工廠設(shè)備管理的5大誤區(qū)與對策

工業(yè)極客

摘要：隨著設(shè)備自動化、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)合長期的實踐經(jīng)驗,，總結(jié)了大部分企在設(shè)備管理方面存在的5大誤區(qū),，并給出對策建議，希望可以幫助企業(yè)少走一些彎路,，提升設(shè)備運營績效,。

1 t0 F! J, ?2 L& D7 {5 _$ e在智能制造的浪潮下，我國積極推動工業(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,。
! c* I+ p  w* B6 O4 @未來工廠會是什么景象呢？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，對設(shè)備進行移動化巡點檢,、遠程協(xié)同運維,、振動監(jiān)控分析和設(shè)備預(yù)測維護等。但是,，多數(shù)制造企業(yè)雖然花費巨資上馬了非常先進的設(shè)備,，但設(shè)備管理維護,、人員知識結(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),�,？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。

圖 華星光電現(xiàn)場設(shè)備和工藝巡檢

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，我國大部分離散制造業(yè)的OEE在40%左右,，距離發(fā)達國家至少還有30%-40%的提升空間,。同時，很多企業(yè)對設(shè)備維護和保養(yǎng)的精細化管理不夠重視,，造成異常停機和備件浪費等隱性損失,。在當前疫情沖擊、全球化局勢不確定性進一步增加的形勢下,，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會。
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圖  離散制造業(yè)OEE現(xiàn)狀評估

' K' o2 D+ g5 U如何構(gòu)建面向新型設(shè)備的管理能力,，是當前我國制造業(yè)面臨的一個問題和挑戰(zhàn),。為此，我們總結(jié)了制造業(yè)企業(yè)存在的5大誤區(qū),，并給出了對應(yīng)的策略建議,，希望可以幫助企業(yè)少走一些彎路。

一,、重硬輕軟
. h8 i' O7 v4 Z4 W大部分企業(yè)新建工廠或者新購買的設(shè)備,，只重視硬件的驗收交接，忽視了軟件系統(tǒng)的運行、維護,、服務(wù)標準,，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,，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,、人機界面、數(shù)據(jù)監(jiān)測模型,、管理平臺都是智能設(shè)備的重要組成部分,，也都應(yīng)當是設(shè)備管理的范疇。結(jié)合筆者進行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)項目的經(jīng)驗來看,，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)字化推進中最大的痛點之一,。比如我國許多SMT產(chǎn)線，貼片機本身精度很高,、節(jié)拍很快,、良率也都在99%以上了，單純再靠手工調(diào)試,，很難再提升了,。許多工廠期望能將貼片機的數(shù)據(jù)實時數(shù)采和分析，解決自動叫料,、接料問題,，改善拋料問題。但目前動輒數(shù)萬的數(shù)采license費用,，讓許多工廠望而卻步,。
- O, B3 o; j( Y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)備制程詳細數(shù)據(jù)的采集和工藝、品質(zhì)的分析優(yōu)化做好準備,。
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二,、生產(chǎn)為重，不壞不修,、不停不管
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)備還能運轉(zhuǎn),，就不會停產(chǎn)，這導(dǎo)致設(shè)備維護改善的時間和資金投入嚴重不足,，設(shè)備部也陷入四處救火、窮于應(yīng)付的被動惡性循環(huán),。究其原因,，是因為企業(yè)沒有從工廠端到端視角看設(shè)備停機的損失。在設(shè)備故障出現(xiàn)初期征兆的時候進行維護,，遠比造成停機后再維修造成的損失和投入成本要小得多,。如下圖所示，某機床通過振動分析,，可以看到10月18日振動加速度峰值觸發(fā)早期預(yù)警閾值,，但是由于生產(chǎn)計劃問題，沒有停機維護,；10月22日機床主控系統(tǒng)觸發(fā)故障,，不得不停機過10個小時維修和更換軸承，維修后,，振動恢復(fù)正常水平,，但較大損失已經(jīng)造成。
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圖  通過振動分析可以監(jiān)測大部分機械故障

設(shè)備管理經(jīng)歷了四個發(fā)展歷程：從1.0的糾正性維護(CM),，到2.0預(yù)防性維護(PM),、3.0的可靠性維護(RCM)、4.0的預(yù)測性維護(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)，評估出設(shè)備的亞健康狀態(tài),，提前維護,，大大減少設(shè)備維護成本。例如,，格創(chuàng)東智的東智設(shè)備健康管理EHM給設(shè)備維護工程師配備帶有振動傳感器的智能點檢儀,，就像給醫(yī)生配了“智能聽診器”一樣,，通過數(shù)秒的監(jiān)測振動，結(jié)合內(nèi)置的頻譜分析模型,，就可以準確,、快速的判斷出設(shè)備健康狀態(tài)、故障征兆原因,，對設(shè)備工程師故障診斷起到重要輔助作用,。這樣，設(shè)備管理人員的職責從原來的壞了再修,，轉(zhuǎn)向如何保障設(shè)備健康運行的專業(yè)維保維護工作,，進入良性循環(huán)。

