现代设备管理新思维.docx
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1、 现代设备管理模式现代设备管理模式 TPM (全员生产维护全员生产维护) SUNNY 译译 二零零一年元月二零零一年元月 目目 录录 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
2、读物 一、一、 什么是全员生产维护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
3、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、二、 全员生产维护的历史全员生产维护的历史 1951 年日
4、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(Corrective Maintenance) 。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(Maintenance Prevention)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
5、维护。 生产维护(Productive Maintenance)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。 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
6、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
7、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P M 预防型设备管理 C M 改进型设备管理 M P 设备管理预防 P M 生产维护 (Productive Maint.) 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
8、这种 TPM 的大奖。 下图简要将 TPM 的发展史表示出来: 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 理论的在日本引入预防型设备管理预防型设备管理(PMPreventive Maintenance) 1951 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) 1953 改进型
9、设备管理改进型设备管理(Corrective Maintenance)的发展 1957 设备管理预防设备管理预防(Maintenance Prevention)系统的产生 1960 日本 Nippondenso 有限公司推广生产维护生产维护(Production Maintenance) 1961 将设备管理的责任转移到生产员工身上全员生产全员生产维护维护(Total Productive Maintenance) 1969 Nippondenso 有限公司获得“设备管理杰出成就奖” 1971 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
10、得了“生产维护优秀工厂奖” 1991 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、三、 怎样进行全员生产维护怎样进行全员生产维护 1 OEE (Overall Equipment Effectiveness) 设备总体效率 OEE = NGLGQG 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 = 可利用
11、运转TT 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 = 运转已加工计划节拍Tnt 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 = 已加工已加工nNAAn 从以上可以得出 OEE = 可利用已加工计划节拍TNAAnt)( 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)
12、 T可利用可利用 = 2(7h12min)5=4320min 另外,如果确定 t计划节拍计划节拍 = 0.5min 一周已加工的零件数 n已加工已加工 = 4854 个个 其中,废品数为 A = 96 个个 返修品数为 NA = 284 个个 那么,将以上代入公式,可得 OEE = 可利用已加工计划节拍TNAAnt)(= 4320)284964854(5 . 0= 51.76% OEE 和总的损失有以下关系: 所以,可以得出结论: 1.损失越多损失越多, 则设备总体效率就越低则设备总体效率就越低; 2.损失越少损失越少, 则设备总体效率就越高。则设备总体效率就越高。 1 造成损失的六个主要原因
13、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; 设备总体效率设备总体效率 OEE 所有损失所有损失 之和之和 100% 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: 2 组成全员生产维护的五个基石组成全员生产维护的五个基石 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 设备总体效率设备总体效率 OEE = 可利用已加工计划节拍TNAAnt)( 全员生产维护全员生产维护 解决主要问题 自发的设备管理 有计划的设备管理
14、 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、四、 解决主要问题解决主要问题 1 解决主要问题的七个步骤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解决主要问题的七个步骤 第一步:弄清造成损失的原因第一步:弄清造成损失的原因 弄清造成损失的原因 确定重点 建立进行完善的工作
15、小组 分析原因 制订措施 执行措施 检查工作成果 解决主要问题解决主要问题 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:部门:173 工序:工序:16 时间(周) :从 1994.06.27 到 1994.07.01 计划节拍时间:30 S 损失种类损失种类 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
16、 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: 010203040
17、5060708090100影响程度% 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
18、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:执行措施第六步:执行措施 在上述的措施表
19、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:检查工作成果第七步:检查工作成果 造成损失的原因 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 解决问题的方法解决问题的方法 连续问上五次为什么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
20、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(或称原因鱼刺图(或称原因效应图)效应图) 第一步: 先将问题与主要原因联
21、系起来。 这是树的大枝干, 例如丝锥的断裂。 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: 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 分析法分析法 丝丝 锥锥 断断 裂裂 丝锥头磨损丝锥头磨损 中心孔尺寸太小中心孔尺寸太小 没有及时更换丝锥没有及时更换丝锥 切屑太多切屑太多 切屑太多 切削液的冷却不够 流道损坏 切削液中含杂质 滤
22、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 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
23、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。 PM 分析法分析法由以下七步组成: 描述问题的现象描述问题的现象 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。 物理 PM-分析法分析法 P 代表代表 M 代表代表 现象 机制 设备 人 材料 现象的物理描述现象的物理描述 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
24、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。 确定产生现象的条件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?” 不同条件之间的交互影响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。 计划做必要的检查计划做必要的检查 为了更好地认清、解释问题及现象,可以使用不同的检查
25、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。 检查问题产生的原检查问题产生的原因因 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。 制订完善的计划制订完善的计划 最后一步总结改进的计划,其中包括以下方面: 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。 五、五、 自发的设备管理自发的设备管理 1 自发设备管理的七个步骤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: 加深对设备运行方式的理解。 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: 生产部门员工可以
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