设备维修PLM系统解决方案

从广义上来说,面向PLM的设备维修系统的维修策略是指以设备为研究对象,应用一系列的研究理论、方法,通过采取一系列的技术技能和有效的组织措施,对包括设备的前期设备分析及规划、设

产品应用
1.1 引言
从广义上来说,面向PLM的设备维修系统的维修策略是指以设备为研究对象,应用一系列的研究理论、方法,通过采取一系列的技术技能和有效的组织措施,对包括设备的前期设备分析及规划、设备需求分析及整体设计,中期的设备制造和安装调试并投产大批量生产以及后期的维护更新及报废,整个设备的生命周期的物质运动和价值运动进行的维修管理策略。一套良好、优秀的维修策略,可以使得维修资源成本投入少,而达到明显的利润最大化。
设备维修 
 
设备维修策略目前运用较多的有三类:
  一、计划维修:计划维修是对设备进行周期性维护、检查和预防性修理,采取调整、润滑、清洗、检验、测量、鉴定以及对设备零部件的定期更换和零部件备件的订购等措施,具有较高的可靠性,安全性和计划性。
 
  二、事后维修:顾名思义,事后维修是在故障后进行修理,对设备零部件的修理以及零部件的加工、制作等。事后维修是基于故障的非计划维修,优点为可使零部件的有效寿命达
到最大限度地利用,充分发挥设备的耐用度。
 
  三、状态维修:状态维修是基于设备状态的监测维修,其是计划维修和事后维修的结合。基于计划维修时对设备的磨损状况能够推断出零部件的使用寿命,并对维修费用加以确定。状态维修具有较高的计划性以及有效度。状态维修要求实时监测了解设备的性能和工作状况,以达到按需维修,提前维修,以延长设备的使用寿命。因其需要先进的监控手段和先进的诊断决策方法,实施起来难度较大,但是未来的发展趋势。
 
 
企业的设备维修系统中另外一个关键技术就是要有一套高效、精干、有序的维修组织模型,这不仅可以将各种企业资源如备件库存、维修人员数目以及项目进度等调整分配到最好的状态,同时还可以节约资源浪费,提高产品的核心竞争力。
 
 
现代社会设备维修组织的功能主要包括:
  (1)不断优化设计维修策略,来提高设备的有效使用率;
  (2)通过培训内部员工或调配外部维修资源来优化配置,进行协同维修工作。
  (3)在企业团队之间有即有合作又相互监督,促进合作关系和设备维修组织的良性健康发展。
  (4)企业逐渐侧重于对“多面手”员工岗位的提倡和培养,以节约维修资源成本,充分发挥员工的主观能动性和提高员工技能水平。
 
  面向PLM的设备维修系统组织将设计人员参与E-维修,再制造人员参与到维修中来,使维修组织结构更灵活化。
 

1.2 设备维修策略的分类
  设备维修策略的分类方法有很多,本文主要从三个方面来阐述设备维修策略的分类:
  一、按照维修时间分类的维修策略;
  二、按照维修方式分类的维修策略;
  三、按照维修需求分类的维修策略。
 
1.2.1 按照维修时间分类的维修策略
  设备维修策略按设备服役时间可以划分为初始故障期、随机故障期和耗损故障期。对于这三种不同时期的维修策略分别如表3.1示。
与设备役龄相关的维修策略 
 
1.2.2 按照维修方式分类的维修策略
1.2.2.1 保养
设备在服役初期各项性能指标基本处于最好的状态,这个时期可以按照设备事先规定的维护周期和维护周期结构对设备进行维护保养。这种方式可对设备使用中的各种技术指标状态进行监测和诊断,以设备的保养为主。这种维修策略,充分节约了维修资源,同时预防了设备因可能出现的故障而停机的现象。
 

1.2.2.2 修理
设备因一个部件损坏或者偶然突发的故障而影响正常生产,通过修理活动或者更换部件可以纠正的情况,可以采用修理方式进行维修。可以减少维修工作量和维修占机时间,节省修理费用,提高设备的使用率。
 

1.2.2.3 大修
对于部件性能严重劣化造成设备停机的严重故障,设备维修人员在短时间内不能通过简单的修理动作使设备恢复使用时,可采用大修的维修策略。设备大修是将设备的全部或者大部分进行分解,修复各个部件,对零件进行修复或者更换,再进行系统装配调试,整机调试,达到清除缺陷,恢复设备预期的性能和状态的目的。这种维修方式维修工作量增加,停产维修占机时间长,修理费用增多。
 

