煙草生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)精確管控模式探索

李忠科　蘇明　王海英

摘要：項(xiàng)目基于設(shè)備自身監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，以信息系統(tǒng)為支撐，運(yùn)用大數(shù)據(jù)理論對(duì)關(guān)鍵流程設(shè)備的狀態(tài)信息（運(yùn)行參數(shù)、工藝質(zhì)量、過(guò)程記錄等）進(jìn)行獲取、篩選、分類、處理和利用，并開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)圖形化工具全方位、多維度直觀、快捷監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)和變化趨勢(shì)。文章對(duì)煙草生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)精確管控模式進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：煙草生產(chǎn)；生產(chǎn)設(shè)備；設(shè)備狀態(tài)；精確管控模式；健康指數(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：F273 文章編號(hào)：1009-2374（2017）03-0073-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.033

1 概述

由于現(xiàn)代生產(chǎn)制造流程化和柔性化的發(fā)展，企業(yè)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的穩(wěn)定可靠、連續(xù)運(yùn)行的要求越發(fā)明顯，而傳統(tǒng)的設(shè)備管理模式無(wú)論是事后維修還是預(yù)防維修都無(wú)法完全適應(yīng)這種工業(yè)制造以及設(shè)備自身不斷技術(shù)升級(jí)的要求。事后維修是壞了再修，偏重經(jīng)濟(jì)性，但缺乏計(jì)劃性，往往較小的設(shè)備問(wèn)題就會(huì)引起重大損失。預(yù)防維修雖可以消除設(shè)備周期性及損耗性故障，但對(duì)維護(hù)周期的精準(zhǔn)確定比較困難，且對(duì)突發(fā)性、缺陷性等非規(guī)律性故障難以預(yù)防，缺乏對(duì)每臺(tái)設(shè)備脾氣特點(diǎn)的掌控，容易導(dǎo)致過(guò)度維修和浪費(fèi)現(xiàn)象。二者都不能實(shí)現(xiàn)維修的均衡。

隨著傳感器及監(jiān)測(cè)裝置的廣泛應(yīng)用，用數(shù)據(jù)和信息構(gòu)建設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，擬機(jī)為人，實(shí)時(shí)監(jiān)控代表設(shè)備健康與否的指標(biāo)和參數(shù)，根據(jù)其趨勢(shì)變化，及時(shí)、準(zhǔn)確地指導(dǎo)設(shè)備管理和維護(hù)的方式，無(wú)疑是設(shè)備管理模式的又一次迭代更新。為此，狀態(tài)管理思想的應(yīng)用已成為工業(yè)制造企業(yè)紛紛探索和研究的方向。

2 項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程

2.1 設(shè)備狀態(tài)精確管控框架

2015年，我們?cè)陉P(guān)鍵煙草機(jī)械設(shè)備中引入狀態(tài)管理的思想，探索構(gòu)建設(shè)備狀態(tài)精確管理模式，具體實(shí)現(xiàn)路徑由六大模塊構(gòu)建閉環(huán)控制系統(tǒng)。首先，以設(shè)備維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的體系化、運(yùn)行的規(guī)范化為前提建立設(shè)備“保持狀態(tài)”的規(guī)則，并確定設(shè)備初始及正常狀態(tài)的參照信息；其次，通過(guò)“了解狀態(tài)”和“展示狀態(tài)”對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，基于指標(biāo)趨勢(shì)和異常波動(dòng)，形成設(shè)備的“狀態(tài)分析”；再次，通過(guò)全面分析查明原因，制定可執(zhí)行的改善計(jì)劃并實(shí)施，使設(shè)備及時(shí)“恢復(fù)狀態(tài)”；最后，跟蹤設(shè)備狀態(tài)的糾偏情況“驗(yàn)證狀態(tài)”，取得成效后完善運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)使其固化，返回源頭為設(shè)備的“保持狀態(tài)”提供可持續(xù)和有活力的支撐。六個(gè)方面相互銜接和支撐，形成PDCA閉環(huán)管理，持續(xù)優(yōu)化、不斷提升對(duì)設(shè)備的掌控能力。

2.2 課題的實(shí)施

2.2.1 以規(guī)范管理保持狀態(tài)。主要通過(guò)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和原始參數(shù)兩個(gè)方面的基礎(chǔ)工作，使設(shè)備保持良好狀態(tài)。

第一，建立完善設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要涵蓋操作規(guī)程，保養(yǎng)、潤(rùn)滑、維修技術(shù)規(guī)范。制定時(shí)要依據(jù)充分，有國(guó)標(biāo)、行標(biāo)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的，以相應(yīng)要求為準(zhǔn)；沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的，要經(jīng)技術(shù)和使用人員充分論證，根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化調(diào)整，形成可視化的設(shè)備作業(yè)基準(zhǔn)書(shū)。

