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TnPM维修管理的SOON模型

来源:KTPM新益为 丨 发布时间:2017-12-14 丨 浏览次数:

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您好!欢迎您来到KTPM新益为官网,很高兴能够有机会和您一起分享KTPM设备管理知识!您可以通过以下几种方式联系到我们。

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  在TnPM体系里,除了生产现场操作员工参与的规范化活动之外,精心设计的预防维修体系仍具有重要的实践意义。这个体系我们称为SOON流程,即,意思为策略--现场信息--组织--规范流程。详细展开为以下具体化的流程:
  
  下面分别加以描述。
  
  一、设备维修体系策略
  
  设备维修体系按照设备服役时间(磨损老化状况)划分为三个不同的区域,采用不同的维修大策略;在这个框架下,再根据设备运行状况划分为不同的具体维修小策略或者模式。
  
  1、维修大策略的划分
  
  设备在初始故障期,机械部分表现的主要故障状况是因为机械零件配合、啮合、对中、平衡、紧固、位置调整、表面粗糙、装配、匹配、安装、基础、水平等缺陷引起的问题,这些问题的解决要根据实际原因及时处理,如调整角度、调整距离、找准、加平衡块、紧固螺栓、强化润滑、加固基础、减振、水平定位等方式来解决。电子、电气部分主要是因为元器件的老化不良、接触不良、接地不当、电路电压等因素造成,需要通过时效、检查接线、接地状况和电压参数来找出问题加以解决。在设备初始故障期,主要采用的维修策略是检查、记录、原因分析和调整。设备的初始故障期是从设备安装投入使用之后到性能稳定为止,短则几个月,长达一、两年,和设备的工作负荷相关。
  
  设备在偶发故障期,机械故障主要因为灰尘、松动、润滑问题引起,而润滑问题又多因为尘土进入润滑系统造成设备磨损、润滑介质泄露以及润滑不良引起。北方寒冷地区冬天管道、机件冻裂,润滑介质凝固,南方潮湿地区的腐蚀、锈蚀也引起偶发问题。电子、电气故障往往因为外部的冲击和影响造成,如雷击、短路、老鼠小虫引起的短路、电网不稳定引起的突然超负荷或者低负荷、尘土覆盖散热不良、绝缘烧毁等等。操作失误、维修失误也是造成偶发故障的原因。因此在设备的偶发故障期,对设备的清扫、紧固润滑和堵漏是最主要的;对电子电气部分要注意冷却、散热、除尘、绝缘和屏蔽保护,防止小动物进入电气系统也是不可忽视的内容。北方地区的冬天防冻,南方潮湿地区的防锈保护涂复,西北干燥风沙地区的防沙保护工作都应该因地制宜地有所侧重。其次,规范员工操作,减少运行差错、规范维修行为、制定维修工艺规则、减少维修失误也十分重要。设备的偶发故障期可以延续6-8年甚至更长时间,这也和设备的工作负荷及保养水平有关。
  
  设备在耗损故障期,机械故障主要是因为长时间使用引起的机械磨损、材料老化、疲劳断裂、变形、应力脆性断裂所致;而电子、电气部分的问题则主要因为接触点的变化和电参数的变化引起,如电阻、电容、电感、内部数字程序变化引起。因此,在耗损故障期,我们应侧重对设备修复性的纠正性维修和主动维修。如机械损坏部分的换件,几何尺寸的物理恢复,如刷镀、喷涂,电子器件的更换等。
  
  2、几种常用维修模式的界定
  
  维修模式是指维修微观策略设计。微观维修策略关系到每台具体的设备,或者是设备上的一部分。以下维修模式的选择可以作为微观策略选择的参考。
  
  2.1事后维修:指设备发生故障后的修理。适用于故障后果不严重,不会造成设备连锁损坏、不会危害安全与环境、不会使生产前后环节堵塞等损害的故障后修理,事后维修是比较经济的模式;
  
