基于價值驅(qū)動維修的汽車廠設(shè)備維修管理方法的設(shè)計應(yīng)用

王海平

（1.浙江大學工程師學院，浙江杭州 310015；2.亞歐汽車制造（臺州）有限公司，浙江臺州 318057）

0 引言

隨著新能源汽車的快速崛起，加上突如其來的新冠疫情的沖擊和全球汽車芯片短缺的影響，給整個汽車制造業(yè)帶來了極大的沖擊，使汽車市場的競爭變得極其激烈。當前的汽車制造業(yè)主要通過自動設(shè)備來完成相應(yīng)的生產(chǎn)作業(yè)，與傳統(tǒng)人工生產(chǎn)線設(shè)備相比，自動化生產(chǎn)線的設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復雜，設(shè)備與設(shè)備之間通過程序進行相互連鎖，若其中某個設(shè)備出現(xiàn)異常，就會造成整條生產(chǎn)線設(shè)備出現(xiàn)故障停機或不良質(zhì)量問題。隨著設(shè)備壽命周期的推移，自動化設(shè)備會逐漸暴露出設(shè)計時未考慮到的設(shè)備故障缺陷、性能缺陷及管理問題，若這些問題不能得到有效解決，會造成設(shè)備運行可靠性下降和成本浪費。以某新能源汽車制造企業(yè)P的設(shè)備管理為例，將價值驅(qū)動維修的設(shè)備管理方法應(yīng)用到汽車制造業(yè)的自動化設(shè)備管理過程中，歸納總結(jié)出一套新的設(shè)備管理策略，這既能確保設(shè)備運行的可靠性，又能保證設(shè)備成本控制，通過提升設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低設(shè)備成本來提升企業(yè)的競爭優(yōu)勢。

1 價值驅(qū)動維修模型

價值驅(qū)動維修（Value Driven Maintenance，簡稱“VDM”）是一種很好的計劃與控制的框架。VDM主要包括4個主要方面的價值驅(qū)動：資產(chǎn)利用、成本控制、安全健康與環(huán)境和資源配置，具體內(nèi)容如下：

（1） 提升設(shè)備資產(chǎn)利用的性能

依據(jù)資產(chǎn)關(guān)鍵度明確資產(chǎn)類型，定義設(shè)備資產(chǎn)績效指標，如：TA（設(shè)備開動率）、OEE（Overall Equipment Effectiveness，設(shè) 備 綜 合 效 率）、MTTR（Mean Time to Repair，平均故障修復時間）、MTBF（Mean Time Between Failure，平均故障間隔時間）等，將相應(yīng)的設(shè)備維修活動轉(zhuǎn)化成維修計劃，依據(jù)計劃進行實施，對過程中存在的損失進行分析并加以記錄。通過對影響資產(chǎn)利用的損失進行分析及改進，使設(shè)備資產(chǎn)的性能發(fā)揮出更優(yōu)的價值。

（2） 降低設(shè)備維修成本

汽車制造業(yè)的設(shè)備維修成本主要分為設(shè)備故障維修成本、設(shè)備維護保養(yǎng)成本、設(shè)備備品、備件消耗成本及設(shè)備維修工時成本等，將相應(yīng)的設(shè)備維修活動轉(zhuǎn)化成年度的成本維修預(yù)算，制定相應(yīng)的成本控制的績效控制指標，如：單車維修成本、單車維修工時等，通過對設(shè)備維修活動的成本控制，記錄過程中存在的損失，并對成本損失進行分析及改進，降低維修過程成本。

（3） 提升安全、健康、環(huán)保

設(shè)備管理過程中會涉及到安全（Safety）、健康（Health）和環(huán)境（Environment）等相關(guān)事項，提升安全、健康、環(huán)保（SHE）是整個設(shè)備管理過程中的一個基礎(chǔ)工作，必須要保證設(shè)備管理過程中人員和設(shè)備安全、人員的健康和可持續(xù)發(fā)展涉及到的環(huán)境問題，SHE管理能夠增加法律要求的證書的通過率，從而持續(xù)保證未來的運營結(jié)果。

（4） 優(yōu)化設(shè)備維修資源過程

設(shè)備維修過程中涉及到人員、機器、材料、方法、工具、知識和承包商等，管理這些維修資源需要花費大量的設(shè)備維修成本。通過充分發(fā)揮設(shè)備維修資源的利用率，降低設(shè)備維修資源，同時降低設(shè)備的維修管理成本，可以直接轉(zhuǎn)化成運營結(jié)果。