第二，規(guī)范原始狀態(tài)信息的采集和管理。原始信息是判定設(shè)備正常與否的重要依據(jù)，也是推進(jìn)狀態(tài)管理的起點(diǎn)。為此，我們重點(diǎn)對(duì)四類原始信息進(jìn)行規(guī)范采集和管理：（1）設(shè)備基礎(chǔ)信息，包括資產(chǎn)信息、結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)參數(shù)；（2）設(shè)備狀態(tài)的原始物理量值，如電流、溫度、電壓等；（3）維修記錄等信息系統(tǒng)的描述性信息；（4）工藝過(guò)程及質(zhì)量信息。

2.2.2 以點(diǎn)檢六化了解狀態(tài)。狀態(tài)的了解主要依靠設(shè)備點(diǎn)檢，通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的立體監(jiān)控，了解設(shè)備故障的初期信息，進(jìn)而提前干預(yù)，實(shí)施針對(duì)性保健，將故障消滅在萌芽狀態(tài)，降低突發(fā)故障和產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)。以點(diǎn)檢管理制度化、點(diǎn)檢隊(duì)伍專業(yè)化、點(diǎn)檢內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化、點(diǎn)檢過(guò)程規(guī)范化、點(diǎn)檢工作信息化、點(diǎn)檢結(jié)果效益化為主線，完善點(diǎn)檢管理流程，強(qiáng)化點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)的修訂，提升人員點(diǎn)檢技能，設(shè)置設(shè)備點(diǎn)檢巡查圖，建立點(diǎn)檢信息庫(kù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷設(shè)備故障隱患或劣化現(xiàn)象，進(jìn)而采取正確有效的措施。

2.2.3 以導(dǎo)航平臺(tái)展示狀態(tài)。構(gòu)建設(shè)備管理導(dǎo)航信息平臺(tái)，采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)科學(xué)的方法構(gòu)建設(shè)備狀態(tài)健康指數(shù)，直觀、有效、及時(shí)和智能地展示設(shè)備多維度健康狀態(tài)。以管控需求為導(dǎo)向，選取設(shè)備有效作業(yè)率、故障頻度、故障強(qiáng)度、單位產(chǎn)量維修成本、煙支重量標(biāo)偏、產(chǎn)品質(zhì)量抽檢得分六項(xiàng)指標(biāo)對(duì)設(shè)備進(jìn)行整體健康評(píng)價(jià)?；诙嘣€性回歸模型的算法確定各狀態(tài)指標(biāo)權(quán)重，并結(jié)合各指標(biāo)的評(píng)分規(guī)則，綜合得出各關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的健康得分，按不同的時(shí)間周期形成設(shè)備健康指數(shù)趨勢(shì)，使設(shè)備管理和維修人員更精確、直觀地掌握設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常波動(dòng)情況。

2.2.4 以虛擬數(shù)據(jù)中心分析狀態(tài)。建立設(shè)備虛擬數(shù)據(jù)中心，根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求選取相應(yīng)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)統(tǒng)計(jì)報(bào)表和效能看板，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備管理績(jī)效指標(biāo)完成進(jìn)度，并對(duì)異常波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和報(bào)警。

第一，維修成本的精算統(tǒng)計(jì)。對(duì)零配件的領(lǐng)用記錄進(jìn)行按不同屬性進(jìn)行歸類和關(guān)聯(lián)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)費(fèi)用統(tǒng)計(jì)到工段、機(jī)型和機(jī)臺(tái)，精確監(jiān)控費(fèi)用的具體流向，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)反映設(shè)備狀態(tài)，為設(shè)備升級(jí)改造提供依據(jù)。

第二，設(shè)備效能的精確診斷。通過(guò)識(shí)別規(guī)則，自動(dòng)聚焦效率變化最大、效率最低、質(zhì)量得分最低、維修頻次高等處于亞健康的設(shè)備，然后通過(guò)歷史相關(guān)數(shù)據(jù)追蹤具體的部位和現(xiàn)象，為精確診斷提供痕跡化依據(jù)。

第三，備件需求的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。以品種編碼為跟蹤源將零配件從計(jì)劃、領(lǐng)用、維修換件到庫(kù)存儲(chǔ)備串聯(lián)起來(lái)，形成完整數(shù)據(jù)鏈，根據(jù)平均故障維修周期（MTTR）分析單一品種備件平均使用壽命、領(lǐng)用頻次的統(tǒng)計(jì)，結(jié)合零配件ABC的分類，科學(xué)設(shè)置安全庫(kù)存，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)需求，降低庫(kù)存成本。

