现代设备管理新思维.docx

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现代设备管理新思维

现代设备管理模式

——TPM（全员生产维护）

SUNNY译

二零零一年元月

目录

一、什么是全员生产维护

二、全员生产维护的历史

三、怎样进行全员生产维护

1.OEE——设备总体效率

2.造成损失的六种主要原因

3.组成全员生产维护的五个基石

四、解决主要问题

1.解决主要问题的七个步骤

2.解决问题的方法

五、自发的设备管理

1．自发设备管理的七个步骤

2．自发设备管理的检查监督

六、有计划的设备管理

导入有计划的设备管理的七个步骤

七、设备管理预防

1.设备管理预防的七个步骤

2．设备管理预防的方法

八、教育及培训

九、推荐读物

一、什么是全员生产维护

如何在生产中降低成本一直是多年来企业界的一个重要目标。

当然其中有很多影响因素，但是如何有效地利用工厂里的各种生产设备却是其中最重要的因素之一。

TPM（全员生产维护）是一种有助于非常有效地使用生产设备的理论。

这里有效使用的含义是指使设备无故障地运行并生产出无质量缺陷的产品，而且使其不至于因计划外故障而停机。

TPM所涉及到的不仅仅是设备，而是人、设备和工作环境的有机整体。

这种整体联系不仅要求设备不产生功能故障，而且其它方面如较少的工装和调整时间、较高的加工稳定性以及操作和维修的方便性等也很重要。

因此，设备一定要保养好，要不断查出设备的薄弱部位，找出原因并排除之。

这些工作不能仅由设备管理人员承担，设备操作人员也必须大力、积极地参与。

TPM理论中最重要的一点就是不断地改进和完善的思想，也就是说：

为了提高人、设备和工作环境这一有机整体的效率，TPM决不应该停止。

为了长期富有成效地提高设备效率，除了全员生产维护外，我们还应该注意以下几点：

●应完整地考虑生产设备的生命周期，从计划购置一直到停产报废；

●所有员工都必须参与，从生产工人到车间主任；

●企业的所有部门都必须参与（例如，生产、设备、质量、计划部门等）；

●要非常重视小组（团队）工作，而且领导要给予支持。

二、全员生产维护的历史

1951年日本引入了预防型的设备管理，这开始了设备管理的现代化进程。

在此以前在日本企业实施的主要是事后维修模式，也就是说只有当设备停机后才会采取相应措施。

为了进一步发展预防型的设备管理，1953年由二十家日本企业联合成立了一个PM研究小组，它是日本设备管理研究所的前身。

1957年出现了改进型的设备管理模式（CorrectiveMaintenance）。

这种模式最重要的目标就是提高生产设备的可靠性和效率。

1960年出现的设备管理预防（MaintenancePrevention）是一种用于开发和选择生产设备的体制。

这种设备管理预防可以降低设备管理的费用并使生产设备更易于操作和维护。

生产维护（ProductiveMaintenance）是在预防型设备管理、改进型设备管理和设备管理预防三者的基础上发展起来的。

PM

预防型设备管理

CM

改进型设备管理

MP

设备管理预防

PM

生产维护

（ProductiveMaint.）

mMaintenance）

1961年丰田汽车公司下属的Nippondenso公司开始引入生产维护的理念，但是设备管理的任务却还仅仅是由设备管理部门承担，后来越来越复杂的自动化给Nippondenso公司在设备管理方面带来了问题，致使设备管理部门不能对众多高度自动化的设备进行维护。

