項目6MES設(shè)備檢驗管理拓展案例

一、設(shè)備運行統(tǒng)計方法MES中的設(shè)備管控功能記錄了設(shè)備運行過程中的各項信息，設(shè)備統(tǒng)計分析的作用就是對這些信息分類匯總，并運用統(tǒng)計方法，計算用戶關(guān)心的統(tǒng)計指標，從而達到優(yōu)化設(shè)備管理方法的目的。設(shè)備運行統(tǒng)計分析通常包括對設(shè)備投資效益、設(shè)備新度系數(shù)、設(shè)備可靠性和設(shè)備綜合效率等指標的統(tǒng)計分析，統(tǒng)計結(jié)果可以通過圖形化的方法，從多個維度直觀展示關(guān)鍵性指標，將隱藏在數(shù)據(jù)中的設(shè)備狀態(tài)顯示出來，便于管理人員對異常情況及時反饋，避免損失。下面介紹一些常用的設(shè)備運行統(tǒng)計指標，如設(shè)備投資效益、設(shè)備完好率、設(shè)備可靠性和設(shè)備綜合效率等。1.新增設(shè)備投資效益新增設(shè)備投資效益是指企業(yè)通過技術(shù)改造新增設(shè)備投資所創(chuàng)利潤、新增生產(chǎn)能力或節(jié)約的原材料、能源的價值。（1）投資利潤率投資利潤率（2）投資回收期設(shè)備投資回收期2.設(shè)備資產(chǎn)總原值和總凈值變化率設(shè)備資產(chǎn)原值又稱為“原始購置成本”或“歷史成本”。資產(chǎn)原值反映企業(yè)在設(shè)備資產(chǎn)方面的投資和企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、裝備水平等。它還是進行固定資產(chǎn)核算、計算折舊的依據(jù)。設(shè)備資產(chǎn)凈值也稱為折余價值，是指資產(chǎn)原值減去已提折舊后的凈額。它可以反映企業(yè)實際占用在設(shè)備資產(chǎn)上的資金數(shù)額和設(shè)備資產(chǎn)的新舊程度。。設(shè)備資產(chǎn)總原值設(shè)備資產(chǎn)總凈值原值變化率>1，表明資產(chǎn)增值，這項指標可以放置資產(chǎn)轉(zhuǎn)移，保證資產(chǎn)價值的完整；凈值變化率>1，表明設(shè)備折舊費已完全用于更新改造，這項指標可防止企業(yè)行為短期化，裝備素質(zhì)不致劣化。3.設(shè)備新度系數(shù)（或固定資產(chǎn)凈值率）設(shè)備新度系數(shù)是指企業(yè)設(shè)備固定資產(chǎn)凈值占設(shè)備固定資產(chǎn)原值的比例。所謂設(shè)備固定資產(chǎn)的凈值是指其原值減去逐年提取積累的折舊費。很明顯，對一臺固定原值的設(shè)備來說,使用的年限越長，逐年提供積累的折舊費就越多，其凈值也就越低。所以，企業(yè)設(shè)備新度系數(shù)的高低直接反映了該企業(yè)所有設(shè)備的新舊程度。設(shè)備新度系數(shù)4.設(shè)備重大事故率設(shè)備重大事故率是指因設(shè)備故障，導致生產(chǎn)停滯，出現(xiàn)重大經(jīng)濟損失或者人員傷亡的比例，是企業(yè)安全生產(chǎn)的重要指標。設(shè)備重大事故率5.設(shè)備可利用率（有效利用率）設(shè)備可利用率是指設(shè)備的使用效率，即每年度設(shè)備實際使用時間占計劃用時的百分比，是反映設(shè)備工作狀態(tài)及生產(chǎn)效率的技術(shù)經(jīng)濟指標。設(shè)備可利用率（1）MTBF（MeanTimeBetweenFailures）即平均故障間隔，表示設(shè)備故障發(fā)生期間的時間平均值，標志設(shè)備的可靠性。MTBF的值越大越好。計算公式為：MTBF例如，某設(shè)備在一個統(tǒng)計時間段內(nèi)的使用情況為：400h運行→2h修理→1200h運行→4h修理→800h運行→3h修理，MTBF是多少？MTBFMTBF可以有效反應設(shè)備的運行狀態(tài)用，可以將MTBF的公式稍微變換一下，即“MTBF=產(chǎn)量/修理次數(shù)”，表示的是修一次設(shè)備可做多少個產(chǎn)品，從公式上可以看出MTBF越大，則表示設(shè)備的狀態(tài)越好。設(shè)備管理人員可以根據(jù)MTBF指標為設(shè)備維護提供依據(jù)，當設(shè)備的MTBF指標小于規(guī)定的標準值時即可安排設(shè)備維修，使MTBF始終維持在一個較高的水平。