設(shè)備可靠性管理簡介專業(yè)知識講座

衡量設(shè)備可靠性的KPI設(shè)備可靠性管理方法簡介相關(guān)案例分享內(nèi)容衡量設(shè)備維護效果的5個基本指標維修平均時間(MTTR)指標定義維修維護工作量和有效時間可靠性詳述資料來源：Nahmias;Steven;產(chǎn)品和維修分析修理機器或設(shè)備到某具體狀態(tài)的時間（實際或預(yù)期）包括故障維修的各個階段整體設(shè)備效率(含使用性)設(shè)備產(chǎn)生價值的時間占運行加修理時間的百分比產(chǎn)品或機器持續(xù)運行一段特定時間的可能性實際維修維護工作中有效的計劃維修維護時間百分比故障間平均時間(MTBF)一個具體零部件或設(shè)備的故障發(fā)生的間隙時間（實際或

預(yù)期）這包括生產(chǎn)第一個合格產(chǎn)品到設(shè)備故障的時間目的定義顯示機器和流程的效能，作為改善措施的基礎(chǔ)工具，支援業(yè)務(wù)目標的實現(xiàn)OEE是3個百分比系數(shù)相乘得出的可用性機器的運作時間與預(yù)定生產(chǎn)時間的比例X性能機器在一定時期內(nèi)的實際產(chǎn)出與預(yù)定/理論產(chǎn)出的比例X質(zhì)量在一段時期，機器所生產(chǎn)的「質(zhì)量合格」產(chǎn)品與總產(chǎn)品數(shù)量的比例何謂設(shè)備整體效率（OEE）？廢品返工可用性性能質(zhì)量閑置損失速度損失質(zhì)量損失故障或停機設(shè)置時間(換模時間)小停機速度損失造成機器效能降低的六種損失可用性性能質(zhì)量凈操作時間運作時間480分鐘360分鐘=0.75OEE=B/AXD/CXF/EX100=0.75X0.60X0.80X100OEE=36%總操作時間=510分鐘A凈操作時間=480分鐘無計劃生產(chǎn)B運行時間=360分鐘閑置損失C目標產(chǎn)出=1,080零件D實際產(chǎn)出=

648零件瑕疵品損失E實際產(chǎn)出=648零件F合格產(chǎn)品=518零件速度損失目標產(chǎn)出實際產(chǎn)出1,080parts638parts=0.60實際產(chǎn)出實際產(chǎn)出–廢品648零件648–130零件=0.80=====詳細的OEE計算方法=總時間可用時間計劃閑置故障換模操作時間小停機速度損失運作時間廢品有效時間可用性損失性能損失質(zhì)量損失OEE百分比返工實際OEE的49%詳細計算OEE的基本例子不計名客戶實例MTBF和MTTR分別指設(shè)備故障的平均間隔時間和平均維修時間資料來源：麥肯錫維修時間

1天維修時間

?天維修時間

?天生產(chǎn)運行情況時間術(shù)語定義示例MTBF故障間平均時間，設(shè)備在發(fā)生故障前正常運行的平均時間(3+5+2+2)/4=3個月MTTR平均維修時間，維修某設(shè)備平均所需時間(1+?+?)/3=0.6天運行時間

3個月運行時間

5個月運行時間

2個月運行時間

2個月MTBF和MTTR共同決定了設(shè)備的可用性計算設(shè)備可用性根據(jù)特定操作時間內(nèi)的觀察的故障平均時間和維修平均時間MTBF=運行總時間故障次數(shù)MTTR=維修總時間維修次數(shù)可用性=MTBFMTBF+MTTR資料來源：Nahmias;Steven;生產(chǎn)和運營分析衡量設(shè)備可靠性的KPI設(shè)備可靠性管理方法簡介設(shè)備故障管理預(yù)防性維修相關(guān)案例分享內(nèi)容9

設(shè)備管理旨在圍繞故障分析進行故障問題解決資料來源:Teamanalysis,Expertdiscussions能力建設(shè),角色塑造績效管理(檢查的節(jié)奏,PM合規(guī)性,

