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精益生產(chǎn)專家
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龔舉成:改變世界的機器——精益生產(chǎn)(8)
2016-01-20 47632

精益生產(chǎn)的基礎:TPM

TPM,即全面生產(chǎn)性維護,最早由美國制造人員提出,并在1950年由戴明介紹到日本。之后,TPM在日本不斷演化,發(fā)展成比較系統(tǒng)的設備維護工具。

 

1960年,日本電裝公司成為日本第一家導入TPM的企業(yè)。當時,日本電裝公司采用專職的維修人員來維修設備,而操作者只負責使用設備生產(chǎn)。由于大量使用自動化設備,設備維護成為瓶頸,需要招募大量的設備維修人員。因此管理層決定由設備操作者自己負責日常的設備維護,稱為自主維護。

 

自主維護當然是最節(jié)省的,因為操作者的成本比高技能的工程師要低的多。與自主維護相對的是專門維護,即專職的維修人員處理較為復雜的設備問題,進行一些長期的設備改進和更新工作。目前,TPM內(nèi)容已大大擴展,主要包括:

 

·事后維護(Break-down Maintenance, BM);

·預防性維護 (Preventive Maintenance, PvM);

·改良性維護 (Corrective Maintenance, CM);

·維護預防 (Maintenance Prevention, MP);

·預見性維護 (Predictive Maintenance, PdM);

·生產(chǎn)性維護 (Productive Maintenance, PM);

·全面生產(chǎn)性維護 (Total Productive Maintenance, TPM);

·全面生產(chǎn)性管理 (Total Productive Management, TPM);

·全面預見性維護 (Total Predictive Maintenance, TPM)。

 

早期的設備維護方式是出了故障再修,不壞不修,故稱為事后維護。事后維護用于維護的成本是最低的,但設備一旦損壞,維修的成本卻是最高的,而且嚴重影響生產(chǎn)。

 

預防性維護是以檢查為基礎的維護,利用狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術對設備進行預測,有針對性地對故障隱患加以排除,使設備在輕微故障、甚至異常發(fā)生前被預防,避免和減少停機損失,從而實現(xiàn)零突發(fā)故障。可分為定期維護和預見性維護(PdM)兩類,包含以下5項:

 

·日常維護:清掃、點檢、加油、調(diào)整等;

·定期維護:設備部門定期的檢查(如每月一次);

·定期檢修:調(diào)整、換油、零件更換等;

·預防修理:異常發(fā)現(xiàn)后修理;

·更新修理:零件劣化的更換修理。

 

預見性維護是指通過儀器測量振動、發(fā)熱、異常壓力、應力、劣化、防銹、防蝕等技術研究,了解設備現(xiàn)狀,找到最合適的維護頻次,防止預防性維護中的定期維護所造成的過度保養(yǎng),以達到最經(jīng)濟。

生產(chǎn)性維護是提高設備生產(chǎn)性最經(jīng)濟的維護方法,包含以下4項:

 

·改良性維護:是不斷地利用先進的工藝方法和技術,改正設備的某些缺陷和先天不足,提高設備的先進性、可靠性和易維修性。

·維護預防:就是可維修性設計,提倡在設計階段就認真考慮設備的可靠性和維修性問題,從根本上防止故障和事故的發(fā)生,減少和免維修。

·預防性維護。

·事后維護。

 

全面生產(chǎn)性維護是指通過全員參與使設備效率最大化的手段,著重于各部門間橫向、縱向的溝通和合作,成為一體的系統(tǒng)。TPM的目標為零停機、零廢品、零事故、零速度損失。

必須指出的是,TPM方法不但適用于生產(chǎn)車間,而且適用于所有使用設備的工作區(qū)域,如辦公室。TPM的實施可分五個步驟:

 

步驟1:設備識別和分類

先列出所有設備清單,將所有設備分為A、B、C三個等級:

 

1)    A類是關鍵設備,使用頻率高,價值高,無替代設備,對生產(chǎn)至關重要,一旦停機,整條生產(chǎn)線停止。

2)    B類為次關鍵設備,通常很穩(wěn)定,有替代設備,對生產(chǎn)也很重要,一旦停機,生產(chǎn)進度可能會受影響。

3)    C類為非關鍵設備,故障時間發(fā)生率低,對生產(chǎn)影響低,容易代替。

 

對于A、B類設備,要重點關注,即建立定期維護計劃和定義維修配件清單等。

 

步驟2:清掃設備

清掃設備,不只是為了外觀,而是為了將問題暴露,從而改善設備表現(xiàn)。

 

1)  清掃為了檢查(Clean to Inspect):清掃設備、地板、天花墻等上面的灰塵、污跡等;

2)  檢查為了發(fā)現(xiàn) (Inspect to Detect):確保設備功能正常,將問題區(qū)域標識,記錄問題;

3)  發(fā)現(xiàn)為了糾正(Detect to Correct):修理破損表面,重新油漆和拋光表面;

4)  糾正為了完美(Correct to Perfect):監(jiān)控TPM、監(jiān)控缺陷和遺漏問題。

 

通常,設備檢查應包括:是否線松、松脫,觸點是否腐蝕,是否偏移,部件是否損壞,是否磨損,是否有燒焦印跡,是否漏油,是否缺潤滑,是否污染等。

 

