用精益化工具縮短修復時間和降低停臺次數

陳 剛

（中國一汽轎車股份有限公司技術部 長春）

降低設備停臺，提升設備效率，是所有企業生產經營中的一項重要管理活動，也是設備管理的核心目標。以往在降低停臺時間方面，人們都關注減少故障頻次，把主要精力投入到防止故障重復發生上，而忽略了修理時間。本文就換一個視角，從另一個角度探討降低停臺，提升設備利用率的方法。

一、影響設備停臺時間的要素

通常，人們用平均故障間隔時間（MTBF）、平均故障恢復時間（MTTR）兩個指標來衡量設備管理水平。

（1）MTBF：故障的平均間隔時間，反應了設備故障的頻次，衡量的是設備能力。

（2）MTTR：反應了每次故障的修復時間，衡量的是人的能力。

（3）停臺時間的構成應為：停臺時間＝故障頻次×MTTR＝(計劃生產時間/MTBF)×MTTR?？梢钥闯觯Ｅ_時間和故障頻次、故障恢復時間MTTR都成正比，和平均故障間隔時間MTBF成反比。

由于人們把更多的精力放在提升設備能力，即降低故障頻次上，而這需要大量的人力和物力投入，同時還需要比較長的時間周期。但卻忽略了構成停臺的另一個要素，即故障恢復時間。如果能把恢復時間降低1/3，總停臺就可以減少1/3，這比提升設備能力更容易做到，而且投入也更低。所以，通過利用精益化的技術或管理工具縮短修理時間，對降低停臺有現實意義。 這些精益化的工具有：維修平準化、故障模式、維修預案等。

二、維修平準化

1.維修平準化的提出

維修工種相對于生產工序作業的一個重要特征，就是作業的非定?；?。這樣就容易導致：

（1）由于非定常情況下需要邊做邊摸索，維修作業時間長，形成長停臺。

（2）由于作業的不熟練，存在安全隱患，容易誘發事故。

（3）維修質量無法保障。

因此，必須探討一種方法，以達到一是把事情做到最快——即“平”；二要一次把事情做對——即“準”。這就提出了所謂的“維修平準化”理念。實際上是借鑒了日本豐田的生產平準化理念，進而提出了維修平準化管理的方法，這是一種管理方法的延展和創新，平準化的基礎就是標準化。

維修平準化實際上就是通過對維修全過程構成要素的分析與研究，制定最快捷合理的維修作業流程，并使之標準化。導入平準化維修的理念，設計高效的維修過程模式，維度可以包括維修前期準備、維修資材供應、維修行為過程、動作流程設計、溝通方式確認、輔助工具和安全要點、現場定置、可視管理、修后清理（現場4S）、總結反饋機制等。通過維修現場反應鏈的達成，實現流程簡捷化，反應快速化，過程最優化和風險最小化。

2.維修平準化課題的來源

平準化對策的前提是有可能出現重復作業的如下場合：

（1）作業過程比較復雜，不容易掌握。

（2）作業時間長，過失返工容易造成長停臺。

（3）有安全作業隱患，不正確的作業容易導致安全事故。

（4）不正確作業易誘發產品質量問題。

（5）故障維修中時間較長（＞1 h）的修理過程。

（6）不正確的作業容易損壞設備，帶來無法承擔的損失。

（7）重復頻次高，標準化后對效率有可見提升等。

無重復可能的維修作業，沒有必要制定平準化措施。一般的重復作業，如設備、工裝的校準/標定，程序的上傳/下載，主軸、絲杠等的拆卸/安裝，機器人的示教等。

3.維修平準化要考慮的十大要素

平準化過程設計，應從整個作業過程的諸多方面去考慮，盡量照顧各種關聯的要素，包括直接操作過程和關聯的外部條件等。這些要素是過程構成的有效組成要件，大致包括：

（1）維修作業的4個基本條件。①場地準備：輔助作業場地，如維修段、鉗工平臺、維修間等。②工具準備：維修工在現場必須佩帶常用工具；維修作業前要準備好必須的工具；維修班要有必須的可用工具，并保持完好。③人員準備：安排好必須的作業人員，包括指揮、作業、監護人員等，避免人員不足或人員聚集。④資料準備：維修作業必須的資料。常用資料建議平時配置到現場或者現場目視。