  2.2周期性预防维修:指按照固定的时间周期对设备的检查、更换、修复和修理。适用于有明显和固定损坏周期的设备整体或者部件。如按照一定速度磨损的机械、塑料或者橡胶部件,按照一定速度老化的塑料、橡胶或者化工材料、按照一定速度腐蚀的金属部件、按照一定速度挥发或者蒸发的介质零件等;
  
  2.3状态维修(预知维修):状态预防维修是对设备进行状态监测,根据监测信息而进行维修决策的管理模式。状态维修适用于可实施监测、易于实施监测,监测信息可以准确定位故障的设备,而且实施设备监测防止故障发生应该比事后维修或者其它预防维修更经济才可行。目前可以采用的状态监测方式包括振动监测、油液分析、红外技术、声发射技术等;
  
  2.4点检定修:点检定修是按照一定规则和周期由操作人员和专职点检人员对设备进行的人工巡回检查,了解设备故障倾向,再进行维修计划决策的管理系统。定修是按照一定周期对主要设备的系统性检修。点检定修适用于可以通过人的五感或者借助简单工具仪器进行检查诊断的设备,这种维修模式可以与其它形式的管理模式结合起来进行。
  
  2.5改善维修:改善维修是通过对设备部件进行修复性的修理,包括零件更换、尺寸补充、性能恢复等手段,使设备损坏的部件得到修复的活动。改善维修主要针对处于耗损故障阶段的设备,以及设备先天不足,经常出现重复性故障的设备。
  
  2.6主动维修:主动维修是一种不拘泥原来设备结构,从根本上消除故障隐患的带有设备改造形式,即逢修必改的维修方式。主动维修适用于设备先天不足,即存在设计、制造、原材料缺陷以及进入耗损故障期的设备。
  
  2.7可靠性为中心的维修:可靠性为中心的维修将故障后果作为判断的依据,综合考虑维修经济性,运用判断逻辑流程进行决断的一种维修管理模式。可靠性为中心的维修多应用于故障后果严重,甚至出现安全、环境性后果的设备体系。
  
  2.8以利用率为中心的维修:与以可靠性为中心的维修不同,以利用率为中心的维修是按照设备故障对利用率的影响排序,维修策略偏重于故障对利用率影响大的设备。利用率为中心的维修原则上适用于任何类型的设备。
  
  2.9风险维修:风险维修是基于风险分析和评价而制订维修策略的方法。风险维修也是以设备或部件处理的风险为评判基础的维修策略管理模式。风险=后果×概率,所谓后果是指健康、安全与环境的危害,设备、材料的损失以及影响生产和服务损失。风险维修原则上适用于任何类型的设备。
  
  2.10绿色维修:考虑设备的环境寿命周期费用最小化,寻求设备整体、部件或者材料的再利用、可循环的维修体制,称为绿色维修。绿色维修侧重于加工制造困难,能耗、材料消耗较多以及设备环保处理费用较高的设备体系。
  
  2.11预定翻新或预定报废:预定翻新或预定报废是按照设备状况对设备整体或者部件所进行的计划翻新或者报废技术处理方式。预定翻新适用于可维修翻新的设备或者部件,预定报废适用于无翻新价值的设备或者部件。
  
  以上维修模式有的侧重维修技术方式,有的侧重维修微观策略选择,企业可以根据设备实际选择其中一种或者多种模式组合作为某设备的确定维修模式。
  
  3、维修策略与模式的组合
  
  维修策略与模式组合是企业设备具体防护体系的实质性选择,对提升企业设备效率具有重要的意义。维修模式的组合需要五个步骤:
  
  3.1设备类型的划分:按照设备结构与故障雷同状况来划分设备类型;
  
  3.2对每一类设备选择所有适合的维修模式;
  
  3.3对所选择的维修模式进行筛选组合,设计组合维修模式工作流程;
  
  3.4设计实施所选组合维修流程的所有管理程序和表格;
  
  3.5按照流程实施,检验流程的合理性并修改完善流程。
  
  4、流程工业组合维修模式设计案例
  
  进入WTO之后,国际制造业的重心逐渐转移到中国,越来越多的连续制造流程建立起来。流程工业设备维修管理变得日益重要。笔者在大量企业调研的基础上,结合国际先进的管理理念,提出流程工业设备的组合维修模式设计方案。这一设计的实施,一定会提升流程设备的综合效率,极大限度地保证生产稳定和流畅运行,降低综合费用损失。
  