因此，Nippondenso公司从1969年开始让生产人员参与常规的设备管理工作，这就形成了全员生产维护的基础。

1969至1971年Nippondenso公司着力将TPM理论在实践中实施，并因它的成功实施而赢得了由日本设备工程师学会颁发的“1971年设备管理杰出成就奖”。

在这之后，很多人认识了TPM，而且TPM传播很快。

从1971到1980年有31家企业先后因成功地实施TPM而获得了此奖。

1981年日本设备管理研究所从日本设备工程师学会中分离了出来，1990年另外有154家企业也因成功地实施了TPM而获奖。

总的来说，通过实施TPM使设备效率提高了50%，故障率降低了98%，废品和返修品的比率也降低了90%。

在日本之外TPM也被应用。

TPM通过一些日资企业在英国的子公司如尼桑、丰田、本田等也传到了英国，并且在英国本土企业如罗尔（Rover）公司实施。

八十年代末，人们开始在美国接受TPM，像福特、杜邦或3M这样的企业也开始运用TPM。

1991年两个非日本企业包括新加坡的Nachi私人工业有限公司和比利时的沃尔沃汽车公司也因成功地运用TPM而获得了“生产维护优秀工厂奖”。

从九十年代开始，德国企业对TPM也产生了浓厚兴趣。

最早开始尝试的有汽车生产商福特、欧宝以及供货商劳尔·博姆坎普和皮尔利等。

1996年，劳尔·博姆坎普公司作为德国公司终于赢得了这种TPM的大奖。

下图简要将TPM的发展史表示出来：

在日本引入预防型设备管理（PM—PreventiveMaintenance）

由20家日本企业建立一个PM研究小组（日本设备管理研究所的前身）

改进型设备管理（CorrectiveMaintenance）的发展

设备管理预防（MaintenancePrevention）系统的产生

日本Nippondenso有限公司推广生产维护（ProductionMaintenance）

将设备管理的责任转移到生产员工身上——全员生产维护（TotalProductiveMaintenance）

Nippondenso有限公司获得“设备管理杰出成就奖”

两个非日本企业新加坡的Nachi私人工业有限公司和比利时的沃尔沃汽车公司也因成功地运用TPM而获得了“生产维护优秀工厂奖”

1951

1953

1957

1960

1961

1969

1971

1991

对TPM发展史的了解有利于理解TPM的理论，尤其是以下方面：

●TPM是在实践过程中历经30多年发展起来的，它经历了多个发展阶段；

●TPM起源于五、六十年代，当时美国的质量大师E·戴明和B·考斯伯对日本企业界的影响很深。

他们其中很多基础思想如质量意识、以过程为导向、零缺陷原则以及上述思想对领导责任的要求都成了TPM理论的基本组成部分；

●丰田公司的子公司Nippondenso把TPM发展成了一套完整的理论，也就是说，“丰田生产模式”——避免每个浪费——也被整合到了TPM理论中。

丰田公司所谓的“浪费的七种形式”在TPM理论中可以以“造成损失的六种主要原因”的形式看到。

三、怎样进行全员生产维护

1．OEE（OverallEquipmentEffectiveness）——设备总体效率

OEE　=　NG×LG×QG

其中，NG——总体使用因数

LG——效率因数

QG——质量因数

●NG

总体使用因数是指设备运转时间与可利用时间之比。

NG=

●LG

效率因数是指已计划的节拍时间与设备运转时间之比，再乘以已加工的零件的数量。

LG=

●质量因数

质量因数是指已加工的零件数减去废品和返修品数量后的值与已加工零件数之比。

QG=

从以上可以得出

OEE=

此公式中，

●t计划节拍是指由工作计划人员所给定的设备节拍时间

●n已加工是指实际上已生产的零件数量

●T可利用是指设备可用于生产使用的时间，比如5天工作制双班（每班7小时12分钟）运转的话，那么就是4320分钟。

举例说明：

5天工作制双班（每班7小时12分钟）

T可利用=2×（7h12min）×5=4320min

另外，如果确定

t计划节拍=0.5min

一周已加工的零件数

n已加工=4854个

其中，废品数为

A=96个

返修品数为

NA=284个

那么，将以上代入公式,可得

OEE=

=

=51.76%

OEE和总的损失有以下关系:

设备总体效率

OEE

所有损失

之和

100%

所以,可以得出结论:

1.损失越多,则设备总体效率就越低;

