設備操作檢修協同管理模式研究

宋澤海 李海龍

（天津鋼管集團股份有限公司 天津）

對企業而言，設備是產品加工和制造的必要工具和手段。隨著科學和技術的發展，現代設備將制造技術、控制技術、信息技術等融為一體，具有結構復雜、控制精密、功能先進、操作簡便、維護專業等特點。無縫鋼管制造企業的設備包括冶煉、軋管、管加工及熱處理、深加工等專用設備和起重、運輸等通用設備。生產的連續性對設備的運行可靠性和穩定性提出了非常高的要求，每個設備的運行狀況和維護水平都關乎著整個生產線的運行和產品的質量，直接影響著企業的經濟效益。面對日益嚴峻的市場競爭，設備對于企業快速響應市場和提升競爭力具有不可或缺的重要作用，探索適應企業特點的設備管理模式已經成為擺在各個企業面前的迫切任務。

一、設備操檢協同管理的內涵

1.傳統的設備操作與維檢

在多數企業中，設備的運行操作和維檢保養是分開的。前者一般由生產部門負責，操作人員只管使用設備，需要維護保養時通知設備部門；后者通常由設備部門負責，維檢保養人員按照使用情況或者設備維護規定進行設備維檢保養。兩者隸屬不同部門，根據職責界面履行責任，彼此之間的聯系依靠工作指令，信息傳遞遲滯、簡單，人為把設備運行與維護割裂開來。

從操作運行角度看，設備使用人員通常認為他們操作的設備應該而且已經處于良好狀態，能夠滿足生產作業計劃和產品質量要求。使用人員只負責操作使用設備，忽視設備運行的即時狀況監測和信息收集。所有設備的維護保養皆由設備管理部門負責，一旦發生生產設備事故，操作人員只要通知到設備部門就沒有自己的事了，把設備維檢保養的責任完全推給了設備管理部門。

從維檢保養角度看，設備管理部門一般按照生產作業計劃和設備制造廠家提供的維護保養規定以及設備點檢信息，制定維檢保養計劃和方案，對設備進行日常維護、定期檢修和周期大修等維檢保養作業。在設備運行期間，難以掌握使用部門是否正確操作設備以及設備運行的即時信息、報警信息。特別是由于無法將設備運行的即時信息與歷史信息、初始調試信息、設計信息進行比較，設備維檢保養難以真正做到有的放矢。

操檢分開的設備管理模式時常導致設備使用部門和設備管理部門對設備運行維護的責任、內容、時間、費用發生爭執，導致設備欠修或過修，造成時間和資材浪費，影響正常的生產作業。

2.設備操作與維檢的協同管理

所謂協同，指的是系統的各個部分協同工作。協同理論告訴我們，系統內的子系統之間會通過物質、能量或信息交換等方式相互作用，以很有組織性的方式協同行動，形成一種整體效應，從而導致系統宏觀性質的改變。設備操作運行與維檢保養作為企業內部兩個子系統，它們之間也必然存在著相互作用，對設備使用與維檢效果的影響是有差異的。因而，利用它們之間的相互關聯，形成合作關系協同行動，對于提高設備操作維檢水平具有非常重要意義。

設備操檢協同管理就是運用系統協同的思想，將設備運行操作與維檢保養統一起來，消除使用與維修的傳統界限。通過信息共享使運行操作人員了解設備功能和要求、知曉故障表象、監測運行信息，操作人員不僅能正確使用設備，可以隨時根據需要進行設備日常和簡易維護；同時，借助企業內部信息系統和互聯網絡讓專業維檢人員隨時掌握設備運行狀況，了解設備維護保養需求，對照維護標準和專家庫，提出維護保養作業方案。設備操檢協同管理杜絕了以往設備使用與維護的對立，實現了使用與維護的同步延伸，是對傳統設備管理模式的一種新的變革。

二、設備操檢協同管理的架構

設備操檢協同管理體系由設備使用、設備管理、資材供應和專業維檢等部門，信息化管理網絡，以及操作運行、初始狀態、資材供應、設計制造和維檢信息等五大數據庫組成（見圖1）。信息的及時傳遞和有效共享是設備操檢協同管理的前提和基礎，資材供應和專業維檢是設備操檢協同管理的支撐和保障，憑借完善的信息化管理系統和專業化的保障服務，設備的使用操作與維檢保養才能真正協同起來。

圖1 設備操檢協同管理系統

設備操檢協同管理系統可以分為設備使用、設備管理、資材供應和專業維檢四大主體以及信息數據兩個層次。整個系統的協同運行需要四大主體通過信息數據的協同共享實現彼此之間職能和行為的協同。設備操檢協同的根本目標是提高設備作業效率和運行可靠性，延長設備運行壽命。

