在智能制造的浪潮下,我国积极推动工业互联网建设,制造业也正在积极转型,自动化、数字化、智能化水平大大提高,各行业领军企业越来越重视生产设备数据采集和车间联网,设备数据可视化程度显著提高。
但是,多数制造企业虽然花费巨资上马了非常先进的设备,但设备管理维护、人员知识结构仍停留在较低水平:数采基本靠笔,处理基本靠人,分析基本靠猜(经验)。可以说是买来了工业4.0的设备,却延续着工业2.0的管理。
从设备资产效益产出角度看,我国制造业的设备综合效率的提升空间巨大。据统计,我国大部分离散制造业的OEE在40%左右,距离发达国家至少还有30%-40%的提升空间。同时,很多企业对设备维护和保养的精细化管理不够重视,造成异常停机和备件浪费等隐性损失。在当前疫情冲击、全球化局势不确定性进一步增加的形势下,提升设备管理水平可以为企业的生存发展,提升竞争力带来宝贵的机会。
如何构建面向新型设备的管理能力,是当前我国制造业面临的一个问题和挑战。为此,我们总结了制造业企业存在的5大误区,并给出了对应的策略建议,希望可以帮助企业少走一些弯路。
01 重硬轻软
大部分企业新建工厂或者新购买的设备,只重视硬件的验收交接,忽视了软件系统的运行、维护、服务标准,没有明确要求设备厂商提供数据采集接口和定义设备数据所有权。
根据相关数据统计,目前我国企业生产设备的数字化率平均为47%智能制造项目管理,关键工艺的数控化率51%,关键设备联网率41%。嵌入式软件、人机界面、数据监测模型、管理平台都是智能设备的重要组成部分,也都应当是设备管理的范畴。结合笔者进行工业互联网相关项目的经验来看,设备数据采集受制于工业现场协议众多、原厂不开放不支持、设备数据不确权等原因,设备数采仍然是生产现场数字化推进中最大的痛点之一。
比如我国许多SMT产线,贴片机本身精度很高、节拍很快、良率也都在99%以上了,单纯再靠手工调试,很难再提升了。许多工厂期望能将贴片机的数据实时数采和分析,解决自动叫料、接料问题,改善抛料问题。但目前动辄数万的数采license费用,让许多工厂望而却步。
因此,工厂在设备采购环节就提前考虑,将相关要求加入商务条款,可以为以后设备制程详细数据的采集和工艺、品质的分析优化做好准备。
02 生产为重,不坏不修、不停不管
在大部分工厂,特别是离散制造业,都是生产是老大,设备只是保障部门,只要设备还能运转,就不会停产,这导致设备维护改善的时间和资金投入严重不足,设备部也陷入四处救火、穷于应付的被动恶性循环。究其原因,是因为企业没有从工厂端到端视角看设备停机的损失。在设备故障出现初期征兆的时候进行维护,远比造成停机后再维修造成的损失和投入成本要小得多。
例如某机床通过振动分析,可以看到10月18日振动加速度峰值触发早期预警阈值,但是由于生产计划问题,没有停机维护;10月22日机床主控系统触发故障,不得不停机过10个小时维修和更换轴承,维修后,振动恢复正常水平,但较大损失已经造成。
图1:策意data设备故障分析软件可视化界面截图
设备管理经历了四个发展历程:从1.0的纠正性维护(CM),到2.0预防性维护(PM)、3.0的可靠性维护(RCM)、4.0的预测性维护(PHM),本质上是以设备健康管理(EHM:EquitmentHealth Mangment)为中心,从“治已病”到“防未病”的进化过程。通过EHM,设备健康状态不再是简单地划分为正常、异常。
我们可以通过新技术、新工具,分析积累的基础数据,评估出设备的亚健康状态,提前维护,大大减少设备维护成本。例如,格创东智EHM给设备维护工程师配备带有振动传感器的智能点检仪,就像给医生配了“智能听诊器”一样,通过数秒的监测振动,结合内置的频谱分析模型,就可以准确、快速的判断出设备健康状态、故障征兆原因,对设备工程师故障诊断起到重要辅助作用。这样,设备管理人员的职责从原来的坏了再修,转向如何保障设备健康运行的专业维保维护工作,进入良性循环。
