沖壓設備智慧維護的探索與實踐

1、 沖壓設備智慧維護的探索與實踐 導讀沖壓車間設備智慧維護系統(tǒng)實施以來，車間平均故障維修時間（MTTR）降低20.2%，設備停機率下降11.6%，取得了良好的效果，有望實現(xiàn)規(guī)?；瘧?，從而提升企業(yè)整體設備管理能力。0 引言隨著企業(yè)對自動化設備依賴程度的日漸提高，設備運行管理對企業(yè)發(fā)展的制約也必將愈發(fā)突顯，沖壓車間作為汽車四大制造工藝之首，隨著全自動貫通式高速沖壓線、全自動行車、自動光照質檢、AGV小車等新技術的普遍應用，設備的維護工作量與難度大大提升，而傳統(tǒng)的設備維護模式，存在著維修時間不透明、維修人員能力培養(yǎng)緩慢、維修人員KPI難以衡量、非計劃停機居高不下等弊端，無法適應目前自動化、數(shù)據(jù)化和智

2、能化的車間運行管理，為此，需要建立一套數(shù)據(jù)化、透明化且行之有效的設備智慧維護系統(tǒng)，以持續(xù)降低設備故障平均修復時間（MTTR），持續(xù)延長設備故障間隔時間（MTBF），進一步提升沖壓設備運行可靠性。1 基于P-F曲線的設備維護策略根據(jù)設備運行的自有規(guī)律，可參考P-F曲線（見圖1），通常在設備運行的不同階段實行針對性的維護策略，即預防性維護（PM）、預測性維護（PdM）以及事后維修（BM）。在P點之前，設備安裝完成后一段時間內運轉良好（I區(qū)），此時采用設備預防性維護。預防圖1設備不同時段內的維護策略（P-F曲線）性維護主要是基于廠家的保養(yǎng)手冊以及歷史維護經(jīng)驗，制定PM周期，對設備進行檢查、清潔、潤滑

3、、緊固、更換等措施，以達到延長設備正常運轉時間的目的1。在P點至F點之間，設備經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定運行，由于關鍵元件的不斷磨損及劣化，會發(fā)生一些潛在的劣化表現(xiàn)，稱為潛在故障（PotentialFailure)，可能表現(xiàn)出振動加大、過度磨損、噪聲增大、溫度升高等一系列表征特性，這些特征往往難以通過常規(guī)人為PM方式來進行診斷，此時需要采用預測性維護（PdM）方式進行故障組件剩余壽命預測，提前預測更換組件的時間段，做到計劃性維護，避免造成停機、停線風險。在F點之后，一旦未能對這些潛在故障進行及時處理，經(jīng)過一段時間的運轉后設備會到達功能故障點（Function Failure)，此時設備部分或全部功能將

4、無法使用，設備因故障停機，進入事后維修模式（BM）。由于汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率高，每分鐘的停線都會帶來巨大的損失，而現(xiàn)有的PM和PdM還無法完全避免故障的發(fā)生，因此進入事后維修后，如何快速響應、備件快速供給、人員技能強化快速修復、縮短故障時間、降低MTTR等，仍然是需要持續(xù)突破的方向。2 沖壓設備智慧維護架構沖壓車間在設備智慧維護方面進行探索與創(chuàng)新，以設備維修業(yè)務數(shù)據(jù)化為突破口，重點關注維修人員的維修業(yè)務數(shù)據(jù)化，建立維修人員可衡量 KPI體系，以及如何激發(fā)維修人員的主觀能動性。通過對故障停機維修（BM）、預防性維護（PM）、預測性維護（PdM）以及備件管理實施過程的跟蹤和追蹤管理（見圖2），使得維修

5、過程數(shù)字化、人員效率透明化，為后續(xù)進一步的改善創(chuàng)造基礎。3 沖壓設備智慧維護實施3.1 搶單式應急維修模式一旦設備出現(xiàn)了故障停機，從設備報修到最終設備修復完成投入生產(chǎn)，這之間的時間段稱為故障停機時間，而在傳統(tǒng)的設備維護模式中，無法對這段時間做進一步的細分和優(yōu)化。沖壓車間設備智慧維護通過對每個維修工單信息的實時跟蹤，能夠準確了解當前工單的執(zhí)行人、響應時間、問題確認時間、備件送達時間、維修時間以及最終的用戶評價，能夠直觀地反映出設備修復期間各環(huán)節(jié)的時間，客觀地對各個維修人員工作量以及效率進行統(tǒng)計分析（見圖3）。建立動態(tài)設備狀態(tài)看板，將設備的狀態(tài)、維修過程及人員狀態(tài)完全“可視化”，不論發(fā)生故障搶修、