1.信息數據協同

信息數據協同是指設備操檢協同管理需要建立完整的數據庫，包括操作運行數據庫、設計制造數據庫、初始狀態數據庫、維檢信息數據庫和資材供應數據庫。這些數據庫系統準確、完整地記錄設備操作運行、設備初始狀態、設備設計制造、維檢保養以及運行維檢需要的資材供應等的歷史/即時信息、數據。這些信息、數據通過企業管理信息系統可以任意組合、相互比較、即時傳遞，實現信息數據的協同運行。通過數據挖掘和分析系統再現設備運行的歷史過程、當前狀況、預測設備運行的趨勢，揭示設備使用操作、生產負荷、運行時間與設備維檢時間、資材消耗、維檢質量之間的內在關系和規律，找出設備操作、使用和維檢的關鍵點位以及關鍵資材，從而為正確的操作、使用、維檢設備提供充足的依據和清晰的指向。

2.操檢主體協同

設備操檢主體協同是指設備使用、管理、資材、維檢部門借助企業管理信息系統，以運行、維檢信息數據協同為基礎，通過對信息的集成、查詢、分析，了解設備運行的當期狀況、歷史過程以及設備維檢實施和資材供應情況，制定無縫銜接的作業計劃和工作方案，從而推動各主體之間履職和行為的協同。①對設備使用而言，要求生產和設備操作部門的人員要按照作業計劃和設備操作規程正確地操作運行設備，及時發現設備報警信息并正確處理，系統自動監測設備運行狀況，詳細準確地記錄設備運行數據及信息；②對設備管理而言，要清晰掌握設備基本參數、安裝調試初始信息、運行周期及故障信息、維護保養標準及要求，設備故障或事故原因分析，維檢人員資質認證等；③對資材供應而言，要按照生產及維檢作業對原材料、備品備件等資材的質量、數量、供貨時間的需要，保質按時按量保證資材供應，減少資材資金占用；④對專業維檢而言，要按照使用和設備管理部門提出的維檢要求，制定維檢方案，組織維檢作業，運用專業知識、技能、設施對設備實施檢修、保養以及故障處理等恢復性維護保養，最大限度地使設備恢復原有功能。

三、設備操檢協同的主要特點

（1）實現生產和設備維檢的時間優化。對生產作業時間與維檢作業時間進行統籌和優化，在設備運行時做好設備日常保養，利用生產品種更換間隔進行必要的設備維護保養，提高設備運行的有效時間和可靠性，極大地減少平均故障時間和意外惡性事故。

（2）實現生產和設備維檢計劃的優化。在對設備現實狀況和歷史數據分析的基礎上，以保證產品交貨期為準則，確定生產作業計劃，優化品種結構，編制設備維檢作業計劃，定向、定點、定量開展設備維檢作業。

（3）實現原材料和備品備件庫存的優化。一般企業的庫存通常包括原材料、備品備件和產成品3大類。通過對操檢協同數據的挖掘，可以預測維檢作業對各種資材的需求。企業可以與供應商建立戰略合作關系，優化供應渠道和庫存模式，實現部分原材料、備品備件的直送直運管理，提高無庫存物料的比例，降低庫存規模，減少資金占用，形成保證生產穩定順行的安全庫存。

（4）實現設備維檢作業內外協作的優化。操檢協同實施后，利用信息化管理系統，不僅設備的使用者和維護者連到一起，甚至通過互聯網還可將設備設計與制造廠家銜接起來，設備運行狀況和各種數據隨時上傳供有關部門和單位共享。在企業內部，操檢協同可減少部門設置和崗位人員，精簡機構提高效率；對于企業外部的設計、制造廠家甚至專業維檢公司能夠借助設備操檢的歷史數據，為企業設備維檢提供專家遠程診斷、知識、技術和設施支持，幫助企業制定專業化維檢方案，提升設備維檢質量和效率。

四、設備操檢協同的實施條件

設備操檢協同的實施，是企業設備使用與管理系統人、機、物、信息的有機結合，對企業管理的軟硬件都有一定的要求。

（1）在硬件方面。要實施設備操檢協同，企業必須完善基礎自動化和過程控制系統（PCS），建立制造執行系統（MES）和制造管理系統（ERP），見表1。PCS系統按照MES系統的指令進行生產，同時監測生產過程和設備運行過程，收集設備狀況信息，并向MES系統反饋；MES系統接受ERP系統的生產任務，根據PCS反饋的設備狀況、生產能力以及資材供應狀況進行生產排程；ERP系統通過MES系統提供的信息和數據自動控制生產過程，指揮設備運行，發出設備維檢指令和要求，建立設備操作運行、設計制造、安裝調試、維檢管理、資材供應數據庫，搭建與外部供應商、設備廠商、維檢機構信息溝通的平臺，實現企業信息管理系統的內外互聯互通。

