基于SAP iPro 的汽車制造涂裝設備精益維護實踐

解斌，楊成，龍啟林，李洋，邵崇杰

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

北京奔馳汽車有限公司技術維護部負責全公司所有設施設備及生產設備的維護工作，包括汽車制造四大工藝涉及的車間、發動機及電池工廠、能源供應基礎設施等。其中，MRA 涂裝車間和MFA 涂裝車間均采用Daimler 的Integra 標準并結合現場實際進行施工建造。

涂裝車間內的設備可以分為三類，如表1 所示。

表1 涂裝工藝設備分類

SAP 公司是一家成立于1972 年，總部位于德國沃爾多夫的知名軟件業務公司。SAP 軟件是與公司名稱同名的企業ERP 軟件簡稱，其包含多種模塊，廣泛應用于企業生產經營活動的設備管理、銷售管理、采購管理、項目管理等多個方面。該軟件在核電行業、化工行業、石油天然氣行業、汽車行業都有者廣泛應用。

SAP iPro PM 模塊專門用于設備維護管理，功能主要包括主數據管理功能，通知、訂單和確認管理功能，預防性維護管理功能，報告篩選功能，文檔管理功能等。上述功能可以分成三類，如表2 所示。

表2 SAP iPro PM 模塊功能分類

針對涂裝工藝設備種類繁多的特點，我們以SAP iPro PM 軟件為載體，合理劃分功能區域、著重改進設備維護流程，改進數據分析方法，通過特征數據的反饋，力圖實現對設備的精益維護。

1 功能區域與功能位置層級的劃分

結合不同種類的涂裝設備的特點，首先需要合理劃分功能區域及設備層級并對特殊設備做特殊安排。

首先，按照涂裝車間的工藝流程，將車間內的設備分成四個區域，不同區域內的同類型設備采用相同的編號準則按照順序依次進行編號。以前處理和電泳區域為例，如表3 所示。

其中，430 代表車間代號，PS 代指涂裝工藝，PT1 指前處理區域，EC1 指電泳區域，輸送類設備CPE1、CV01、CV02分別指不同區段的內部輸送及外部輸送，外部輸送連續編號。

采用這種劃分方式的優點是，第一，設備所屬區域層級明確，一目了然，比如前處理部分包含的四個工藝過程分別劃分為CC1-CC4；第二，同一區域內，不同類型設備的代號區別明顯，分別指代不同的功能，比如烤箱的輸送設備、加熱區設備、冷卻區設備分別用OEC1、OECH、OECC 來代指；第三，規則及規律一致，便于擴展，尤其是在錄入故障報告及建立工單時，可以非常快速地查找到目標功能位置，同時，對于改造新增的設備，可以按照此規則繼續擴展；第四、電控柜編號與功能位置編號一致，便于在進行維護工作時完整快速地進行安全準備工作。

表3 功能區域劃分與功能位置層級劃分

從實際應用來看，此種劃分較為合理。

2 工作清單（Task List）及維護計劃（Maintenance Plan）的制定及調整

工作清單作為具體執行預防性維護計劃的工作內容，可以理解為預防性維護工單的具體條目。在定義工作清單時需要根據維護周期、維護策略、維護時間等進行定義。維護計劃是針對某一類設備或某一個工位進行的周期性維護工作安排。在定義維護計劃時，需要從全局出發，結合設備運行特點及維護班組的工作計劃安排、技能水平等因素統籌協調安排。需要對目標功能位置、計劃員組、附件數據等進行定義。同時，要對工作清單和維護計劃進行匹配。

針對工藝設備、輸送設備、機器人設備的不同特點，制定有針對性的工作清單和維護計劃。

維護周期可以用周或月為計算單位，維護策略分為4 種，分別是長周期帶層級策略（BDLTHI）、長周期無層級策略（BDLTNH）、短周期帶層級策略（BDSTHI）、短周期無層級策略（BDSTNH），根據預期實現的維護計劃選用不同的策略，需要注意的是工作清單的策略需要和維護計劃的策略保持一致。

