摘要：隨著設(shè)備自動(dòng)化、數(shù)字化水平的提高，工廠亟需提升設(shè)備管理能力。筆者結(jié)合長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了大部分企在設(shè)備管理方面存在的5大誤區(qū)，并給出對(duì)策建議，希望可以幫助企業(yè)少走一些彎路，提升設(shè)備運(yùn)營績效。2 G7 l6 u( z+ l% t8 Q7 x6 P' s( h
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在智能制造的浪潮下，我國積極推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，制造業(yè)也正在積極轉(zhuǎn)型，自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化水平大大提高，各行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)越來越重視生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和車間聯(lián)網(wǎng)，設(shè)備數(shù)據(jù)可視化程度顯著提高。# m, H5 f4 ?" o, Y* F* r9 v: u+ z
未來工廠會(huì)是什么景象呢？筆者在高端制造的代表企業(yè)TCL華星光電看到，生產(chǎn)現(xiàn)場就兩類人：設(shè)備維護(hù)人員，工程技術(shù)人員，工藝都被固化到了軟件系統(tǒng)中，大家都在電腦上監(jiān)控和操作設(shè)備參數(shù)、工藝參數(shù)。操作人員通過東智設(shè)備健康管理軟件，對(duì)設(shè)備進(jìn)行移動(dòng)化巡點(diǎn)檢、遠(yuǎn)程協(xié)同運(yùn)維、振動(dòng)監(jiān)控分析和設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)等。但是，多數(shù)制造企業(yè)雖然花費(fèi)巨資上馬了非常先進(jìn)的設(shè)備，但設(shè)備管理維護(hù)、人員知識(shí)結(jié)構(gòu)仍停留在較低水平：數(shù)采基本靠筆，處理基本靠人，分析基本靠猜(經(jīng)驗(yàn))�？梢哉f是買來了工業(yè)4.0的設(shè)備，卻延續(xù)著工業(yè)2.0的管理。: _: n) z; [7 m# M% ^; ]- Z+ h7 \
圖 華星光電現(xiàn)場設(shè)備和工藝巡檢
# Z5 K0 G T' K3 C0 _) N9 V從設(shè)備資產(chǎn)效益產(chǎn)出角度看，我國制造業(yè)的設(shè)備綜合效率的提升空間巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國大部分離散制造業(yè)的OEE在40%左右，距離發(fā)達(dá)國家至少還有30%-40%的提升空間。同時(shí)，很多企業(yè)對(duì)設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)的精細(xì)化管理不夠重視，造成異常停機(jī)和備件浪費(fèi)等隱性損失。在當(dāng)前疫情沖擊、全球化局勢(shì)不確定性進(jìn)一步增加的形勢(shì)下，提升設(shè)備管理水平可以為企業(yè)的生存發(fā)展，提升競爭力帶來寶貴的機(jī)會(huì)。- J" i/ X- P G( D& v! y8 `/ m
圖 離散制造業(yè)OEE現(xiàn)狀評(píng)估
4 Y/ Q: U7 Z* Y; E( g; ?如何構(gòu)建面向新型設(shè)備的管理能力，是當(dāng)前我國制造業(yè)面臨的一個(gè)問題和挑戰(zhàn)。為此，我們總結(jié)了制造業(yè)企業(yè)存在的5大誤區(qū)，并給出了對(duì)應(yīng)的策略建議，希望可以幫助企業(yè)少走一些彎路。6 r8 C9 x8 ]9 B" `+ z
7 u7 |0 r1 a3 E) G一、重硬輕軟
; @3 K# p0 p- V% e# |5 p9 F大部分企業(yè)新建工廠或者新購買的設(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)合筆者進(jìn)行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)來看，設(shè)備數(shù)據(jù)采集受制于工業(yè)現(xiàn)場協(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)場數(shù)字化推進(jìn)中最大的痛點(diǎn)之一。比如我國許多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?cè)倏渴止ふ{(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、接料問題，改善拋料問題。但目前動(dòng)輒數(shù)萬的數(shù)采license費(fèi)用，讓許多工廠望而卻步。" W; ]" |: Y: r; ]% d% j
因此，工廠在設(shè)備采購環(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。
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二、生產(chǎn)為重，不壞不修、不停不管
4 J- G9 M+ e: `* G! ?9 U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)備部也陷入四處救火、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。
& I/ ]6 O U+ [ 圖 通過振動(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：Equitment Health Mangment）為中心，從“治已病”到“防未病”的進(jìn)化過程。通過EHM，設(shè)備健康狀態(tài)不再是簡單地劃分為正常、異常。我們可以通過新技術(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，格創(chuàng)東智的東智設(shè)備健康管理EHM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)。. b: X7 @) f! r7 I# ]' Q
+ F* |9 k* f6 W三、設(shè)備問題就是設(shè)備部的事情 F2 _5 \8 Z, A0 \. Q5 }9 Z- C
