斷完善各項規章制度、標準和管理辦法，形成規范化的文件系統，使各項活動和各環節都有章可循，如數控設備管理制度、數控設備安全操作制度、數控設備維修保養制度，以及在維保過程中明確各部門人員的職責范圍等。同時還要建立完善的檢查評估體系，既是衡量工作質量的尺度，又是活動開展的依據。要根據實際情況不斷調整與改進相關的制度，以實現規范化管理的目標。

4 在前期管理中的應用

（1）TPM設備初期管理即要形成一種機制，能減少維修、免維修思想設計出符合生產要求的設備，按性能、價格、工藝等要求對設備進行最優化規劃、布置，還要使設備的操作和維修人員具有和新設備相適應的能力，要使其投入使用就達到最佳狀態。其應用于數控設備前期管理（又稱設備規劃工程），指從制定設備規劃方案起到設備投產止，這一階段全部活動的管理工作，包括規劃決策、外購設備的選型或自制設備的設計制造、設備的安裝調試和設備使用的初期管理。做好數控設備的前期管理工作，為進行設備投產后的使用、維修、更新改造等管理工作奠定了基礎，從而減少設備管理決策的隨意性和盲目性。

（2）做好數控設備驗收安裝調試等工作非常關鍵，要對照相關國際國內標準、合同、技術協議及驗收大綱規定的項目逐項進行檢查。驗收內容包括：出廠時的預驗收、設備開箱檢查、零備件檢查、設備相關配套設施檢查。在數控設備安裝調試過程中，要重點進行精度、數控功能、安全和噪聲、產品加工效率與質量、可靠性等檢查。調試工作之后，要對這些設置參數進行數據備份。

5 在備件和技術改造管理中的應用

（1）TPM管理模式在備件管理中的應用。現階段，企業備件庫存量大、庫存不合理已成為影響企業數控設備管理、維修費用高的重要原因，為此需做好的工作：①對數控備件進行分類，具體分為操作面板、控制介質與輸入輸出設備、CNC裝置、伺服單元、驅動裝置和測量傳感裝置等。②按照備件的規格與損耗規律來確定不同庫存類型，如通用標準件、常用易損件、專用部件、自制非標部件等。③充分考慮數控設備數量、生產班次情況以及維修更換與采購周期等因素，對不同庫存類型不同備件建立相對應、最優化的庫存信息管理模型。④數控零備件的更換需特別注意版本號及適用參數環境，不同廠商不同版本規格的備件替代時一定要得到原廠商的技術確認，否則易造成更嚴重的損壞。

（2）TPM管理模式在數控設備技術改造管理中的應用。在TPM應用于數控設備的技術改造管理時，一般針對個別數控設備，在充分掌握此類設備制造原理基礎上，或為了擴展設備自身某方面性能，或為了達到生產工藝的某些特定要求，或為了維修與保養的便捷等，通過對數控設備自身附加功能的開發或局部技術改造，進行個別改善或專業管理的活動。數控設備技術改造工作的開展要由設備主管部門統一協調負責，結合實際確定方案，并向相關單位下達改造計劃和施工任務。具體包括能源、機械、電氣、水、氣動、液壓等單個或交叉系統的技改工作，涵蓋的內容十分廣泛。該活動的實施重點，要結合本企業自身加工制造水平，充分考慮經濟性和實效性原則。

6 在數控設備預防性維修中的應用

（1）數控設備的預防性維修，主要是通過制定PM計劃，在設備管理中將有可能造成設備故障以及設備故障發生之后難以解決的因素排除在數控設備故障發生之前。主要包括基于維修角度的設備選型、設備的正常使用與一般性維護、設備運行定期巡回檢查等。在實施過程中要重點對數控設備進行狀態監測管理，并防止導致過度保養的現象。

（2）狀態監測的目的在于掌握設備發生故障之前的異常征兆與劣化信息，以便事前采取針對性措施控制和防止故障發生，對于在使用狀態下的設備進行不停機或在線監測，能夠確切掌握設備的實際特性，有助于判定需要修復或更換的零部件或元器件，充分利用零件的潛力，避免過剩維修，從而減少故障停機時間與停機損失，降低維修費用和提高設備有效利用率。特別是對自動線、程式、流水式生產線或復雜的關鍵設備，意義更為突出。

7 結束語

在工業4.0時代，數控設備與企業工廠的發展趨勢必將越來越智能化與信息化，為此，需要相關人員加強對數控設備管理維護的關注，采取科學的管理方法管理數控設備，加快打造高素質的數控設備管理隊伍，結合實際情況充分發揮出TPM管理模式在數控設備管理和預防維修中的作用。

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