日常管理,以及獎勵和表彰)改正故障預(yù)防故障故障原因分析目標嚴格的故障分析和制度化的維護流程以使資產(chǎn)的價值貢獻最大化

更加注重效率方面，例如工作流程

MTTR

更加注重效果方面ICC表RCFA渡邊模型改正故障預(yù)防故障故障原因分析設(shè)備故障管理和預(yù)防性維修策略作為實現(xiàn)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)定義和KPI在設(shè)備運行過程中，基于既定的預(yù)防性維修策略。對于仍然出現(xiàn)的設(shè)備故障進行根本原因分析，解決設(shè)備故障的同時，作為預(yù)防性維修策略的補充，結(jié)合預(yù)防性維修共同保障設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)KPI：MTBF,MTTR,OEE,設(shè)備故障總成本定義和KPI根據(jù)設(shè)備的關(guān)鍵性和機構(gòu)特點，結(jié)合設(shè)備運轉(zhuǎn)歷史，建立設(shè)備的失效模式分析并制定詳細的針對各個不同部件或單元的預(yù)防性的維修方法、頻率等KPI：PM%,PM執(zhí)行率,OEE資料來源：麥肯錫預(yù)防性維修策略制定流程故障管理流程設(shè)備預(yù)防性維修和故障管理形成閉環(huán)一體化循環(huán)資料來源：麥肯錫事前的“預(yù)防性維修”運轉(zhuǎn)過程中的“故障管理”進行關(guān)鍵性排序?qū)㈥P(guān)鍵的組件進一步分解到可維護的部件層面把設(shè)備/機組分解到功能性組件層面定義設(shè)備預(yù)防性維修策略設(shè)備故障根本原因分析(RCA)失效模式分析FMEA

建立C3表格（問題-原因-措施）23156412

最終的目的是減少故障發(fā)生，提升預(yù)防程度資料來源:Teamanalysis,Expertdiscussions改正故障預(yù)防故障故障分析能力建設(shè),角色塑造績效管理（檢查的節(jié)奏,PM合規(guī)性,

日常管理,以及獎勵和表彰）更加注重效率方面，例如工作流程

MTTR更加注重效果方面ICC表RCFA渡邊模型目標嚴格的故障分析和制度化的維護流程以使資產(chǎn)的價值貢獻最大化衡量設(shè)備可靠性的KPI設(shè)備可靠性管理方法簡介設(shè)備故障管理預(yù)防性維修相關(guān)案例分享內(nèi)容設(shè)備故障管理分三步進行設(shè)備故障解決，消除或降低其造成的損失資料來源：麥肯錫分析繪制總維護成本圖識別導致維護支出的主要設(shè)備，并分析主要損失來源目標主要工作

內(nèi)容確定最大的經(jīng)濟損失及其來源確定待解決的問題的主要原因及解決措施根據(jù)可行性及影響對改善性措施進行優(yōu)先級排序并予以實施總維護成本分析問題根源分析及改進舉措的確定改善措施優(yōu)先級排序，跟蹤實施及固化設(shè)備失效模式分析根本原因分析結(jié)構(gòu)化措施制定和優(yōu)先級排序制定和實施計劃，跟蹤實施效果，固化和標準化設(shè)備故障管理過程分為3個步驟，每個步驟中包含了對應(yīng)的工具和方法資料來源：麥肯錫工具圖例維護總成本圖設(shè)備性能指標MTBF可利用率質(zhì)量損失故障統(tǒng)計(失效模式排序)根本原因分析工具問題樹5個為什么魚骨圖制定計劃設(shè)備檔案固化1A1B2A2B3A3B總維護成本分析問題根源分析