（2）作業前的安全預知。作業前要認真分析作業過程的每個環節可能存在的安全隱患、可能發生的事故，進行安全條件整備。需做好5項工作：①確認作業人員資質。②組織者對成員勞保用品穿戴的檢查。③識別安全隱患和事先消除隱患。④識別可能發生的危險，并做好必要的應急準備。如可能有火災隱患的作業，要事先確認消防設施的位置、是否可用，并做好必須的防護。⑤對作業人員進行作業前的安全告知。

（3）維修資材供應。維修工程中需要的材料、備件準備等。①必須做好備件的定期統計和庫存盤點，長供貨周期的備件要提前采購。②維修班、現場要有必要的常用備件儲備，常用件的儲備地點可以適當向現場前移。③常用的標準件，如螺釘、保險、導線等，不可出現零號，避免出現為找一個螺釘而長時間停臺的低級錯誤。

（4）維修組織過程的要點。維修工作過程的有序組織直接影響作業效率、質量和安全。必須做到：①有專門的指揮、作業和監護人員分工。②維修作業時，必須集中意志后，整個團隊要做一致性的行動，而不能各自為政，互相干擾。③維修故障時，建議先大致羅列一下各種可能，并排出大致排查順序，依次進行排除。④不沖突的作業可互相交叉、并列，以提高作業效率。整個過程要做到忙而不亂，避免出現低效的“聚堆現象”。

（5）合理的作業流程設計--作業要領書。這是技術性最強的環節，通過最有效、簡單的動作編排，完成一個復雜的維修工程。其最好的載體是“作業要領書”，通過一目了然的標準作業方法，使每個人看后都能做到最快和最好。

（6）快捷的信息傳遞體制。問題反饋者、作業者、支持者、協調者等之間，需要默契配合，所以要做好溝通方式的確認工作，保證全過程中信息協調暢通，不出現紊亂。日常管理中，也應建立信息溝通平臺，并采取公示、目視化的方法，使信息溝通達到通暢。比如相關車間負責人、設備廠商、備件供應商、兄弟單位專家、部門內主要人員等一切可能需要聯系人員的聯絡信息等都應該公示出來。

（7）現場定置。一個組織有序的作業，各類工裝、工具、備品、人員、材料等應盡量做到定置，在一個有序的空間環境中，使作業效率得到提高，且避免危險。即使不作業時，日常管理中，各類物品也應該做到定置管理，以達到最快速度的取用。

（8）可視管理。維修作業時應實行的目視化內容是。①作業要領書或快捷操作提示，可以長期或臨時布置到現場。②特種作業人員作業資格證書，工程類項目應設置項目管理板，并有目視的作業資格證書等。③安全隱患對應措施，應通過可視化的方法，在現場明確指示出來，以提醒員工注意。④安全提醒標志，如掛牌作業的牌、鎖等，必須明顯與目視在規定的位置。

（9）修后清理與總結反饋機制。①工作后的現場清理和恢復，即4S管理。避免把工具、抹布、材料等遺漏在設備內，造成更大的故障。②總結反饋機制主要是通過作業后的反饋總結，以改善今后的工作。

4.維修平準化構建的技術過程

維修平準化構建流程主要包括：提取項目、要素識別、分解分析、流程設計、編制作業要領書、驗證、方案正確與否、拓展培訓。其中，如果對驗證結果未通過時，則需再轉回到要素識別流程中從來。

（1）提取項目。即選擇設計平準化作業的對象，主要針對期中的重點課題，并不是所有的維保作業都要做到平準化。

（2）識別過程的要素條件。對象確認后，就要對過程做詳細的分析，識別所有需要的要素條件。

（3）分解分析作業過程構成。分析作業過程，是為找出所有構成的要素和子過程，甚至每一個關鍵動作，都要按順序一一羅列出來。

（4）進行過程動作的優化設計。過程分解后，對每一個子過程和動作都要進行最優化設計，以使每個過程都能做到精確化和高效化。達成精準高效的前提是，每個過程都要有量化的判定標準。如使用什么工具、有哪些動作、動作方法、達到怎樣的狀態等。