2.损失越少,则设备总体效率就越高。

1．造成损失的六个主要原因

●设备故障停机（最主要的损失原因）；

●工装及调整；

●空运转及短暂停机；

●节拍速度的降低；

●设备起动和提速；

●质量问题（包括废品和返修品）。

上述六个原因对OEE的影响如下:

整体使用因数

效率因数

质量因数

质量问题

设备起动和提速

节拍速度的降低

空运转及短暂停机

工装及调整

设备故障停机

设备总体效率

OEE=

2．组成全员生产维护的五个基石

全员生产维护

解决主要问题

自发的设备管理

有计划的设备管理

设备管理预防

教育及培训

这五个基石是TPM的有机组成部分,每个基石都由七个明确的步骤组成,并具备一定的目标定位。

TPM总共包括了35个这样的步骤。

TPM的总体目标即提高设备的生产率的实现是以达到以上各个TPM基石各自所属的目标为基础的。

四、解决主要问题

1．解决主要问题的七个步骤

它是第一块基石。

使用80：

20规则，通过分析20%的故障停机原因来避免80%的停机。

可分为七步：

解决主要问题的七个步骤

弄清造成损失的原因

确定重点

建立进行完善的工作小组

分析原因

制订措施

执行措施

检查工作成果

解决主要问题

第一步：

弄清造成损失的原因

在每个工位或每台设备上都可以发现所谓的造成损失的六种主要原因，但这些原因的大小程度取决于：

●设备类型（例如车床或冲压机）；

●自动化程度；

●设备的布局；

●员工受教育的水平。

TPM开始时必须要找出造成对设备效率影响程度最大的那种损失的原因，这里可以使用如下图所示的故障记录。

部门：

173

工序：

16

时间（周）：

从1994.06.27到1994.07.01

计划节拍时间：

30S

损失种类

合计时间（M）

件数（个）

百分比%

累计件数（个）

累计件数（个）

1.设备故障停机

1305

2610

36.25

2610

36.25

2.工装及调整

910

1820

25.28

4430

61.53

3.节拍速度的降低

785

1570

21.8

6000

83.33

4.空运转及短暂停机

300

600

8.33

6600

91.66

5.设备起动和提速

270

540

7.5

7140

99.17

6.废品和返修品

30

60

0.83

7200

100

这种故障记录包含有如下方面的数据：

●损失的种类；

●损失的程度（时间，件数或以百分比计）。

第二步：

确定重点

在计算出造成损失的每种原因后，可以按降序将其画在座标图中，如下例：

造成损失的原因

最左边的是造成损失的最大原因，然后其余原因从大到小依次向右排列。

如果把填写的损失原因相加，则可以得到累计后的百分数。

可以把百分比填写到相应的座标图上并将它们联结起来。

第三步：

建立进行完善的工作小组

为了解决主要问题，最好建立一个工作小组。

这个工作小组应由来自生产、设备管理和质量部门的员工组成，其中包括设备操作工、技术员、车间主任、钳工和电工。

如果解决某个问题涉及到企业内的其它部门如计划或设计部门，那么最好也向这些部门咨询。

假如由此建立了一个跨部门的改进小组，则有以下好处：

●可以汲取来自不同部门的小组成员的不同经验；

●制订解决方案时可以从不同角度考虑；

●制订后的方案适合于相互影响的区域上的不同的加工流程；

●解决问题时有利于不同专业部门的协调。

第四步：

分析原因

工作小组成员应相互配合分析主要问题的产生原因，以下方法会有所帮助：

●连续问上五次为什么；

●原因——效应分析（鱼剌图）；

●PM分析法。

在下面的“解决问题的方法”中会详细讲述这几种方法。

第五步：

制订措施

一旦找出了产生问题的原因，那么就可以制订解决措施了。

可以就以下内容制订一个措施表：

●问题的原因；

●改进的措施；

●实施措施的时间；