及改進舉措的確定改善措施優(yōu)先級排序，

跟蹤實施及固化123故障統(tǒng)計2ATIPS模板3A維護總成本圖1A設(shè)備性能指標1B2根本原因分析工具2BA3報告和問題卡3B156定期通過總維護成本分析識別主要的支出來源說明各類設(shè)備的總維護成本百萬美元資本性支出平均維護成本生產(chǎn)損失成本分別獲得各類設(shè)備過去一年的維護成本并計算其三個月的平均維護成本獲得過去一年來與各類設(shè)備相關(guān)的資本性投入（維護相關(guān)），計算其三個月的平均資本性投入繪制總維護成本圖計算近三個月的生產(chǎn)損失生產(chǎn)損失成本為完成此項計算，需要甄別出業(yè)務(wù)瓶頸中的生產(chǎn)損失，分析損失是由于設(shè)備可利用率、使用率還是性能造成的，然后根據(jù)其經(jīng)濟成本，將生產(chǎn)損失成本分配至相應(yīng)的設(shè)備根據(jù)分析的頻次（比如每三個月一次）示例由于各項成本均已被考慮在內(nèi)（包括生產(chǎn)損失的生產(chǎn)損失成本），所以此項分析效果非常顯著，可以幫助客戶著重突出有待改進的領(lǐng)域（比如維護成本低但生產(chǎn)損失成本高的設(shè)備）資料來源：麥肯錫分析ABCD1A6/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/2023計算各種失效模式的造成的損失，并選擇主要的故障進行

失效模式分析資料來源：小組分析，熱電廠，氧化鋁廠主要故障鍋爐2A#可維修部件失效模式成本1,000元人民幣成本積累所占

百分比情況導板開閉裝置絲桿，絲母軸承損壞49導板開閉裝置導向輪軸承損壞52導板開閉裝置導向輪輪面磨損55交叉追隨裝置（下）油缸缸體損壞86導板開閉裝置導板主體與襯板變形或粘鋼51導板升降裝置脈沖發(fā)生器不影響生產(chǎn)6交叉追隨裝置（下）軟管爆裂73交叉追隨裝置（上）油缸缸體損壞72交叉追隨裝置（下）軟管漏油85故障維修花費很長時間，但目前為止只有一臺軋機里發(fā)生過1次頻繁的定期維修，但有頻繁的故障故障發(fā)生頻繁，而且更換的部件昂貴F7上頻繁發(fā)生的故障高頻故障昂貴的部件出故障定期更換并發(fā)生故障F6上發(fā)生的故障高頻故障示例：精軋入口導板停機成本人力成本備件成本57.825.018.019.419.0231.35.311590.30.382.8247.655.8151.183.279.80.10.40.10.60.12.10.10.20.258.425.120.219.619.280.36/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/20236/24/2023針對主要失效模式分析根本原因?qū)л喪Ｊ礁驹蚍治鰧л喗?jīng)常發(fā)生故障輥子卡死表面磨損導輥碰撞

傾斜導輥下體脫落（分體形）軸承卡輥子被

碎片卡產(chǎn)品跑偏頭尾部碰撞導輪固定結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理高溫烘烤，導輪軸承熱膨脹產(chǎn)品跑偏，碰撞導輪與襯板間隙處軋制時活套大，產(chǎn)品上下擺動，導輪與新板間隙處產(chǎn)品邊部易刮破操作工未及時清理產(chǎn)品跑偏時，一側(cè)導輪易磨損導輪材質(zhì)軟易磨損軋制時無直接冷卻水軋制時高溫烘烤熱膨脹溫度高耐磨性下降導輪固定裝置差產(chǎn)品跑偏易撞，固定裝置易松動中間焊接點軋制后易脫焊分離立輥對中不好來料板形差（粗軋）零調(diào)精度偏差大（薄板跑偏比例高）目前結(jié)構(gòu)靠螺絲緊固，承受不了產(chǎn)品撞擊上下插入式結(jié)構(gòu)＋軸承改型高溫烘烤導致軸承缺油，軸承損壞[改成另一種油質(zhì)]沒有冷卻[加水嘴噴水][已實施解決方案]安裝時空隙偏大[側(cè)面間隙<5mm，底板與輪底成水平]產(chǎn)品本身跑偏問題軋制穩(wěn)定性不好，零件活套擺動過大[攻關(guān)項目，年底結(jié)束]利用每天40分鐘清理，軋制過程邊部有問題才清理我們沒有方法提前預(yù)測何時卡成本緊張，材質(zhì)不合適[選用好的材質(zhì)]溫度高，耐磨性下降軋制時無直接冷卻水軋制時高溫烘烤熱膨脹[已實施解決方案]目前結(jié)構(gòu)靠螺絲緊固，承受不了產(chǎn)品撞擊

