從智能化元件風險評估探討設備管理的新模式

中國重汽集團濟南卡車股份有限公司　馬兆嶺

從智能化元件風險評估探討設備管理的新模式

中國重汽集團濟南卡車股份有限公司馬兆嶺

馬兆嶺（1972-），男，電氣工程師。1995年畢業于哈爾濱工業大學，現任中國重汽集團濟南卡車股份有限公司車身部焊裝分部主任。多年工作在重卡制造行業的生產一線，積累了豐富的現場設備維修維護工作經驗，推動了重卡行業制造裝備應用水平的發展，見證著重卡行業制造裝備的發展變遷。

背景

作為傳統的制造行業，伴隨著整個汽車制造行業制造裝備水平的提升，重卡的制造裝備也發生著天翻地覆的變化。2000年之前，無論沖壓、焊裝、涂裝還是總裝，重卡行業的設備自動化水平普遍不高，主要以單機設備為主，其中數控機床使用量也非常有限，偶有多臺設備連網使用也是極少量的，PLC、觸摸屏、變頻器等智能控制元件使用量很少，并且使用的也多是低端產品，機器人的使用更是稀少。2000年以后，隨著中國社會經濟的快速發展，房地產、高鐵、基建、物流貨運蓬勃發展，對重卡的需求持續加大，重卡行業迎來了快速發展的黃金十年，產銷量屢創新高。隨著效益的大幅提升，為滿足產量的激增需求，提高勞動生產率，重卡廠家不斷加大制造裝備資金投入，重卡制造裝備迎來了升級換代的快速發展階段。舊的設備通過技改技措不斷提升自動化水平，新投入的產能多以成線設備為主，操作人員少，自動化程度高，勞動效率大幅度提高。大量的智能化元件如機器人、高端PLC、觸摸屏、數控系統、變頻器、各類控制儀表、各類傳感元器件等等在重卡制造裝備中得到廣泛普及使用。近幾年，為了響應國家“工業4.0”發展戰略，實現“中國制造”向“中國智造”的轉變，重卡行業的各大主機廠又在醞釀新一輪制造裝備的轉型升級，或者引進全新的高效自動化生產線，或者是對原有的設備或者工位進行自動化改造，沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝中的很多工藝都已經實現自動化生產或者正在進行著自動化改造。

新形勢下，重卡制造裝備的快速發展變化給設備的管理和維護帶來了挑戰和困惑。在傳統的設備管理方式下，為了衡量一個部門設備修理維護工作量的大小，常引用設備修理復雜系數作為管理的一個參考指標。設備修理復雜系數是表示設備修理復雜程度的一個假定單位，它是由設備結構復雜程度、工藝特性、規格尺寸及維修特性等因素決定的。復雜系數的大小說明了設備維修管理工作量的大小，可作為參考來合理地配備設備維護和維修人員，配備維修用的輔助設備，是制定設備維修的各種消耗定額（如維修工作的勞動量、設備維修費用、材料及備件儲備和修理停機時間等）的基本依據，是編制維修管理工作計劃和統計分析各項經濟技術指標及確定設備等級標準的主要依據。

但是，隨著制造裝備的升級改造和自動化程度的大幅度提升，傳統的采用設備修理復雜系數來衡量一個部門設備維護工作量大小的方式已經越來越不適應設備管理的實際需要，這是因為：

（1）設備的種類繁多，結構差異很大，很難正確設定各種設備的修理復雜系數；

（2）現代設備已不是單純的由機械結構所組成或者占主導，大量電氣、電子、液壓、光導、超聲波等新技術結合在設備中，用單純的修理鉗工工作量來確定修理復雜系數，必然有很大誤差；

（3）它沒有反映待修設備的實際技術狀況，即損壞程度。只要型號相同，設備的F值就相同，然而對具體一臺設備來說，其修理工作量不但取決于F值，而且還與實際磨損狀況有關；

（4）近年來，在生產設備上已逐漸推廣免維護設計，提高設備的可靠性和易修性。很多設備采用模塊化設計，模塊一旦損壞，維修的價值已經不大，多是采用整個部件更換的方法來快速結束修理任務，如電器設備、液壓部件的修理，常采用這種方法。因此有的設備雖然結構很復雜，修理復雜系數很大，但其修理工作量卻不一定大。

通過以上對比我們發現，在傳統的用單純的修理鉗工工作量來衡量設備維修工作量大小，機械結構發現問題很容易，但是解決問題耗時很長；在目前自動化程度越來越高的設備維修中，卻是發現問題很難，耗時很長，因為需要借助電腦、編程器等設備，同時需要掌握設備編程、操作、監控等技能，甚至還要閱讀英文技術說明書，但是只要找到問題點，如果備件齊全，設備維修多是采用整個部件更換的方法，維修時間和工作量反而不大。截然相反的兩種工作方式說明原有的設備管理模式已經不適用現在企業自動化生產設備的管理。為了適應新的設備管理方式需要，本人在長期的設備維護工作中，通過反復研究實踐，探索總結了一套簡潔易用的設備維護評估體系——智能化元件風險評估體系。該體系以智能化元件為主導，能夠有效地發現自動化設備管理中存在的問題，提升企業自動化設備的管理水平。