03 设备问题就是设备部的事情
虽然TPM已经推行了多年,但许多管理者观念和行动上,还是认为设备出了问题,就是设备部的事情,导致生产部门对设备的故障不关心,对影响产量、质量的设备维护不重视。设备维护工程师也往往因为地位低、薪酬低,自嘲为看门狗和替罪羊:节假日,别人可以休息,他们却不能离开,因为这正是维修设备的好时机;凡是出了问题,无论是设备停机,生产停产,还是质量事故,都会与设备相关,设备人员几乎永远是背锅侠。设备部成了优秀人才最不愿意去的地方。这种恶性循环现象需要生产管理者身体力行,树立正确的设备管理理念,构建生产为主体的全员自主维保体系。只有生产部门管理者重视起来了,生产设备操作者才会改变对设备漠不关心的态度,才能有效进行设备保养。这个光靠设备部是玩不转的。
工厂可以通过引入数字化的设备健康管理EHM解决方案,构建全员自主维护保养的体系和运转机制。比如某电子厂,通过导入东智EHM,实现了设备的二级标准保养体系:工位操作工的日常自主点检维保、设备工程师的专业点检维保,通过NFC、移动化APP、照片水印、图像比对等技术,杜绝原来的杜绝假点检、假巡检问题。同时通过扫码报修、数据规则自动报修、维护工单自主抢单、维修效果用户评价、绩效积分竞比等功能和机制,帮助工厂实现TPM的自运转。半年左右时间,帮助工厂降低约20%的异常停机时间。
04 将设备维护当作成本中心,忽视了冰山下的损失
许多管理者认为设备零故障是不可实现的,企业在遇到困难需要削减成本时,很多情况是拿设备维修费用开刀,甚至提出让维修预算每年递减百分之几的目标。从传统财务角度看,设备维修资金一般被定义为成本和费用。
其实早在30年前,德国召开欧洲维修团体联盟国际会议时,就提出“维修——为了未来的投资“的主题。作为投资,就需要有清晰的投入产出。维修的投入是设备日常维护所投入的人工费、各类防护费、备件费,以及设备管理系统的投资。产出是什么呢?是避免由于设备维护不足、设备管理不善,带来的设备停机、精度或者质量缺陷带来的损失。如果对这些损失的价值误判,则容易扼杀设备维护技术和管理体系的改善性投入。
笔者曾经服务过一家大型工厂,设备部要上马EHM项目,实现设备的数据采集和监控,同时通过移动化的巡点检,实现设备的报修和维护过程,形成设备的故障树记录。但是在核算投入产出的时候,却屡屡被财务挑战,过不了关。他们理解降低设备停机1小时的价值,仅仅是这1小时涉及到的员工的人工成本。这样算下来,价值产出太低,许多设备改善项目没法上马。这样的项目价值核算标准直接打压了工厂精益革新的积极性。设备停机一小时的损失,要从工厂视角端到端的去衡量整体,这里面其实包括了产能损失的机会成本,即1小时的产品产值损失,才是这个工厂真正的损失。这样算下来,工厂许多可以改善停机、改善浪费、现场精益类的小改小革的项目,都可以进行开展,能激发起基层员工的创新积极性,也确实能给工厂带来实实在在的效益。
在实际操作中还存在一个问题,就是备件的更换,很大程度上掌握在维修工手上,存在着许多“人为掌握”更换的因素。维修人员大都靠经验判别备件损坏程度,对怀疑有故障的零部件,通常为了减少麻烦,即使还可以用也会更换成新的,导致产生过度维护的隐性浪费。这块隐形的损失,如果通过构建更精准的备件寿命管理,可以转变成“利润”。在TCL华星光电,由于大部分都是进口件,每年备件费用就数亿。通过应用东智EHM构建精细化的备件寿命管理,可以针对不同的供应商、不同的批号、不同工况,基于数据对备件寿命预测管理,每年可节省数千万的费用。
设备维护工作由过去强调为生产服务,追求较高的设备完好率指标转变到以企业的经济效益为中心,要求设备管理工作重视维修费用的管理与控制,找到以最少的维修费用达到最高的设备可利用率的平衡点。企业高层管理者应当从“投资”的角度认识维修和设备管理,实现转变设备管理理念。
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