[上下插入式結(jié)構(gòu)＋軸承改型]目前結(jié)構(gòu)靠螺絲緊固，承受不了產(chǎn)品撞擊

[上下插入式結(jié)構(gòu)＋軸承改型]分體式比較便宜兩塊焊接一起易脫落[焊接處采用螺紋咬合方式]導輪

溫度高[不能解決（導輪本來用來解決產(chǎn)品跑偏問題的）]資料來源：小組分析2BC制定改善措施并進行優(yōu)先級排序下頁中詳述資料來源：麥肯錫分析3解決方案的重點指南計算改善措施的收益，評估實施難度B優(yōu)先級確定影響可執(zhí)行度CA根據(jù)根本原因的分析制定能夠解決故障根源的舉措XXXXXX根本原因舉措在300小時維修準則中增加新活動應(yīng)用SMED方法將任務(wù)標準化定義角色A根據(jù)改善措施的收益和實施難度，選擇高優(yōu)先級的改善措施C舉措應(yīng)用SMED方法將任務(wù)標準化定義角色在300小時維修準則中增加新活動B1234效果可行性50283519高中低低優(yōu)先級1172056318413141215216199101718中等優(yōu)先級高優(yōu)先級C制定實施計劃并跟蹤實施效果解決方案的重點指南下頁中詳述資料來源：麥肯錫分析為改善行動制定計劃，落實負

責人A有效跟蹤設(shè)備故障改善舉措B跟蹤實施效果B制定計劃A3用問題卡或者A3報告跟蹤問題，出現(xiàn)新問題后重新進行根本原因分析，實現(xiàn)PDCA的改善C問題卡根本原因分析為什么1:為什么2:為什么3:為什么4:為什么5:魚骨圖現(xiàn)象描述責任人車間編號問題根本原因分析為什么1:為什么2:為什么3:為什么4:為什么5:魚骨圖現(xiàn)象描述責任人車間編號問題問題解決的結(jié)果解決方案及行動計劃審核日期審核人問題解決的結(jié)果解決方案及行動計劃正面背面C問題卡進行跟蹤D固化分析結(jié)果，形成設(shè)備失效模式匯總解決手冊D設(shè)備的失效模式匯總建立和完善關(guān)鍵設(shè)備的失效模式解決手冊，達到知識的積累、固化

和共享資料來源：小組討論關(guān)鍵設(shè)備名稱一層組件二層組件失敗模式設(shè)計安裝操作維護質(zhì)量環(huán)境物料描述應(yīng)對方案鍋爐本體省煤器泄漏“煙氣走廊”造成局部沖擊燃燒的切圓偏斜加強局部壁厚或增強導流板ü施工設(shè)計安裝過程的驗收制定施工方案審核標準安裝過程監(jiān)督管理驗收合理ü進入量大O2量控制O2量測量機校準ü煙道各處積灰嚴重每次停車徹底清理煙道各部位控制清理制度ü備件質(zhì)量有問題加強設(shè)備驗收üxxxx水冷壁泄漏üxxxx爐膛結(jié)焦üxxxx熄火ü煤質(zhì)差(灰分高、熱

質(zhì)低)制定煤的采購標準加強煤的驗收ü原因分類…………ü…3衡量設(shè)備可靠性的KPI設(shè)備可靠性管理方法簡介設(shè)備故障管理預(yù)防性維修相關(guān)案例分享內(nèi)容進行FMEA通過5個步驟制定設(shè)備的預(yù)防性維修策略設(shè)備分解關(guān)鍵性評估步驟制定預(yù)防性維修策略1計劃維護工作包括基于狀態(tài)的維護(CBM)，基于時間的維護(TBM)和基于使用情況的維護(UBM)以及事后維護(BDM)IIIV資料來源：麥肯錫功能性組件分解工具和內(nèi)容的預(yù)覽/示例將設(shè)備按照功能性進行分解，列出功能性組件對設(shè)備的功能性組件的關(guān)鍵性進行評估

舉行研討會，確定失效模式和關(guān)鍵項目的影響工作

內(nèi)容制定關(guān)鍵設(shè)備的維護戰(zhàn)略

將功能性分解到部件層面制定設(shè)備結(jié)構(gòu)樹，將設(shè)備按照進行從功能性組件層面進行分解，建立所有功能性組件的列表從四個方面對工廠中所有的設(shè)備進行評估

