TPM设备管理

TPM设备管理
在日本，TPM被定义为“全员参与下的生产维修”。

在这一前提下，TPM还涉及使生产设备效率的最大化以及包括一个广泛的、每一个管理人员积极参与的预防维修体系的建立。

其核心是“维修”与“员工的参与”。

在其它国家中，这样的定义产生了一些问题。

对于西方国家而言，核心问题在于设备。

国际TPM协会主席Hartmann所提出并经西方国家企业认可的TPM定义为：
全体员工积极参与下的生产设备整体效率的持续改造。

上述定义的核心在于生产设备的整体效率而非维修，在于全体员工的积极参与而不仅仅是管理人员。

TPM体系不仅涉及维护和操作人员，而且还应包括诸如研发人员、采购人员及工长在内的全体员工。

生产设备整体效率所带来出来的效益将通过操作人员与维护人员之间的良好合作加以实现。

1、全面生产设备管理TPEM®（Total Productive Equipment Management）为适应西方国家工业企业建立TPM管理
模式的需要，国际TPM协会提出了“全面生产设备管理”这一新的概念（注：“全面生产设备管理”已由国际TPM
协会注册）。

与较为僵硬的日本TPM模式相比。

TPEM 系统的建立具有较大的灵活性。

TPEM模式更注重现实的需求，将生产
设备置于优先考虑的位置，对企业文化在企业管理中的作用也给予特别的关注。

TPEM模式是一种更为实用的管理
模式。

借助于TPEM的方法，TPM将重新调整和改变生产
设备管理的结构。

以24小时连续有效运转为最高目标的
设备利用率是建立良好的固定资产及设备管理系统的关
键所在。

对于大多数企业而言，改造生产设备管理系统可以通过以下三个阶段进行：
（1）现有生产设备系统的改造；（2）将经改造后的设备管理系统维持在高效及高有效度的水平上；（3）购置高效及高有效度的新设备。

设备管理的每一阶段都包括许多步骤，这是在建立TPM 体系的规划中必须加以注意的问题。

对于TPEM系统来说，首先应该将设备性能及有效度维持在尽可能高的水平，
这在TPM 体系中是十分重要的问题。

虽然必须投入大量的金钱、时间和精力才能实现这一
目标，但是相对于生产率和质量的改造及成本的降低而言，这些投入还是很有意义的。

充分而详尽的数据资料及周密的计划对于第一阶段目
标的实现也是至关重要的。

应予优先考虑的是改造生产过程，使有限的生产设备能够生产更多的产品，这也将使得早期对TPM的投入得到补偿。

2、设备管理的第一阶段：通过对设备的改进使其达到尽
可能高的效率及有效度。

第一步：确定现有设备的
效率及有效度; 第二步：确定设备的实际状态; 第三步：已实施的维修信息的采集; 第四步：设备故障损失的分析; 第五步：确定改进设备状态的需求及可能
性; 第六步：确定设备换装的需求及可能性; 第七步：按计划实施改进及换装方案; 第八步：检查及评估方案实施的效果。

对于第一阶段前三步的实施来说，应予优先考虑的是
数据的采集、处理。

数据是TPM系统可行性研究的重要组成，对于管理决策和TPM项目的成败也是关键的要素。

通过可行性研究得到的信息和其它数据（如现有的设备失效记录，故障登记表，修理费用，平均故障间隔期MTBF等等）可以被TPM小组用来进行生产设备故障（第四步）及设备状态改进可能性的分析（第五步）。