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)工程師也往往因?yàn)榈匚坏�、薪酬低，自嘲為看門狗和替罪羊：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)；凡是出了問題，無論是設(shè)備停機(jī)，生產(chǎn)停產(chǎn)，還是質(zhì)量事故，都會(huì)與設(shè)備相關(guān)，設(shè)備人員幾乎永遠(yuǎn)是背鍋俠。設(shè)備部成了優(yōu)秀人才最不愿意去的地方。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)。這個(gè)光靠設(shè)備部是玩不轉(zhuǎn)的。. O" c& ~9 H( ^# j. j7 |
工廠可以通過引入數(shù)字化的設(shè)備健康管理EHM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，通過導(dǎo)入東智設(shè)備健康管理EHM系統(tǒng)，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NFC、移動(dòng)化APP、照片水印、圖像比對(duì)等技術(shù)，杜絕原來的杜絕假點(diǎn)檢、假巡檢問題。同時(shí)通過掃碼報(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)、績效積分競比等功能和機(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。$ A) c0 S$ G. C6 T( v. l& z" q
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四、將設(shè)備維護(hù)當(dāng)作成本中心，忽視了冰山下的損失
9 u* P2 Q, `4 u, V/ I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，德國召開歐洲維修團(tuán)體聯(lián)盟國際會(huì)議時(shí)，就提出“維修——為了未來的投資“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，帶來的設(shè)備停機(jī)、精度或者質(zhì)量缺陷帶來的損失。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。
7 _+ I$ s# T8 R筆者曾經(jīng)服務(wù)過一家大型工廠，設(shè)備部要上馬東智設(shè)備健康管理EHM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，卻屢屢被財(cái)務(wù)挑戰(zhàn)，過不了關(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，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)目價(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，工廠許多可以改善停機(jī)、改善浪費(fèi)、現(xiàn)場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)能給工廠帶來實(shí)實(shí)在在的效益。5 o% [( j1 i' M# K4 i- U1 w
在實(shí)際操作中還存在一個(gè)問題，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)生過度維護(hù)的隱性浪費(fèi)。這塊隱形的損失，如果通過構(gòu)建更精準(zhǔn)的備件壽命管理，可以轉(zhuǎn)變成“利潤”。在TCL華星光電，由于大部分都是進(jìn)口件，每年備件費(fèi)用就數(shù)億。通過應(yīng)用東智設(shè)備健康管理EHM構(gòu)建精細(xì)化的備件壽命管理，可以針對(duì)不同的供應(yīng)商、不同的批號(hào)、不同工況，基于數(shù)據(jù)對(duì)備件壽命預(yù)測(cè)管理，每年可節(jié)省數(shù)千萬的費(fèi)用。
) O w9 z2 W0 ^設(shè)備維護(hù)工作由過去強(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。
7 M+ }; n- j" C5 S; l 圖：設(shè)備管理的本質(zhì)是找到最佳維護(hù)平衡點(diǎn)
$ A2 T* U$ e( x五、想依賴“預(yù)測(cè)性維護(hù)”解決問題，忽視了基礎(chǔ)的數(shù)字化建設(shè)和數(shù)據(jù)積累 w4 ?9 ]8 R S3 B
“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)”來解決。但據(jù)筆者觀察，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題。
5 {3 ~# X5 F' A) ~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。所以我們建議工廠一是要重視設(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綜合判斷。
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7 L( _, n* P1 E總體來看，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)建工廠核心競爭力的基礎(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)工廠核心競爭力的重要標(biāo)志。
2 l& Y) A, ?1 h z為了促進(jìn)工廠設(shè)備管理新型能力的建設(shè)，國家相關(guān)部門也正在起草和制定設(shè)備管理的國家標(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。( j: |1 n0 W" S* N: F7 s
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本文作者：Fred，格創(chuàng)東智設(shè)備管理方案專家，歡迎交流1 c' @. s1 E8 V8 V
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發(fā)表于 2020-8-4 11:08:59
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