在實際應用中，根據不同種類設備的特點及不同策略的特點，選用不同策略。比如，針對生產時間進行的巡檢內容，可以定義為短周期、系統條件定為生產時間（用數字1 代表），針對非生產時間進行的點檢內容，可以定義為長周期、系統條件定為非生產時間（用數字0 代表）。

針對不同區域的同類型設備，比如輸送設備中的輥床、升降機等，由于設備結構完全一致或類似，并且維護周期及維護策略也一致，可以按照同一個工作清單進行維護。

此外，需要根據維護計劃的執行情況及設備運行中地故障情況及時調整周期，比如，電泳烤箱輸送設備中使用的高溫升降機，由于處在高溫環境中，工況惡劣，升降機的行走輪及支撐輪的軸承，鏈條絲杠固定螺栓極易出現問題，每次停機故障處理時間至少為1h。

LI Feng-wei, ZOU Qi-fei, XUE Hui, XIANG Hong-jun, XIA Yong, LI Jun, YAN Zhen-lin, SHEN Feng, WANG Kui

圖1 高溫升降機預防性維護工作清單

為了降低停機影響，將此工作清單內容和策略進行優化調整，如圖1 所示，將關鍵部件的檢查周期從長周期月檢調整為短周期兩周檢，剩余部件的檢查周期仍保持為月檢。實踐表明，通過一系列的優化調整，顯著提高了預防性維護工作的針對性與及時性，及時發現處理了設備隱患，有效降低了此設備停機事故的發生概率，基本杜絕了行走輪及支撐輪的軸承故障所引發的停機故障。

3 工單（Orders）的執行與跟蹤

常用的工單類型為緊急性維修工單（INST）、修正性維修工單（ISAU）、和預防性維修工單（WART）。其中，緊急性維修工單適用于現場停機故障的處理，按照部門制定的規則，緊急性維修工單必須在當日班次結束之前關閉；修正性維修工單適用于現場非停機類故障的處理，期限可根據實際情況選擇。預防性維修工單是根據制定的工作清單和維護計劃，按照一定周期自動調用生成的工單。

在執行預防性維修工單時，常常會有一些異常現象需要繼續處理。尤其是在生產時間內執行預防性維修工單發現問題時，常常需要在非生產時間進行處理。為了便于跟蹤后續處理，可以采用兩種方式：第一種是按照常規流程錄入故障報告，并生成1 個修正性維修工單；第二種是在SAP 系統中進行操作，生成1 個修正性維修工單，并在相關聯的預防性維修工單的附件數據界面的“參考元素”一欄中填入生成的修正性維修工單的單號，便于繼續跟蹤后續處理。

上述2 種方式均可以跟蹤問題的處理，在實際執行過程中，我們通常采用第二種方式。比如，在執行“前處理8 工位電機維修開關溫度檢查”這個預防性維修工單時，我們采用紅外線熱成像儀檢測電機維修開關的溫度，如圖2 所示，發現溫度超過39℃，較為異常，需要在非生產時間停機檢查電機維修開關。因此，我們生成一個修正性維修工單，并在此預防性維修工單的“參考元素”一欄中計入修正性維修工單的單號，以此來跟蹤問題的處理，確保流程閉環。如圖3、圖4 所示。

圖2 電機維修開關紅外線熱成像檢測

圖3 在預防性維護工單中填寫修正性維修工單的單號

圖4 建立修正性維護工單

4 根據SAP iPro 導出數據分析相關指標

衡量維護工作有諸多指標，比如技術利用率、停機次數、平均維修時間、預防性維護完成率等指標。由于在日常工作中，故障報告、故障時間、工單的創建和生成、工時的確認、備件的領用等工作都要應用SAP iPro。因此，SAP iPro 的服務器中存儲了大量的基礎數據，對這些基礎數據進行適當加工，可以幫助我們得出相關指標的變化趨勢，便于及時進行總結反思，采取有效措施保障生產。

首先，從SAP iPro 中導出故障報告數據，其中包含的信息有計劃員組代號、故障日期、故障開始時間、故障結束時間、停機標識、主工作中心代號等信息，如表4 所示。

表4 從SAP iPro 中導出故障報告數據

其次，從SAP iPro 中導出有關工單的數據，其中包含的信息有計劃員組代號、主工作中心代號、工單類型、基本開始日期、基本完成日期、參考日期、領用備件的金額等信息。如表5 所示。