（2）MTTR（MeanTimeToRepair）即平均修理時間，表示設(shè)備故障發(fā)生期間修理時間的平均值，標志設(shè)備的可維修性。MTTR的值越小越好。計算公式為：MTTR例如，某設(shè)備在一個統(tǒng)計時間段內(nèi)的使用情況為：600h運行→4h修理→1500h運行→9h修理→900h運行→5h修理，MTTR是多少？MTTR同樣的，把MTTR計算公式稍微變換一下，即“MTTR=維修時間/產(chǎn)量”，表示的是每周做一個產(chǎn)品的平均修理時間。MTTR的值越小，設(shè)備的狀態(tài)就越好。（3）MWT（MeanWaitTime）即平均等待時間，表示設(shè)備故障發(fā)生后至維修時所需要等待時間的平均值，標志設(shè)備維修的組織效率。MWT的值越小越好。計算公式為：MWT例如，某設(shè)備出現(xiàn)過3次故障，各個故障在等待維修時分別花費的時間為24h、12h和24h，MWT是多少？MWTMWT的值越小，表示故障等待的修理時間就越短，設(shè)備修理的效率就越高。根據(jù)設(shè)備在數(shù)據(jù)采集周期內(nèi)計算得到的MTBF、MTTR和MWT，進行分析篩選。找出那些MTBF小、MTTR大和MWT大的設(shè)備，這些設(shè)備就是需要進行預防保全的重點設(shè)備。6.生產(chǎn)設(shè)備完好率設(shè)備完好率是指完好的生產(chǎn)設(shè)備在全部生產(chǎn)設(shè)備中的比重，是反映企業(yè)設(shè)備技術(shù)狀況和評價設(shè)備管理工作水平的一個重要指標，也是設(shè)備管理的基本依據(jù)。設(shè)備完好率7.設(shè)備故障停機率設(shè)備故障停機率是指設(shè)備故障停機時間與設(shè)備應開動時間的比，反映了設(shè)備故障對生產(chǎn)活動影響程度，也用于評價企業(yè)的維修水平。設(shè)備故障停機率8.設(shè)備綜合效率設(shè)備綜合效率（OverallEquipmentEffectivemess，OEE）是全面生產(chǎn)維護（TotalProuductiveMaintenance，TPM）的重要組成部分。設(shè)備綜合效率的本質(zhì)是設(shè)備實際產(chǎn)量與設(shè)備理論產(chǎn)量比值，它能夠全面地反映設(shè)備的有效利用率，并通過時間損失分析為改善生產(chǎn)模式提供必要的信息。在產(chǎn)品生產(chǎn)中，一般每臺生產(chǎn)設(shè)備都有規(guī)定的理論產(chǎn)量，但是由于在實際使用過程中受到各種因素的影響，設(shè)備在生產(chǎn)過程中都會產(chǎn)生時間損失和質(zhì)量損耗，致使設(shè)備難以達到最大利用率，導致實際產(chǎn)量和理論產(chǎn)量之間存在一定的差距。國際上通常采用OEE指標來反映設(shè)備實際生產(chǎn)能力和理論生產(chǎn)能力的差別。OEE作為一種獨立測量工具用來表現(xiàn)實際的生產(chǎn)能力和理論產(chǎn)能的比值，是由時間開動率，性能開動率以及合格品率三個關(guān)鍵要素的乘積組成：OEE=其中，時間開動率是用來評價停工所帶來的損失，包括引起計劃生產(chǎn)發(fā)生停工的任何事件，例如，設(shè)備故障、換線換模、原材料短缺以及生產(chǎn)工藝的改變等。時間開動率性能開動率是對生產(chǎn)速度損失的評價，所有對設(shè)備運行其最大速度產(chǎn)生影響的事物都是考慮的因素。例如，設(shè)備的磨損、設(shè)備的短暫停機、原材料的不合格以及操作人員的失誤等。性能開動率產(chǎn)品合格率是用來評價質(zhì)量的損失，主要用來反映未達到質(zhì)量要求的產(chǎn)品數(shù)量（包括返工、報廢的產(chǎn)品），其計算為：產(chǎn)品合格率從設(shè)備管理的角度分析生產(chǎn)過程中的各種停機與損失，可以概括為六種損失，分別為停機損失、換線調(diào)試損失、暫停機損失、減速損失、啟動過程次品損失、生產(chǎn)過程次品損失，六大損失與OEE的對應的關(guān)系如表6-1所示。