2.2.5 以精準(zhǔn)治療恢復(fù)狀態(tài)。利用設(shè)備健康信息平臺(tái)聚焦?fàn)顟B(tài)較差設(shè)備，通過(guò)分析診斷，形成針對(duì)性的治療措施，及時(shí)糾偏，迅速恢復(fù)設(shè)備健康狀態(tài)。

第一，建立糾偏機(jī)制，精確干預(yù)，并持續(xù)優(yōu)化技術(shù)規(guī)范。運(yùn)用TOP2、排列圖等精益工具和方法對(duì)故障、小停機(jī)、質(zhì)量缺陷進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，追溯聚焦問(wèn)題源頭，實(shí)施防呆、優(yōu)化維修策略的方式持續(xù)改善。

第二，建立設(shè)備維修經(jīng)驗(yàn)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享和故障的快速排除。對(duì)典型疑難故障進(jìn)行分析、總結(jié)形成圖文并茂的經(jīng)驗(yàn)案例上傳到知識(shí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與電子圖紙、操作手冊(cè)、培訓(xùn)視頻的一站式接入，并借鑒百度文庫(kù)檢索技術(shù)，通過(guò)關(guān)鍵詞對(duì)故障的解決方案進(jìn)行查詢，提高解決故障的效率。

2.2.6 以現(xiàn)場(chǎng)終端推送驗(yàn)證狀態(tài)。主要是檢查故障治療的效果。具體是實(shí)施糾偏后，跟蹤觀察各項(xiàng)狀態(tài)指標(biāo)趨勢(shì)是否好轉(zhuǎn)，過(guò)程中及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化直至設(shè)備恢復(fù)正常性能和健康狀態(tài)。同時(shí)，通過(guò)設(shè)備健康狀態(tài)現(xiàn)場(chǎng)看板將設(shè)備狀態(tài)各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)時(shí)推送到車間現(xiàn)場(chǎng)管理平臺(tái)上，設(shè)備狀態(tài)信息公開(kāi)、透明，既便于員工了解所在機(jī)臺(tái)在車間的排名，激發(fā)比學(xué)趕超的勞動(dòng)熱情，也便于形成全員對(duì)設(shè)備維護(hù)質(zhì)量關(guān)注和監(jiān)督的工作氛圍，有利于設(shè)備保持在良好的狀態(tài)下運(yùn)行。

3 項(xiàng)目取得效果

第一，通過(guò)在煙草生產(chǎn)設(shè)備上實(shí)施狀態(tài)管控，初步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的五個(gè)即時(shí)：（1）強(qiáng)化數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)即時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)；（2）通過(guò)構(gòu)建健康評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)即時(shí)異常發(fā)現(xiàn)；（3）完善故障分析機(jī)制，實(shí)現(xiàn)即時(shí)問(wèn)題分析；（4）深化信息數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)即時(shí)工作跟進(jìn)；（5）細(xì)化崗位職責(zé)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)即時(shí)績(jī)效評(píng)價(jià)。

第二，通過(guò)項(xiàng)目推進(jìn)提升了設(shè)備運(yùn)行效能，實(shí)現(xiàn)了降本增效。2015年底ZJ17-ZB45機(jī)組有效作業(yè)率同比提升2.1%，M5-FX2機(jī)組有效作業(yè)率同比提升4.84%。按設(shè)備標(biāo)稱能力和機(jī)臺(tái)數(shù)計(jì)算，效率提升后全年可增加產(chǎn)能為19454箱，每年可減少實(shí)際工作日7.24天，直接節(jié)約水電氣能耗成本108.6萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

設(shè)備管理只有起點(diǎn)，沒(méi)有終點(diǎn)。雖然我們圍繞行業(yè)和公司的精益管理要求，在設(shè)備管理精益化方面開(kāi)展了一些工作，初步取得了一點(diǎn)成績(jī)，但對(duì)照要求，與先進(jìn)企業(yè)相比仍存在一定差距。下一步我們將繼續(xù)以黃山“精品”制造為目標(biāo)，以信息化為支撐，以技術(shù)規(guī)范和制度為依據(jù)，以設(shè)備績(jī)效評(píng)價(jià)為引領(lǐng)，不斷推進(jìn)設(shè)備狀態(tài)管理更科學(xué)和精確。通過(guò)加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)、科學(xué)方法的運(yùn)用和真誠(chéng)、有效的溝通，切實(shí)提升工作能力和管理水平，最終實(shí)現(xiàn)“設(shè)備狀態(tài)可控、管理過(guò)程可控、經(jīng)濟(jì)成本可控”，為黃山品牌的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)和可靠的設(shè)備保障。

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津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2015.

（責(zé)任編輯：蔣建華）