淺談基于工業自動化設備全過程生命周期的管理與維護

惠海釗

（西安康明斯發動機有限公司，陜西 西安 710018）

對于大多數制造類企業而言，設備既是企業資產組成的重要部分，同時也是保證企業產品質量和生產效率的決定性因素之一，因此加強設備全過程生命周期的管理工作迫在眉睫。設備全過程生命周期的管理是一項瑣碎而又復雜的綜合性工作，其日常工作內容往往不能進行直接量化或不能夠得到直觀表現，是一個漫長而又循序漸進的過程，設備狀態由劣到良是由量變到質變的過程。

目前，大部分制造類企業的設備管理水平仍舊停滯于初級階段，或因短時間內訂單增加而超負荷運行，維修人員無法執行設備預防性維護；或因操作人員誤操作甚至野蠻操作，導致設備出現功能性故障；或因設備日常TPM 點檢工作未有效實施，導致設備預測性維護工作無量化輸入等原因，造成設備劣化、故障頻發且無規律可循的現象，此時設備維修管理人員日工作量僅能表現在持續“救火”狀態，如此惡性循環下去，設備運營能力勢必下降，最終將導致生產效率降低、產品質量低下的蕭條狀態。

1 設備管理體系的初步搭建

1.1 設備檔案資料的系統化管理

設備原始檔案資料包括但不限于一些出廠原始文件、初始參數設置、維護保養、操作手冊等。該項工作旨在為日后設備正常營運、維護保養提供技術等不同層面的支持，各企業可根據不同類型設備建立《設備檔案資料收集檢查清單》，以便于企業后期設備原始檔案資料的收集核對。

設備營運過程中檔案資料包括但不限于日常PM 保養實施記錄、設備大修改造、設備TPM 點檢、精度檢測及標定記錄、設備重大故障原因分析、設備臺賬、設備盤點報告、技能培訓課件等過程性記錄文件。設備營運過程中形成的有效文件需規定保管期限，以便于開展后期設備故障查詢等具體工作。

企業可根據實際運營情況制定相關《檔案資料管理制度》，以支撐設備檔案資料的日常使用及保管工作。對于設備檔案資料，需明確規定其借閱及修改制度，以確保檔案資料的一致準確性；電子版資料可備份至移動硬盤，確保資料的可恢復性；對于檔案資料存放位置及使用用途也需作出明確規定，并及時更新檔案資料清單，以此確保檔案資料的可追溯性。

1.2 設備及配件清單的標準化管理

作為設備管理部門，需針對企業各類型設備建立一個完整的臺賬，內容需包含設備基礎信息及設備保管責任部門，如有條件可具體至責任人，同時資產編號及資產分類可根據企業相關制度進行編號與分類。設備臺賬準確、全面的建立有助于設備后期營運過程中精細化管理工作的開展。

配件清單可分為機械配件與電氣配件，亦可分為標準件與非標準件，設備前期調試運行過程中，設備管理人員可初步根據其對設備自動運行影響重要程度、采購周期、估價等劃分等級，確定最小庫存量，并對重要等級較高的配件進行初步采購。配件估價、最小庫存量及重要程度等級的合理性有助于為設備管理部門提交下一年度維修預算費用提供一定的數據支持。后期設備運行過程中，設備管理團隊可根據配件更換頻次對需定期采購的常備物資進行識別，已完成識別的常備物資清單可提交至采購部門進行定期采購，以避免重復繁瑣性工作的持續。

1.3 設備TPM 與PM 工作的籌備

設備TPM 點檢工作可分為操作人員與維修人員點檢。設備維修人員需針對視、聽、味、觸、嗅等感官制定點檢動作與點檢標準，按照點檢難易程度、點檢頻次等分別制定操作人員與維修人員點檢表。在設備運行開班前，相關人員需針對點檢項目進行逐一點檢，設備管理團隊則需制定相關異常項上報及處理制度并予以落實，以便設備點檢異常項目能夠在故障前期得到及時有效的解決。

設備操作人員TPM 自主保全作業可大致分為潤滑、緊固、清理等簡單易操作的維護保養作業項目，該項工作主要由設備操作人員完成，設備維修人員需對其保養作業項目進行相關技術性指導，其有助于對設備管理團隊簡單繁瑣化工作的剔除。