價值驅(qū)動維修（VDM）模型的每一個價值因素之間都是相互獨立且又相互聯(lián)系的，為了便于企業(yè)推進價值驅(qū)動維修的理念，將價值驅(qū)動維修模型分成10個維度，它們分別為：資產(chǎn)利用、成本管理、可靠性工程、計劃與準備、維修執(zhí)行、技能管理、庫存管理、服務(wù)與供應(yīng)鏈管理、工具管理和設(shè)備知識管理。價值驅(qū)動維修模型如圖1所示。

圖1 價值驅(qū)動維修模型Figure 1 Model of VDM

總之，為了使價值驅(qū)動維修創(chuàng)造更多的價值，不同企業(yè)的維修組織需要根據(jù)企業(yè)內(nèi)部實際現(xiàn)狀制定相應(yīng)的實時策略和方法。VDM的核心在于識別出設(shè)備管理過程中影響設(shè)備資產(chǎn)利用和成本浪費的關(guān)鍵因素，根據(jù)80/20的管理原則，需要將控制的重點放在主要價值驅(qū)動器上，合理的資源配置是維修管理價值的重要體現(xiàn)。

2 新能源汽車的生產(chǎn)制造工藝流程

新能源汽車制造企業(yè)P的生產(chǎn)工藝流程主要由沖壓車間、焊裝車間、涂裝車間、電池車間和總裝車間5個生產(chǎn)制造過程組成（圖2）。

圖2 P汽車廠的生產(chǎn)工藝流程Figure 2 Production process of P automobile factory

P汽車廠的設(shè)備自動化程度較高，設(shè)備出現(xiàn)異常后對生產(chǎn)造成的影響較大，所以，對設(shè)備的管理水平要求較高。由于企業(yè)的自動化設(shè)備的很多故障發(fā)生周期沒有規(guī)律性，依靠周期性的預(yù)防維護策略已不能準確預(yù)防設(shè)備故障。針對目前的設(shè)備管理模式已不能滿足公司需要的情況，考慮采用VDM管理方法提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低設(shè)備的維修成本。

3 設(shè)備維修管理方法的設(shè)計應(yīng)用

VDM理念涉及到很多詳細的管理標準，可以為維修組織提供為何改善，何處改善以及如何改善的方法。VDM理念是1種建立在“計劃與控制”概念之上的理念，需要不斷的創(chuàng)新改善和持續(xù)改善。VDM中的資產(chǎn)利用和成本控制是最基本的價值，設(shè)備維修和維護管理的核心就在于提高資產(chǎn)利用率，降低維護成本。VDM模型的管理目標如圖3所示。

圖3 VDM的管理目標Figure 3 Management objectives of VDM

3.1 資產(chǎn)利用

資產(chǎn)利用（Asset Utilization）主要是管理設(shè)備資產(chǎn)的性能，使其充分發(fā)揮出設(shè)備應(yīng)有的價值。定義設(shè)備資產(chǎn)績效需求，建立詳細的設(shè)備資產(chǎn)臺賬，按照資產(chǎn)的重要等級對設(shè)備資產(chǎn)進行分類，根據(jù)設(shè)備分類等級，制定設(shè)備績效指標（KPI，Key Performance Indicator）和管理方案，并將其轉(zhuǎn)化為設(shè)備的年度維護計劃，按照PDCA即計劃（Plan）、實施（Do）、檢測（Check）、處理（Act）的過程對資產(chǎn)績效進行跟蹤、分析及改善。設(shè)備資產(chǎn)管理主要是對設(shè)備固定資產(chǎn)的管理，涉及到固定資產(chǎn)的盤點、轉(zhuǎn)移、借用、設(shè)備更新改造、閑置設(shè)備的管理等相關(guān)的資產(chǎn)管理，設(shè)備資產(chǎn)管理一般在設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)中進行統(tǒng)一管理。資產(chǎn)管理需要建立相關(guān)的資產(chǎn)管理使用的表格表單。KPI是設(shè)備管理工作的重要組成部分，設(shè)備管理工作涉及到成本、質(zhì)量、效率、人員、安全、生產(chǎn)經(jīng)營目標等各方面，要檢驗和衡量各個環(huán)節(jié)的管理水平和設(shè)備資產(chǎn)經(jīng)營效果，必須建立和健全設(shè)備資產(chǎn)利用的管理指標體系。

