吉祺煒

（上汽集團股份有限公司乘用車分公司，上海 201814）

引言

隨著工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平不斷提高，設備在現(xiàn)代化生產(chǎn)中的作用和影響也越來越大，生產(chǎn)設備已逐漸成為工廠生產(chǎn)中的主體和生命線，從而設備管理在企業(yè)管理中也顯得越來越重要[1-3]。汽車企業(yè)生產(chǎn)設備的多樣性、復雜性對設備管理智能化、信息化水平提出了更高的要求，鑒于整車廠設備種類繁多、運行數(shù)據(jù)量大、備件多、故障現(xiàn)象復雜等特點，傳統(tǒng)的由各層級管理人員基于紙質版形式進行設備管理，在計劃的可控性、問題的可追溯性、作業(yè)完成效果管控及時性、問題解決跟蹤的有效性、基于設備故障嚴重度及頻度的維修改進決策性等方面均存在諸多不足，設計并實現(xiàn)對各類維修關聯(lián)業(yè)務的高效、透明、及時、可追溯及支持問題解決與有效決策的設備管理系統(tǒng)，成為助力企業(yè)設備管理與改進，提升設備開動率和生產(chǎn)效率的有效途徑[4-5]。

1 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

基于消除原有設備管理模式所存在的問題和不足為出發(fā)點，構建設備管理的流程化、標準化、數(shù)字化閉環(huán)管理體系，形成報修模塊、保養(yǎng)模塊、設備改進模塊、故障統(tǒng)計與分析模塊、備件管理模塊、維修派工模塊多個模塊化系統(tǒng)運作，設備管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能模塊如圖1 所示。

圖1 設備管理系統(tǒng)功能模塊

其中，在設備狀態(tài)監(jiān)測方面，通過系統(tǒng)實時抓取各類設備的故障報警信息（工位、設備類型、設備故障類型、停線時長等基礎信息），由維修人員通過現(xiàn)場響應、故障處理和分析，來對設備狀態(tài)進行管控與持續(xù)改進，確保設備良好運行；維修工通過手持式設備PDA 實現(xiàn)基于系統(tǒng)中給予自己的維修派單對應設備維護作業(yè)痕跡的留存，通過PDA 設備掃碼設備專屬二維碼實現(xiàn)和系統(tǒng)派單任務進行交互，同時上傳維修作業(yè)中關鍵作業(yè)內(nèi)容至維修系統(tǒng)中，確保維修作業(yè)執(zhí)行的時效性可追溯、可評價。

2 系統(tǒng)的技術架構

如圖2 所示，整個設備管理系統(tǒng)技術架構從硬件層、軟件層和應用層三個方面來進行規(guī)劃和實現(xiàn)，具體如下：

圖2 管理系統(tǒng)軟件總體架構圖

1）系統(tǒng)硬件層面，打破設備孤島，實現(xiàn)設備互通互聯(lián)。系統(tǒng)實現(xiàn)了設備的車間、主線、子線、設備、裝置、部件的分層管理，通過車間的三層網(wǎng)絡結構，把車間所有的設備通過DeviceNet 網(wǎng)、EIP 網(wǎng)絡連接到車間設備級的交換機上，設備級的PLC 通過設備級的交換機采集設備的實時故障、報警、關鍵參數(shù)等數(shù)據(jù)。

2）系統(tǒng)軟件層面，智能采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設備實時監(jiān)控。Cimplicity 通過KepWare 把PLC 采集到的實時數(shù)據(jù)進行處理，生成現(xiàn)場設備的實時監(jiān)控界面，并把數(shù)據(jù)實時存入生產(chǎn)中心的數(shù)據(jù)庫。WebSpace 發(fā)布實時監(jiān)控界面，發(fā)布后的監(jiān)控界面可以通過網(wǎng)頁打開，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控。

3）系統(tǒng)應用層面，智能分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)通過處理實時監(jiān)控的報警數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)，進行設備的故障分析、跟蹤、審核、關閉等一系列的閉環(huán)管理流程；并通過車間網(wǎng)絡、辦公網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)在車間、辦公室、外地都能實時監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，進行設備的故障分析、設備維護和遠程診斷。