步驟3:消除污染源

一般地,設備停機主要是由于污染、磨損、使用不當、過度使用和缺乏日常維護保養(yǎng)。其中75%設備停機是由于污染、缺少潤滑油導致磨損等。因此,必須解決和預防污染源,降低設備惡化速度。同時讓設備檢查變得容易,如在設備上,取消太多螺栓,增加直觀的視窗,改為手柄、鉸鏈和梨形孔,從而很容易打開檢查。

 

預防污染源的方法有:安裝可沖洗的管子,設計新的防護罩,利用橡膠和塑料防護屏,擰緊螺栓避免松脫,及時更換部件(如過濾網(wǎng)),使用更好的泵和冷卻系統(tǒng)等。

 

步驟4:建立標準

建立標準主要考慮以下方面:

 

1)  針對A、B類設備,建立定期維護計劃表:考慮預防性和預測性活動;識別潛在失效模式;設定計劃維護周期(每日、每周、每月、每季、每半年、每年等);安排更換和修理易損件。如設備不多,可以做成一個大展示板放在工作區(qū)域,比較直觀和透明。亦可建立一個簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),只要維護時間一到,馬上自動提醒。所有維護結(jié)果,都必須輸入系統(tǒng)作為設備歷史記錄。

 

2)  建立直觀控制:對涉及儀表控制、安全區(qū)域、點檢、設備維修等,應用直觀控制,如上鎖掛牌、安全警示標志、儀表有效范圍等。

 

3)  建立操作者每日點檢指引:點檢表必須確認關鍵控制點,點檢方法,并用直觀控制在現(xiàn)場顯示。特別提醒的是,安全要求必須用紅色醒目地突出顯示點檢指引上。

 

4)  建立配件清單:需列出易損配件名稱、更換周期、庫存數(shù)、供應商、采購周期等。

 

5)  監(jiān)控設備綜合效率:OEE是本行業(yè)對設備有效性的標準衡量,用于指導設備的改進。OEE有三大要素和六大浪費,參見表1。

 

表1  OEE的三大要素和六大浪費

 

三大要素

六大損失

關注點

可用性 (利用率)

1. 停機;2. 準備和調(diào)整

停機時間的減少

表現(xiàn) (效率)

3. 小中斷;4. 速度和進料減慢

加工時間的縮短

質(zhì)量 (合格率)

5. 返工缺陷;6. 產(chǎn)量

缺陷產(chǎn)品的降低

 

OEE = 利用率x 效率x 合格率。如何計算OEE?舉例說明。

 

例1:某設備一天工作時為8小時,班前計劃停機15分鐘,設備調(diào)整25分鐘,故障停機30分鐘。產(chǎn)品的理論加工周期為0.6分鐘/件,一天共加工產(chǎn)品450件,有20件廢品,求這臺設備的OEE。

 

方法1:  設備負載時間 = 8 x 60 (計劃運行8小時) - 15 (午飯) = 465分鐘

         實際加工時間 = 465 - 25 (換模) - 30 (停機) = 410分鐘

         利用率 = 實際運行時間 / 設備負載時間 * 100% = 410 / 465 * 100% = 88%

         理論加工時間 = 理論加工周期 x 生產(chǎn)數(shù)量 = 0.6 x 450 = 270分鐘

         效率 = 理論加工時間 / 實際加工時間 * 100% = 270 / 410 * 100% = 66%

         合格率 = (450 - 20) / 450 * 100% = 96%

         OEE = 利用率 x 效率 x 合格率 = 88% x 66% x 96% = 55%

 

方法2:  最大理論產(chǎn)量 = (8 x 60-15) / 0.6件=775件

         合格產(chǎn)品數(shù) = 450 - 20 = 430件

         OEE =合格產(chǎn)品數(shù) / 最大理論產(chǎn)量 = 430 / 775 = 55%

 

據(jù)統(tǒng)計,一般企業(yè)的OEE大概在40%左右,而世界級企業(yè)可以達到90%以上。改善OEE是一個不斷改進的過程,主要從設備的利用率、效率和產(chǎn)品良率三方面去考慮。改善OEE的主要方法有:采用日本新郷重夫開發(fā)的個位分鐘快速換模法(SMED),盡可能減少設備準備時間和調(diào)整時間;對設備進行設備能力研究,提高產(chǎn)品良率;分析工作區(qū)內(nèi)最重要的前十個停機,從而大幅降低;做好計劃性維護,減少異常停機;定期召開工作區(qū)設備停機及改進會議等。

 

步驟5:實施和監(jiān)控

 

TPM類似于5S,特別強調(diào)全員參與和人員培訓。只有員工真正把設備當作自己的物品,TPM才會成功。主要方法如下:

·         全員培訓和參與;

·         定期(每周)跟蹤結(jié)果,特別是意外停機時間;

·         建立設備歷史記錄;

·         對設備進行過程能力分析;

·         分析OEE最低的前十位設備問題,進行根源分析,找出改進方法;

·         對突出的改進成功故事進行展示,并給與獎勵;

·         對以前發(fā)生的設備問題,進行分享,并在新項目和新機購買時考慮維修性預防;

·         提倡在設計階段就認真考慮設備的可靠性和維修性問題,從根本上防止故障和事故的發(fā)生,減少和避免維修。

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