魏廣華，劉 赟，呂春蓮，張小波

(國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠，安徽 蕪湖 241007)

一、問題的提出

20世紀(jì)90年代初，我國(guó)引進(jìn)了日本創(chuàng)造和發(fā)展起來(lái)的“全員生產(chǎn)管理”(Total Productive Maintenance，簡(jiǎn)稱TPM)管理模式。TPM管理模式的核心是檢維修體系，包含維修策略、設(shè)備狀態(tài)信息收集、維修計(jì)劃和資源配置四個(gè)環(huán)節(jié)，其重點(diǎn)是設(shè)備維修策略(即從成本考慮如何維護(hù)修最經(jīng)濟(jì)、有效)和維修主體優(yōu)化配置(即誰(shuí)來(lái)維護(hù)最合適)，適用于小批量、多品種，區(qū)別于流水線生產(chǎn)的企業(yè)設(shè)備特點(diǎn)。［1］檢維修體系如何設(shè)計(jì)和開展，尤其是檢維修策略組合和主體匹配，無(wú)論在理論研究和實(shí)踐應(yīng)用上都較為缺乏。

二、檢維修策略及維修主體匹配模型

根據(jù)設(shè)備故障浴盆曲線，結(jié)合設(shè)備故障特征，選擇可行的檢維修策略。根據(jù)可用的設(shè)備維修主體，運(yùn)用層次分析法，從人力資源、器材備件、工具設(shè)施、技術(shù)資料和過程管理幾個(gè)方面，選擇相匹配的維修主體，整合內(nèi)外資源，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)納入嚴(yán)密的監(jiān)督和可控狀態(tài)，最大限度的節(jié)約維修費(fèi)用。［2］

(一)維修策略的劃分

設(shè)備維修策略可以劃分為:事后維修、定期更換、計(jì)劃維修、狀態(tài)維修、糾正性維修等，針對(duì)不同的設(shè)備制訂適用的維修策略并對(duì)維修策略進(jìn)行組合優(yōu)化。

1.事后維修

設(shè)備出現(xiàn)故障之后對(duì)其進(jìn)行檢查修理的活動(dòng)。符合以下故障特征的設(shè)備，應(yīng)列為事后維修。無(wú)須進(jìn)行周期性檢查，只要按照日常維護(hù)和一級(jí)保養(yǎng)的內(nèi)容執(zhí)行即可。

1)故障后果不嚴(yán)重，不會(huì)造成較大生產(chǎn)和質(zhì)量損失的;2)不會(huì)造成設(shè)備連鎖損壞的;3)不會(huì)危害安全與環(huán)境。

2.定期更換

設(shè)備某部件具有明顯的損耗周期，可通過簡(jiǎn)單換件恢復(fù)正常運(yùn)行的設(shè)備。列為定期更換的設(shè)備，需要明確部件或部位名稱、規(guī)格、更換周期、備件來(lái)源、實(shí)施單位等信息。

3.計(jì)劃維修

在此背景下，我們不難理解張斯桂為《萬(wàn)國(guó)公法》作序，開篇第一句便是：“間嘗觀天下大局，中華為首善之區(qū)”，末了卻不得不承認(rèn)“則是書亦大有裨益于中華，用儲(chǔ)之以備籌邊之一助云爾”。還要美其名曰：“曲體其情而俯從其議”。

出于安全要求，或國(guó)家特種設(shè)備管理要求，需要進(jìn)行定期預(yù)防性維修的設(shè)備。列為計(jì)劃維修的設(shè)備，需要明確維修周期、維修類別、維修標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施單位等信息。

4.狀態(tài)維修

對(duì)設(shè)備進(jìn)行各種參數(shù)測(cè)量，隨時(shí)反映設(shè)備實(shí)際狀態(tài)，測(cè)量的參數(shù)可以在足夠的提前期間發(fā)出警報(bào)，以便采取適當(dāng)?shù)木S修措施。符合以下故障特征的設(shè)備，應(yīng)列為狀態(tài)維修:

1)故障停機(jī)損失巨大;2)故障隱蔽，依靠人的五感很難判斷;3)投入的狀態(tài)維修的手段具有成本經(jīng)濟(jì)型;4)有成熟的狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段。

狀態(tài)維修作業(yè)一般沒有固定的間隔期，維修技術(shù)人員根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)做出判斷，再確定設(shè)備的維修計(jì)劃。對(duì)每一臺(tái)列入狀態(tài)維修的設(shè)備都應(yīng)有一套監(jiān)測(cè)或狀態(tài)檢查方法。檢查可以是定期的，也可以是連續(xù)的。檢查手段可以是多種多樣的。只有數(shù)據(jù)表明必須進(jìn)行維修時(shí)才安排維修。

