工业企业如何选择适合的设备维护策略?

一、常见的维护策略

下面列出的是常见的维护策略,以及最佳应用场景和优缺点。一般工厂采用“运行到故障”(只能在故障后修复)或预防性维护(按照预定的时间表)的维护方式。但是,根据资产价值或重要性,我们可能会看到策略升级为预测性甚至RCM维护。

1. 运行到故障维护(故障维护)

运行至故障维护对于对重要性较低或成本较低的设备是可适用的。指设备在运行直到发生故障,才进行维修或部件更换。

2. 预防性维护(PM)

大多数公司都采用这种策略,几乎所有中小型企业也都使用它。预防性维护包括资产下线,定期检查,并在必要时进行维修。虽然这是一个相对容易去建立和执行的策略,但从长远来看,成本是昂贵的。

3. 预测性维护(PdM)

预测性维护是一种基于条件的资产管理方法。通常,监控设备与CMMS相连,并根据监控设备收集到的一些流量计的读数生成工单。它也可能更简单,例如操作人员对设备的质量或速度进行视觉检查。

预测性维护的优点是可以节省维护工时,节约成本,并可以更深入地了解机器的性能和潜在的问题。

4. 以可靠性为中心的维护(RCM)

从认识到设备发生故障的概率不是线性的出发,以可靠性为中心的维护是一个深入的试图分析每一台设备所有可能的故障情况的过程,并为每台机器定制维护策略。

普遍认同的是,RCM是一种技术复杂的方法。因此,RCM多用于已掌握基础知识的精英阶层 -预防,基本检查和预测性维护。


二、被动维护策略

1. 被动维护策略?

被动维护策略是资产维护最简单的“策略”。被动维护策略意味着不需要提前安排维护计划。

然而,被动维护是最有可能发生的维护类型。尽管没有计划维护策略,但维护任然是需要进行的。例如:

2. 适合的场景

“没有维护的策略”可能适用于家庭或小作坊。

3. 不适合的场景

在其他大多数情况下,“没有维护的策略”是不适用的。设备无法使用时产生的风险或安全问题都是需要考虑的。


三、预防性维护(PM)

1. 定义

预防性维护是在设备上定期进行的维护,以减少故障发生的可能性。预防性维护工作室在设备处于工作状态时进行的,这样可以不发生意外中断。

该维护计划是基于时间或使用情况触发。基于时间的预防性维护计划的典型示例是每年夏季之前会对空调进行维护。基于使用情况的预防性维护计划的典型示例是汽车可能每行驶10,000公里会进行维护。

预防性维护比运行到故障才维护更为复杂,因为必须规划维护计划。预防性维护比预测性维护要简单,因为不需要监控,结果也不需要分析。

2. 应用场景

(1)适用的场景,适用于预防性维护的资产包括那些:

(2)不适用的场景,不适用于预防性维护的应用包括那些:

3. 预防性维护的优点

(1)与较不复杂的战略相比

规划是预防性维护的最大优势。在计划过程中,计划外的被动维护会产生许多间接成本。非计划维护的成本包括生产损失,零部件和运输成本都较高,通常比计划维护成本高出三到九倍。有计划的维护,可以降低成本。设备可以在适当的时间停机维护,也可以提前准备好所需备件、耗材和人员,以使维修时间最小化,这些措施会降低维护的总成本。

(2)与更复杂的战略相比

预防性维护不需要基于条件的监视,减少了对设备状态数据的监测、分析的需要(和成本)。

4. 预防性维护的缺点

(1)与较不复杂的战略相比

与反应性维护不同,预防性维护需要维护计划,这需要投入时间和资源。

除非维修频率经过优化后能保证是最合理的,否则对设备进行的预防性维护的次数会过多或过少。

(2)与更复杂的战略相比

预防性维护的频率很可能过高。如果对设备状态进行监测和分析时,可以降低该频率,且不会牺牲可靠性。


四、以可靠性为中心的维护策略

1. 什么是可靠性维护?

定义:以可靠性为中心的维护(RCM)是企业级的维护策略,是用于优化公司或设施的维护计划。RCM计划的最终结果是对每个资产实施特定的维护策略。

有四项原则对于以可靠性为中心的维护计划至关重要。

  1. 目标是保持系统功能

  2. 确定可能影响系统功能的故障模式

  3. 优先考虑失败模式

  4. 选择适用和有效的任务来控制故障模式

2. RCM需要提出7个问题,对于每个资产需要提出的七个问题是:

  1. 每个资产的功能和期望的性能标准是什么?

  2. 每个资产如何不能实现其职能?

  3. 每个功能故障的故障模式是什么?

  4. 是什么原因导致每种故障模式?

  5. 每次失败的后果是什么?

  6. 应该做什么来预测或防止每个失败?