1.2.2.4 改造
由于设备先天不足,存在设计、制造或者原材料缺陷,超过了最佳使用期限,导致设备不能有效工作,可通过改造根除故障源,永久消灭故障。但设备从需求分析、概要设计、详细设计到研制、投产整个周期最少也需要大概3.5年时间,这对于一个亟待满足市场需求的产品来说是不可能的,因此,可以通过对现有设备进行改装来实现,即改变现有设备的冗余结构,更换新部件装置,改善现有设备的性能指标,使其最大可能地达到预期设备的性能水平。
 

1.2.3 按照维修需求分类的维修策略
1.2.3.1 主动维修
主动维修是不局限于设备的组织结构,从根本上去除故障隐患,一般采用“逢修必改"的维修方式。主要适用于设备具有先天缺陷,即在生命周期的早期存在设计、制造以及原材料缺陷进入耗损故障期的设备。
 

1.2.3.2 机会维修
机会维修是不局限于原有的维修计划,充分利用节假日和生产淡季等进行设备的检修和保养,使设备随时处于较好的工作状态。设备维修部门可提前在有规律的生产淡季和节假日之前,就提前做好计划进行检修维护保养的准备和相关维修资源的安排。
 

1.2.3.3 被动维修
被动维修也可称为事后维修,是第一代的维修模式。主要是指设备出现故障以后再进行维护修理的工作。主要包括两个方面:设备操作者兼任维修人员的兼修和专业维修人员的专修。无论哪种维修方式,都是在设备坏了以后才修,不坏不修,是一种最经济的维修策略。
 

1.3 设备的使用者、制造商以及第三方服务商的维修策略
面向PLM的设备维修策略主要面向对象为设备使用者、设备制造商以及第三方维修服务商,通过综合三方面的维修策略,来制定面向PLM的协同维修策略,以提高设备使用率和使企业经济效益达到最大化。
 

1.3.1 设备使用者的维修策略
设备使用者即用户,是以设备使用率最大化为目标。一般传统的小企业都采用事后维修的维修策略,“我操作,你维修",有什么问题自己能解决就自己解决,不能解决可以求助第三方服务商或者更严重时联系设备制造商。大部分的中小型企业也会采用预防维修,会对设备进行周期性的检查、保养和维护,以延长设备的使用寿命,减少和避免一些安全隐患,使维修更具有计划性。
 
 
一般来说,设备使用者仅仅参与了设备全生命周期的应用阶段,但却是最知道怎么样的设备才能最满足生产需要的一方,也最知道现有的设备有什么不足和缺陷,可以如何改进来提高设备的性能。因此,如果设备使用者不仅在使用与少量简单维修阶段参与,同时也能参与到设备全生命周期的前期阶段,如需要分析、概要设计、详细设计阶段,对设备的功能性和实用性设计会有很大参考价值和提高。
 

1.3.2 设备制造商的维修策略
设备制造商是设备的直接制造与生产方,对一些大中型设备的维修一般为计划维修,对设备进行周期性的大修、中修、小修、检查或者维护。大多数设备都是设备耗损故障期的维修,在设备老化、磨损、变形等情况时,在设备使用者不能自行修理的情况下,进行以恢复设备性能为主,有必要时加以小的设备改造或者也可以根据设备使用者意见进行再制造。
 
 
设备制造商对设备的整个生命周期都比较了解,主要参与了设备的需要分析、概要设计、详细设计、投产、销售以及售后维护和修理阶段,唯独没有参与设备的使用阶段,也可以说只是在设备出厂前有进行一些功能测试、性能测试、负载测试、压力测试,易用性测试等指标时使用过,并没有很具体的使用经历,因此,这就局限了其在同类产品研发或者更新换代时的设计思路,没有体验就很难设计出特别符合用户需求的产品。
 

1.3.3 第三方维修服务商的维修策略
第三方维修服务商是介于设备制造商与设备使用者之间的一方,其主要专门负责设备的维护与修理。对于维修服务商来说,一般采用视情维修,根据当前客户设备的实时状态进行维修。当然对于以维修为主营业务的服务商来说,还主要采用以资金为中心的维修。如图3.1示为以资金为中心的维修策略。
以资金为中心的维修策略 
图1.1 以资金为中心的维修策略
 
第三方服务商更多的是侧重于以最少的资源和成本来达到最优的维修效果。但因其接触的设备维修更多元化和专业化,但只参与了设备的维修阶段,而对设备的其它生命周期阶段并没有参与,这在某种程度上来说,造成了资源的浪费。如果能够第三方在设备设计时也能参与其中,这对于设备的改良优化都是一个很具有参考价值的资源。
 

1.4 面向PLM设备维修组织管理
1.4.1 面向PLM的设备维修组织流程分析
企业设备维修组织的目标是具有高的业务流程效率,“流程效率"的思想方法是着眼于长远和全局的一种简化管理流程、提升管理效率,突出发展与合作的理念。
 
