廖江南，曹 潔，汪錫鑫，陳江霞

（華南師范大學(xué) 資產(chǎn)管理處，廣東 廣州 510631）

近10年來，我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展取得了舉世矚目的成績(jī)。如何最大限度地發(fā)揮大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備在高校教學(xué)、科研中的重要作用和資源優(yōu)勢(shì)，提高大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用效率，已成為各高校和科研院所領(lǐng)導(dǎo)、職能部門以及使用單位面臨的難題。

當(dāng)前，我國(guó)高校對(duì)大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用效率測(cè)評(píng)，是以提高公共支出效果為最終目標(biāo)的，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)公共教育、科學(xué)研究、社會(huì)事業(yè)所提供服務(wù)的數(shù)量、質(zhì)量及設(shè)備利用效率等來考核公共支出績(jī)效目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度。然而，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的產(chǎn)出具有公共產(chǎn)品的特殊屬性，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的產(chǎn)出既有可以用貨幣衡量的直接經(jīng)濟(jì)效益，還有更大的無法量化的間接社會(huì)效益［1－2］。

本文力求探索一套能準(zhǔn)確、直觀地分析設(shè)備效能發(fā)揮狀況的方法，并構(gòu)建簡(jiǎn)便、可靠、科學(xué)的評(píng)價(jià)體系，讓管理者借助此設(shè)備效率測(cè)評(píng)方法，獲得系統(tǒng)、客觀的設(shè)備運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)和設(shè)備效能發(fā)揮偏差原因。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備使用效率的主要測(cè)評(píng)體系比較分析

無論是生產(chǎn)型設(shè)備還是實(shí)驗(yàn)研究型設(shè)備，人們都希望對(duì)設(shè)備的使用效率有一個(gè)全面的測(cè)評(píng)，以檢驗(yàn)投資計(jì)劃或管理目標(biāo)達(dá)到的程度，并從中找到效率低下的原因，有針對(duì)性地改善條件，提高設(shè)備效率和投資效益。

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的測(cè)評(píng)體系

目前，我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備是根據(jù)教育部《高等學(xué)校儀器設(shè)備管理辦法》、《教育部關(guān)于印發(fā)〈高等學(xué)校貴重儀器設(shè)備年度效益評(píng)價(jià)表〉的通知》所規(guī)定的考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行測(cè)評(píng)的［3］。測(cè)評(píng)指標(biāo)分解為五大類別：實(shí)驗(yàn)設(shè)備的機(jī)時(shí)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)、人才培養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)、科研成果評(píng)價(jià)指標(biāo)、服務(wù)收入評(píng)價(jià)指標(biāo)、功能利用與功能開發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)。該測(cè)評(píng)體系是一個(gè)涵蓋設(shè)備使用時(shí)間、產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收入、社會(huì)影響效果、管理目標(biāo)引導(dǎo)結(jié)果等比較全面的綜合設(shè)備效益評(píng)價(jià)體系，是與實(shí)驗(yàn)設(shè)備產(chǎn)出的公共產(chǎn)品、公共服務(wù)績(jī)效的考核相適應(yīng)的大而全的測(cè)評(píng)方法。

然而，該測(cè)評(píng)體系存在3點(diǎn)主要的不足之處：（1）除了部分可以直觀量化、明確衡量的評(píng)價(jià)指標(biāo)（機(jī)時(shí)利用、服務(wù)收入）外，還有更多的無法量化、難以界定的間接社會(huì)效益（人才培養(yǎng)、科研成果、功能利用與功能開發(fā)）；（2）整個(gè)評(píng)價(jià)過程以設(shè)備負(fù)責(zé)人提供的自評(píng)數(shù)據(jù)和材料為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)和材料的核實(shí)須跨越多個(gè)業(yè)務(wù)部門，準(zhǔn)確測(cè)評(píng)的可操作性低、成本高；（3）對(duì)實(shí)驗(yàn)研究型設(shè)備的測(cè)評(píng)側(cè)重于產(chǎn)出效益的評(píng)價(jià)，對(duì)于影響設(shè)備產(chǎn)出效益的因素則考慮不多，評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)于如何改善設(shè)備本身的產(chǎn)出效益沒有直接的參考意義［4］。