3.2 成本控制

成本控制（Cost Control）主要是對整個設(shè)備維修過程中的成本進行控制、分析和改進，包括設(shè)備維修預(yù)算、成本控制計劃、成本損失分析和成本損失改進。為了控制整個設(shè)備管理過程中的成本，需要建立成本控制的定量的績效考核指標，如：將設(shè)備年度維護檢修保養(yǎng)計劃轉(zhuǎn)化為成本預(yù)算。成本控制需要基于年度的成本預(yù)算對設(shè)備維修過程的成本進行管控，建立過程的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析和改善的過程數(shù)據(jù)管理。為了實時監(jiān)控成本消耗數(shù)據(jù)，一般采用系統(tǒng)進行跟蹤管理，記錄過程中成本消耗數(shù)據(jù)，通過對消耗數(shù)據(jù)進行分析，找出過程中的改進點并對其加以改善。

3.3 可靠性工程

可靠性工程（Reliability Engineering）是價值驅(qū)動維修（VDM）中的一個重要支柱，主要目的是保證資產(chǎn)利用和成本控制達到最佳的平衡點?；诔杀绢A(yù)算，利用可靠性的維護理論方法（Reliability Centred Maintenance，簡稱“RCM”）來制定設(shè)備預(yù)防維護計劃，汽車制造業(yè)一般采用的方法包括：設(shè)備預(yù)防維修、設(shè)備預(yù)測性維修、設(shè)備智能維修等?？煽啃怨こ谭椒ǖ膯栴}解決模型如圖4所示。

圖4 可靠性工程方法的問題解決模型Figure 4 Problem solving model of reliability engineering method

3.4 計劃與準備

計劃與準備（Planning and Preparation）的主要目的是將設(shè)備年度維護計劃轉(zhuǎn)化成月度或周維護計劃，對維修活動提前進行計劃與安排，如：維修工單的分配、人員協(xié)調(diào)安排、維修工時策劃、備件工具準備等。設(shè)備維護保養(yǎng)計劃的制定流程如圖5所示。

圖5 設(shè)備維護保養(yǎng)計劃的制定流程Figure 5 Formulation process of equipment maintenance plan

3.5 維修執(zhí)行

維修執(zhí)行（Maintenance Execution）的主要目的是依據(jù)月度或周設(shè)備預(yù)防維護計劃開展設(shè)備的維修和維護工作，保證設(shè)備維護及檢修工作的有效執(zhí)行。組織開展設(shè)備自主維修、故障分析、程序改進、異常問題處置等活動。其中，維修執(zhí)行中的設(shè)備故障處置需要建立相應(yīng)的故障管理流程，出現(xiàn)設(shè)備故障后信息能夠及時進行傳遞，將設(shè)備故障影響程度降至最低。維修執(zhí)行的工作內(nèi)容框架見圖6。

圖6 維修執(zhí)行的工作內(nèi)容框架Figure 6 Work content framework for maintenance execution

3.6 技能管理

技能管理（Skill Management）主要目的是管理設(shè)備維修團隊人員技能提升與人員發(fā)展，建立維修技術(shù)人員技能管理矩陣，制定設(shè)備維修人員的培養(yǎng)計劃，依據(jù)計劃開展人員技能培訓工作。定期對維修人員的技能和能力進行測試評估。設(shè)備維修人員的技能提升對企業(yè)及維修體系的推進起到非常關(guān)鍵的作用，如何在一個新工廠內(nèi)培養(yǎng)一支高素質(zhì)、高技能的維修隊伍對一個企業(yè)來說非常的關(guān)鍵。人員培養(yǎng)需要建立一套完整的培養(yǎng)體系，包括崗位的能力矩陣、能力提升計劃、能力階段考核能環(huán)節(jié)；人員技能培養(yǎng)過程中可以針對崗位要求制定相應(yīng)的培養(yǎng)課程和階段考核的相關(guān)材料；培訓過程中的相關(guān)記錄要留存好。技能管理主要開展的工作內(nèi)容見圖7。