生產(chǎn)損

失率安全性環(huán)境維修時間

需定期對設(shè)備的關(guān)鍵性進行審查

確定可能導致設(shè)備故障的根本

原因

根據(jù)嚴重性、發(fā)生率和可探測性將風險進一步

分類為戰(zhàn)略制定提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

工作

方式分為CBM,TBM,UBM,BDM1幾類根據(jù)設(shè)備關(guān)鍵性評估制定終生維護計劃

將任務(wù)上傳到企業(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)

ERP系統(tǒng)反復生成維護任務(wù)按照關(guān)鍵性分類，優(yōu)先分析功能性組件將功能性組件分解到部件層面（可維護的最小單元）III設(shè)備樹優(yōu)先矩陣組件分解FMEA分析ICC分析機組名稱功能性組件數(shù)量取料機系統(tǒng)×1取料裝置×1料耙機構(gòu)×1小車行走裝置×1大車行走裝置×1地軌橋架帶式輸送機×1×1IVI系統(tǒng)細分自上而下地進行…GEA2設(shè)備將流程中具有某一專門功能的功能性組件聚集在一起可維護項目作為可替代的最小項目，可從系統(tǒng)中分離出來

P8230泵功能性組件將具有某個半復雜獨立功能的可維護項目聚集在一起

平臺I設(shè)備細分使得維護工作具有適當?shù)募毣潭燃炔粫?，以至于不夠具體且不能減少維修成本

也不會太高，以至于被細節(jié)所惑而忽視了對其他可維護項目的影響資料來源：麥肯錫IGEA2平臺II…脫水器的容器熱交換器循環(huán)管補償器蒸汽噴射器除鹽……泵………………平臺I………泵...有助于深入了解指定設(shè)備設(shè)備功能性組件可維護項目ERP系統(tǒng)中

提供的設(shè)備細分的

細化程度總是不夠

可能需要對關(guān)鍵

項目進行人工

深入分析資料來源：麥肯錫I“危險”–

預(yù)防性*維護+預(yù)測性維護“低風險”–

糾正性**維護“高風險”–

預(yù)防性*維護+

預(yù)測性維護“不可靠”–

糾正性**維護低高低高失效的概率供應(yīng)商信息設(shè)備歷史維護/操作員的經(jīng)驗具有高安全風險并且對于輸出有直接影響的不可靠設(shè)備–鍋爐、球磨機、水泵具有高失效概率的支持性設(shè)備–電機/泵機的V型皮帶具有較長期望壽命的主發(fā)電線路的組成元素，即，汽輪機、發(fā)電機支持設(shè)備，這種設(shè)備發(fā)生故障不會直接影響生產(chǎn)，例如，冷卻風扇、咖啡機故障對于價值的影響機會成本（可供性/質(zhì)量）環(huán)境/安全維護成本關(guān)鍵性是指設(shè)備發(fā)生故障所帶來的風險1基于狀況的維護，基于使用的維護，基于時間的維護2當偏離標準調(diào)整、更換，或者修理，和/或故障維護資料來源：麥肯錫II除塵板塊試點的關(guān)鍵性結(jié)論非優(yōu)先的Sortiechambrepostcombustion–clapets(19)Manchonpivotant-paroi(21)Conduitesotiequench–airchoc(23)識別最關(guān)鍵的設(shè)備功能性組件資料來源：設(shè)備戰(zhàn)略小組評估客戶舉例關(guān)鍵的Sortiechambrepostcombustion–sondededepression(11)Primaireprincipale–tirorpneumatique(11)加速器–paroi(12)Primaireprincipale–atomiseursair/eau(13)CoudeT5–paroi(14)Sortiechambrepostcombustion–systemededebouchagesondre(16)

加速器–moteur(17)

加速器–clapetsdefemeture(17)非常關(guān)鍵的加速器–paliersventilateur(3)后燃燒室–paroi(5)Sortiechambrepostcombustion–paroi(5)IIGEA2平臺II…脫水器的容器熱交換器循環(huán)管補償器蒸汽噴射器除鹽……泵………………平臺I………泵對關(guān)鍵性功能組件進一步分解設(shè)備功能性組件可維護項目ERP系統(tǒng)中