  4.1流程工业设备的主要特点
  
  流程工业设备的特点很多,除了工艺、物流等,仅就设备维修管理,流程设备具有以下特点:
  
  4.1.1设备最薄弱环节的能力就代表全流程的能力
  
  流程设备就像是一串首位相接的链条,而最细一环的强度就代表这个链条的强度。对于流程而言,某一最薄弱环节的生产状况,包括产能、稳定性、质量、故障停机、MTBF、OEE等指标,就决定了全流程的能力。
  
  4.1.2流程各系统、线段的配合,影响着全流程效率的发挥
  
  流程是由一个个子系统组合而成的系统,各个子系统的配合是否默契,决定着整个流程效率的发挥。广东中山威力洗衣机利用点菜式择优组合引进的生产线,以低价格,达到优质的生产效率,是系统配合的成功案例。同样是组合成线,在广州的威格玛却失败了。其主要原因仍然是系统的配合、协调能否发挥出最佳效率的问题。
  
  4.1.3局部停机,导致全线停机
  
  流程的最主要特征是某一局部停机会导致全线停机。从胶片、造纸、卷烟,连铸连轧的轧钢设备,到反应介质流动的石油、化工设备。局部停机就意味着上、下游在制品的积压或短缺,迫使全线停机。即使是由各个环节的单机与劳动力密集型的加工、装配线段连接起来的准流程,局部故障也回造成全线停机或全线放缓运行。
  
  4.1.4停机的经济损失严重
  
  流程设备停机,一般会造成严重的经济损失。有的流程停机一小时损失高达上百万元。这种损失主要由丢失的产量、材料、能源以及人工浪费构成。停机后的抢修又发生备件、材料及维修工时成本。停机还可能使交货期延迟,造成企业信誉损失。化工反应、冶金熔炼设备等停机往往会造成大量在用材料和能源的浪费。
  
  4.1.5运行中的流程无法停机排除小故障隐患
  
  流程设备在运行中,局部小故障隐患即使被发现,因不能停机而无法排除。只要此故障隐患不会造成质量、成本、安全等严重后果,或者短时间内不会造成全线停机,设备带病运行是允许的,也是企业里常见的状况。
  
  4.2流程设备的组合维修模式设计
  
  为了把流程设备的停机减少到最低限度,结合多数流程现场实际,给出以下的设计方案。
  
  4.2.1运用机会维修概念,组织生产淡季和节、假日保养、检修
  
  所谓的机会维修即不拘泥原来的维修计划,充分利用节、假日进行红班维修,或者利用生产淡季,等待计划排产的空隙,进行全流程的检修和保养,使设备进入完好待命状态。设备管理部门在有规律的生产淡季或节、假日到来之前,就要做好检修保养的组织准备和后勤安排,使机会维修顺利实施。卷烟生产企业常常利用7、8月份天气潮湿闷热,卷烟市场清淡之时,进行全厂设备检修。多数企业利用五一、十一和元旦、春节长假安排检修设备,都属于机会维修策略。
  
  4.2.2应用设备检测技术,做好预测、状态维修
  
  对于适于振动监测、红外监测或油液分析诊断的流程设备,要积极引进这些先进手段和技术,及时预测隐患,把故障排除在潜在状态。这些技术引进的成本与故障停机损失相比常常是微不足道的。一些企业把状态监测和人工巡回点检结合起来,收到更好的效果。状态维修可以使非计划停机减少,避免故障的连锁反应或多米诺骨牌现象,把损失降到最低。
  