設備PM 預防性維護保養計劃制定需由具有一定專業知識的工程師完成，其工作信息輸入可來源于設備制造商維護保養手冊、設備故障信息統計、專業經驗等，具體保養項目和周期可根據設備營運過程中零部件穩定性的持續觀察、經驗總結等進行優化改進，以此確保設備預防性維護保養計劃的合理性。設備預防性維護保養需由具有一定維修技能的人員實施，在作業過程中需對更換的配件信息準確記錄，包括但不限于配件名稱、品牌、型號、批次等，關鍵設備、計量檢測類設備在PM 作業完成后需進行功能狀態確認與見證性材料的填寫完善，必要時可對其進行檢驗、標定，以確保設備功能完整有效。

1.4 設備異常運行數據的深究與分析

設備日常運行故障可根據影響產量或停機時間分為微小或一般設備故障、重大或特大設備故障等。在設備穩定運行后，其故障停機主要原因為：人員誤操作或野蠻操作、加工零部件不合格、設備電氣配件功能失效、機械配件磨損嚴重等，其中以人為原因居多，因此操作人員需掌握的設備技能不僅局限于基本操作，更應具有自主解決微小設備故障的能力，同時在操作人員更換后需對其進行崗位設備操作技能認證，合格后方可上崗作業。

設備出現故障時，維修人員需及時到現場進行原因分析與解決措施的制定，隨著故障時間的持續，應逐級上報至管理層，同時，設備工程師應以最短時間內恢復正常運行為重，制定臨時解決措施并組織相關人員實施。對于故障原因分析，需包含但不限于現象、原因、臨時解決措施、永久解決措施、預防措施、責任人、計劃關閉時間等項目，重大故障可采用7 步分析法、5Why 分析法等工具進行故障原因詳細分析。

1.5 設備管理制度的構思與運行指標體系的建立

設備管理制度作為企業二級管理文件，應包含設備自采購至報廢處置全過程管理工作及人員職能等相關管理框架，以此支撐各項管理工作的順利開展，使其有章可循。在此框架基礎上，設備管理團隊需進一步細化分解相應管理項目，如備件、故障、事故、維修、維護保養、檔案資料、改造等相關管理制度，并制定相應的三級制度流程。對于四級文件表單，設備管理團隊需制定統一標準化模板，以此提高人員后期的工作效率。

設備各項運行數據是設備管理團隊日常工作內容量化的體現，并非越高或越低就代表設備管理團隊能力越強，而應是基于一定基礎數據逐步升高或降低，在到達某一數值后趨于穩定。對于設備基礎運行數據的統計，需具有真實性、全面性，這樣統計出來的數據才具有意義和研究分析價值。通過對大量基礎歷史運行數據全面客觀的匯總、分析后，設備管理團隊初步確定各項運行數據目標值（需保證其具有一定的合理性、挑戰性），并及時針對各項異常數據進行原因分析，制定改進措施、責任人與時間節點，以此確保措施的有效落地。設備運行數據主要表現為設備可動率、MTTR、MTBF、重大設備故障次數、維修費用等。

1.6 設備人才團隊的建設與發展

專業技能培訓方面，可大致分為內部與外部培訓。內部培訓為設備工程師制定專業技能培訓計劃，并定期組織實施，對于已完成的培訓項目，需對其培訓結果進行客觀性評估，具體評估方式可分為口頭考核、理論+實操等。外部培訓為定期根據人員技能不足之處組織外部專業人員或機構入廠培訓，若條件允許，亦可前往相關培訓基地培訓學習。為保障培訓效果，相關人員需預先熟悉培訓課件等資料，同時培訓課件可作為共享資料存放于部門檔案資料柜，以供更多人員參考學習。

人員職業晉升方面，管理層可針對維修人員制定崗位發展通道與人才技能矩陣。崗位發展通道不僅需包含知識技能方面，更需要注重個人執行力、企業文化的融合程度、相關組織架構的了解及全方位知識素養的提升。其中技能矩陣方面可由工程師根據不同類型設備進行知識點細化分解，按照重要程度制定知識點成績占比，維修人員可定期根據知識點掌握程度進行初步自評與學習計劃的制定，工程師考核認證，以最終考核所得成績作為個人有效成績，在所有技能知識點成績達到合格后方可認定為具有“一人多崗”資質，此時可與其他同樣具備該資質人員進行崗位輪換，以此加深對設備多樣化的了解。管理層可根據技能矩陣等個人全方面知識素養進行崗位評定認證，以此激勵人員不斷學習進步。

