涂文平

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

0 引言

現(xiàn)代制造企業(yè)的自動化程度越來越高，機器人、桁架機械手、自動滾道、自動轉(zhuǎn)運車等的大量應用大大減少了工人的數(shù)量[1]。同樣，自動化程度的提高意味著相應維護工作的加重。發(fā)動機工廠是典型的高端、智能加工企業(yè)，缸蓋生產(chǎn)線集成了五軸聯(lián)動高精度加工中心、機器人、桁架機械手、自動化立體庫及RBG 無人運輸車等技術(shù)，整條生產(chǎn)線除了個別人工目檢工位外，實現(xiàn)了高度的自動化。自動化設(shè)備的特點是減少了大量人工的操作，但是卻帶來了大量設(shè)備故障的風險，也對設(shè)備維護工作提出了更高的要求。本文研究的目的是通過維修經(jīng)驗的積累，維修數(shù)據(jù)的分析，對整條生產(chǎn)線制定專項的重點問題專項維護清單。通過周期性、高頻次的檢查和維護，一方面減少設(shè)備的緊急性停機，減少生產(chǎn)線的產(chǎn)量丟失；另一方面可以及時發(fā)現(xiàn)問題、及時修復，避免更大的設(shè)備損壞，降低維護成本。

提出了一種基于SAP 系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析、建立設(shè)備故障樹并制定重點問題專項維護的方法[2]。北京奔馳汽車有限公司的設(shè)備維護工作充分利用SAP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲存及管理功能，從2014年起，逐步將設(shè)備預防性維護、修正性維護以及緊急性維護等日常工作及所有備件信息錄入到SAP 系統(tǒng)中。各類維護工作以工單的方式呈現(xiàn)在SAP 系統(tǒng)，每一條工單包含設(shè)備功能位置、發(fā)生時間、具體原因、解決方法、損耗備件、工時長度等信息。截至2018 年5 月，系統(tǒng)中積累了大量維修工作的信息，通過對這些數(shù)據(jù)的分類、整理及優(yōu)化，可以建立每臺設(shè)備的故障樹模型，進而根據(jù)設(shè)備故障類信息制定對于重點問題的周期性預防性維護，采取有針對性的工作，提高生產(chǎn)線設(shè)備的運轉(zhuǎn)率，降低設(shè)備維修成本。

1 SAP 大數(shù)據(jù)采集

從2014 年起，維修人員逐漸將每天的工作內(nèi)容以工單的形式錄入到SAP 系統(tǒng)里面。其中包括預防性維護清單（WART）、修正性維護清單（ISAU）、緊急性維護清單（INST）等，每一條工單包含設(shè)備功能位置、發(fā)生時間、具體原因、解決方法、損耗備件、工時長度等信息。缸蓋生產(chǎn)線從2014 年至2018 年5 月的所有維護記錄見表1。

從SAP 系統(tǒng)中獲取預防性維護清單（WART）6915 項，修正性維護清單（ISAU）4243，緊急性維護清單（INST）5012 項，共計16 170 項[3]。

圖1 SAP 數(shù)據(jù)收集

表1 缸蓋生產(chǎn)線維護數(shù)據(jù)表格

2 建立設(shè)備故障樹

在獲取了缸蓋生產(chǎn)線所有設(shè)備的維護數(shù)據(jù)后，依據(jù)功能位置為設(shè)備建立各自的維護歷史清單，從而為設(shè)備故障樹提供了數(shù)據(jù)庫。設(shè)備故障樹按照時間軸順序，只記錄設(shè)備重大故障、設(shè)備改造、設(shè)備重大維修等信息，因此需要對從SAP 獲取的16 170 條數(shù)據(jù)進行篩選和優(yōu)化[4]。圖2 是缸蓋生產(chǎn)線某缸蓋壓裝/試漏設(shè)備從2014 年至2018 年5 月的故障樹，共包含重大維修或改造記錄31 條。時間軸從2012 開始，代表該設(shè)備的制造時間是2012 年。