●执行措施的负责人；

●检查执行效果的时间。

第六步：

执行措施

在上述的措施表中也要确定下来如何分配任务，同时要确认分配的每个任务都被执行。

第七步：

检查工作成果

所采取的措施是否达到了预定效果？

通过新旧状况和预定目标的对比，可以发现措施执行的效果。

检查结果是解决主要问题这一基石的最后一步。

如果把结果做了书面记录并保存的话，日后遇到类似问题可以查用，因为这些已解决的问题很可能在另外的部门或情况下重新出现。

还有，新达到的状态同时又是进行下一步改进和完善的起点。

2．解决问题的方法

●连续问上五次为什么

举例，比如：

问题1：

为什么机器停机了？

答案：

保险因过载而烧断。

问题2：

为什么机器过载？

答案：

轴承没有及时被润滑。

问题3：

为什么轴承没有及时被润滑？

答案：

油泵坏了。

问题4：

为什么油泵坏了？

答案：

因为油泵的轴承已被磨坏了。

问题5：

为什么油泵的轴承已被磨坏？

答案：

因为脏物进入了油泵里面。

通过五次连续提问，才能将问题的“真正原因”找出来。

例如相应的解决措施就是给油泵加一个滤网。

在上述例子里产生问题的原因只有一个，当然通常情况下问题有多个原因。

因此，有时把这种连续问上五次为什么的方法和鱼剌图方法结合起来使用。

这样的话，就可以把需考察的问题（效应）的各种影响因素（原因）列出来，一步一步地寻找。

●鱼刺图（或称原因——效应图）

第一步：

先将问题与主要原因联系起来。

这是树的大枝干，例如丝锥的断裂。

丝锥断裂

丝锥头磨损

中心孔尺寸太小

没有及时更换丝锥

切屑太多

第二步：

由专业人员进一步解释原因。

这样，使问题产生的原因的条件也丰富了起来。

这些小枝干联接到大枝干上，当把所有原因都分析清楚之后，可以得到一张完整的“鱼剌图”。

比如“切屑太多”这个主要原因的枝杈交错如下图所示：

切屑太多

切削液的冷却不够

流道损坏

切削液中含杂质

滤网不能过滤杂质

滤网破损

冷却液冷却效果没有

冷却液管折弯

工件使丝锥折弯

工件使管件折弯

坯件发生变化

材料进给太多

材料进给太少

第三步：

再次检查每个原因和问题之间的关系，并估计其对问题影响的程度大小。

一些问题极不容易分析透彻，这时使用上述两种方法就比较困难了。

●PM分析法

如果问题特别复杂，比如：

□小的、慢性的故障停机；

□慢性的质量缺陷；

□节拍速度的降低。

可以借助于PM分析法来解决。

复杂的问题也是由很多小的原因引起的。

通常情况下，这些小的原因并不受重视，比如主轴轴承间隙的轻微增加。

一般只有当多个较小的原因共同作用时才会产生大的问题。

例如轴承间隙过大也会引起导轨的振动。

很遗憾的是，小问题并非一定有规律地出现或同时产生，也就是说，一样的问题下次产生时的原因并不一定恰恰在上次出现过。

因此，有时并不容易弄清楚各种原因之间的内在联系，但是运用PM分析法可以对复杂的问题进行系统的分析。

物理

PM-分析法

P代表

M代表

现象

机制

设备

人

材料

PM分析法由以下七步组成：

⑴　描述问题的现象

首先我们要把问题弄清楚。

设备故障的产生有多种形式。

为了理解一个问题，必须认识、描述、验证问题产生时的现象。

这时要检查问题产生时的生产条件（比如设备及其周围环境）和零件或产品，必要时并且将检查的结果与正常运行的同类设备的特点进行比较。

⑵　现象的物理描述

一般说来很多现象包括零件上的缺陷或设备故障都可以用物理规律来解释。

比如说，划伤是两个表面摩擦的结果，而裂纹则可能是由于内应力或热应变引起的。

为了找出问题产生的原因，必须清楚问题产生的物理机理。

⑶　确定产生现象的条件

当弄清楚现象的物理内在联系之后，可以提出下面的问题：

“怎样，在什么条件下”这种物理规律（它导致了问题的产生）产生作用呢？

例如对于划伤，可以这样问：

“为什么两个本不应该接触的表面相互接触了呢？

”