智能化元件風險評估體系解析

智能化元件風險評估體系是按照統一的標準，對各車間智能化元件的維護情況做全面科學的評估。這里，智能化元件考評項目包括控制程序、編程軟件、電腦配備、程序存儲介質（如U盤、光盤等）、重要元件參數、非重要元件參數、參數調試工具、參數存儲介質等。

下面就以中國重汽集團濟南卡車股份有限公司車身部的設備情況為例，來探討通過智能化元件風險評估來提升設備管理的具體應用。

首先，為客觀公正地反應各車間智能化元件管理中存在的風險，根據不同考評項的重要性和復雜程度制定統一的評分標準，見表1。

表1　智能化元件評分標準

以上智能化元件的考評項賦分分值大小并不是固定不變的，可以根據設備管理的實際需要進行調整。之所以列舉這些項目作為考評項，是因為任何一項軟硬件缺失都會嚴重影響設備的維修工作效率，有時甚至是致命的，比如沒有控制程序，更換的PLC硬件就無法正常工作，沒有電腦就無法監控設備運轉情況，就不能快速發現問題點，等等。

其次，要求各個車間填寫上報《智能化元件維護風險評估一覽表》，各個車間設備多少差別很大，我們以一個設備簡單的車間說明如下，見表2。

表2　智能化元件維護風險評估一覽表

圖中紅色為問題項，綠色為合格項，每一項的得分在表1中都有說明，表格填寫完成后，車間存在的問題一目了然，如圖1、圖2所示。

圖1　車間智能化元件風險評估

圖2　車間問題項權重比

圖1給出了車間智能化元件風險評估百分值，圖2指出了存在的問題項及問題項所占的百分比，車間只要抓住并解決占比大的問題項就能大幅度提高合格項百分比，從而提升車間智能化元件管理水平。

再次，將所有車間按要求上報的表格進行統計匯總，匯總出表3、表4。

表3　車身廠智能化元件整體統計情況一覽表

通過對表3的分析可以得出車身廠整體的智能化元件管理水平餅狀圖，如圖3、圖4所示。

圖3　車身廠智能化元件風險評估

圖4 車身廠問題項權重比

圖3給出了車身廠整體智能化風險評估百分值為89分，圖4指出不合格項中各類問題的比重，同時看出在智能元件管理的各個環節都出現了問題。作為車身部設備管理來講，必須把工作重點放在管理最薄弱的編程軟件上，等編程軟件問題解決之后再將工作重點轉移到相對薄弱的控制程序及參數上，以此類推，逐項解決自動化設備管理中的存在的各項問題。

車身廠各車間智能化元件統計情況一覽表如表4所示。

表4　車身廠各車間智能化元件統計情況一覽表

針對表4中各個車間智能化元件的風險值總分進行分析，如圖5所示。

圖5　各車間智能化元件風險值一覽表

風險值大小反映了一個車間智能化元件的復雜性、維護難度和工作量大小，柱狀圖反應的情況和車間的實際狀況完全吻合，為車身部設備管理力量向哪一個部門傾斜提供了科學依據。

針對表4中各個車間智能化元件的不合格項進行分析，如圖6所示。

圖6　各車間智能化元件問題項一覽表

問題項的多少反映了一個車間在智能化元件的使用和管理上存在的風險大小，通過對比可以看到焊裝二及壓型兩個車間是自動化設備管理的薄弱環節，是設備管理當前應該重視和提升的部門。

結語

按照統一的評分標準，以智能化元件為抓手，對各個車間上報的智能化元件使用狀況進行統計分析，智能化元件風險評估體系可以科學、公正、客觀地反應各個車間及全廠的智能化元件復雜程度和存在的問題，找出在智能化元件管理中各車間存在的潛在隱患，為今后各車間更好地做好設備預防性維護提供指導性、方向性意見，同時通過各個車間的橫向比較，可以站在全廠角度衡量車身廠在智能化元件管理中存在的薄弱環節，更好地配置資源和人才，保證各個設備的正常穩定運行。

當然該體系尚有不足之處：

（1）人才梯隊還沒有納入評估體系，維修人才的多少、技能高低直接決定著智能化元件管理水平的高低。

（2）備品備件還沒有納入評估體系，科學合理地配置備品備件可以有效降低智能化元件使用維護中存在的風險。

隨著自動化產品的發展，未來該體系還需要不斷完善，還有更多的內容需要納入該評估體系，使其更加科學和完善。