改进方案将按照设备投入产出分析，生产状况，产品质量提升的需求，设
备有效度及其它因素依其重要程度逐项予以安排。

第六步的重点在于对设备换装的必要及可能性进行研究，由专业工程师组成的TPM小组将分析换装过程中可能出现的损失，换装对于设备的必要性并拟定相应的方案。

第六步则是根据拟定的计划实施改进的方案，这一过程延续的时间取决于设备的状态、所确定的需求及可能性，可能长达6至18个月。

由于设备的改进是一个持续的过程，因此这一进程将不断延续下去。

对于TPM管理模式来说，设备状态的改进是最有效的成果，对于生产设备及其它固定资产的使用效率，产品质量，产量及成本都将产生积极的具有深远意义的影响。

TPM模式的投资将通过小组的自主维修活动及与其它人员的紧密协作产生的效果得到回报。

在最后一步中，生产设备状态改进的效果应通过与其改进前状态的比较而得出，在此基础上再考虑进一步的需求。

生产设备管理的第二阶段是将其效率及有效度保持在最高状态，所要做的就是巩固第一阶段所取得的成果，使之不致出现反复。

对于新设备也要使其在全部使用时间内保持高效状态，要达到这一目标，关键就在于良好的预防性维护，舍此之外别无良策。

一个运转良好的预防维修体系是建立在以现代仪器仪表为检测手段，能够判断设备状态的预知维修之上的。

将设备保持在最佳状态并不需要完全依赖复杂而昂贵的检测设备，耐心而细致的检查同样
可以发现并排除设备运行中存在的各种故障隐患。

设备清洁工作在维护中是一种重要的辅助手段，对于设备的高效运转及产品质量的提升来说，清洁工作都是必不可少的。

与其它维护手段相比，清洁工作的作用似乎不太明显，但是在整个生产过程中产生的影响是绝不可以低估的。

3、设备管理的第二阶段：保持生产设备的最高效率和有效度
第一步：编制设备的维护目录；
第二步：编制设备的润滑目录；
第三步：编制设备的清洗目录；
第四步：制订设备清洗、润滑及维护的实施方案；
第五步：编制设备的检查程序；
第六步：建立包括监督机制在内的预防维修、润滑、清洗和检查体系；
第七步：编制预防维修手册；
第八步：按计划实施维护、润滑、清洗；
第九步：检查和调整相关的计划。

在第二阶段中，首先要为生产设备确定预防维修的需求。

由工程师、维修人员、操作人员组成的小组基于自身经验及设备制造厂商推荐的方案编制和调整设备维护计
划。

这项工作可以分两种实施方式，第一种由操作人员经培训后进行，第二种则由专业维修人员负责。

在第二、第三步中，需要分别为设备编制润滑、清洗计划。

紧接其后的是制订设备清洗、润滑、维护的实施方案，这也是员工培训，预防维修的检查目录，操作规程及工作进度计划的基础。

第五步是为生产设备编制检查程序，通常情况下检查是预防维修的一个重要组成部分，偶尔也可用预防维修工作分开进行，以便更好地确定了零部件的磨损状态和早期发现潜在的故障隐患。

如同在维护、清洗和润滑工作中一样，检查工作也可以采用两种形式进行。

在第六步中，为了加强维护、润滑、清洗及检查工作的计划、实施和调整，必须编制相关的报表。

这些报表包括检查目录，操作规程，工作进度计划，检查报表，相关的工作报告等等。

第七步的工作是编制预防维修手册，手应体现TPM模式中的预防维修理念，涉及预防维修策略，维护、润滑、检查程序及组织机构。

预防维修目录的编制及应用，操作规程，维修工作进度计划及控制（包括平均故障间隔期MTBF），维修费用及发展趋势等也都属于维修手册的范畴。

完成前七项工作后就可以开始实施由操作人员参与的预防维护、清洗、润滑和检查等项工作，其成败则取决于操作人员的素质及激励机制。

在TPM理念中，第一种实施
方式通常都是由操作人员承担较多的设备管理工作，这种工作性质的转换则是通过长时间的培训才能加以实现的。

经改造后的预防维护、润滑、清洗和检查所显示的成效表现为所实施的任务及实施间隔可以根据需要进行调整。

最有效的预防维修系统应该是动态的，随时可以根据需要和生产设备的实际状态进行调整，即如果在实施预防维护时生产设备或零部件的状态许可，则可以通过减少工作量或延长实施间隔的方式使管理过程得以优化，这种优化必须建立在维修与操作人员积极主动参与的基础上。

4、设备寿命周期费用最佳
在TPEM的第三阶段，新设备筹措（购置或自制）是以高效及寿命周期费用（LCC, Life Cycle Cost）低为前提的。

寿命周期费用是贯穿于设备寿命周期的全部费用，分为五个部分：（1）设计费用；
（2）制造费用；
（3）试运转及故障排除费用；
（4）设备运转费用；
（5）维护及修理费用。

上述五项费用中，前三项称为购置费用。

除了自动化和无维修设计的设备，设备在运转及维护、修理过程中所发生的费用通常都远远超出其购置费。

设备寿命周期费用的80%是在设备的设计及制造过程中确定的，这其中
既取决于设备的自动化程度，也取决于设备运转过程中所需要的操作人员数量及维护和修理的强度。

在某些条件下，设备的安装及调试阶段所需的费用在全部购置费用中所
占比例也是相当高的。

5、设备管理的第三阶段：筹措效率高，寿命周期费用低
的新设备
第一步：设备技术性能的确定；第二步：通过操作人员收集现有设备的相关信息；第三步：通过维修人
员收集现有设备的相关信息；第四步：对现有设备存
在的问题进行排查；第五步：根据新工艺规划设备工
程方案：第六步：编制故障诊断的程序：第七步：编制维修工作的标准和规范：第八步：对维修及操作
人员进行早期培训；第九步：新设备的验收。

新设备的技术性能主要是指自动化程度、功能及工作
周期等项指标以及这些指标对产品的适应程度。

收集、分析及处理操作与维修人员基于自己操作与维
修设备的实际经验及相关工作记录所积累的信息对于新
设备的筹措来说都是十分重要的，这也是第二及第三步中所需要加以解决的问题。

利用第二第三步所收集到的信息，通过设计良好的规
划方案使现有设备使用中存在的问题不致出现在新设备
中则是第四步的中心工作，其目标是依据人类工程学的原理加快设备筹措的进程，从而实现减少或避免损失的目标。