2 設備TPM 點檢與PM 管理制度的落實與分析

2.1 全員TPM 點檢工作的執行

全員TPM 點檢工作在執行過程中，操作人員TPM 點檢表多出現未及時點檢、點檢不具備真實有效性等情況。

原因分析：（1）極大程度取決于生產線設備開班后，即進入產品生產狀態，操作人員亦即直接上崗作業，導致TPM 點檢表單記錄過程均為應對檢查而全部處于合格狀態；（2）員工仍處于以自我為中心，設備運行狀態良好與否對本職工作毫無意義的思想觀念；（3）未能客觀的認識到TPM 點檢工作對設備持續穩定運行的重要性；（4）設備操作人員認為設備只要能夠正常生產產品就是正常的，亦即TPM 點檢項目狀態均為合格。

2.2 設備PM 工作的執行

維修人員在執行PM 保養作業過程中，常出現以下情況，導致設備PM保養效果不佳甚至無法正常開展設備PM保養作業。

原因分析：（1）標準工作制設備產能無法滿足產量計劃要求，為按期完成產量計劃，生產線設備超負荷運行，導致維修人員無法正常開展PM 保養工作；（2）PM 保養計劃中存在設備保養周期不合理、項目不全面等情況；（3）潤滑維護保養作業對潤滑脂種類及用量未作出明確要求，并且保養作業現場潤滑脂種類單一，無法滿足多樣化機械部件的潤滑維護保養作業。

3 設備TPM 點檢與PM 管理制度的改進與優化

3.1 全員TPM 點檢工作管理制度的優化

（1）設備維修人員針對操作人員TPM 點檢項目、點檢周期（日/周）進行評估與優化，使其各點檢項目簡潔明了，以縮短設備標準TPM 點檢作業時間，同時與生產職能部門溝通，尋求對于設備TPM 點檢項目執行工作在開班時間給予一定的支持；（2）設備管理團隊定期組織一些關于TPM點檢、自主保全、“我用設備我維護”等宣講、知識競賽活動，以加深全員對TPM 工作重要性的認知，進而轉變思想，成為設備真正的主人，在做好設備自主保全工作的同時能夠時刻關注設備狀態的變化，在設備出現異常時能夠快速報告，及時解決，使問題消滅在萌芽狀態；（3）成立TPM工作委員會，并制定相關TPM 工作稽查標準項，委員會成員將定期開展全員TPM 稽查工作并留存稽查記錄，于月度開展TPM 工作總結會議時作為評選TPM 工作標桿班組與標桿員工的依據，并將該結果公示于目視化看板、公司公告欄等，倡導其他員工以此作為榜樣，積極開展全員TPM 工作。

3.2 設備PM 工作的創新

（1）根據設備對生產線效率影響程度、是否關鍵設備等對PM 維護保養項目進行等級劃分，在時間不充足情況下根據PM 維護保養項目重要等級依次優先執行，同時根據設備實際運行穩定情況對人員進行相應的資源合理化配置，以確保能夠高效的完成設備PM 維護保養作業；（2）對于可拆卸后單獨進行PM 維護保養的設備單元，可將其作為備件采購，在執行PM 維護保養項目時僅需更換即可，以此降低設備用于PM 維護保養作業所需的停機時間；（3）設備管理團隊定期組織召開有相關部門領導人參加的設備PM 維護保養會議，通過會議解決設備PM維護保養實施過程中所遇到和存在的重大問題，使設備PM 維護保養工作得到不斷的深化；（4）為保障設備PM維護保養作業效果，設備工程師需對一些難度較大的PM維護保養項目進行專業性培訓并編制相關PM 維護保養作業指導書，如相關潤滑脂種類及用量需作出明確要求等，以此用于作業過程指導，同時PM 維護保養作業所需物品需及時交付于維修人員；（5）在PM 維護保養作業實施過程中，需持續跟蹤設備單元實際使用狀態，并不斷積累成果，再結合設備運行故障信息的系統化分析，初步對設備PM 維護保養計劃進行修訂（需具有全面性、合理性），經設備管理團隊評估后，按照設備管理流程發布、實施，最終形成 PDCA 循環管理模式；（6）對月度PM維護保養計劃完成情況進行匯總分析，未及時完成項目需做出解釋說明，并同步對不合理項目予以及時糾正處理。

4 結語

在工業自動化設備全過程生命周期的管理與維護過程中，設備管理團隊需對初步建立的管理體系進行不斷優化、改進，以形成一整套適應企業和全員的切實有效的標準化管理體系，進而通過數據量化從不同維度（各維度之間需保持相互制約、相互平衡，以防止單一數據的片面性）對設備管理體系進行科學、公正、透明化的評價。