  4.2.3通过总成替换,降低全线停机机时
  
  所谓的总成又称为组件、部件,即构成设备局部,相对独立、可以整体快速拆、装的部件。一些流程设备一旦停机,实施在线维修,往往因为位置不便、工况恶劣或者维修难度较大、停机维修时间较长,因而造成全线停机等待。一些企业的做法是将损坏的总成拆下,换上一个正常的总成。然后再对损坏的总成进行从容的修理。这样可以大大减少全线停机损失。同时还可以使损坏的总成得到精细、彻底的修复。将军集团济南卷烟厂十几年一直以总成维修代替大修,通过不断培训造就了一支精良的维修队伍,实现了设备终生不大修,并保持很高的有效作业率。
  
  虽然以总成为单元的备件储存,占有流动资金较多,但与生产停机损失相比,也许是合算的。流程停机单位时间的损失越大,总成备件存储和替换维修方式就越经济。在实际操作上,不同的停机损失和不同的总成备件费用,应有不同的最佳总成储备水平或配置。也就是说,总成储备的水平与总成本身的价格及停机生产损失大小直接相关。这一状况如
  
  实施总成维修的另一个条件是维修技术和维修队伍、人员培训。精良的维修技术,稳定的维修队伍是实施这一策略的基础。
  
  4.2.4同步检修--流程内部的机会维修策略
  
  所谓的同步检修就是当流程某一局部进行停机检修、保养之时,全流程各个线段全部进入保养、检修状态。这样,局部检修期间的时间可以得到充分利用,把维护功能得到最大限度的发挥。鞍钢实施多年的同步检修也就是流程内部的机会维修。
  
  同步检修的实施依赖于全员参与维修、保养活动的意识和规范。流程中停机检修的关键线段需要集中主要维修力量,进行高效处理解决。其它部分的检修力量可能相对薄弱,甚至出现检修空缺。因此,全员的参与、维修技术的普及、淡化边界的分工协作就显得十分重要。
  
  4.2.5实施批处理,扩大同步检修战果
  
  批处理是计算机术语,即同时整批处理某类问题。这里指的是在同步检修期间对各线段所有遗留问题、故障隐患进行集中、批量解决。批处理的管理依赖于日常点检中的批处理隐患发现和反馈表格,其形式如表1所示。
  
  通过以上方式的管理,可以在同步检修期间在对重点线段检修的同时,同时处理和解决日常点检中发现,已经记录在案,但无暇或者不便处理的所有小故障隐患。
  
  4.2.6统计停机对利用率的影响,按照主次图把握检修重点
  
  企业平时应做好各线段原因造成的停机机时统计,依据各个线段停机对利用率的影响大小排序,画出主次图。今后,应该把主要检修力量和保养重心放到对流程利用率影响最大的前两位线段或分部设备上,遵循帕雷托80/20分布率规则,尽最大努力减少这些部位的故障停机,整个流程停机损失就会明显降低。
  
  4.3策略的组合逻辑框架
  
  4.4维修策略的优化选择
  
  4.4.1维修策略优化的要素
  
  维修策略优化主要依据以下四种要素:
  
  1、设备故障特性:设备故障是定期还是不定期,是处于初始故障期、偶发故障期还是耗损故障期,是先天不足还是使用不当、维护不当、维修失误,设备所处外界条件会引发什么样的故障,都会影响维修策略的选择。设备定期故障当然宜采用定期维修,不定期则最好采用状态监测维修;设备初始故障期宜加强点检、紧固和润滑,偶发故障期宜加强清扫、润滑、堵漏并规范员工操作,耗损故障期则多选择纠正性维修;设备先天不足,包括设计、制造及原材料缺陷宜进行局部改造,主动维修;维修失误宜规范维修工艺、维修行为,强化维修合格检验工作;设备所处外界条件引起的故障宜针对具体问题采取具体处理方式,如对潮湿、腐蚀性环境的对策,对动物、小虫进入电气系统中的对策,冰冻天气、沙尘天气、暴晒环境露天设备的防护与维修对策等。
  
  2、设备停机生产损失:设备停机生产损失,包括直接生产损失和间接生产损失即对前后相关工序影响损失,故障停机平摊费用(人工、场地、能源等项目)损失,甚至包括对企业信誉影响损失等。设备停机生产损失越大,对检维修的级别要求越高。停机生产损失小可采用事后维修;损失中等可采用一般预防性维修,如定期维修,点检不定期维修等;设备停机损失大应采用状态监测维修。
  