盡管近期有國(guó)內(nèi)學(xué)者、大學(xué)機(jī)構(gòu)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用效益測(cè)評(píng)體系進(jìn)行了不少改進(jìn)研究與實(shí)踐，但是注重在評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重、細(xì)分指標(biāo)的調(diào)整等微觀方面，而對(duì)于宏觀方面的評(píng)價(jià)體系研究較少［5］。

1.2 生產(chǎn)設(shè)備的主要測(cè)評(píng)體系

目前，對(duì)于生產(chǎn)型設(shè)備的測(cè)評(píng)，國(guó)際上通用的做法是 采 用 設(shè) 備 綜 合 效 率 （overall equipment effectiveness，OEE）和設(shè)備完全有效生產(chǎn)率（total effective equipment performance，TEEP）來全面衡量設(shè)備的效率發(fā)揮情況，從設(shè)備的時(shí)間利用、能力利用、產(chǎn)品合格率3方面綜合分析設(shè)備的效率［6］。

OEE已成為很多制造企業(yè)衡量和提高設(shè)備綜合管理水平的一個(gè)非常重要的指標(biāo)和工具，是制造業(yè)中提高競(jìng)爭(zhēng)力的主要改善措施指標(biāo)之一，也是國(guó)際通用的質(zhì)量管理體系QS9000持續(xù)改進(jìn)的有效指標(biāo)之一，是科學(xué)分析和評(píng)價(jià)企業(yè)生產(chǎn)型設(shè)備使用效率的指標(biāo)和基準(zhǔn)［7］。

目前，OEE在世界級(jí)的生產(chǎn)型企業(yè)內(nèi)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用（見表1）。它既是一種有效的分析方法，也是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的生產(chǎn)管理工具；它不僅是一個(gè)分析工具，還是一個(gè)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)工具。它重點(diǎn)關(guān)注一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備是否有效地使用，更多地用于在不同產(chǎn)業(yè)之間比較同一類設(shè)備的使用情況。

TEEP將OEE進(jìn)一步深入化，即把所有與設(shè)備有關(guān)和無關(guān)的因素都考慮在內(nèi)，全面反映企業(yè)設(shè)備效率。

OEE測(cè)評(píng)體系相對(duì)于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)評(píng)體系而言，它涉及的3個(gè)主要指標(biāo)（時(shí)間開動(dòng)率、性能開動(dòng)率和合格品率）均可量化，在實(shí)際操作中體現(xiàn)了簡(jiǎn)便、可靠等特點(diǎn)。實(shí)踐證明：OEE是一個(gè)很好的工具，通過OEE模型的各子項(xiàng)分析，可以準(zhǔn)確、清楚地說明設(shè)備效率如何，在生產(chǎn)的哪個(gè)環(huán)節(jié)有多少損失，以及可以進(jìn)行那些改善工作。長(zhǎng)期使用OEE工具，企業(yè)可以輕松地找到影響生產(chǎn)效率的瓶頸并進(jìn)行改進(jìn)和跟蹤，提高生產(chǎn)效率，并使公司避免不必要的耗費(fèi)［8］。

OEE分析的另一個(gè)作用是找出管理薄弱環(huán)節(jié)，使管理部門的責(zé)任更細(xì)化和明確，防止推卸責(zé)任。這些優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)評(píng)體系所無法比擬的。但是，由于在高等學(xué)校、研究所等公共部門里了解OEE基本原理的管理人員極少，目前在高等學(xué)校、研究所等公共部門仍沒有得到有效的使用。

表1 OEE在生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用

2 基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用效率測(cè)評(píng)方法

OEE既可用于單臺(tái)設(shè)備的效率測(cè)評(píng)，也可以用于整條生產(chǎn)線的設(shè)備效率測(cè)評(píng)，還可以用于整個(gè)生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備的總體效率測(cè)評(píng)。為了彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)評(píng)方法的不足，可以借生產(chǎn)設(shè)備的測(cè)評(píng)方法來構(gòu)建適合實(shí)驗(yàn)研究型設(shè)備的效率測(cè)評(píng)體系。