/ v. {% `" ^! v三,、設(shè)備問題就是設(shè)備部的事情
  ]. P3 K6 N9 i& |* o7 |雖然TPM已經(jīng)推行了多年,，但許多管理者觀念和行動上，還是認為設(shè)備出了問題,，就是設(shè)備部的事情,，導(dǎo)致生產(chǎn)部門對設(shè)備的故障不關(guān)心，對影響產(chǎn)量,、質(zhì)量的設(shè)備維護不重視,。設(shè)備維護工程師也往往因為地位低、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,，因為這正是維修設(shè)備的好時機,；凡是出了問題，無論是設(shè)備停機,，生產(chǎn)停產(chǎn),，還是質(zhì)量事故，都會與設(shè)備相關(guān),，設(shè)備人員幾乎永遠是背鍋俠,。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)備操作者才會改變對設(shè)備漠不關(guān)心的態(tài)度,，才能有效進行設(shè)備保養(yǎng)。這個光靠設(shè)備部是玩不轉(zhuǎn)的,。
3 h- G8 ?5 ^  M% X% [8 l2 T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)建全員自主維護保養(yǎng)的體系和運轉(zhuǎn)機制,。比如某電子廠，通過導(dǎo)入東智設(shè)備健康管理EHM系統(tǒng),，實現(xiàn)了設(shè)備的二級標準保養(yǎng)體系：工位操作工的日常自主點檢維保,、設(shè)備工程師的專業(yè)點檢維保，通過NFC,、移動化APP,、照片水印、圖像比對等技術(shù),，杜絕原來的杜絕假點檢,、假巡檢問題。同時通過掃碼報修,、數(shù)據(jù)規(guī)則自動報修、維護工單自主搶單,、維修效果用戶評價,、績效積分競比等功能和機制，幫助工廠實現(xiàn)TPM的自運轉(zhuǎn),。半年左右時間,，幫助工廠降低約20%的異常停機時間。
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$ V. M4 D( A) h2 K& v( F四,、將設(shè)備維護當作成本中心,，忽視了冰山下的損失
許多管理者認為設(shè)備零故障是不可實現(xiàn)的，企業(yè)在遇到困難需要削減成本時,，很多情況是拿設(shè)備維修費用開刀,，甚至提出讓維修預(yù)算每年遞減百分之幾的目標。從傳統(tǒng)財務(wù)角度看,，設(shè)備維修資金一般被定義為成本和費用,。其實早在30年前，德國召開歐洲維修團體聯(lián)盟國際會議時,，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)備日常維護所投入的人工費,、各類防護費、備件費,，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)備維護不足,、設(shè)備管理不善,，帶來的設(shè)備停機,、精度或者質(zhì)量缺陷帶來的損失。如果對這些損失的價值誤判,，則容易扼殺設(shè)備維護技術(shù)和管理體系的改善性投入,。
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項目,，實現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,，同時通過移動化的巡點檢，實現(xiàn)設(shè)備的報修和維護過程,，形成設(shè)備的故障樹記錄,。但是在核算投入產(chǎn)出的時候，卻屢屢被財務(wù)挑戰(zhàn),，過不了關(guān),。他們理解降低設(shè)備停機1小時的價值，僅僅是這1小時涉及到的員工的人工成本,。這樣算下來,，價值產(chǎn)出太低，許多設(shè)備改善項目沒法上馬,。這樣的項目價值核算標準直接打壓了工廠精益革新的積極性,。設(shè)備停機一小時的損失，要從工廠視角端到端的去衡量整體,，這里面其實包括了產(chǎn)能損失的機會成本,，即1小時的產(chǎn)品產(chǎn)值損失，才是這個工廠真正的損失,。這樣算下來,，工廠許多可以改善停機、改善浪費,、現(xiàn)場精益類的小改小革的項目,，都可以進行開展，能激發(fā)起基層員工的創(chuàng)新積極性,，也確實能給工廠帶來實實在在的效益,。
在實際操作中還存在一個問題，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)驗判別備件損壞程度,，對懷疑有故障的零部件,，通常為了減少麻煩，即使還可以用也會更換成新的,，導(dǎo)致產(chǎn)生過度維護的隱性浪費,。這塊隱形的損失,，如果通過構(gòu)建更精準的備件壽命管理，可以轉(zhuǎn)變成“利潤”,。在TCL華星光電,，由于大部分都是進口件，每年備件費用就數(shù)億,。通過應(yīng)用東智設(shè)備健康管理EHM構(gòu)建精細化的備件壽命管理,，可以針對不同的供應(yīng)商、不同的批號,、不同工況,，基于數(shù)據(jù)對備件壽命預(yù)測管理，每年可節(jié)省數(shù)千萬的費用,。
# s; W( w. N- [) u& h設(shè)備維護工作由過去強調(diào)為生產(chǎn)服務(wù),，追求較高的設(shè)備完好率指標轉(zhuǎn)變到以企業(yè)的經(jīng)濟效益為中心，要求設(shè)備管理工作重視維修費用的管理與控制,，找到以最少的維修費用達到最高的設(shè)備可利用率的平衡點,。企業(yè)高層管理者應(yīng)當從“投資”的角度認識維修和設(shè)備管理，實現(xiàn)轉(zhuǎn)變設(shè)備管理理念,。