表5 從SAP iPro 中導出工單的有關數據

表6 從SAP iPro 中導出工單工時的有關數據

下面以工單及時關閉率、預防性維護占比、停機率3 項指標為例進行說明。

根據SAP iPro 導出數據分析工單及時關閉率指標。造成工單未及時關閉的原因有多種，比如，由于生產計劃調整導致維修保養時間被壓縮，或者是臨時工作安排導致計劃性檢修被推遲，或者是工作完成后未及時在SAP 軟件中進行相應操作，或者是維護計劃編排不合理導致例行檢修工作過多無法及時完成等。

通過數據考察工單及時關閉率指標有助于分析造成未及時關閉的根本原因，對癥下藥，提高工作效率。在實踐中，我們首先使用Excel 軟件統計出每個計劃員組及每個主工作中心對應的工單總數、按時關閉的工單數目、超期關閉的工單數目、已超期尚未關閉的工單數目，然后得出按月統計計算的工單及時關閉率指標，進行橫向及縱向對比。如表7 所示。

表7 工單及時關閉率指標分析

根據SAP iPro 導出數據分析預防性維護占比指標。這個指標考察的是預防性維護工單在所有工單中的占比情況，所有工單包括預防性維護工單、修正性維護工單和緊急性維護工單。

造成預防性維護占比指標波動的原因有多種，比如，發現設備隱患需要集中批量更換某類設備，或者某類設備老化需要頻繁進行維修，或者某類設備運行不穩定導致頻繁停線等等。分析考核這個指標有助于發現深層次的設備隱患，提前采取預防措施或者及時采取補救措施，保障生產運行。

在實踐中，首先使用Excel 統計得出三類工單的數目，然后按月計算得出預防性維護占比。此外，理想狀況是通過日常維護經驗的積累，提高預防性維護的針對性，及時發現和處理設備隱患，逐漸減少緊急性維護及修正性維護所占的比例，盡力減少停機事故的發生，從這個方面來說，此指標也具有一定的指示意義。如表8 所示。

表8 預防性維護占比指標

根據SAP iPro 導出數據分析考核停機率指標。停機率、平均故障維修時間、停機次數等指標從不同的角度考察維護工作的有效性。分析停機率時，首先從基礎數據中統計得出相對應的主工作中心的停機總時間，然后錄入每月的生產時間，由此計算得出停機率指標。分析考核此指標的意義在于分析停機率波動的原因，從人員技能、設備運行狀況、設備維護檢查周期及頻次等方面采取針對性的有效措施，保障生產穩定運行。如表9 所示。

表9 停機率指標

根據SAP iPro 導出數據統計備件消耗費用指標。實現此指標的分析考核較為簡單，首先使用指令從SAP 中導出基礎數據。然后，根據計劃員組代號分別統計每個月的成本費用。分析考核此指標的意義在于，及時計算得到實際費用與預算計劃的偏差并分析偏差產生的原因，采取針對性措施，比如是否可以使用國產備件替代，損壞的備件是否可以修復，周期性消耗備件的使用壽命是否可以調整等等以降低成本費用，如表10 所示。

表10 備件費用統計

5 結語

SAP 在維護流程標準化管理方面具有極大的優勢，用軟件替代人工編制和管理檢修工單，將日常維護工作流程化、標準化，同時可以存儲大量的基礎數據，通過分析導出數據，可以分析考核相關指標，極大地提高了工作效率。

以SAP iPro 軟件為基礎，可以繼續開發相關軟件，將目前通過Excel 完成的一些分析考核任務改由其他軟件來完成，進一步提高工作效率。此外，目前對SAP iPro 操作時還主要停留在桌面端，工單的打印、工時的錄入及確認等存在不及時的問題，可以開發移動端APP，相關操作便可以在移動終端完成。在備件庫位查詢功能方面，SAP iPro 提供了多種查詢方式，但是對于沒有明顯型號標識的備件或者型號不明確的備件，查詢庫位時仍較為困難。可以借鑒二維碼的形式，在此類備件安裝位置附近，張貼相應的二維碼，采用掃碼形式便可查詢庫位，更為方便。