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设备维护管理体系执行交互优化研究论文
摘 要：企业高效、安全生产离不开设备的科技性和可靠性，而确保设备高度可靠性则依赖于设备管理和维护水平。传统预防性维修优化模型重理论而轻实践；然而现代设备管理应是以实践应用为核心。本文即是以流程型生产企业为研究对象，在可靠性理论的指导下，对设备维护管理体系执行交互优化进行研究。
关键词：设备管理；体系优化；交互优化；预防性维护
1. 引言
其核心即在于保持和恢复设备运行可靠性。更兼具设备及其部件的可靠性状况，应用逻辑决策分析方法制定设备的维修大纲，确定所必需的维修内容及合理的维修类型、恰当的维修时间及维修方法，从而达到优化维修之目的。在该理论指导下开展设备维修工作，既可以提高设备可靠性亦可降低维修成本，经多年生产实践检验，逐渐得到了广泛认可并且被付诸拓展。
下文着重于设备维护管理实践中，对设备维护各子体系运行过程中自优化、各子体系交互优化以及设备维护管理总体系整合优化的研究。
2. 预防性维修体系执行优化概念模型
根据各企业设备管理发展水平、策略、偏重不同，其维护体系所运行的子系统也会不同； 如图1所示，W公司的设备维修管理体系由五大子体系组成，包含：预防性维修计划（Preventative Maintenance Plan， PMP）、故障维修（Breakdown， BD）、故障分析（Breakdown Analysis， BDA）、备品备件管理（Spare Parts Management， SPM）、运行管理会（Operation Management Meeting， OMM）。各子体系如何在执行过程中进行自优化，又如何进行交互优化，从而达到总体系统整合优化，是SOOM （Equipment Maintenance Management System Operation Optimizing Method，设备维护管理体系执行优化方法）需要解决的问题。
每套系统包含哪些关键设备、部件信息等来自设备主数据；设备故障维修时间来自BD子系统之历史故障信息数据库；预防性维修时间来自PMP子系统；备件价值等信息来自SPM子系统。每一次当某设备故障信息输入系统时，系统会自动匹配并更新平均维修时间，再运用模型进行运算然后优化设备预防性维修计划；同理，当备件信息、预防性信息变更时，系统同样进行模型运算，并优化预防性维修计划。关键部件信息库也是动态的，当BDA子系统分析出某部件影响重大应被列入关键，则信息输入系统；系统模型会触发相应运算，此时SPM备件子系统做出相应反馈，采购备件、备件信息反馈给系统；同样PMP子系统会产生相应维护计划；优化模型根据故障、备件、PM等等信息优化维修计划发出工单。该方法提供一种系统性、规范化、标准化的执行优化工具，首先，各子系统参考戴明循环（Plan-Do-Check-Act， P-D-C-A）分别运行自优化，关键是对各执行点制定出符合厂情、简单又明确的优化规定；其次，制定出各子系统交互作用原则，例如运行BD时遇到某情况X即转入BDA系统，遇到某情况Y时即转入系统PMP等；然后，各执行人员只需要按照规则，运行各子体系，执行各交互作用，从而形成规范化的自优化和交互优化系统；最终，达到企业设备管理体系可持续优化发展。根据各企业设备管理发展水平不同，该SOOM方法可衍生为三级、四级、五级、六级甚至多级体系执行优化方法，并可拓展应用，与其他运作体系交互作用。
如图1所示，设备维护管理体系框图；BD为故障执行系统，BDA为故障分析系统，PMP为保养执行系统，SPM为备品备件管理系统，OMM（运行早会）为交流系统，另有隐性的后台电子计算机支持系统SAP（Systems Applications and Products in Data Processing）、CMMS（Computer Maintenance Management System）等。
3. 预防性维修优化模型应用
传统的预防性维护往往采用周期性检修的方法，其维护周期T基本比较少更新[3～5]。图（略），保养计划（Preventative Maintenance Plan， PMP）PDCA演示：例，分析过往故障数据得出某设备A缺乏预防性保养，分析知该部件故障MTTF （Mean Time To Failure，平均失效前时间）或MTBF（Mean Time Between Failure，平均故障间隔时间）为9周（）[6，7]，所以更新预防性维修计划每8周对其进行保养；若保养后产线启动30分钟内未达理想状态，视为一次垂直启动失败，需要分析制定改进措施；定期对各车间PM执行情况进行检查，包括PM记录、PM欠缺率、垂直启动率、保养计划更新、点巡检记录、保养工具、保养的安全、质量相关项等等。得分最低的TOP3项目需要制定改进措施。下一周期回顾这些改进项执行情况及效果，周而复始再进行下一戴明循环。
图（略），定期设备故障BDC分析：运用标准化故障代码BDC（Breakdown Code）进行故障登记（BDC专文介绍），当任一关键部件故障信息输入系统，系统会自动调用参数优化模型，[6，7]运算后优化预防性维修计划；以登记