⑷　不同条件之间的交互影响

复杂的问题的产生通常有多个诱因。

有时使问题产生的条件会相互强化（如漏油时的热量和压力）或减弱（热膨胀和轴承间隙）。

重要的是，要了解其相互作用的影响。

⑸　计划做必要的检查

为了更好地认清、解释问题及现象，可以使用不同的检查方法。

在做检查的计划时，要确定测量方法、检查的范围，并且尽可能还要确定理论值和对比值。

⑹　检查问题产生的原因

工作小组根据计划执行检查措施，并将结果和观测情况简要记录到测试报告里。

⑺　制订完善的计划

最后一步总结改进的计划，其中包括以下方面：

①问题的原因；

②改进的措施；

③实施措施的时间；

④执行措施的负责人；

⑤检查执行效果的时间。

五、自发的设备管理

1．自发设备管理的七个步骤

自发的设备管理这个基石有以下两个目标：

⑴加深对设备运行方式的理解。

⑵把必要的设备管理措施更有意义地划分。

生产与设备管理之间的关系：

设备管理的措施

操作、工装、调整

清洁、检查、常规检查

检查

快速发现异常情况

并做记录

提高零部件的可靠性/精确度

降低产生磨损的原因

可视化控制

提高零部件的可靠性/精确度

降低产生磨损的原因

可视化控制

改善诊断方式、

设备管理措施

以及设备管理的质量

检查保养

趋势测试

特殊的保养

快速故障排除

生产

设备管理

正常的设备操作

日常措施

分析

周期/种类

周期性措施

故障排除

可靠性

可维修性

改进的措施

生产部门员工可以分七个步骤学习自发设备管理并将其应用到工作中：

1．彻底清洁并检查。

2．针对污染源采取措施并完善。

3．制订暂时性的标准。

4．全部设备的检查和保养。

5．自发设备管理的开始

6．工作位置上的组织和完善

7．自发的设备管理

自发的设备管理

彻底清洁并检查

针对污染源采取措施并完善

制订暂时性的标准

全部设备的检查和保养

自发设备管理的开始

工作位置上的组织和完善

自发的设备管理

步骤1、2、3是让设备进入一定的基准水平，这是由生产部门员工执行的。

只有达到这个水平后才可以开始进行自发的设备管理。

步骤4和5包括了一些基本的检查及相应的措施。

对这两个步骤，重要的是：

●制订标准；

●加强员工们对设备异常状况的认知能力；

●学习并加深关于设备管理方法和措施方面的知识。

通过实施第4、5步后，可以明显看到设备故障机率的降低。

步骤6和7是在对设备有更深的理解和经验的基础上进行的完善活动。

这种完善活动延伸到设备的整体周围环境中，比如改进工具调整的位置或材料的传输工艺。

在执行每一步骤的过程中都必须注意，每步都是建立在对上一步正确理解并执行的基础之上。

第一步：

彻底清洁并检查。

第一步首先要对全部生产设备做彻底清洁，也就是说要把生产现场所有的脏物如油污、切屑、灰尘等清除。

这次清洁不仅仅是“打扫卫生”，它还应按照“清洁就是检查”的原则进行。

在清洁的过程中员工们认识很多以前并不知道的设备零部件，同时也能发现设备异常现象如过热、振动、零件松动或异常响声等。

另外他们还能发现一些问题，比如由于脏物过多而被覆盖的润滑油嘴、漏油或定位不当的限位开关。

当然并不是每个被发现的错误都能及时被解决，为了其不被忘记，要使用所谓的TPM牌。

全员生产维护TPM

自发的设备管理

步骤：

设备所属部门：

日期：

名称：

问题描述：

在TPM牌上可以记录发生问题的地点，问题的描述及归类等。