（5）編制平準化流程--標準化。對作業過程完成優化設計后，就要編制《作業要領書》，編制時應注意如下要點。①文字通俗，一看即明，即使無人輔導也能看懂。②語句簡單，敘述精簡。③圖文并茂，不易識別的部位、工具、復雜過程等一定要有圖片說明。④用詞準確，不會產生歧義。⑤步驟銜接合理，過程精簡，效率最高。⑥標準明確清晰，無判別盲點⑦文中提及的現場標志必須與現場完全一致，如按鈕名稱、部件標牌等。

（6）驗證。對作業要領書要通過實際作業來進行驗證，檢驗其是否正確、最簡、易懂，及時修訂錯誤和優化過程。

（7）技能培訓。平準化設計完成后，要對作業人員進行培訓，如轉換成單點課課件等進行培訓，或現場訓練等。

三、維保作業的模式化

除了維修平準化工具外，還可以把故障、維保作業進行模式化，通過培訓來使維修工快速掌握，以達成降低修理時間的目的。可以說，維修平準化研究的是全過程的有效管理，更側重管理過程；而故障模式研究的是某一個環節，更重視技術過程。

1.故障模式與故障再現

（1）關于故障模式與故障再現。故障管理追求的是防止故障再發生，但有一部分故障或劣化是不可避免要復發的，比如吊具變形、滑撬變形、傳感器校準、變頻器更換、PLC丟程序等。這種情況下，怎么快速恢復？于是人們找到了故障模式管理這個工具。所謂故障模式，就是針對必然再發生的故障類型建立起快速解決問題的流程，并使過程標準化。故障模式要通過實際作業來讓維修人員掌握，方法之一就是通過"故障再現"的情景再現活動，作為培訓手段來實現。

（2）識別常見重復性故障修理和劣化恢復作業。從現實發生的故障或設備工裝劣化中，去識別人們無法避免的重復性故障或劣化，進而總結出需要標準化的作業過程。如吊具、托盤、滑撬等變形后的校準；傳感器飄移后的標定；機器人、數控設備原點丟失后的恢復，軌跡重新示教；總線斷網后的檢測；PLC程序備份與恢復；變頻器的更換，或者不同型號變頻器的代換等。

（3）故障模式的標準化。故障模式的建立，是要通過標準化來實現。而標準化的重要載體，還是作業要領書。因此，在具體環節的技術模式建立中，要考慮如下要素。①作業安全預知及要準備的安全設施。②準備好一切必須的工具，不可在作業過程中臨時或遠距離選取工具。③必備的材料能快速到達作業現場。④可以前置的作業。做到這點非常重要，因為在維修作業中，總有部分作業是可以提前準備的，或打包成半成品。方式與內容：前置固件總成：比如機器人線束總成、寫好參數的變頻器、寫好程序的PLC、軟件安裝完畢的硬盤等。前置便捷維修手段：比如自制的總線檢測的T形轉換頭、加長的扳手、檢查通斷的檢測燈。

對重要備件的測試：提前測試貴重備件，保證其隨時可用。做好前置化的工作，可大大地減少修理時間。⑤設計最優化的作業順序。⑥作業后的現場4S管理。故障模式要從維修實踐中去積累，逐漸搭建起故障模式庫。該庫的建立和沉淀也是一種技術的積累，是維修人員技能培訓的重要資源。

（4）故障再現演練。故障再現通過復原發生過的重要故障，模擬演練如何快速處理的過程，使維修人員的技能得到提高。

故障模式建立后，可以通過定期進行再現演練，來鞏固維修人員對故障模式的熟練與掌握程度，以確保故障模式隨時可以被熟練使用。也可以培訓的方式來管理。

2.維修預案與BACKUP

所謂維修預案就是在生產設備發生故障，按照常規手段在較長時間內無法恢復使用時，采取臨時對策以恢復生產過程的方法。一般來講，針對生產瓶頸工位或設備，當一旦出現故障，在短時間內無法恢復，而且會造成全面停產時，應考慮建立預案。BACKUP是豐田體系的提法，意思是備用。也就是對部分重點工序建立備用工藝，從設備、工裝角度預留備用手段，當然這要有一定的投入。BACKUP是維修預案的重要組成部分。維修預案的建立要綜合考量對生產的影響、成本等因素。