表作为源数据建立数据透视表，利用透视表功能选择关键字段进行报表筛选，再插入帕累托（PARETO）图。至此，由图表很容易发现设备多发、重复故障、重点故障等，要获得任意区域、设备、部件及某故障的重要讯息非常简单。然后，利用FMEA、PM、故障树等故障分析方法，找出根本原因；最后，针对根本原因制定预防、纠正、改进等措施予以解决。下一周期（Period）回顾这些改进项执行情况及效果，如此周而复始再进行下一戴明循环。 故障分析系统（Breakdown Analysis， BDA）：BDA亦可为E&T（Education & Training）子系统下一层次之子系统，但鉴于其在这一层次与PMP、BD等系统有较多交叉作用，所以单独在这里介绍。故障分析PDCA，一般规定每Q（Quarter）对所有维修人员故障分析能力（5WHY、FMEA等）进行实例考核，并追踪考核中所有改进措施执行情况及其效果，未通过者需重新考核；定期（P4W）对各车间BDA执行情况进行检查，包括BDA完成率、欠缺率、措施跟踪率、措施完成率、BDA完成质量、BDA分享情况等，重点检查安全、质量相关的BDA。下一周期（Period）回顾这些改进项执行情况及效果，如此周而复始再进行下一戴明循环。
图（略），备品备件订货管理演示（Spare Parts Management， SPM）：本示例采用定量订货法，依据过往消耗数据预先确定一个订贷点（Reorder Point， RP），由计算机系统自动监控库存水平，当库存水平降低至订贷点时，发出订贷通知，执行订货任务。库存消耗速度不是均等的，有时因为需求突然加大，会动用安全库存，如果需求持续增大，经常动用安全库存会导致库存水平的持续走低，有缺货风险，此时需要调整订货点库存量或者缩短订货前置期。定期（4W）对技术仓库（Technical Warehouse， TW）各项指标进行检查，包括出入库记录、缺货率、收货正确率、发货正确率、发货及时率、资审相符率、库存损耗率、订单完成率、TW的安全、质量相关项等等。得分最低的TOP3 项目需要制定改进措施。下一周期（Period）回顾这些改进项执行情况及效果，如此周而复始再进行下一戴明循环。SPM优化运算模型作者另文有详细介绍。
图1 维修体系优化示意图
图文中部分缩写释义：
BD=Breakdown， BDA=Breakdown Analysis， PMP=Preventive Maintenance Plan， SP=Spare Parts， SPM=Spare Parts Management， OMM=Operation Management Meeting， E&T= Education & Training， EEM= Early Equipment Management， CI=Corrective Improvement， TW=Technical Warehouse， RBD=Repeatability Breakdown， FMECA=Failure Mode， Effects and Criticality Analysis
如图1所示，工厂维护管理体系交互优化示意图：BD系统记录的设备问题，A类设备故障时间超过30分钟、B类设备故障时间超过60分钟、重复性故障以及涉及安全质量的故障Case必须进入BDA系统；设备故障影响OEE（Overall Equipment Effectiveness）必须提交运行管理会OMM（Operation Management Meeting）进行讨论以制定方案；若因缺乏保养引起需进入PMP增加保养计划；BD产生紧急备件需求应提交SPM系统加急处理。PMP保养计划由计算机管理，产生的定期备件需求提交SPM，SPM根据PMP需求预留备件；保养计划、资源、时间等需求应提交OMM，高效的PM执行可不断优化BD系统绩效；PMP每P（Period）审核产生的TOP3问题需提交 BDA系统进行分析改进。BDA分析产生的保养需求交予PMP，产生的改善性维修需求交予BD，产生的操作运行改进需求提交OMM，分析出备件缺乏或质量问题交予SPM处理。SPM发现的备件异常消耗等问题提交OMM并支持OMM的改进要求，响应BD系统日常及紧急需求并要求其更新备件技术信息，支持PMP系统定期需求并发出订单（Order），备品技术问题提交BDA。OMM（运管会）为交流系统，商议产生的维修需求交予BD系统，产生和保养需求交予PMP系统，不明因设备问题交予BDA系统，相关备品备件问题要求SPM跟进。（文中描述比较简略，实际执行过程中需要根据厂情制定具体、明确的交互作用原则。）
工厂维护管理体系交互优化，如前文介绍，根据各企业设备管理发展水平不同，其维修体系所运行的子系统或许有多有少，在图1基础上还可以再增加E&T（Education & Training）子系统、EEM （EEM= Early Equipment Management）子系统等。实际中还会遇到各系统与部门内外、企业内外等其它系统交互作用的情况，此处不再扩展。
PS：所有交互作用原则并非一成不变，可以灵活运用，根据企业自身设备管理发展水平、人员能力发展水平等定义其他交互作用规范、原则。
4.小结
本文在经典的预防性维修理论和可靠性数学的基础上，构建了一套新的具有一定实用性基于可靠性理论设备维修管理体系交互优化模型，以某公司设备管理实例引入，通过计算优化可靠性，达到体系交互优化。该模型能够实现针对故障历史及其维修方法的维修策略优化，避免了原有预防性维修决策模型不考虑故障特性和维修方法的盲目维修，同时使设备的预防性维修决策具有良好的可操作性，避免过度维修和欠维修现象，该模型具有很强的实用性。
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