设备管理系统在整车制造企业中开发

2022-09-21 16:46:40 来源:写作指导

摘要:基于整车制造企业传统设备管理方式存在的业务问题,自主开发设备管理系统平台,从设备台账管理、报修管理、保养管理、备件管理、设备故障管理等维度实现设备管理过程透明、管理精细、数据共享、辅助分析、科学决策、管控闭环,赋能工厂全面提升设备综合管理效能和设备开动率,具有较好的行业借鉴意义。

关键词:设备管理整车制造闭环

引言

随着工业生产的自动化水平不断提高,设备在现代化生产中的作用和影响也越来越大,生产设备已逐渐成为工厂生产中的主体和生命线,从而设备管理在企业管理中也显得越来越重要[1-3]。汽车企业生产设备的多样性、复杂性对设备管理智能化、信息化水平提出了更高的要求,鉴于整车厂设备种类繁多、运行数据量大、备件多、故障现象复杂等特点,传统的由各层级管理人员基于纸质版形式进行设备管理,在计划的可控性、问题的可追溯性、作业完成效果管控及时性、问题解决跟踪的有效性、基于设备故障严重度及频度的维修改进决策性等方面均存在诸多不足,设计并实现对各类维修关联业务的高效、透明、及时、可追溯及支持问题解决与有效决策的设备管理系统,成为助力企业设备管理与改进,提升设备开动率和生产效率的有效途径[4-5]。

1系统实现的功能

基于消除原有设备管理模式所存在的问题和不足为出发点,构建设备管理的流程化、标准化、数字化闭环管理体系,形成报修模块、保养模块、设备改进模块、故障统计与分析模块、备件管理模块、维修派工模块多个模块化系统运作,设备管理系统实现的功能模块如图1所示。其中,在设备状态监测方面,通过系统实时抓取各类设备的故障报警信息(工位、设备类型、设备故障类型、停线时长等基础信息),由维修人员通过现场响应、故障处理和分析,来对设备状态进行管控与持续改进,确保设备良好运行;维修工通过手持式设备PDA实现基于系统中给予自己的维修派单对应设备维护作业痕迹的留存,通过PDA设备扫码设备专属二维码实现和系统派单任务进行交互,同时上传维修作业中关键作业内容至维修系统中,确保维修作业执行的时效性可追溯、可评价。

2系统的技术架构

如图2所示,整个设备管理系统技术架构从硬件层、软件层和应用层三个方面来进行规划和实现,具体如下:1)系统硬件层面,打破设备孤岛,实现设备互通互联。系统实现了设备的车间、主线、子线、设备、装置、部件的分层管理,通过车间的三层网络结构,把车间所有的设备通过DeviceNet网、EIP网络连接到车间设备级的交换机上,设备级的PLC通过设备级的交换机采集设备的实时故障、报警、关键参数等数据。2)系统软件层面,智能采集数据,实现设备实时监控。Cimplicity通过KepWare把PLC采集到的实时数据进行处理,生成现场设备的实时监控界面,并把数据实时存入生产中心的数据库。WebSpace实时监控界面,后的监控界面可以通过网页打开,实现远程实时监控。3)系统应用层面,智能分析数据,实现数据共享。系统通过处理实时监控的报警数据、故障数据,进行设备的故障分析、跟踪、审核、关闭等一系列的闭环管理流程;并通过车间网络、办公网络和互联网,实现在车间、办公室、外地都能实时监控设备的运行状态,进行设备的故障分析、设备维护和远程诊断。

3系统的功能设计

3.1数据逻辑

设备管理数据以主要设备及人员为中心,进行数据及信息的串并联,从而达到数据的实时交互,信息智能传递实现自主判断、主动推送和预警提醒等功能。以设备为中心,所有的信息都是围绕着设备进行,静态数据库基础信息以设备为中心建立数据表;以人为中心,动态数据流程和业务逻辑关系以执行人员为中心建立数据库的存储、定期任务等。