  3、设备故障后果:故障后果包括故障造成对人身安全、环境的影响,对其它设备或者部件的影响。一般而言,故障后果越严重,越应采取高级别的维修策略。按照故障后果的严重性可依次采取状态监测维修、预防性维修和事后维修等方式。
  
  4、设备故障预防与排除费用:直接费用包括故障检测、分析评估、状态监测、零部件修复、更换费用;间接费用包括检维修准备费用、停机费用、重新启动费用以及附加工作过程费用等。这项费用与故障后果及生产损失费用之和应存在一个最小值区域,也就是维修策略选择的区域。
  
  4.4.2维修策略总体优化
  
  维修策略总体优化应该以上述费用上的维修策略优化为主导,同时兼顾设备故障特征的维修策略选择。根据每一台设备每一段时期的故障特征,首先选择可行的检维修策略及其费用,然后评估每一种维修策略可能造成的故障后果和生产损失,累加这两项费用之和,选取最小值区间,这个区间所对应的维修策略即为我们所优化选择的区间。
  
  具体维修策略制定是遵照上述策略优化原则,按照一定逻辑框架进行的。首先,根据设备在浴盆曲线上所处的位置,确定对设备宏观维护模式。然后再对每台设备或者部件故障实际状况进行逻辑判断,确定采用的维修方式。
  
  宏观维护模式一:以检查、记录状态、紧固、调整为主,同时注意规范设备操作,做好清扫、润滑等基础工作;
  
  宏观维护模式二:注意设备现场5S、让设备规范化作业体系得到彻底贯彻,即做好清扫--点检--保养--润滑--堵漏工作;
  
  宏观维护模式三:注意设备点检和倾向管理,随时准备做好设备纠正性维修、技术改造以及淘汰报废。
 
维修管理的SOON模型
维修管理的SOON模型
  
  二、现场信息的采集和诊断
  
  现场信息采集主要分为三种形式:
  
  1、检查--检查在企业里的工作方式为点检,点检是体系化的检查管理模式。点检也是生产现场操作员工和专业技术人员依赖人的五感或者简单的检测仪表对设备进行的周期性检查和处理过程。点检的准备对于点检体系的有效性非常关键。点检准备包括正确选择设备的检查部位、检查的项目和内容、正常异常的标准、检查的方式、检查的周期、检查者、检查计划表、点检记录方式、检查路线以及检查结果的处理和反馈程序。点检的实施包含检查、记录、分析、倾向管理、处理和反馈等工作内容。
  
  2、监测--监测主要通过仪器仪表对设备状况信息的采集和分析工作。监测是人类五感的延伸。目前主要的检测手段为振动监测、油液分析和红外技术,其它的监测还有声发射、涡流、X光衍射、超声波等技术。监测又分为在线监测和离线监测两种形式。在线检测是通过设备被监测部位上的传感器连续采集放大信息并传递给计算机分析处理,为维修决策提供依据;离线的监测是由专业技术人员巡回将固定在设备被监测部位上传感器的信息采集下来,再输入计算机进行分析处理。也有在线与离线相结合的系统,即有些部位在线监测,另一些部位离线监测。
  
  3、结合体系--既有人工巡回点检,又有离线或在线监测的体系。这也是许多现代设备系统经常采用的管理方式。
  
  无论是在线、离线监测还是人工点检得到的信息,都需要一个整理、分析和判断的过程,这也就是故障定位的过程。诊断分析的方法很多,包括趋势图、主次图、鱼骨分析、PM分析、假设检验分析、故障树分析、故障的集合优选分析等,灵活的运用以上分析方法对采集到的信息进行分析,是正确诊断的保障。
  
  三、维修的组织安排和运行过程
  
  企业内部的维修组织可分为集中、分散以及二者的结合形式。
  
  1、集中式维修:企业专门的维修机构承担企业主要或者全部维修工作任务。企业的设备动力部门、机动处或者工程部属下有一支专业维修队伍和仪器设备,专门从事企业设备的诊断和维修任务,或者由这些部门联络外部(社会)维修力量,作为内部维修的补充。企业的生产部门和生产现场不设专门维修人员。
  