5.糾正性維修

通過對(duì)設(shè)備部件進(jìn)行修復(fù)性的修理，包括零件更換、尺寸補(bǔ)充、性能恢復(fù)等手段，使設(shè)備損壞的部件得到修復(fù)的維修活動(dòng)。糾正性維修主要針對(duì)處于耗損故障階段的設(shè)備，以及設(shè)備先天不足，經(jīng)常出現(xiàn)重復(fù)性故障的設(shè)備。

(二)維修策略的判定邏輯

按照設(shè)備服役時(shí)間，可以分為初始故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期，三個(gè)時(shí)期的管理對(duì)策如下圖1所示。

圖1 故障浴盆曲線及管理對(duì)策

根據(jù)故障后果、役齡初步判定:

根據(jù)設(shè)備故障特征進(jìn)一步判定:

1.維修策略組合

對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)備或大型設(shè)備，應(yīng)用故障模式與影響分析(FMEA)，確定適用的設(shè)備維修策略組合。一是考察其發(fā)生頻率(Occurrence－O);二是考察其后果嚴(yán)重性(Severity－S);三是考察其可檢測(cè)性(Detect ability－D);最后獲得危險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)(Risk Priority No.－RPN=O ×S×D，表征危險(xiǎn)程度大小。RPN閾值確定原則;95%置信度法則，按1－4級(jí)評(píng)分:4×4×4×(1－0.95)=3，大于3，采取措施;帕雷托的80/20分布理論:80%的風(fēng)險(xiǎn)是由最高的20%RPN造成的。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1、2、3所示。

表1 故障發(fā)生頻率量化評(píng)分——O

表2 故障嚴(yán)重性量化評(píng)分——S

表3 故障可檢測(cè)性量化評(píng)分——D

根據(jù)各分系統(tǒng)或組成部分的上述O、S、D得分，得出RPN，確定設(shè)備維修策略及組合，如表4所示。

表4 RPN及維修策略對(duì)照表

2.維修主體匹配

運(yùn)用層次分析法(Analytical Hierarchy Process，簡(jiǎn)稱AHP方法)，評(píng)估模型從人力資源(C1)、器材備件(C2)、工具設(shè)施(C3)、技術(shù)資料(C4)和過程管理(C5)5個(gè)一級(jí)指標(biāo)，18個(gè)二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行專家打分。對(duì)已建立的兩層指標(biāo)，分層建立多階判斷矩陣，在各因素間進(jìn)行簡(jiǎn)單比較和計(jì)算，得出不同因素的權(quán)重。多階矩陣構(gòu)造原則如表5所示。

表5 多階矩陣構(gòu)造原則

經(jīng)列規(guī)范化、規(guī)范行平均，求出矩陣的最大特征值λ，計(jì)算判斷矩陣一致性指標(biāo)C.I.(Consistency Index)=，n為指標(biāo)數(shù)量(矩陣行數(shù))，小于1 時(shí)，計(jì)算 C1、C2、C3、C4、C5的權(quán)重 P1，P2，P3，P4、P5。

再次運(yùn)用矩陣構(gòu)造原則，對(duì)每個(gè)屬性的執(zhí)行層指標(biāo)，構(gòu)造判斷矩陣經(jīng)列規(guī)范化、規(guī)范行平均，一致性檢驗(yàn)，計(jì)算 C21、C22初始權(quán)重 Q1、Q2，計(jì)算 C21、C22，三個(gè)指標(biāo)最終權(quán)重:P2*Q1、P2*Q2。最終計(jì)算指標(biāo)權(quán)重如下表6所示。

表6 最終權(quán)重計(jì)算

對(duì)照評(píng)價(jià)條款，進(jìn)行打分，根據(jù)分值與權(quán)重相乘，取得分?jǐn)?shù)最高者為該類設(shè)備的維修主體。