圖7 技能管理主要開展的工作內(nèi)容Figure 7 Main work contents of skills management

3.7 庫存管理

庫存管理（Inventory Management）的主要目的是確保設(shè)備的正常運行，基于成本控制預(yù)算，建立設(shè)備備品、備件的管理機制，根據(jù)備件的關(guān)鍵程度、采購周期、更換頻次、重要等級等條件制定設(shè)備備品、備件的庫存，并對備件收貨、盤點、領(lǐng)用、維修等進行管理。針對設(shè)備的備件管理，首先應(yīng)建立相應(yīng)的管理標準，將管理職責明確到相關(guān)人員；對備件進行分類和編碼管理；對備件的儲存、庫存、采購、領(lǐng)用、出入庫、盤點、備件維修及報廢等都要建立相應(yīng)的管理標準及流程。對設(shè)備備件要重點進行管理，使設(shè)備備品、備件管理更好地支持設(shè)備維護和故障管理。庫存管理的主要工作流程如圖8所示。

圖8 庫存管理的主要工作流程Figure 8 Main work flow of inventory management

3.8 服務(wù)供應(yīng)鏈管理

服務(wù)供應(yīng)鏈管理（Service Supply Chain Management）主要目的是對企業(yè)內(nèi)部設(shè)備的外包服務(wù)項目進行管理，涉及到外包服務(wù)項目的招投標、采購、實施、驗收等。在汽車制造業(yè)中主要的外包服務(wù)包括：設(shè)備的委外維修、設(shè)備的委外保養(yǎng)、備件的委外檢修等。服務(wù)供應(yīng)鏈管理的工作內(nèi)容如圖9所示。

圖9 服務(wù)供應(yīng)鏈管理的工作內(nèi)容Figure 9 Work content of service supply chain management

3.9 工具管理

工具管理（Tool Management）主要是對企業(yè)內(nèi)部涉及到的維修工具進行管理，需要建立相應(yīng)的管理標準，將管理職責明確到相關(guān)人員，對工具的賬務(wù)、盤點、存放、防護、校驗（計量）等進行管理，需要建立相應(yīng)的管理流程。工具管理的工作內(nèi)容如圖10所示。

圖10 工具管理的工作內(nèi)容Figure 10 Work content of tool management

3.10 設(shè)備知識管理

設(shè)備知識管理（Equipment Knowledge Management）主要針對企業(yè)設(shè)備知識庫、設(shè)備圖紙資料、設(shè)備文檔資料等相關(guān)數(shù)據(jù)進行管理。其中，設(shè)備資料管理包括對設(shè)備從開始安裝到設(shè)備壽命周期到期為止的整個壽命周期內(nèi)的相關(guān)資料的管理。涉及到設(shè)備圖紙（工藝、機械、電氣等）、設(shè)備手冊、設(shè)備說明書、設(shè)備程序、設(shè)備驗收資料及工藝文件等有關(guān)設(shè)備自帶的相關(guān)資料。設(shè)備資料要獨立、分類、統(tǒng)一進行管理。設(shè)備文檔資料主要是指為了保證設(shè)備正常使用、設(shè)備維護保養(yǎng)、設(shè)備故障管理等的有關(guān)標準、流程、規(guī)范等相關(guān)文件資料。

4 價值驅(qū)動維修體系的持續(xù)完善

為更好地推進價值驅(qū)動維修方法，使其更好地應(yīng)用于現(xiàn)場，需要基于現(xiàn)場的管理定期對其進行修訂與完善，保證價值驅(qū)動維修體系與現(xiàn)場管理工作一致。對價值驅(qū)動維修體系的推進及更新完善，可以建立價值驅(qū)動維修體系推進審核小組，定期開展現(xiàn)場價值驅(qū)動維修體系的審計，以現(xiàn)場審核的方式進行相互學習，識別價值驅(qū)動維修體系的問題，通過問題改善和流程優(yōu)化來完善價值驅(qū)動維修體系，具體流程如圖11所示。

圖11 價值驅(qū)動維修體系流程的完善Figure 11 Improvement process of VDM

5 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等新一代信息技術(shù)在現(xiàn)代化汽車制造業(yè)中的應(yīng)用，推動汽車制造業(yè)向智能制造方向轉(zhuǎn)型升級，制造業(yè)中先進的制造系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，面對當前設(shè)備的自動化程度越來越高，設(shè)備的復雜程度越來越大，為了保證自動化設(shè)備運行的可靠性，需要結(jié)合設(shè)備智能化水平建立一套標準化的設(shè)備管理體系，并且不斷地完善更新。在當今的大數(shù)據(jù)時代，隨著數(shù)據(jù)的收集、存儲、分析的突破性發(fā)展，可以更加方便、快捷、動態(tài)地獲得設(shè)備數(shù)據(jù)，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備管理過程中，建立大數(shù)據(jù)模式的價值驅(qū)動維修體系，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。