圖：設(shè)備管理的本質(zhì)是找到最佳維護平衡點

) J0 B9 Y/ r: k( H五、想依賴“預(yù)測性維護”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
1 o5 C% o( Y- ?/ c) q& a “預(yù)測性維護”一直是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的熱門話題,，聲稱通過IoT和AI實現(xiàn)了預(yù)測性維護的公司繁多，許多工廠也期望將自己對設(shè)備故障的不確定性,，交給 “預(yù)測性維護”來解決,。但據(jù)筆者觀察，目前大部分此類項目預(yù)測的準確率很低,，仍是概念和實驗性的居多,，在可解釋性,可驗證性、可復(fù)制性上都還存在有問題,。
預(yù)測性維護的落地比預(yù)想中困難,，是因為企圖單純依賴數(shù)據(jù)提取可解釋的工業(yè)機理邏輯，難度遠超想象,。主要有兩個原因：一是因為許多企業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)還缺乏積累,，比如設(shè)備基本的巡點檢、維護保養(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,，就不可能實現(xiàn)模型的訓(xùn)練和驗證；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)知識和經(jīng)驗的融入,，光靠數(shù)學(xué)和AI算法容易走入統(tǒng)計陷阱,，只是得到了相關(guān)性，不容易得出可解釋,、可預(yù)測的因果性模型,。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,、維修工單,、故障樹等這些基本數(shù)字化能力的建設(shè)。二是針對重點的高價值,、停機高損失設(shè)備,，將經(jīng)驗?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維修的作用,，最后還是需要交給人來綜合判斷。
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總體來看,，設(shè)備之于工廠,，就像槍之于戰(zhàn)士。許多設(shè)備維護維修技術(shù)體系,，也確實是從軍隊武器維護體系發(fā)展來的,。構(gòu)建新型的設(shè)備管理能力，需要工廠管理者認識到設(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,，到2022年，60%以上的設(shè)備將實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的智能運維方式,，設(shè)備智能化管理和運維能力將會是衡量一個工廠核心競爭力的重要標志,。
為了促進工廠設(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)備管理的國家標準,、能力成熟度評估框架,，這將會對指導(dǎo)企業(yè)加強設(shè)備管理能力起到重要指引和促進作用。
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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
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未來第一站

分析的很到位,。

遠祥

感謝樓主分享,！

工業(yè)極客

未來第一站 發(fā)表于 2020-8-4 15:52
4 W" S" \3 e4 U. c, d  m' z! [分析的很到位。

$ C, Z% }2 @! y一起學(xué)習(xí)交流
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孫冰巖

感謝樓主分享,！

工業(yè)極客

遠祥 發(fā)表于 2020-8-7 21:57
感謝樓主分享,！

. r2 V' B% }' L& d9 w) n' Y一起交流學(xué)習(xí)
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xxzc

感謝樓主分享，我剛接觸設(shè)備管理這一塊,， 目前剛把設(shè)備二維碼點檢及設(shè)備參數(shù)和圖紙弄上去,，正在思考下一步怎么做，給了很大啟發(fā),，謝謝!

szx7

Thanks for your share!

工業(yè)極客

xxzc 發(fā)表于 2020-8-20 15:16
+ I* V2 m3 p' j2 n: H; S: a& u感謝樓主分享,，我剛接觸設(shè)備管理這一塊， 目前剛把設(shè)備二維碼點檢及設(shè)備參數(shù)和圖紙弄上去,，正在思考下一步 ...

互相交流,。是上了設(shè)備管理系統(tǒng)嗎,？下一步可以考慮可視化與分析
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聽說lism

樓主對設(shè)備管理這塊分析的很到位