3 系統(tǒng)的功能設計

3.1 數(shù)據(jù)邏輯

設備管理數(shù)據(jù)以主要設備及人員為中心，進行數(shù)據(jù)及信息的串并聯(lián)，從而達到數(shù)據(jù)的實時交互，信息智能傳遞實現(xiàn)自主判斷、主動推送和預警提醒等功能。以設備為中心，所有的信息都是圍繞著設備進行，靜態(tài)數(shù)據(jù)庫基礎信息以設備為中心建立數(shù)據(jù)表；以人為中心，動態(tài)數(shù)據(jù)流程和業(yè)務邏輯關系以執(zhí)行人員為中心建立數(shù)據(jù)庫的存儲、定期任務等。

3.2 功能設計

3.2.1 設備報修管理

將車間內(nèi)相對離散的線邊紙質報修方式整合在設備管理系統(tǒng)中，通過流程化的管理進行控制，創(chuàng)建渠道，第一時間由系統(tǒng)派發(fā)至相關責任人，提升報修響應、完成效率和質量。通過對報修問題完成的及時率和逾期率進行跟蹤與評價，促進報修問題的及時解決，同時最終由報修人員在系統(tǒng)中就問題完成作業(yè)情況進行確認，確保問題解決的有效性。

報修系統(tǒng)將自動記錄報修人員、報修時間，根據(jù)所屬報修類型自動指定并分配接單人，基于報修內(nèi)容及故障形式形成問題跟蹤，并記錄最終確認的完成時間用于對問題解決人員的評價。同時報修問題對應的設備、問題種類、所在工位等數(shù)據(jù)將為維修改進對應的設備選型、設備保養(yǎng)頻次、備件備庫數(shù)量等提供依據(jù)。

3.2.2 設備保養(yǎng)管理

設備保養(yǎng)管理主要由TPM/PM任務分派，執(zhí)行流程，PM分層審核流程組成，通過制定TPM/PM保養(yǎng)計劃完成保養(yǎng)任務的自動推送，并自動跟蹤完成情況，并自動生成分層審核計劃，由班組長、工段長、維修經(jīng)理三層人員的逐層審核。每層人員（班組長/工段長/維修經(jīng)理）均先進行抽檢，抽檢發(fā)現(xiàn)問題交由維修工或工程師處理，然后由該層人員確認后結束。

基于系統(tǒng)顯示所分派維修工保養(yǎng)任務完成情況、保養(yǎng)過程中出現(xiàn)的問題類型的統(tǒng)計分析、逾期原因分析及各層級問題完成情況，讓上一級管理者能夠及時掌握設備保養(yǎng)進度，對出現(xiàn)的問題能夠及時推進問題解決，確保保養(yǎng)落地執(zhí)行的及時與高效性。同時通過PM分層審核以及PMAudit 審核，提升各層級對于設備保養(yǎng)的執(zhí)行有效性及不斷改進。

3.2.3 設備故障統(tǒng)計與分析模塊

通過將線邊維修記錄，設備停線記錄（由互聯(lián)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供對應的信息）以及故障措施、分析報告等信息以標準化語句的形式進行錄入，并通過分層管控和審核，確保了信息輸入的完整性、準確性。系統(tǒng)基于故障類別統(tǒng)計與分析，為維修人員對問題發(fā)生的屬性（高頻、偶發(fā)、系統(tǒng)性問題）、故障分析及措施解決的有效性提供了有力支撐，并助力維修人員對設備的預防性維護等問題的解決，該模塊主要有以下功能。

1）故障與維修問題的錄入。設備停線時間及時長由系統(tǒng)自動獲取，維修人員結合設備問題解決來完成設備停線記錄，主要包括設備問題類型、停線原因及解決措施等。

2）查詢和學習功能。系統(tǒng)能夠實現(xiàn)有針對性地停線、維修記錄（標準化語句）查詢，給維修人員對故障分析、故障學習提供問題的來源和客觀數(shù)據(jù)，同時對于典型的設備故障及問題解決實現(xiàn)推送功能。