故障樹上，每一年對應著一個分支，每一個分支又生成許多的枝節(jié)，代表著重要的維護信息。對所有的枝節(jié)用不同顏色進行標注，其中，紅色、黃色和綠色分別代表重大故障、非生產(chǎn)時間的重大維修、設(shè)備改造。據(jù)此方法，共建立了65 臺設(shè)備的故障樹，清晰地顯示了每一臺設(shè)備各個時間段的維修信息及狀態(tài)。另外，也能發(fā)現(xiàn)了一些頻繁故障的發(fā)生次數(shù)及周期，為下一步有針對性的預防性計劃提供數(shù)據(jù)支撐。

3 制定專項維護清單

在完成了單臺設(shè)備故障樹的建立之后，就需要對所有枝節(jié)的維護信息進行梳理和分類，才能夠找到其中的“灰犀牛”故障（即之前發(fā)生過、將來肯定會發(fā)生的故障）。仍然以前面的缸蓋線某壓裝/試漏設(shè)備為例，依據(jù)SAP 系統(tǒng)維護清單數(shù)據(jù)，共統(tǒng)計此臺預防性維護清單（WART）96 項、修正性維護清單（ISAU）247、緊急性維護清單（ISAU）662 項，共計1005 項[5]。然后分析這些條目，從中找到對設(shè)備運行影響大并且頻繁發(fā)生的2 個“灰犀?！惫收?，即導管供料單元和液氮罐加熱器故障（表2）。

圖2 壓裝/試漏設(shè)備故障樹

表2 “灰犀牛”故障統(tǒng)計 次

圖3 專項維護清單（部分）

圖4 2018 年重大停機事件趨勢

依據(jù)上面方法，一共整理出了影響生產(chǎn)線運行的重大問題33 項，并依據(jù)過往5 年發(fā)生的頻次，制定合理的預防性維護周期。同普遍的設(shè)備預防性維護工作相比，專項維護清單更具有針對性，并且依據(jù)歷史數(shù)據(jù)能夠大大提高預防性工作的準確性。

4 實施案例

北京奔馳汽車有限公司2018 年計劃產(chǎn)量比2017 年高10%以上，因此生產(chǎn)線設(shè)備的維護工作面臨巨大挑戰(zhàn)。缸蓋生產(chǎn)線2018 年的7～9 月份重大停機數(shù)量居高不下，生產(chǎn)和維修部門承擔著巨大的壓力。此時，缸蓋生產(chǎn)線重點問題專項維護清單提供了一種高效的問題解決方法，從9月下旬開始實施，對生產(chǎn)線33 項重點問題集中檢查、專項維護。從10 月開始，重大停機數(shù)量大大降低，接下來的11～12 月份的情況也保持基本穩(wěn)定（圖4）。

當然，設(shè)備的故障發(fā)生具有周期性和偶發(fā)性等特點，專項維護清單不可能消除所有的停機，但是隨著不斷優(yōu)化專項維護清單，并能夠持久、有效地實施，長遠來看，一定能夠?qū)φ麠l生產(chǎn)線設(shè)備的運行狀況做到基本可控。

5 結(jié)論

提出了一種基于SAP 系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析，建立設(shè)備故障樹并制定重點問題專項維護的方法。利用SAP 系統(tǒng)里面設(shè)備維護的大數(shù)據(jù)信息，篩選并整理出每臺設(shè)備的重要故障及改造信息，建立重要信息的設(shè)備故障樹，制定整條生產(chǎn)線的重點問題專項維護清單。重點問題，專項維護，實踐證明，能夠高效地解決設(shè)備的頻發(fā)故障，提高設(shè)備的運行率。然而，此方法還存在一些不足的地方，比如大數(shù)據(jù)信息的準確性以及可信度，以及專項維護工作實施的有效性等[6]。這些問題將在以后的工作中不斷修正和優(yōu)化，提高信息的真實度，保證實施的有效性，從而提高生產(chǎn)線設(shè)備的可用率，降低維修成本。