TPM牌可以挂到TPM的信息公告板上，以便使大家得到有关的信息。

第二步：

针对污染源采取措施并完善。

第二步的重点是找出污染的原因并消除之。

除此之外还应该改进清洁、检查、保养设备时靠近有关部位的方便性。

如果持之以恒地这样做的话，那么清洁、检查、保养工作也会变得更为简单。

有时两种措施可能会部分地相互排斥，比如安装防护罩的同时也增加了靠近这个部位的难度，所以要综合考虑其相互影响，找出最佳的、最切合实际的解决方法。

第三步：

制订暂时性的标准。

在前三步的基础上，可以在这一步里制订关于清洁、检查和保养工作的暂时性的标准了。

同时，目的也是理解设备管理标准的意义所在，因为标准也是进一步对工作进行完善的起点。

说这些标准是暂时的，是因为在第5步还要对其彻底完善并确定下来。

问题是员工们制订完标准但后来却有可能不去遵守它，所以要注意标准最好让相应生产线上的员工去制订，他们当然也需要必要的外部帮助。

第四步：

全部设备的检查和保养。

第四步中生产部门的员工应学会就有关设备整体来讲进行检查和保养所必须的知识，对此要对他们进行培训。

设备管理部门制订出暂时性的设备检查、保养计划。

比如这些计划可以包括：

●设备的润滑；

●管路的联接；

●主、辅变速箱；

●气动和液压。

生产部门员工借助于这些计划来开始他们新的工作任务。

对通过检查得到的设备数据进行分析的方法应通过培训获得。

这些分析建立在图纸和现场观察的基础上。

可以把这个自发设备管理的第四步分为四个阶段来执行：

1．设备管理部门将有关的基础知识教给班组长；

2．班组长据此做出培训资料，然后他根据这些资料及他的知识来培训员工；

3．培训后，班组成员将学到的知识运用到实践中去；

4．最后引入可视化的监控手段。

这些是比较简单、易于辨认的用来确定设备零部件是否属于正常状态的标记。

举例来说：

在螺栓所要求的位置上将螺栓、螺母用漆划上一道标记，这样可以直接读出螺栓是否在正常松紧状态。

另外如润滑设备的压力，可以通过在表盘上作出有颜色的正常范围标记来使检查变得简单。

实践证明，这些可视化的手段做起来并不费劲但却使检查工作节省很多时间。

第五步：

自发设备管理的开始

第五步要确定清洁、检查和保养的标准。

这些标准是以后不断进行工作改进的基础。

它们可以在由第三步制订的标准的基础上进一步完善而成，同时考虑在进行第四步过程中所积累的经验。

标准应包括以下数据：

●措施的执行地点；

●所要达到的最终目标（状况）；

●方法和流程；

●必要的辅助材料和工具；

●需要花费的时间；

●重复的频率；

●责任划分。

把制订好的标准应和设备管理部门讨论并且把责任明确划分以避免工作的重复。

第六步：

工作位置上的组织和完善

第一至五步是关于生产设备的；第六步扩展到设备周围的活动，目的是改善以下的各个方面：

●流程质量；

●工作效率；

●工作安全。

这个目标只有在一个干净的、不产生损失的工作位置上才能达到并被保持。

它包含了所有生产产品所必须的各种活动，比如说设备操作员、生产设备、工具以及原辅材料的准备都属于这个广义的范围内。

第七步：

自发的设备管理

通过前面的步骤，为生产部门的员工独立地实施所有常规的设备管理措施创造了前提条件，这也要求更为简单的设备管理措施。

生产部门员工的任务范围拓宽了，他们被赋予了提高工作效率和工艺质量的责任。

这时对他来讲，自发地把自己操作的设备保养好就顺理成章了。

`第七步并不是新的步骤，它是一种通向不断改进完善的桥梁。

至此生产部门员