2.1 生產(chǎn)設(shè)備的OEE和TEEP公式

在制造業(yè)的應(yīng)用中，OEE和TEEP的計(jì)算公式和測(cè)評(píng)指標(biāo)通常定義如下［9－10］。

（1）OEE計(jì)算公式

OEE＝時(shí)間開動(dòng)率×性能開動(dòng)率×合格品率

時(shí)間開動(dòng)率＝開動(dòng)時(shí)間÷負(fù)荷時(shí)間

其中：

負(fù)荷時(shí)間＝日歷工作時(shí)間－計(jì)劃停機(jī)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間－非設(shè)備因素停機(jī)時(shí)間

開動(dòng)時(shí)間＝負(fù)荷時(shí)間－故障停機(jī)時(shí)間－設(shè)備調(diào)整初始化時(shí)間

日歷工作時(shí)間即法定工作日的工作時(shí)間。

性能開動(dòng)率＝凈開動(dòng)率×速度開動(dòng)率

其中：

凈開動(dòng)率＝加工產(chǎn)品數(shù)量×平均實(shí)際加工周期÷開動(dòng)時(shí)間

速度開動(dòng)率＝標(biāo)準(zhǔn)理論加工周期÷平均實(shí)際加工周期

合格品率＝合格產(chǎn)品數(shù)量÷加工產(chǎn)品數(shù)量

（2）TEEP計(jì)算公式

TEEP＝設(shè)備利用率×OEE

其中，設(shè)備利用率＝負(fù)荷時(shí)間÷日歷工作時(shí)間

2.2 基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用效率分析模型

在社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)過程中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備與生產(chǎn)設(shè)備的使用有很大區(qū)別，最主要的區(qū)別是：生產(chǎn)設(shè)備在啟動(dòng)到生產(chǎn)結(jié)束的過程中是連續(xù)作業(yè)的，以相同的速度生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，平均實(shí)際加工周期和標(biāo)準(zhǔn)理論加工周期比較穩(wěn)定，連續(xù)進(jìn)行相同工作的時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)，設(shè)備調(diào)整初始化時(shí)間對(duì)設(shè)備的使用時(shí)間影響不大；而實(shí)驗(yàn)設(shè)備不是連續(xù)作業(yè)的，不會(huì)以相同的速度進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，實(shí)際實(shí)驗(yàn)周期會(huì)因?qū)嶒?yàn)樣品、實(shí)驗(yàn)方案和人的因素而不斷變化，連續(xù)進(jìn)行相同工作的時(shí)間相對(duì)較短，在每一次完整的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)周期中，設(shè)備調(diào)整初始化時(shí)間對(duì)設(shè)備的使用時(shí)間影響很大。

若要將生產(chǎn)設(shè)備中所使用的OEE和TEEP模型應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)設(shè)備，必須依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律，在OEE和TEEP通用算法及分析模型的基礎(chǔ)上，修正參數(shù)，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用效率分析模型、測(cè)評(píng)指標(biāo)體系和計(jì)算方法［11］。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用效率測(cè)評(píng)體系受到多種因素的影響。如果將這些影響因素一一予以評(píng)估分析，將非常繁瑣，并會(huì)因?yàn)榉?wù)對(duì)象之間的不可比性而導(dǎo)致無法權(quán)衡使用效率。而在眾多影響因素中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行情況是考核使用效率的最為直觀的參數(shù)。根據(jù)OEE模型的建模原則，將運(yùn)行情況分為三大類別指標(biāo)：實(shí)驗(yàn)設(shè)備時(shí)間利用率、實(shí)驗(yàn)設(shè)備功能利用率和實(shí)驗(yàn)結(jié)果（質(zhì)量）合格率。將這3類指標(biāo)綜合歸納若干可行的評(píng)估參數(shù)，盡量做到可量化。