3.2功能设计

3.2.1设备报修管理。将车间内相对离散的线边纸质报修方式整合在设备管理系统中,通过流程化的管理进行控制,创建渠道,第一时间由系统派发至相关责任人,提升报修响应、完成效率和质量。通过对报修问题完成的及时率和逾期率进行跟踪与评价,促进报修问题的及时解决,同时最终由报修人员在系统中就问题完成作业情况进行确认,确保问题解决的有效性。报修系统将自动记录报修人员、报修时间,根据所属报修类型自动指定并分配接单人,基于报修内容及故障形式形成问题跟踪,并记录最终确认的完成时间用于对问题解决人员的评价。同时报修问题对应的设备、问题种类、所在工位等数据将为维修改进对应的设备选型、设备保养频次、备件备库数量等提供依据。3.2.2设备保养管理。设备保养管理主要由TPM/PM任务分派,执行流程,PM分层审核流程组成,通过制定TPM/PM保养计划完成保养任务的自动推送,并自动跟踪完成情况,并自动生成分层审核计划,由班组长、工段长、维修经理三层人员的逐层审核。每层人员(班组长/工段长/维修经理)均先进行抽检,抽检发现问题交由维修工或工程师处理,然后由该层人员确认后结束。基于系统显示所分派维修工保养任务完成情况、保养过程中出现的问题类型的统计分析、逾期原因分析及各层级问题完成情况,让上一级管理者能够及时掌握设备保养进度,对出现的问题能够及时推进问题解决,确保保养落地执行的及时与高效性。同时通过PM分层审核以及PMAudit审核,提升各层级对于设备保养的执行有效性及不断改进。3.2.3设备故障统计与分析模块。通过将线边维修记录,设备停线记录(由互联的生产管理系统提供对应的信息)以及故障措施、分析报告等信息以标准化语句的形式进行录入,并通过分层管控和审核,确保了信息输入的完整性、准确性。系统基于故障类别统计与分析,为维修人员对问题发生的属性(高频、偶发、系统性问题)、故障分析及措施解决的有效性提供了有力支撑,并助力维修人员对设备的预防性维护等问题的解决,该模块主要有以下功能。1)故障与维修问题的录入。设备停线时间及时长由系统自动获取,维修人员结合设备问题解决来完成设备停线记录,主要包括设备问题类型、停线原因及解决措施等。2)查询和学习功能。系统能够实现有针对性地停线、维修记录(标准化语句)查询,给维修人员对故障分析、故障学习提供问题的来源和客观数据,同时对于典型的设备故障及问题解决实现推送功能。3)停线问题分析。结合具体停线设备的分类、停线的属性、停线的时间及停线频次TOP问题统计分析,让维修人员能够有针对性解决高频重复性问题和系统问题,进行助力设备维护的持续改进,降低设备停线对生产开动率的影响。3.2.4设备改进模块。将维修工和维修工程师在设备维修方面的自主改进作为一个功能模块涵盖在维修系统中,进而通过流程来规范设备维修的工作改进,充分发挥维修人员对设备缺陷和隐患的自主改进意识和系统分析能力,提升设备运行稳定性和可靠性,如图3所示。该模块主要实现以下功能:1)控制改进进度。通过对维修问题改进的进度跟踪,促进改进执行效率。2)提高改进质量。通过问题改进的评审机制,促进改进成果的质量。3)提升改进主动性。通过改进成果在系统中的主动推送、成果分享及员工绩效评价加分同步实施,促进员工提升自主改进和比学赶超的改进氛围。3.2.5设备备件管理。将设备BOM、物料信息、物料更换频次、备件安全量调整以及预测性保养整合为一个功能模块进行设备备件管理,结合备件更换频次合理性的评估实现各类备件库存当量的优化和合理设置,进一步在控制备件库存金额的前提下,提升生产线设备开动率。主要实现的功能如下:1)备件更换频次统计分析。结合系统记录的备件更换相关信息,掌握备件更换频次TOP项,并予以深度原因分析与改进,以便减少备件的消耗。2)安全量优化。结合备件更换及消耗量的历史规律及相关设备优化改进的成果,优化和调整备件的安全库存。3)预测性更换。通过设备单元的更换情况,找出规律性,适时进行更换预警及进行预测性更换。3.2.6维修派工管理。基于各模块维修工工时标准的不断优化,实现对维修工维修保养派工工作负荷合理安排,确保维修人员的维修工时满足派工的工作量,进而保证工作质量。主要实现的功能如下:1)设备维修保养的工时标准。设定派工维修作业内容的标准工时,结合标准工时与实际工时进行比对分析,不断优化和改进,实现维修保养工时精确化。2)合理分配维修工的工作。结合维修保养项工作内容的工时标准,班组长基于工作计划应用系统实现对维修工维修保养内容的合理派工,确保派工总工时满足员工可用的总工时。3)优化日常派工管理。通过不断优化设备维修与改进,并结合维修派工工作量及完成的质量评价,不断优化维修人员工作效率与管理。4结语基于自主研发的设备管理系统平台地导入与实施,强化了设备管理体系与运作机制的有效落地实施,实现制造现场设备管理的信息传递浅层化、信息共享透明化、互动更新及时化、业务执行信息化、分析决策科学化。结合系统生产多维度、多层级的分类报表,结合问题的根源和属性支持基层运作、中层控制,高层决策,全面提升了设备综合管理效能和设备开动率,降低设备运维成本,赋能工厂智慧运营。同时该系统平台的导入也是企业围绕工业4.0,打造制造现场智能标准化管理的一种有效手段与尝试,对同行业具有较好的借鉴意义。

参考文献

[1]周姝彤.DZ公司设备管理改进研究[D].长春:吉林大学,2018.

[2]郝永阔.机械设备管理常见问题及有效措施[J].中国设备工程,2019(9):3.

[3]查雄林.机械设备管理中存在的问题及对策探析[J].商品与质量,2018(24):32.

[4]李建,石红运.汽车制造企业设备管理系统的设计与开发[J].企业导报,2016(15):48.

[5]张振生.强化专业人才培养确保设备高效运行———浅谈汽车制造企业设备维修保全人员培养[J].中国设备工程,2016(4):26-27.

作者:吉祺炜 单位:上汽集团股份有限公司乘用车分公司