精益生產(chǎn)的基礎(chǔ)：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(shè)備維護工具。

1960年，日本電裝公司成為日本第一家導(dǎo)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(shè)備，而操作者只負責(zé)使用設(shè)備生產(chǎn)。由于大量使用自動化設(shè)備，設(shè)備維護成為瓶頸，需要招募大量的設(shè)備維修人員。因此管理層決定由設(shè)備操作者自己負責(zé)日常的設(shè)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(fù)雜的設(shè)備問題，進行一些長期的設(shè)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(yù)防性維護 (Preventive Maintenance, PvM)；

·改良性維護 (Corrective Maintenance, CM)；

·維護預(yù)防 (Maintenance Prevention, MP)；

·預(yù)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(yù)見性維護 (Total Predictive Maintenance, TPM)。

早期的設(shè)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(shè)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(yù)防性維護是以檢查為基礎(chǔ)的維護，利用狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)對設(shè)備進行預(yù)測，有針對性地對故障隱患加以排除，使設(shè)備在輕微故障、甚至異常發(fā)生前被預(yù)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(yù)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(shè)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(yù)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(yù)見性維護是指通過儀器測量振動、發(fā)熱、異常壓力、應(yīng)力、劣化、防銹、防蝕等技術(shù)研究，了解設(shè)備現(xiàn)狀，找到最合適的維護頻次，防止預(yù)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(shè)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(shù)，改正設(shè)備的某些缺陷和先天不足，提高設(shè)備的先進性、可靠性和易維修性。

·維護預(yù)防：就是可維修性設(shè)計，提倡在設(shè)計階段就認真考慮設(shè)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(yù)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(shè)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(shè)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(shè)備識別和分類

先列出所有設(shè)備清單，將所有設(shè)備分為A、B、C三個等級：

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

2)    B類為次關(guān)鍵設(shè)備，通常很穩(wěn)定，有替代設(shè)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(guān)鍵設(shè)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(shè)備，要重點關(guān)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(shè)備

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

1）  清掃為了檢查(Clean to Inspect)：清掃設(shè)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(shè)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(shè)備檢查應(yīng)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(shè)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(shè)備停機是由于污染、缺少潤滑油導(dǎo)致磨損等。因此，必須解決和預(yù)防污染源，降低設(shè)備惡化速度。同時讓設(shè)備檢查變得容易，如在設(shè)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(yù)防污染源的方法有：安裝可沖洗的管子，設(shè)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(shè)備，建立定期維護計劃表：考慮預(yù)防性和預(yù)測性活動；識別潛在失效模式；設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備維修等，應(yīng)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(guān)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(yīng)商、采購周期等。

5）  監(jiān)控設(shè)備綜合效率：OEE是本行業(yè)對設(shè)備有效性的標準衡量，用于指導(dǎo)設(shè)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

OEE = 利用率x 效率x 合格率。如何計算OEE？舉例說明。

例1：某設(shè)備一天工作時為8小時，班前計劃停機15分鐘，設(shè)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(shè)備的OEE。

方法1：  設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備準備時間和調(diào)整時間；對設(shè)備進行設(shè)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(shè)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(xùn)。只有員工真正把設(shè)備當作自己的物品，TPM才會成功。主要方法如下：

·         全員培訓(xùn)和參與；

·         定期(每周)跟蹤結(jié)果，特別是意外停機時間；

·         建立設(shè)備歷史記錄；

·         對設(shè)備進行過程能力分析；

·         分析OEE最低的前十位設(shè)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(shè)備問題，進行分享，并在新項目和新機購買時考慮維修性預(yù)防；

·         提倡在設(shè)計階段就認真考慮設(shè)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。