通過深入分析高等學(xué)?；蚩蒲性核褂么笮蛯?shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行社會(huì)生產(chǎn)（實(shí)驗(yàn)活動(dòng)）的每一次完整實(shí)驗(yàn)活動(dòng)周期，可以得到如表2所示的一個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)周期的模型［6］。

表2 高?；蚩蒲性核褂么笮蛯?shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的過程

依據(jù)表2所示的一個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)周期模型，按照OEE和TEEP通用算法及分析模型，可以構(gòu)建如圖1所示的高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室大型貴重儀器設(shè)備的時(shí)間利用率分析模型和測(cè)評(píng)指標(biāo)體系，還可以構(gòu)建圖2、圖3所示的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備功能利用率分析模型、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（質(zhì)量）合格率分析模型及其測(cè)評(píng)指標(biāo)［12］。

圖1 基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備時(shí)間利用率分析模型

圖2 基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備功能利用率分析模型

圖3 基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)結(jié)果（質(zhì)量）合格率分析模型

對(duì)于具有并行處理能力的設(shè)備，其時(shí)間利用率已經(jīng)可以反映并行用戶的負(fù)荷情況了，若還有可以并行使用的余地，則還可以增加預(yù)約的時(shí)間。因此，預(yù)約的時(shí)間安排應(yīng)考慮設(shè)備并行處理的能力。例如，超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用就有多用戶同時(shí)預(yù)約的情況。

2.3 基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用效率計(jì)算方法

依據(jù)OEE和TEEP的通用算法及分析模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備的特殊性，修正原有三大核心參數(shù)后，建立起適應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用效率的三大關(guān)鍵參數(shù)的具體因子（見圖1、圖2、圖3），由此得到基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用效率測(cè)評(píng)分析模型的計(jì)算公式如下：

其中：

2.4 基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用效率測(cè)評(píng)方法應(yīng)用分析

借助基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用效率分析模型和計(jì)算方法，人們能準(zhǔn)確地判斷設(shè)備效率如何，在生產(chǎn)的哪個(gè)環(huán)節(jié)有多少損失，可以進(jìn)行哪些改善工作?，F(xiàn)結(jié)合圖1、圖2、圖3和公式（1）—公式（4）進(jìn)行分析如下。

首先，時(shí)間開動(dòng)率是反映設(shè)備閑置率、設(shè)備共享狀態(tài)、設(shè)備使用價(jià)值、設(shè)備質(zhì)量穩(wěn)定性、設(shè)備維修維護(hù)狀況、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員配置、實(shí)驗(yàn)環(huán)境配套、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)配備、設(shè)備管理水平、實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備情況的指標(biāo)。

時(shí)間開動(dòng)率還可以細(xì)分為設(shè)備可用率、設(shè)備預(yù)約率和設(shè)備開動(dòng)率3個(gè)小指標(biāo)。

設(shè)備可用率是反映設(shè)備質(zhì)量穩(wěn)定性、設(shè)備維修保養(yǎng)水平、實(shí)驗(yàn)環(huán)境配套情況、實(shí)驗(yàn)操作管理人員配置情況、設(shè)備維修經(jīng)費(fèi)配備情況的指標(biāo)。

設(shè)備預(yù)約率是反映設(shè)備可使用價(jià)值、實(shí)驗(yàn)管理水平、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)配備情況、設(shè)備共享程度、實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備情況的指標(biāo)。

設(shè)備開動(dòng)率是反映實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備情況、設(shè)備質(zhì)量穩(wěn)定性的指標(biāo)。

設(shè)備時(shí)間開動(dòng)率的損失來源詳見圖1的“效率損失原因”。通過對(duì)比測(cè)評(píng)結(jié)果數(shù)據(jù)及其對(duì)應(yīng)的效率損失原因，可非常有效地抓住導(dǎo)致效率損失的潛在因素，然后有針對(duì)性地分析和解決問題。

其次，性能開動(dòng)率是反映實(shí)驗(yàn)設(shè)備功能利用情況、共享程度和購置論證工作質(zhì)量的指標(biāo)。設(shè)備性能開動(dòng)率的損失來源于共享程度低、設(shè)備功能差和購置論證不充分。