（1）哪些工序可以考慮建立預案，預案選點時需考慮的要素是：①設備在主線上，一旦停機立即造成停線的。②所在主線沒有儲備（緩沖），一旦停機會直接造成總裝停產的。③一旦故障，可預見維修恢復時間很長（如幾個小時，甚至幾天），生產無法承受的。④因成本原因，如價格昂貴的耐用部件，沒有儲備備件，一旦損壞會對生產造成直接威脅的。⑤擬通過國產化替代降低維修成本的，要預先建立快速替換的預案。

（2）預案應在生產準備階段就要考量。部分預案其實應該在生產準備階段就綜合進行考量，內容包括：①規劃階段整體考量，識別關鍵工序。②在可預估損失的前提下，規劃必要的代用手段。如代用設備、迂回工藝、備用結構或回路、快速維修手段的建立等。③說服領導接受通過必要的投入來建立這些手段。如損失與效益的平衡、成本考量、技術上有力的論證等，這些都是必須的。

事實上，生產準備階段的代用手段基本都屬于BACKUP的范疇，是站在前瞻和宏觀角度去評估和降低故障損失的方法。

（3）建立預案的一般技術方法。在建立預案時往往感到無從下手，不知道怎么去策劃，為此提供一些大致的思路。

代用設備。就是直接做雙機備份。它屬于BACKUP范疇，對特別重要而且故障率不可避免或比較高的工序可以采用。

備用結構或回路。考慮備用結構或回路也是人們經常采用的方法，也屬于BACKUP。適用場合是：升降機的備用提升電機、電力系統備用回路、熱力系統的備用管路、備用空壓機、備用電纜或線路等，一旦出現故障時，可以快速替換和恢復。

手工作業。手工作業也是BACKUP的一種方式?？梢酝ㄟ^設備設計必要的手動操作功能；制作必要的輔助工具、工裝；通過臨時增加人員和手工作業來代替設備作業。

迂回工藝。設計可代用的迂回工藝，也是一種有效的BACKUP方法。比如某車間3臺刻標機內置互相代用的加工程序，一旦某一臺出現問題，可臨時使用其他在用設備，通過加班的方式打印標簽。

替換性維修。人們維修設備時，習慣性地用完全相同的備件進行替換。實際上，某些成本相對高，采購周期長的備件，也可以考慮使用其他備件替換的方法，如對進口備件的國產化就是典型案例。但需要預先做出作業要領書和相關前置準備，以在出現問題時快速替換。

簡單恢復。在設備出現故障時，首先簡單恢復也是一種快速維修方法，但在后來的停產時間內，必須根據施工標準做完善性的恢復。需具備的條件是：不會對人員、設備安全造成威脅；可以確認不會出現影響產品質量的問題；不對設備造成重度傷害，即使有輕微傷害，也在可復原范圍內。

建立快速維修條件。建立快速維修條件也可以看做是一種預案方法。如制作快捷的維修工具、工裝，建立維修段，更換頻次比較高的備件可以預制總成等。

備件也要有預案。其先決條件是，如某些車間推行的備件超市及電纜備件掛到現場；預先確認的關聯庫房、兄弟單位、供應商的備件儲備信息、溝通渠道等。

（4）預案的標準化。預案的重要大家都能認識到，但往往發揮不了作用，其中重要原因之一，就是沒有標準化。預案如果要“隨時可用”，就一定要對技術過程和管理過程標準化，具體內容包括：編制作業要領書，把預案涉及的作業標準化；建立定人定機制度，并進行培訓；建立工藝要求、產品質量判別標準；建立標準化的管理體制，如預案設備臺賬管理、現場標識、定人定機管理、工藝和質量管理、預案的定期試用等。沒有嚴格的標準化管理，投入再多，方法再好的預案也會成為擺設。

（5）預案要定期檢驗。預案一定要定期檢驗其有效性，才能做到“隨時可用”。應該對成型的預案，特別是BACKUP方式的預案，規定檢驗的周期，按照前面標準化的方法，代替生產使用。如每1～2個月必須使用預案代替主要設備或工裝生產1 d。為了確保代用效果，應該建立表單，對代用情況做必要的記錄，并對發現的問題做及時處置。

四、結論

只要開動腦筋，可以縮短維修作業時間的方法可能還有很多，關鍵是要真正重視起來，并通過行政執行力來落實。其實，做維修工作的人更多的時候是靠良心來工作，維護效果的好與壞，很難用量化指標來準確衡量。所以，員工更需要具備一種職業精神，不是事事都“要我做”，而是“我要做”。