3）停線問題分析。結合具體停線設備的分類、停線的屬性、停線的時間及停線頻次TOP 問題統(tǒng)計分析，讓維修人員能夠有針對性解決高頻重復性問題和系統(tǒng)問題，進行助力設備維護的持續(xù)改進，降低設備停線對生產(chǎn)開動率的影響。

3.2.4 設備改進模塊

將維修工和維修工程師在設備維修方面的自主改進作為一個功能模塊涵蓋在維修系統(tǒng)中，進而通過流程來規(guī)范設備維修的工作改進，充分發(fā)揮維修人員對設備缺陷和隱患的自主改進意識和系統(tǒng)分析能力，提升設備運行穩(wěn)定性和可靠性，如圖3 所示。該模塊主要實現(xiàn)以下功能：

圖3 設備改進工作流程圖

1）控制改進進度。通過對維修問題改進的進度跟蹤，促進改進執(zhí)行效率。

2）提高改進質量。通過問題改進的評審機制，促進改進成果的質量。

3）提升改進主動性。通過改進成果在系統(tǒng)中的主動推送、成果分享及員工績效評價加分同步實施，促進員工提升自主改進和比學趕超的改進氛圍。

3.2.5 設備備件管理

將設備BOM、物料信息、物料更換頻次、備件安全量調整以及預測性保養(yǎng)整合為一個功能模塊進行設備備件管理，結合備件更換頻次合理性的評估實現(xiàn)各類備件庫存當量的優(yōu)化和合理設置，進一步在控制備件庫存金額的前提下，提升生產(chǎn)線設備開動率。主要實現(xiàn)的功能如下：

1）備件更換頻次統(tǒng)計分析。結合系統(tǒng)記錄的備件更換相關信息，掌握備件更換頻次TOP 項，并予以深度原因分析與改進，以便減少備件的消耗。

2）安全量優(yōu)化。結合備件更換及消耗量的歷史規(guī)律及相關設備優(yōu)化改進的成果，優(yōu)化和調整備件的安全庫存。

3）預測性更換。通過設備單元的更換情況，找出規(guī)律性，適時進行更換預警及進行預測性更換。

3.2.6 維修派工管理

基于各模塊維修工工時標準的不斷優(yōu)化，實現(xiàn)對維修工維修保養(yǎng)派工工作負荷合理安排，確保維修人員的維修工時滿足派工的工作量，進而保證工作質量。主要實現(xiàn)的功能如下：

1）設備維修保養(yǎng)的工時標準。設定派工維修作業(yè)內(nèi)容的標準工時，結合標準工時與實際工時進行比對分析，不斷優(yōu)化和改進，實現(xiàn)維修保養(yǎng)工時精確化。

2）合理分配維修工的工作。結合維修保養(yǎng)項工作內(nèi)容的工時標準，班組長基于工作計劃應用系統(tǒng)實現(xiàn)對維修工維修保養(yǎng)內(nèi)容的合理派工，確保派工總工時滿足員工可用的總工時。

3）優(yōu)化日常派工管理。通過不斷優(yōu)化設備維修與改進，并結合維修派工工作量及完成的質量評價，不斷優(yōu)化維修人員工作效率與管理。

4 結語

基于自主研發(fā)的設備管理系統(tǒng)平臺地導入與實施，強化了設備管理體系與運作機制的有效落地實施，實現(xiàn)制造現(xiàn)場設備管理的信息傳遞淺層化、信息共享透明化、互動更新及時化、業(yè)務執(zhí)行信息化、分析決策科學化。結合系統(tǒng)生產(chǎn)多維度、多層級的分類報表，結合問題的根源和屬性支持基層運作、中層控制，高層決策，全面提升了設備綜合管理效能和設備開動率，降低設備運維成本，賦能工廠智慧運營。同時該系統(tǒng)平臺的導入也是企業(yè)圍繞工業(yè)4.0，打造制造現(xiàn)場智能標準化管理的一種有效手段與嘗試，對同行業(yè)具有較好的借鑒意義。