  2、分散式维修:企业无集中维修力量和机构,各个生产单元都拥有一支专门维修队伍,跟班负责本部门的设备检查和维修,同时负责联络外部维修力量支持本部门的部分工作。
  
  3、集中分散结合形式:企业保留集中维修力量和管理组织,各生产单元也拥有自己的维修队伍,跟班检查维修设备。设备大修、关键设备维修以及外协合同维修,由企业的集中维修组织负责。
  
  目前多数企业采用第三种管理方式,但维修力量配置的比重仍有所差异,有的企业集中维修配置力量较强,生产现场配置较弱;另外一些企业维修力量的重心在基层生产现场,企业只配备少量精干的维修力量解决关键技术问题,或者只负责资产管理和联络外部维修力量,把维修的主要工作放在基层。
  
  按照利弊分析,集中式维修有利于维修资源的统筹、有效利用,但不利于现场设备故障的应变处理,也不利于现场员工设备维护能力的提升,且容易产生维修与生产的矛盾和责任推诿。分散式维修,维修重心下移到生产现场,有利于快速应变,也有利于提升现场员工维修、维护技能,有利于协调生产和维修关系,但维修力量的整合、协调和有效利用会受到影响。集中分散结合形式可以克服上述两种模式的弊端,取二者之优势,设备的日常维护与维修由现场的维修人员灵活应对,必要时企业可以集中调配人员承担重要设备的大修理。
  
  当前越来越多企业把一部分或者大部分维修工作委托给企业外部的维修组织进行,也就是采用合同化的维修体系。社会化的维修组织有的是专业化技术维修,如专修耐火炉窑,有的专注液压气动、有的专注机床导轨、有的擅长发动机、曲轴、缸体维修,还有的熟悉锅炉、管道、压力容器等设备检维修;另外一类维修公司是由产品售后服务部门演变过来的,如油压、液压机、冲压设备的专业维修公司,造纸机械的专业维修公司,冶金设备专业维修公司、石油化工设备的专业维修公司等。
  
  企业合理、适量选择一部分维修工作委托给外部专业维修力量,同时保留内部精干的维修力量或者设备管理骨干,在全员参与的全面规范化生产维护基础上整合内外资源,可以最大限度的节约维修费用,同时保证设备的流畅运行。
  
  四、维修行为的规范化
  
  维修行为规范化也属于规范化体系的一部分。维修行为规范化实质上就是制定和执行维修工艺的过程。企业生产制造一般会依据一定的工艺进行,制造业设备产品的装配也有其科学合理的装配工艺,然而相当一部分企业的设备维修却没有一套完整的拆装和维修工艺作为支撑。维修往往是经验型的工作,每次维修行为都存在差异。这样,损坏性的维修就难以避免。制定维修工艺是维修行为规范化的前提。设备维修工艺可以参考设备说明手册,参考生产厂的装配工艺,也可以根据维修经验总结提炼成经验型的维修工艺。将制定好的维修工艺对维修人员进行培训,使他们熟悉设备结构,熟悉拆装逻辑过程,熟练的应用维修工艺去检维修设备,可以大大减少差错,降低维修损坏风险,保障设备维修质量。
  
  对于合同化的维修,维修行为的规范是对维修组织行为过程能力、水平的检验,就像ISO体系一样。除此之外,维修质量的检验与验收体系,包括对设备工作能力、运行速度、精度、平衡、振动等参数的确认,则是对维修结果的检验。
  
  五、TPM咨询公司小结
  
  综观SOON的全过程,首先是依据维修理论和成功经验对宏观维修策略(S)的制定和确认,其次是进行现场(O)调研、检查、检测和诊断工作,然后依据设备实际状况对维修工作的组织(O)安排,最后是维修行为的规范(N)约束。SOON也就是设备维修防护体系的规范化流程,是全面规范化生产维护体系的有机组成部分。

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