三、實(shí)證分析

按上述理論分析方法，對(duì)某廠設(shè)備實(shí)際情況進(jìn)行了分析，確定維修策略及維修主體如下。

(一)維修策略

納入事后維修的設(shè)備808臺(tái)，主要為動(dòng)能、動(dòng)力電氣、儀器儀表設(shè)備共589臺(tái);計(jì)劃維修的設(shè)備934臺(tái)，主要為專用檢測(cè)設(shè)備623臺(tái);定期更換部件的設(shè)備94臺(tái)，主要為金切、運(yùn)輸、電氣設(shè)備;狀態(tài)維修得設(shè)備39臺(tái)，主要為動(dòng)力電氣31臺(tái)設(shè)備;糾正性維修的設(shè)備11臺(tái)，維修策略組合的設(shè)備共40臺(tái)。事后維修策略設(shè)備不再安排主動(dòng)性維修，主要依靠一線設(shè)備操作人員的力量，做好日常使用維護(hù)管理，劃入該類的設(shè)備主要為普通金切鍛壓、部分專業(yè)生產(chǎn)、動(dòng)力電氣等類設(shè)備。擴(kuò)大計(jì)劃維修策略設(shè)備范圍，在保留原通用設(shè)備大、項(xiàng)修理及一、二保的同時(shí)，將主要的飛機(jī)專用檢測(cè)試驗(yàn)設(shè)備列入季度檢修計(jì)劃。對(duì)一些關(guān)鍵設(shè)備，工廠又具備監(jiān)測(cè)手段的設(shè)備，納入狀態(tài)維修策略管理;對(duì)有明顯壽命的部件納入定期更換策略管理;對(duì)部分系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試設(shè)備采取設(shè)備維修策略組合，核心組件(系統(tǒng))狀態(tài)維修、計(jì)劃維修，外部電纜、機(jī)械部分采取事后維修。

(二)維修主體匹配

根據(jù)該廠生產(chǎn)設(shè)備特點(diǎn)和組織架構(gòu)，可用的維修主體包括使用單位的操作人員(C)、專業(yè)技術(shù)員(J)、維修組(W)、機(jī)修動(dòng)力運(yùn)輸處(D)、工裝制造車間(G)、理化計(jì)量處(L)、外協(xié)單位(X)。參照評(píng)估模型，對(duì)各類設(shè)備重大故障、計(jì)劃大修的維修主體進(jìn)行了打分。評(píng)價(jià)得分越高，越適合相應(yīng)的維修主體人員來(lái)執(zhí)行維修任務(wù);得分越低，越不適合。通過對(duì)全廠8大類設(shè)備的評(píng)估打分。結(jié)果如表7所示。

表7 設(shè)備維修主體評(píng)估結(jié)果表

維修主體評(píng)估結(jié)果如圖2所示:維修業(yè)務(wù)量越大的設(shè)備，維修難度越低，可以通過勞務(wù)外協(xié)承包，具體包括工業(yè)爐窯類、家庭影視類設(shè)備，對(duì)應(yīng)圖中的A部分;維修難度較高的設(shè)備，其維修業(yè)務(wù)量越小，可以通過技術(shù)外協(xié)外包出去，目前該廠對(duì)這部分設(shè)備也不具備維修能力，具體包括專業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中的軟件試驗(yàn)類、數(shù)控金切鍛壓類、儀器儀表類設(shè)備，對(duì)應(yīng)圖中的B部分。維修業(yè)務(wù)量適中、維修難易度適中的設(shè)備類別，則根據(jù)設(shè)備具體特點(diǎn)，由廠內(nèi)機(jī)修動(dòng)力處、工裝制造車間、車間維修組和車間技術(shù)員承擔(dān)，對(duì)應(yīng)圖中的C部分。其中電子檢測(cè)類設(shè)備分布最多的特設(shè)車間，共有專業(yè)電子檢測(cè)設(shè)備274臺(tái)(總數(shù)546臺(tái))，占全廠總數(shù)的 50.18%。通過模型分析，該類設(shè)備單位專業(yè)技術(shù)員為合理的維修主體。

圖2 設(shè)備維修主體配置圖

四、結(jié)束語(yǔ)

本文通過對(duì)維修策略的分類、判定邏輯的分析，復(fù)雜設(shè)備維修策略組合的RPN分析，運(yùn)用層次分析法，對(duì)維修主體從相關(guān)維度，分析最佳匹配。進(jìn)而得出維修策略、維修主體判定的系統(tǒng)方法，該理論模型在某廠進(jìn)行了實(shí)踐驗(yàn)證，設(shè)備故障間隔(MTBF)、平均維修間隔(MTTR)等主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到了提升，取得了良好效果。

［1］阿蘭·威爾森.企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)維護(hù)管理——發(fā)展策略與改善運(yùn)行指南［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［2］李葆文.全面規(guī)范化生產(chǎn)維護(hù)——從理念到實(shí)踐［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［3］饒揚(yáng)德.投資項(xiàng)目選擇的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和層次灰色評(píng)價(jià)模型［J］.工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2004，(2).

［4］盧紋岱.Spss For Windows統(tǒng)計(jì)分析(第三版)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2003.