提供的設(shè)備細分的

細化程度總是不夠

可能需要對關(guān)鍵

項目進行人工

深入分析資料來源：麥肯錫本步驟內(nèi)容III什么是故障模式及影響分析（FMEA）？風險優(yōu)先數(shù)（RPN）=S*O*D嚴重性、發(fā)生和可檢測性按1-10衡量故障

模式原因影響控制風險優(yōu)先

系數(shù)設(shè)備可維護的功能部件行動

計劃可檢測性發(fā)生嚴重性資料來源：IV通過根據(jù)標準對嚴重度，可能性和可探測性進行評估有風險–不報警嚴重度等級非常高–影響操作人員、設(shè)備或維修人員、安全和/或?qū)е虏缓虾跽?guī)定10有風險–報警嚴重度等級高–影響操作人員、設(shè)備或維修人員、安全和/或?qū)е虏缓虾跽?guī)定9停工時間非常多或常見缺陷部件停工時間超過8小時或缺陷部件造成生產(chǎn)時間損失超過4小時8停工時間多或有缺陷部件停工時間為4-7小時，或缺陷部件造成生產(chǎn)時間損失達到2-4小時7停工時間居中或有缺陷部件停工時間為1-3小時或缺陷部件導致生產(chǎn)時間損失為1-2小時6停工時間少或有缺陷部件停工時間為30分鐘-1小時，或缺陷部件大致生產(chǎn)時間損失為不超過1小時5停工時間非常短–無缺陷部件停工時間在30分鐘以內(nèi)-無缺陷部件4微小影響工藝參數(shù)變化范圍超過控制上下限。需要進行調(diào)整或調(diào)整其他工藝控制參數(shù)-無缺陷部件3非常小的影響工藝參數(shù)變化范圍在控制上下限之內(nèi)，需要進行調(diào)整或調(diào)整其他工藝控制參數(shù)-無缺陷部件2無影響工藝參數(shù)變化范圍在控制上下限之內(nèi)，各班口之間或正常維護時，不需要進行調(diào)整或調(diào)整其他工藝控制參數(shù)-無缺陷部件1影響標準：影響嚴重度級別資料來源：福特機械FMEA嚴重度是失效模式對客戶影響的嚴重性程度嚴重性為例IV針對高風險的失效模式進行根本原因分析，制定對應(yīng)措施資料來源：小組分析每條線包括選擇方案，某些方案可以立即刪去，而另一些需要實施油線斷裂PM不夠深沒有標準化缺少技術(shù)設(shè)置不正確調(diào)試不正確用壞的部件泵故障部件老舊潤滑性差新舊部件

混用油壺故障PM相符

性差沒有部件空間改進計劃培訓差權(quán)責歸屬不明晰沒有設(shè)置

程序5個為什么分析一問

為什么二問

為什么三問

為什么四問

為什么設(shè)置后沒有

記錄文件沒有可用

部件權(quán)責歸屬五問

為什么六問為什么等等根本原因示例性IV隨著對設(shè)備失效模式的有效應(yīng)對，對應(yīng)設(shè)備的RPN將向小的方向移動RPN分布情況；

百分比，100%=130對于已實施FMEA構(gòu)思的不同裝配，發(fā)現(xiàn)RPN發(fā)生正向轉(zhuǎn)變“2%”的故障模式超過300RPN（最初為44%）75%以上的故障模式低于200RPN（最初約為20%）繼續(xù)反復構(gòu)思生成流程，直至所有故障模式的RPN都低于100中止未定2023/6/24完成2023/6/24總計2023/6/24RPN開始轉(zhuǎn)向<100價值FMEA狀態(tài)2023/6/242023/6/242023/6/242023/6/242023/6/24最初目前1對177個已實施的構(gòu)思中的130個分析了修改后的RPN客戶案例資料來源：麥肯錫衡量設(shè)備可靠性的KPI設(shè)備可靠性管理方法簡介相關(guān)案例分享內(nèi)容以設(shè)備故障管理–維護策略