  7. 如果不能确定合适的主动性维护,应该做些什么?

3. 用RCM击中你的目标

以可靠性为中心的维护以最大限度地减少系统故障,最终提高设备的可靠性和可用性为目标。最关键的资产是那些可能经常发生故障或者故障后会造成巨大损失的资产。通过这种维护策略,可以确定可能的故障模式及其后果,同时考虑设备的功能,然后采用最有效的技术来提高整个设施的可靠性。

优点:可提高设备可用性,并降低维护和资源成本。

缺点:不轻易考虑购买和维护资产的总成本。

4. 实施可靠性维护的7个步骤

步骤1:选择用于RCM分析的设备

第一步是选择一个设备去进行以可靠性为中心的维护分析。

步骤2:定义包含所选设备的系统边界和功能

设备属于系统的关键部分。系统可以大或小,但系统的功能及其输入和输出应该是已知的。例如,传送带系统的功能是运输货物。它的输入是货物,输出也货物。

步骤3:定义系统可能出现故障的方式(故障模式)

在第3步中,目标是列出系统功能可能出现的所有故障。

步骤4:确定故障的根本原因

在操作人员,经验丰富的技术人员等的帮助下,可以确定每种故障模式的根本原因。比如传送带故障的根本原因可能是辊上缺少润滑,轴承失效或皮带松动。

步骤5:评估失败的影响

在这个步骤中,您需要考虑每种故障及其严重性的影响。设备故障可能会影响安全、生产、操作等。

步骤6:为每个故障模式选择一个维护策略

确定每个故障模式的最合适的维护策略。所选择的维护策略必须建立在技术和经济均可行的基础上。

步骤7:实施并定期审查所选择的维护策略

RCM方法只有在维护建议付诸实践时才有用。在完成这些工作之后,您需要发现更多信息去不断进行优化。


五、全员生产维护

1. 什么是全员生产维护

全员生产性维护(TPM)是资产相关的每个人都应参与维护。TPM涉及到所有员工的技能及资产每天的状态。

2. TPM的优点

(1)更少的故障

维护技术人员不一定每天都使用同一台机器。但是,当操作员能够随时注意设备的变化并立即记录问题时,故障发生的可能性就小得多。

(2)更安全的工作场所

技术人员在急于修复故障时更可能冒险,所以减少故障通常意味着更安全的工作场所。最重要的是,当每个人都保持记录的时候,问题可以在发生潜在危险情况之前就被发现和处理。

(3)更好的整体表现

如果设施中的每个人都在关注维护,那么小故障就很少再发生,从而帮助您摆脱被动维护。TPM承担了减轻了团队的压力,使他们能够专注于其他更重要的工作,从而提高设施的整体性能。

3. 谁应该参加TPM?

在TPM理念下,从顶层管理到设备运营商的每个人都应该参与维护。

管理层应该把TPM作为公司的一项政策。可靠性工程师也需要参与其中,因为他们可以分析存储在CMMS中的维护数据,以便找到相关指标。

操作人员需要负责机器的日常维护。这包括设备的清洁和定期润滑。运营商可以发现设备老化的早期迹象并报告,以确定改善设备运行的方法。

维护经理和技术人员被期望能优化预防性维护活动。他们也可以帮助可靠性工程师制定的关键性能指标(KPI)。

4. 了解TPM的基础

TPM建立在5S基础上,有八个支柱。TPM计划的开始将侧重于建立5S基础和制定自主维护计划。

(1)分类

分类经常使用和很少使用的项目。

(2)制度化

每个项目应该存储在一个地方,且只能存储在一个地方。

(3)整洁

工作场所需要保持清洁。

(4)规范

工作场所应标准化和标签。

(5)坚持

应该努力不断地执行其他每个步骤。

一旦奠定基础,就可以继续建立TPM的八大支柱。

5. 认真执行TPM?开始测量OEE

TPM是一种伴随着KPI的维护理念。全员生产维护最重要指标之一是整体设备效能(OEE),它衡量可用性,性能效率和质量。

六、价值驱动的维护

1. 价值驱动的维护

维护在任何组织中都至关重要。如果没有适当的维护,资产会随着时间的推移而恶化,从而导致产出质量的下降。更重要的是,它也会影响到资产或者操作人员的安全。传统上,维护一直被视为一个组织的成本中心;雇用维护技术人员和购买备件以保证系统运行平稳是需要花费的。高级管理人员经常忽视维护对组织带来的附加价值,例如:

  1. 被动维护成本降低

  2. 降低故障后重启生产的成本

  3. 限制生产报废

  4. 宕机成本,如错过订单和收入损失

  5. 顾客感知/满意

  6. 提高产品质量

  7. 减少对环境的影响

毫不奇怪,维护可以以最低的成本提供最大的可用性,从而为企业增加经济价值。要将维护视为价值驱动因素,高级管理人员必须从基于成本的思维转向基于价值的思维。

定义:价值驱动维护(VDM)不是一种维护类型,而是由Mainnovation,Mark Haarman和Guy Delahay的创始人开发的一种哲学,用于优化在任何特定时间点的维护价值。随时进行维护的决定是基于成本/收益分析。它要求提高可靠性带来的价值和维护成本之间的微妙平衡。这在以下四个价值驱动因素中被总结。

2. 价值驱动

资源利用率:可用性是系统在正常运行条件下需要时运行的概率。当系统生存良好时,组织可以继续生产和满足订单。提高可用性意味着可以用相同的设备生产更多的单位,创造更多的收入,而固定成本保持不变。这种情况在需求超过供应的增长型市场中是理想的。对于市场下滑,一个设施的资产利用率提高可能会导致关闭一个姊妹工厂,同时仍然满足需求。

资源分配:资源是备件,劳动力,承包商劳动力和知识。而这些资源的消耗则包含在成本控制之下。资源分配驱动程序着重于更智能地管理这些资源。例如,更智能的库存管理可以最大限度地减少库存。这降低了相关的运营成本,并限制了部分报废的影响,从而增加了公司的价值。维护计划人员面临的挑战是在需要进行预防性或反应性维护时确保有足够的资源。

成本控制:工资,承包商费用,零件,紧急装运和专业工具消耗维护预算。减少被动维护,从而限制外部承包商的需求,应急部分和技术人员加班可以通过消除开支来增加价值。确定执行维护任务的最佳成本效益时间可以进一步降低成本。一个有效的预防性维护计划也可以帮助节约成本,但是,随着越来越多的预防性维护的引入,节省的成本在开始下降之前最终会降低。执行额外维护的成本超过了收益。

安全,健康和环境:你可以把安全的价格?一个好的安全,健康和环境(SHE)政策是一个重要的维护价值驱动因素,因为如果做错了,它可能对未来的现金流量产生重大的负面影响。与维修相关的事故造成人员伤亡,设备损坏或对环境有负面影响,将通过诉讼或政府处罚增加支出。一个好的SHE政策也可以确保运营许可证保持不变。失去经营许可意味着没有收入。墨西哥湾BP石油泄漏事件表明了SHE的重要性,以及它在出现问题时对成本的巨大影响。

3. 维修的附加价值在哪里?

从理论上讲,维护经理面临的挑战是降低相关成本,同时保持或提高可靠性。取决于优先级,这并不总是最大化价值。在石油和天然气行业,SHE因素至关重要。在消费电子等竞争激烈的行业,成本控制居于中心位置。价值还取决于时间。例如,在最近的低迷时期,随着需求崩溃,汽车行业将重点转向成本控制。这意味着更少的预防性和反应性维护,并使系统长时间停机,直到经济地完成维修。随着订单的增加,焦点从成本控制转向资产利用。

通过价值驱动的维护,维护经理应该把重点放在为组织带来最大回报的价值驱动上。一个好的CMMS将补充价值驱动的维护®。一旦通过VDM®分析确定了最佳的预防性维护行动,CMMS可以配置为在最佳时间自动触发工单。


七、全生命周期的资产管理

1. 资产管理

资产管理是一种以系统的、有命周期的、经济有效的方式来对资产进行运行、维护、升级、和更新。近年来它已成为一个热门话题,因为它可能会对企业的绩效和盈利产生重大影响。如果管理得当,可以提高系统可靠性,同时降低维护相关成本,增加设备的寿命,优化库存等。

2. 证据资产管理(EBAM)

从历史看,资产管理并不被视为一项专业管理,而是根据经验,技术人员投诉,OEM建议等做出决定从而进行管理。常识和专家判断在EBAM中发挥作用,然而,关键资产决策应以更可靠的证据为基础。

四个关键的资产管理决定区域所列如下:

(1) 更换组件

包括确定更换备件的最佳时间。在故障之前进行更换,是提前进行维护,但如果被动维修成本更低,且不存在风险,则设备运行至故障才进行组件更换也是合理的选择。

(2) 检查决定

优化维护检查之间的时间间隔可以降低预防性检查和故障维护的成本。

(3) 资产寿命

经济寿命也被称为服务寿命或使用寿命,是资产使用的预期期限。资产的实际寿命可能比经济寿命长得多。如果不仔细分析,就可能混淆两者。

(4) 资源要求

最后一个领域依托维修人员、车间、工具和承包商等,以完成生产,系统可用性和成本目标。

3. 总结

在资本密集型行业,资产管理正在从被动转变为主动。以证据为基础的资产管理能最大限度地提高实投资回报率、增加盈利。

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