最后，實(shí)驗(yàn)合格率是反映實(shí)驗(yàn)操作人員的實(shí)驗(yàn)技能水平、實(shí)驗(yàn)樣品質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)工具質(zhì)量情況的指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)合格率的損失來源于實(shí)驗(yàn)操作人員對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握情況、實(shí)驗(yàn)樣品優(yōu)劣和實(shí)驗(yàn)工具優(yōu)劣。

以O(shè)EE和TEEP為模型構(gòu)建的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用效率測(cè)評(píng)方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用效率測(cè)評(píng)的缺點(diǎn)，從指標(biāo)的選擇上克服了原有模型難以量化的缺點(diǎn)。除了運(yùn)行情況的三大類別指標(biāo)體系以外，還衍生出“實(shí)際使用設(shè)備時(shí)間與日歷工作時(shí)間”、“使用功能部件數(shù)量與設(shè)備可用的功能部件配置數(shù)”、“有價(jià)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)與總實(shí)驗(yàn)次數(shù)”3個(gè)比率。通過這3個(gè)數(shù)據(jù)的變化可以分析設(shè)備、人和管理3方面的問題，能比較準(zhǔn)確地反映一切與設(shè)備使用相關(guān)的事務(wù)是否有效支持該實(shí)驗(yàn)設(shè)備的效能發(fā)揮。測(cè)評(píng)結(jié)果甚至可以用來驗(yàn)證購買該實(shí)驗(yàn)設(shè)備的決策是否合理，可以作為評(píng)價(jià)一個(gè)學(xué)?；蚩蒲袉挝坏脑O(shè)備總體管理水平的指標(biāo)。

雖然OEE和TEEP模型涉及多個(gè)指標(biāo)體系，每個(gè)指標(biāo)體系有眾多影響因子，但是在實(shí)際操作中，測(cè)評(píng)者只需登記2類8個(gè)數(shù)據(jù)。

第一類數(shù)據(jù)是4個(gè)時(shí)間數(shù)據(jù)，即設(shè)備可用并計(jì)劃實(shí)驗(yàn)時(shí)間、計(jì)劃停機(jī)和設(shè)備不可用時(shí)間、預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)際使用設(shè)備時(shí)間。

第二類數(shù)據(jù)是4個(gè)非時(shí)間數(shù)據(jù)，即使用功能部件數(shù)量、實(shí)際使用設(shè)備時(shí)間內(nèi)設(shè)備可用的功能部件配置數(shù)、有價(jià)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)、實(shí)際使用設(shè)備時(shí)間內(nèi)總實(shí)驗(yàn)次數(shù)。

依據(jù)這8個(gè)數(shù)據(jù)就可以直接推算出測(cè)評(píng)所需的其他數(shù)據(jù)。

可見，相對(duì)于目前國(guó)內(nèi)高校、科研院所廣泛使用的五大評(píng)價(jià)指標(biāo)（機(jī)時(shí)利用、人才培養(yǎng)、科研成果、服務(wù)收入、功能利用與功能開發(fā)）的測(cè)評(píng)方法［13］，基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用效率的測(cè)評(píng)方法更有效、更可靠，不但能準(zhǔn)確定位和分析問題，而且測(cè)評(píng)方法簡(jiǎn)單易行、數(shù)據(jù)來源客觀穩(wěn)定、成本低廉。

3 結(jié)束語

本文建立的基于OEE和TEEP的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用效率測(cè)評(píng)方法，不僅可了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，而且還能幫助管理者分析引起設(shè)備效能未充分發(fā)揮的主要原因；不僅測(cè)評(píng)簡(jiǎn)單易行而且有效可靠，而且能讓管理者全面、系統(tǒng)、直觀地了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。該方法可普遍適用于高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室大型貴重儀器設(shè)備的績(jī)效分析和評(píng)價(jià)，可作為反映人才培養(yǎng)質(zhì)量、設(shè)備對(duì)科研成果貢獻(xiàn)度、實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備綜合管理水平的一種測(cè)評(píng)方法。

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