設備操檢協同評價研究

宋澤海 李海龍

（天津鋼管集團股份有限公司 天津）

在設備管理中，設備操作與維護檢修之間如何有效地協調一直是困擾很多企業的問題。傳統的協調方式盡管花費了大量精力和資金投入，但效果往往不佳。設備操檢有效協調不僅涉及設備管理模式，也取決于使用、運行、維檢等信息的及時共享和資材供應的可靠準時等諸多因素。從系統角度看，設備操檢系統具有復雜性、動態性、非線性、多層次的系統特征，構成設備操檢系統的操作、使用、管理、維護等各子系統之間的非線性相互作用，這種作用表現為子系統間的協同與耦合，從而影響設備操檢系統的整體效應。因此，可以用復雜系統理論和方法對設備操檢系統的協同狀況進行研究，可以達到事半功倍的效果。

一、設備操檢系統協的協同評價模型

隨著復雜系統理論的建立與發展，特別是哈肯提出協同的概念和理論以來，國內外學者從不同視角、使用多種工具對系統協同程度進行了研究。Tushman（1997年）采用定性方法對組織要素的協同性（一致性）進行了研究，而協同學創始人哈肯則建立了表征系統協同演化的動力學方程。國內韓文秀等人（1997年）提出了復合系統的整體協調度模型，張竟竟等人（2007年）從協調度內涵分析入手，構建了城鄉協調度評價模型。還有些學者運用因子分析、投入產出分析、歐式距離法等對復雜系統的協同進行了評價研究，并取得了很好效果。借鑒前人的研究思想，從構建設備操檢協同評價模型入手，對設備操檢系統的協同程度進行分析評價。

對于復合系統的協同研究，一般分為子系統和整體系統兩個層次。對設備操檢協同的研究，首先對設備操檢系統的子系統的有序度進行分析，然后再計算設備操檢整體系統的協同度。為此，構建SSC-EOM模型，其中SSC模型用于計算子系統的有序度，EOM模型計算整體系統的協同度。

1.子系統有序度SSC模型

對于設備操檢這個動態復合系統來說，設某個子系統為Si=（i=1，2，…，n），該系統的參變量為li=（li1，li2，…lim），對于 有gij下≤lij≤gij上，gij下、gij上分別為穩定臨界點的下限和上限。對子系統Si而言，有些參變量取值越大該子系統的有序度越高，有些參變量的取值越小該子系統的有序度越高。由此定義SSC為子系統Si的有序度。可用式（1）計算。

2.整體系統協同度EOM模型

對于設備操檢系統而言，協同程度應該在某個時期內進行評價。故此，設在t1時刻，子系統Si的有序度為SSCi1，在t2時刻子系統Si的有序度為SSCi2，定義EOM為設備操檢整體系統的協同度。可用式（2）計算。

根據上述定義，可知0≤SSC≤1，-1≤EOM≤1，其值越大，協同的程度越高，反之則越低。當-1≤EOM≤0時，表明設備操檢系統整體沒有處于協同狀態、根本不協調，這可能由于某個子系統有序度高，但另一個子系統有序度很低或者所有子系統的有序度都不高。只有當0＜EOM≤1時，設備操檢系統整體處于協同狀態，當EOM=1時設備操檢系統整體完全協同。SSC-EOM模型可以表征設備操檢系統在某個時期內的協同特征和變化趨勢，從子系統的有序度變化來把握整個系統的協同狀況。

二、設備操檢系統的協同度評價實證研究

1.指標體系設計

設備操檢協同管理系統由設備使用、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5大數據庫組成。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4大主體，以及信息數據兩個層次。整個系統的協同運行需要4大主體通過信息數據的協同共享，來實現彼此之間職能和行為的協同。設備使用、設備管理、資材供應、專業維檢以及信息數據又可以分為若干層次或子系統，只要能夠對各個層次或子系統的有序度進行評價，就可以對設備操檢整體系統進行協同度評價。要研究各個子系統的有序度，必須對表征子系統的性質、狀態或特征的指標等進行綜合分析。評價指標的選取，應遵循系統性、科學性和可操作性的原則。結合生產線設備管理的實際，征詢了專家的意見，設計了某企業設備操檢協同評價指標體系，包括2個一級指標、7個二級指標和26個三級指標，見表1。

2.指標數據獲取

對于表1中的指標，定量指標數據通過查閱近年來該企業的相關文件或記錄，定性指標數據采取問卷調查方式通過專家打分來獲得（最差值＝1、最好值＝7）。為保護企業商業秘密，在獲取數據的過程中對定量數據進行了變形處理，即所有數據均采取打分方式。收回所有有效問卷打分的平均值作為評價指標數據，其中三級指標的最好值是7，最差值是1。其他數據見表2。

3.指標數據標準化

由于各指標數據原始量綱不同，不能直接計算，所以首先要進行數據的標準化處理。對被評價主體而言，有些評價指標數據越大對評價目標更加有利，此時上限為最好值、下限為最差值。反之，有些評價指標數據越小對評價目標更有利。此時，上限為最差值，下限為最好值。故此采用區間極值法進行數據的標準化處理。

表1 某企業設備操檢協同評價指標體系

表2 2010-2013年某企業設備操檢協同指標基礎數據

4.指標權重計算

根據研究內容和需要，二級指標權重采用熵權法，一級指標的權重采用AHP法來確定。

5.設備操檢子系統的有序度計算

（1）利用SSC模型計算設備操檢各子系統的有序度，結果見表3。

表3 某企業設備操檢子系統有序度

（2）設備操檢子系統有序度情況，見圖1。

從圖1可以看出，該企業設備操檢系統的子系統在2010-2013年間呈現有序發展，但設備操檢主體子系統的有序度明顯高于信息子系統的有序度。對主體子系統而言，2010-2012年有序度增長較快，高于2012-2013年間有序度的增長。這表明，設備操檢主體子系統中在2012-2013年間有些要素運行狀態不及前兩年，進一步追索可以發現，資材供應和專業維檢的水平低于前兩年。要繼續提高設備操檢主體子系統的有序度，在保持設備使用和設備管理水平的同時，必須提高資材供應和專業維檢能力。對信息子系統而言，2010-2011年有序度增長快于2011-2013年，這表明信息子系統在2011-2013年間某些要素運行狀況不及前一年，進一步分析可以發現信息挖掘成效和數據倉庫建設不如以前做的好。要提高信息子系統的有序度，必須改善信息挖掘能力，強化數據倉庫建設。

圖1 設備操檢子系統有序度

6.設備操檢整體系統的協同度計算

（1）用EOM模型計算設備操檢系統的整體協同度，結果見表4。

表4 某企業設備操檢系統整體協同度

（2）設備操檢系統整體協同度情況。見圖2。

圖2 設備操檢系統整體協同度

從圖2可以看出，該企業設備操檢系統整體協同度在逐年提高，從2010年的0.16發展到2013年的0.45，特別是在2011-2012年間協同度增長明顯快于2010-2011年和2012-2013年。這從整體上反映出該企業設備管理還存在著一些問題，設備操檢系統還沒有做到穩定運行，一些制約設備操檢協同的要素并未達到正常或者相對合理的狀態。因此，要對設備操檢系統進行全面、系統分析，找出存在的差距，健全主體協同、信息協同機制，制定改進和提升措施。同時還要加強硬件基礎建設，保證和促進各個子系統的協調發展，從而促進整體協同度的提升。