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(dòng)化程度越來越高，機(jī)器人、桁架機(jī)械手、自動(dòng)滾道、自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)車等的大量應(yīng)用大大減少了工人的數(shù)量[1]。同樣，自動(dòng)化程度的提高意味著相應(yīng)維護(hù)工作的加重。發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)高精度加工中心、機(jī)器人、桁架機(jī)械手、自動(dòng)化立體庫及RBG 無人運(yùn)輸車等技術(shù)，整條生產(chǎn)線除了個(gè)別人工目檢工位外，實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化。自動(dòng)化設(shè)備的特點(diǎn)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(fēng)險(xiǎn)，也對(duì)設(shè)備維護(hù)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(yàn)的積累，維修數(shù)據(jù)的分析，對(duì)整條生產(chǎn)線制定專項(xiàng)的重點(diǎn)問題專項(xiàng)維護(hù)清單。通過周期性、高頻次的檢查和維護(hù)，一方面減少設(shè)備的緊急性停機(jī)，減少生產(chǎn)線的產(chǎn)量丟失；另一方面可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)修復(fù)，避免更大的設(shè)備損壞，降低維護(hù)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(diǎn)問題專項(xiàng)維護(hù)的方法[2]。北京奔馳汽車有限公司的設(shè)備維護(hù)工作充分利用SAP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及管理功能，從2014年起，逐步將設(shè)備預(yù)防性維護(hù)、修正性維護(hù)以及緊急性維護(hù)等日常工作及所有備件信息錄入到SAP 系統(tǒng)中。各類維護(hù)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(shí)間、具體原因、解決方法、損耗備件、工時(shí)長(zhǎng)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(duì)這些數(shù)據(jù)的分類、整理及優(yōu)化，可以建立每臺(tái)設(shè)備的故障樹模型，進(jìn)而根據(jù)設(shè)備故障類信息制定對(duì)于重點(diǎn)問題的周期性預(yù)防性維護(hù)，采取有針對(duì)性的工作，提高生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)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(yù)防性維護(hù)清單（WART）、修正性維護(hù)清單（ISAU）、緊急性維護(hù)清單（INST）等，每一條工單包含設(shè)備功能位置、發(fā)生時(shí)間、具體原因、解決方法、損耗備件、工時(shí)長(zhǎng)度等信息。缸蓋生產(chǎn)線從2014 年至2018 年5 月的所有維護(hù)記錄見表1。

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

圖1 SAP 數(shù)據(jù)收集

表1 缸蓋生產(chǎn)線維護(hù)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(hù)數(shù)據(jù)后，依據(jù)功能位置為設(shè)備建立各自的維護(hù)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(shí)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(duì)從SAP 獲取的16 170 條數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)間軸從2012 開始，代表該設(shè)備的制造時(shí)間是2012 年。

故障樹上，每一年對(duì)應(yīng)著一個(gè)分支，每一個(gè)分支又生成許多的枝節(jié)，代表著重要的維護(hù)信息。對(duì)所有的枝節(jié)用不同顏色進(jìn)行標(biāo)注，其中，紅色、黃色和綠色分別代表重大故障、非生產(chǎn)時(shí)間的重大維修、設(shè)備改造。據(jù)此方法，共建立了65 臺(tái)設(shè)備的故障樹，清晰地顯示了每一臺(tái)設(shè)備各個(gè)時(shí)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(duì)性的預(yù)防性計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支撐。

3 制定專項(xiàng)維護(hù)清單

在完成了單臺(tái)設(shè)備故障樹的建立之后，就需要對(duì)所有枝節(jié)的維護(hù)信息進(jìn)行梳理和分類，才能夠找到其中的“灰犀?！惫收希粗鞍l(fā)生過、將來肯定會(huì)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(hù)清單數(shù)據(jù)，共統(tǒng)計(jì)此臺(tái)預(yù)防性維護(hù)清單（WART）96 項(xiàng)、修正性維護(hù)清單（ISAU）247、緊急性維護(hù)清單（ISAU）662 項(xiàng)，共計(jì)1005 項(xiàng)[5]。然后分析這些條目，從中找到對(duì)設(shè)備運(yùn)行影響大并且頻繁發(fā)生的2 個(gè)“灰犀?！惫收?，即導(dǎo)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?！惫收辖y(tǒng)計(jì) 次

圖3 專項(xiàng)維護(hù)清單（部分）

圖4 2018 年重大停機(jī)事件趨勢(shì)

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

4 實(shí)施案例

北京奔馳汽車有限公司2018 年計(jì)劃產(chǎn)量比2017 年高10%以上，因此生產(chǎn)線設(shè)備的維護(hù)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(jī)數(shù)量居高不下，生產(chǎn)和維修部門承擔(dān)著巨大的壓力。此時(shí)，缸蓋生產(chǎn)線重點(diǎn)問題專項(xiàng)維護(hù)清單提供了一種高效的問題解決方法，從9月下旬開始實(shí)施，對(duì)生產(chǎn)線33 項(xiàng)重點(diǎn)問題集中檢查、專項(xiàng)維護(hù)。從10 月開始，重大停機(jī)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(dāng)然，設(shè)備的故障發(fā)生具有周期性和偶發(fā)性等特點(diǎn)，專項(xiàng)維護(hù)清單不可能消除所有的停機(jī)，但是隨著不斷優(yōu)化專項(xiàng)維護(hù)清單，并能夠持久、有效地實(shí)施，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，一定能夠?qū)φ麠l生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)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(diǎn)問題專項(xiàng)維護(hù)的方法。利用SAP 系統(tǒng)里面設(shè)備維護(hù)的大數(shù)據(jù)信息，篩選并整理出每臺(tái)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(diǎn)問題專項(xiàng)維護(hù)清單。重點(diǎn)問題，專項(xiàng)維護(hù)，實(shí)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(yùn)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(zhǔn)確性以及可信度，以及專項(xiàng)維護(hù)工作實(shí)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(shí)度，保證實(shí)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。