表6-1六大損失與OEE的關(guān)系六大損失類別OEE損失類別說明停機損失時間開動率表示由于大故障或突發(fā)故障導致的設(shè)備停機換線調(diào)試損失時間開動率因更換裝夾工具、設(shè)備調(diào)試等準備工作導致的損失暫停機損失性能開動率常指5分鐘以下的停機，由操作員工能快速解決的停工問題減速損失性能開動率任何影響設(shè)備達到最大運行速度的因素啟動次品損失產(chǎn)品合格率設(shè)備未達到正常運行速度時生產(chǎn)的不合格品生產(chǎn)次品損失產(chǎn)品合格率設(shè)備正常運行過程中生產(chǎn)的不合格品例如，某個設(shè)備某天工作時間為8h，班前計劃停機15min，故障停機30min，設(shè)備調(diào)整25min,，產(chǎn)品的理論加工周期為0.6min/件，一天共加工產(chǎn)品450件，有20件廢品，求這臺設(shè)備的OEE。（1）計算時間開動率。計劃工作時間=8×60-15=465（min）實際工作時間=465-30-25=410（min）時間開動率=410/454=0.881（88.1%）（2）計算性能開動率性能開動率=450/410×0.6=0.658（65.8%）（3）產(chǎn)品合格率產(chǎn)品合格率=（450-20）/450=0.955（95.5%）（4）設(shè)備綜合效率OEEOEE=0.881×0.658×0.955=0.554（55.4%）如果車間有n臺設(shè)備，應先分別計算出各臺設(shè)備的OEE數(shù)值，然后計算車間設(shè)備的整體綜合效率，計算公式為：車間設(shè)備整體綜合效率

二、設(shè)備維修智能化眾所周知，目前制造業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，設(shè)備的維修、更新?lián)Q代不僅影響業(yè)務的發(fā)展，還是廠商控制成本增加競爭力的重要砝碼。如何讓自己的設(shè)備在激烈的市場競爭中保持良好的生產(chǎn)狀態(tài)，最大化地發(fā)揮效能，節(jié)省成本、創(chuàng)造利潤，是廠商們亟須解決的問題，故此利用信息技術(shù)進行設(shè)備智能化維護的需求甚囂塵上，IT解決方案便被推到企業(yè)面前。依托日益發(fā)展的人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，設(shè)備維修智能化的應用場景可以包括以下幾個方面：（1）人工智能維修診斷和輔助。設(shè)備維修過程中工人的經(jīng)驗是一筆巨大的財富，但是由于缺少有效的記錄以及人才的流失，致使這些經(jīng)驗無法重用，造成維修資源的浪費和知識共享的缺乏。因此，借助人工智能技術(shù)，對海量的設(shè)備維修報告、設(shè)備運行參數(shù)中各類異常數(shù)據(jù)以及設(shè)備維修的操作記錄等進行保存和挖掘，對設(shè)備故障診斷知識進行歸類總結(jié)，構(gòu)建設(shè)備故障診斷知識圖譜，協(xié)助檢修人員提升工作效率，縮短檢修作業(yè)時間。人工智能維修診斷和輔助的示例如圖6-1所示。圖6-1人工智能維修輔助（2）預測性智能診斷和遠程運維。預測性維修是在故障早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患和缺陷，進而主動采取干預措施的維修策略，這將大幅減少非計劃性停機，從而提高制造效率、降低維修成本，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重要的應用場景。采用智能傳感單元＋工業(yè)APP的創(chuàng)新模式結(jié)合，同時將云計算和智能應用高度融合，提高用戶體驗和智能診斷準確性。結(jié)合AR智能眼鏡的應用，構(gòu)建成現(xiàn)場故障監(jiān)測→云計算隱患排查→遠程診斷報告→AR輔助現(xiàn)場故障排查與處理的預測性智能維修閉環(huán)，如圖6-2所示。圖6-2預測性智能診斷＋AR遠程維修協(xié)作系統(tǒng)三、全員生產(chǎn)維護TPMTPM(TotalProductiveMaintenance)，譯為全員生產(chǎn)維護，是指從設(shè)備管理改善入手，由公司內(nèi)全體部門，全部層級組織，所有人員均參與的，以改善小組活動為載體的，最大限度地提高現(xiàn)有設(shè)備的利用率，實現(xiàn)設(shè)備利用的高安全性、高質(zhì)量和防錯性；同時對公司治理能力優(yōu)化，創(chuàng)建能不斷自我完善的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理體系，最終達到設(shè)備全生命周期內(nèi)設(shè)備綜合效率最大化，從而使企業(yè)達到降低成本和全面提升效率目的設(shè)備維護管理制度，TPM管理體系如圖6-3所示。