表1 設備操檢協同管理的硬件系統

（2）在軟件方面。要實施設備操檢協同，企業需要擁有素質較高的人員隊伍，能夠統一對設備操檢協同的認識；健全的設備基礎管理，如完整的設備管理記錄、臺賬、備品備件信息等；優化設備管理的流程和機構，按照設備操檢協同的要求，重新確定設備使用和管理部門的職能界限和責任分工，優化設備操檢協同管理流程，制定與機構、流程一致的管理制度；構建與供應商、設備制造商、專業維檢機構的合作關系和信息共享機制。

五、設備操檢協同的管理實踐

唐山鋼鐵公司是我國大型鋼鐵制造企業之一，在推進信息化管理的實踐中，實現了設備管理的信息化，唐鋼的設備管理系統覆蓋了點檢、檢修、備件采購供應、倉儲管理等多個系統。信息化管理的導入引發了唐鋼設備管理體制的變化，對維修系統資源進行了重新優化，對各單位分散的檢修資源集中整合，成立了檢修公司、自動化公司，通過網絡實現了設備運行與維護、備件供應等信息高度集中和共享。唐鋼設備管理系統的建設與運行初步在唐鋼集團內部實現了設備技術狀態管控、維檢作業與備件供應的協同管理。設備操檢協同在唐鋼取得了明顯的收益，僅維修費一項，2009年降低維修費超過億元，2010年又降低了5000萬元。

天津鋼管集團是以無縫鋼管為主導產品的鋼鐵企業，“八五”期間引進了當時具有國際先進水平的裝備和工藝。近年來在消化吸收創新的基礎上，又建設了多條生產線，已形成年產300萬噸規模，無縫鋼管產量連續3年世界第一。天津鋼管集團的主體設備基本具備基礎自動化和過程控制功能，投產以來該公司又先后建設了生產管理系統、設備管理系統、供應系統等，目前正在開始建設產銷一體化系統。在設備管理方面，該公司以“保持設備精度、提高設備利用率、降低設備故障率”為目標，采用點檢定修制管理模式，制定科學的檢修模型和年修周期計劃，明確使用方、檢修方、管理方三者之間的職責。自行開發了設備管理系統，建立了設備初始信息、備件信息、維檢信息數據庫，具有備件的網上申報、制造商網上投標、在線合同、出入庫管理以及運行信維檢信息查詢、分析、維檢隊伍評價等功能。設備管理系統的建設與發展促進了該公司設備維檢、備件供應的協同管理，設備管理水平逐年提高。2010-2013年，該公司設備平均作業率為83.84%，設備故障停機率年均下降0.44‰。隨著產銷一體化系統的建設，該公司將形成由基礎自動化和過程控制、制造執行管理系統、產銷一體化系統構成的集成信息管理系統。產銷一體化系統建設的前提是業務和管理流程的梳理、優化以及各部門職責的重新劃分，推進業務、管理、信息的透明化、標準化、規范化，推動各部門管理行為和資源配置的有效協同。對設備管理而言，在公司內部實現生產作業、設備運行、設備管理、設備維檢、資材供應等系統和信息的整合，對外通過互聯網與資材供應商、設備制造商、專業維檢機構的信息傳遞，不斷推進設備操檢的協同管理。從而進一步精簡機構和人員，提高設備維檢計劃執行率和目標命中率，做好供應商按時、定量配送資材的管理，為生產的“準時制”和更快的響應市場變化奠定堅實的基礎。

六、結束語

互聯網解決的最大問題就是信息對稱問題，帶來的最大的變化是效率的提升。實踐已經并將進一步證明，企業信息化的實施將設備使用與設備預防性維護、按狀態維護有效對接，信息的共享極大地推動設備操檢協同。設備操檢協同對企業的設備管理不是弱化而是要求更高了，借助專業化的維檢機構和外部專家將使企業得到更專業的設備維檢服務，讓企業將更多的資源投入到生產和產品營銷。當然，設備操檢協同也存在一定不足。比如突發設備事故時，由于企業自檢能力不足可能需要等待外部維檢力量，這就可能延長搶修時間；此外，要實施設備操檢協同，企業必須建立包括基礎自動化、過程控制和產銷系統甚至包括決策系統完整的信息管理系統，對企業的信息化程度、對設備操檢人員素質要求要高于一般企業。