 
企业的设备维修组织流程管理存在的突出问题主要有:数据冗余,包含不增值的环节和繁多的报表数据未进行合并;未经优化的无效活动。因此,为适应市场的需求变化,企业的维修组织流程应相应进行改造。
 
 
维修组织的流程改造主要遵循如下原则:
  (1)以客户为中心的原则;
  (2)企业的维修组织管理进行应一切以“流程"中心,而不是以一个或几个专业职能部门为中心。即一个组织管理流程是由一系列相关职能部门相互配合来完成的:主要围绕目标或产出,由一个人或一个小组负责来完成流程中的所有步骤。
  (3)维修组织结构应该以产出为中心,对“流程"运行不利的障碍将被去除,削弱职能部门的作用,多余的部门及重叠的“流程”将被合并或删除。
  (4)组织结构扁平化,将信息处理工作纳入实际工作当中去,优化工作流程,巩固并扩大增值的活动,限制并减少零增值的活动,消除并合并的负增值的活动,从而提高客户满意度和企业竞争力,降低整个流程成本,给企业最大程度地创造利益。企业维修组织的流程分析与改变前后变化,如表3.2和3.3所示。
维修组织的流程分析与再造的变化前维修组织的流程分析与再造的变化后 
 
1.4.2 面向PLM的设备维修组织机构重组方法
设备维修组织机构重组对于企业的设备维修组织领导来说是需要认真对待的事情,一般需要高层领导的全程关注和最终决策,一般可分为四个阶段:自评阶段、准备阶段、原型研究阶段和结果分析与推广阶段。各阶段的主要工作如下:
 
  (1)自评阶段
  按照部门规定目标进行自我检查,分出优缺点,进一步分析改进缺点内外因素,包括策略、资金控制、社会影响等,再选择工作样板试验计划报给企业高层领导审核批准。
 
  (2)准备阶段
  当工作样板试验计划被企业高层领导批准后,确定组织机构重组的初步方案,选出项目负责人,讨论确定组织重构所需的技术、时间与经济需求,最终整体计划确定并报与高层领导审核批准。
 
  (3)原型研究阶段
  该原型研究阶段主要包括所有维修技术过程内容研究,并主要列出能说明其有益有效的内容;无附加值活动内容研究,但仍需要包括虽然没有附加值,但属于当前法律法规要求或出于安全考虑的环节;研究应用变革新技术,并对预知状态维修活动进行定义,制定维修计划,报给高层领导批准,并与预期计划内容相协调,并在实际生产环节验证可行后,确定最终的全面生产维护计划,即新的组织运行流程框架。

  (4)对组织重构后的效果进行分析评判,进行修正优化后推广运用。设备维修组织机构重组流程图如图1.2示。
设备维修组织机构重组流程 
图1.2 设备维修组织机构重组流程
 
1.4.3 面向PLM的设备维修组织优化效果
通过维修理论的遵壅带动维修组织结构改变的效果,如图1.3示。
维修组织结构改变的效果 
图1.3 维修组织结构改变的效果
 
图中虚线部分代表在先进维修理论指导下典型组织的工作表现情况;实线部分代表传统维修模式下典型组织表现,包括停机生产损失曲线、维修组织投入费用和两者相加的综合费用曲线。从图中可以看出,随着理论进步的提升,相应的组织表现情况也有明显变化,相对的维修组织投入费用相比传统模式却趋于平缓,具体表现为停机损失曲线的下降趋势更加陡峭,从而综合费用的曲线相比传统模式也下降明显。
 

1.4.4 面向PLM的设备维修组织模型
对设备维修进行全生命周期管理,覆盖面广,采集数据工作量大,分析所领带的数据基础样本的科学性要求高,因此建立一套行之有效的设备维修管理组织模型能够更好地设备维修系统进行管理。我们主要以设备使用、维护维修及其价值运动密切相关费用的数据采集和分析作为管理分析的基础,通过排序的方法评价设备维修周期价值表现与费用表现,从而为设备维修、改造与再制造提供决策分析服务。如图1.4示。
面向PLM的设备维修组织模型 
图1.4 面向PLM的设备维修组织模型
 
1.5 小结
本章主要介绍了设备维修策略的分类,详细介绍了按维修时间、维修方式和维修需求分类的维修策略;然后又从各维修主体,设备使用者、设备制造商以及第三方维修服务商的角度出发,分别阐述了其各自的维修策略及特点;最后重点介绍了面向PLM的设备维修组织管理,分别对其流程分析、组织机构重组方法、维修组织优化效果和维修组织模型进行了详细介绍和分析。