圖6-3TPM管理體系1.TPM的特點和目標概括地說，TPM的特點就是三個“全”，即全效率、全系統(tǒng)和全員參加。（1）全效率：指設(shè)備壽命周期費用評價和設(shè)備綜合效率。（2）全系統(tǒng)：指生產(chǎn)維修系統(tǒng)的各個方法都要包括在內(nèi)。即是PM（預防維修）、MP（維修預防）、CM（改良維修）、BM（事后維修）等都要包含。（3）全員參加：指設(shè)備的計劃、使用、維修等所有部門都要參加，尤其注重的是操作者的自主小組活動。TPM的目標可以概括為四個“零”，即停機為零、廢品為零、事故為零、速度損失為零。（1）停機為零：指計劃外的設(shè)備停機時間為零。計劃外的停機對生產(chǎn)造成沖擊相當大，使整個生產(chǎn)品配發(fā)生困難，造成資源閑置等浪費。計劃時間要有一個合理值，不能為了滿足非計劃停機為零而使計劃停機時間值達到很高。（2）廢品為零：指由設(shè)備原因造成的廢品為零?！巴昝赖馁|(zhì)量需要完善的機器”，機器是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，而人是保證機器好壞的關(guān)鍵。（3）事故為零：指設(shè)備運行過程中事故為零。設(shè)備事故的危害非常大，影響生產(chǎn)不說，可能會造成人身傷害，嚴重的可能會“機毀人亡”。（4）速度損失為零：指設(shè)備速度降低造成的產(chǎn)量損失為零。由于設(shè)備保養(yǎng)不好，設(shè)備精度降低而不能按高速度使用設(shè)備，等于降低了設(shè)備性能。2.TPM的內(nèi)容TPM的主要內(nèi)容分八個方面：（1）自主維護。自主維護就是每一個操作人員維護和保養(yǎng)自己的設(shè)備，對自己的設(shè)備進行日常點檢、加油、更換零件、修理、早期發(fā)現(xiàn)故障和校正精度等。（2）個別改善。個別改善就是為了實現(xiàn)公司的經(jīng)營方針和經(jīng)營目標而進行的一些具體和重大的項目改善活動。開展個別改善需要解決三個問題：一是有效把握自己部門及崗位存在的問題和損耗；二是對照公司或部門目標，決定在某個時期內(nèi)需要解決的項目；三是以最短的時間完成課題改善活動，達到改善目標。（3）專業(yè)維護。專業(yè)維護就是專門的設(shè)備維護部門對設(shè)備進行預防維護和計劃維護，并通過診斷技術(shù)來提高設(shè)備狀況的預知力。將設(shè)備管理的職能進行細分是必要的，設(shè)備的日常管理交給生產(chǎn)部門進行自主管理，同時要擁有高水平、專業(yè)化的維護隊伍。（4）初期管理。設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)的初期管理是指通過生產(chǎn)技術(shù)革新，達到新產(chǎn)品的垂直導入（即在很短的時間內(nèi)完成新產(chǎn)品的試驗，并快速開始批量生產(chǎn)）以及設(shè)備的維護預防設(shè)計。（5）事務改善。事務改善是間接部門的事務革新活動，TPM是全員參與的持久的集體活動，沒有管理間接部門的支持，活動是不可能持續(xù)下去的。活動的內(nèi)容包括生產(chǎn)管理、銷售管理、行政后勤管理以及其他間接管理業(yè)務的改善活動。事務改善的目的是改進管理系統(tǒng)，消除各類管理損耗，減少間接人員，提高辦事效率，更好的為生產(chǎn)活動服務。（6）環(huán)境改善。環(huán)境改善就是確保活動中的安全，消除困難作業(yè)、危險作業(yè)，消除任何可能引發(fā)災害的各種隱患，創(chuàng)造適合人和設(shè)備的良好工作環(huán)境。企業(yè)應該杜絕污染、減少廢棄物、節(jié)能降耗和資源再利用，全面開展環(huán)境保護活動。（7）人才培養(yǎng)。企業(yè)的發(fā)展是靠培養(yǎng)人才和完全發(fā)揮人才的能力來達成的。為了有效推進TPM的實施，實現(xiàn)對現(xiàn)有工作的改進，企業(yè)的員工必須具備改善的意識，掌握各種必須的技能。企業(yè)和各個部門應該根據(jù)活動的要求，積極開展對員工的教育和培訓工作，全面提升員工素質(zhì)和各方面的能力。（8）質(zhì)量維護。質(zhì)量維護就是進行抓住