6、一般性維修還是日常的維護計劃，通過系統(tǒng)發(fā)布“工作單”，使得具備權限的員工可以自主“搶單”，并對維修過程進行記錄與分析。人員績效與搶單數(shù)量和工作效率正相關，使得人員效率透明化，進一步激發(fā)維修人員的積極性。3.2 在線送達式備件倉庫在傳統(tǒng)的設備維護模式中，備件為取貨模式，即當維修過程中有備件更換需求時，維修人員需行走至備件庫房，尋找到合適的備件后，填寫相關的領用申請，再行走至維修點進行備件更換操作。傳統(tǒng)維護模式下的備件領用繁瑣冗余，浪費大量的時間。沖壓車間設備智慧維護通過建立在線的備件庫房系統(tǒng)，維修時如需要備件，可在線查閱、檢索備件庫房，即時進行備件下單操作，庫房人員接收到備件需求通知后，立即準備

7、好相關備件，并送達現(xiàn)場，備件送達現(xiàn)場的時間作為庫房管理人員重要的KPI，而在備件送達的過程中，現(xiàn)場維修人員則可以同步進行相應的維修準備工作，進一步壓縮維修時間。3.3 開放型故障知識庫沖壓車間設備智慧維護構建開放式的故障知識庫，將以往的維修過程和經(jīng)驗建成故障知識庫，構建起設備故障樹，維修人員進行故障維修時，能 夠快速獲取維修步驟及知識，幫助維修人員縮短維修時間。故障的維修時間不完全取決于個人經(jīng)驗，而是通過構建設備預測性維護系統(tǒng)內部知識庫，通過工程師和維修人員對知識庫的不斷完善，提高維修平臺的知識庫能力，使得全體維修人員的維修能力依托平臺實現(xiàn)跨越，實現(xiàn)平臺能力與個人能力的相互促進。3.4 交互式

8、PM模式在傳統(tǒng)的設備維護模式中，無論是日常的TPM巡檢單還是周期性的PM維護單，都存在大量的紙質維護單據(jù)，這也是質量體系審核的要素之一，需要保存1年以上，但是這些單據(jù)上寶貴的 數(shù)據(jù)并未能得到充分、合理的運用。沖壓車間設備智慧維護構建交互式PM模式，維修人員通過手機或者PDA掃描對應設備上的動態(tài)二維碼，根據(jù)提示的PM要求進行檢查和維護，并將相關的數(shù)據(jù)和狀態(tài)填寫至設備智慧維護系統(tǒng)中，部分檢查點系統(tǒng)會進行安全及操作規(guī)范的提示，提示維修人員規(guī)范操作。維修人員PM時填寫的數(shù)據(jù)記錄在系統(tǒng)中，由系統(tǒng)進行設備趨勢性分析（見圖4），實現(xiàn)低成本的預測性維護。3.5 基于大數(shù)據(jù)的預測性維護沖壓車間設備智慧維護依托設

9、備大數(shù)據(jù)采集分析和員工巡檢信息錄入，針對性地構建預測性維護數(shù)學模型，一方面將設備自身傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，另一方面將原先維修人員巡檢時記錄在紙質巡檢單上的信息，如設備的溫度、壓力、電流等參數(shù)，錄入系統(tǒng)中， 以低成本獲取大量數(shù)據(jù)。通過對設備發(fā)展趨勢與設備故障發(fā)展趨勢進行互相關聯(lián)，建立相應規(guī)則（見圖5），預測設備故障的發(fā)生，從而提前進行設備維護，將設備故障消滅在萌芽中，使得設備維護精準化。4 結語設備可靠是保障產(chǎn)能和質量的重要基礎，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的趨勢下，設備維修由事后維修逐漸轉化為預防性與預測性維護相結合，由被動響應逐漸轉化為主動搶單式維修，由經(jīng)驗式維修逐漸轉化為平臺推薦與個人經(jīng)驗相結合。沖壓車間