第五步的中心工作是根据新工艺规划设备工程方案，
进行此项工作时必须注意方案的安全性及环保性。

编制故障诊断程序是设备管理第三阶段第六步需要解
决的问题。

故障诊断可以通过多种方式进行，油压表，热传感器，润滑指示器，计数器，水位计，振动传感器，计时器等等都是用于故障诊断的工具。

办公设备中的复印机也为此提供了一个很好的例子，其故障诊断系统不仅能显示不同形式的故障，而且能确定故障的位置并自动加以记录，将相关故障信息告之维修人员。

在第七步维修标准和规范的制定中，维护是已经预先
计划好的，其目标是无维护或至少做到设备的维护性能良好。

通向维护位置的路径通畅，经常性的清扫和保养也是必须持之以恒的工作，例如为设备加装防护罩，对设备内部经常性的吸尘等等。

对维修及操作人员早期培训的一项重要内容就是尽可能早地熟悉新设备，进行作业练习。

在设备交货前派遣维修及操作人员赴设备制造厂实习、培训也是早期培训的一种重要手段。

强化对员工的培训对于保持新设备的高效运转和良好状态也是行之有效的。

在第九步新设备验收中，一般是由设备制造厂家负责
此项工作，通常这也是购货合同中所规定的厂家的责任。

对于设备的用户来说，新设备投入使用在时间上是紧迫的，因而在安装、试运转过程中故障的排除及试车的时间往往被大大压缩。

这就将导致新设备在使用之初就难以达到较高的综合效率。

6、TPM的目标
为使生产设备达到并保持最高的生产效率，必须建立
一个明确的管理目标，如同质量管理中的零缺陷一样，TPM 模式中与之相类似的目标是：
生产设备非计划停机时间为零；由生产设备故障引发的产品缺陷为零；生产设备的速度损失为零。

上述三项目标中，第一项即非计划停机时间为零是最
重要但也是最为困难的目标，通常情况下实现这一目标几乎是不可能的。

这里所强调的是为达到非计划停机为零的目标，需要投入多少计划停机时间来实施计划维护、预防维修、清洗、润滑、检查和调整等各项工作。

由于停机时间的存在，因而产量的损失也是不可避免的，如果要完全达到停机时间为零的目标，则所需付出的代价将可能是非常高昂的，但通过TPM管理模式，非计划停机时间为零的目标毕竟还是可能接近或达到的。

如果维修管理系统是由相关数据支撑的，便可以据此确定收益点并判断设备非计划停机的大致时间。

非计划停机的成本核算及其与避免非计划停机而增加的计划维护所需费用之
间的比较也可据此加以估算。

TPM的第二个目标就是将生产设备故障引发的产品缺陷降低为零。

在一些产品质量要求很高的企业中，生产设备往往是实现质量标准的障碍。

状态良好，无缺陷与故障的设备是优质产品的基本保证。

将产品质量置于首位的企业必须同时将TPM管理模式置于同样重要的地位。

生产设备的速度损失为零是TPM管理的第三个目标。

生产设备的速度损失对设备工程方案的影响与使用寿命
一样，在设备筹措过程中是难以预估的，这是因为理论上的生产速度及生产周期时间与实际速度及时间必然存在
较大差异，而生产设备的磨损常常是生产速度损失的直接原因。

在流程作业的生产线中，单台设备的速度损失将直接影响整条生产线生产速度并导致产量的降低。

在工业生产中，生产设备速度对生产率造成的损失通常在10%左右，企业通过TPM管理模式的实施则可以找出速度损失的原
因并加以排除。

7、全面生产设备管理TPEM ®的要素
全面生产设备管理是在非日本企业中推行TPM管理模式的有效手段。

全面生产设备管理包括三项要素：8、以自主维护为中心的TPM—AM模式；
以预防维修及预知维修为中心的以生产设备的管理与改造为中心的TPM—PM模式；
以生产设备的管理与改进为中心的TPM—EM模式。

以自主维护为中心的TPM—AM模式，就是组织操作人
员对自己所操作的设备进行维护和润滑。

自主维修活动一般适宜于小范围内进行，即通过若干操作人员组成的TPM 小组实施自主维修，这也是自主维修取得成效的重要前提。

操作人员参与的方式和范围可以结合企业及车间的文化，组织形式及设备自身的特点加以确定。

TPM—EM模式的实施为操作人员从设备使用初期参与
管理及提高设备使用效率提供了可能。

作为TPM模式的分支，TPM—EM是一种收益很高、激励性很强的管理模式，如果企业将提高生产设备的效率置于优先位置，则应该首先在下属的车间中建立TPM—EM系统。

这一系统的建立应基于对参与系统的操作人员及维修人员的技能与主观能
动性有充分认识的基础上，这也是系统发挥效能的基本前提。

9、TPM的组织
高效率的TPM组织机构是TPM系统在企业中取得成效
的基本保证。

许多企业并没有人认识到这一问题的重要性，因而往往使得TPM系统难以发挥其效能。

直线部分由高层管理延向下延伸，并由从TPM指导委
员会直到生产层的TPM小组代行其职能。

职能部分包括一名生产现场TPM竞赛的优胜者，通常由车间管理人员中产生并承担TPM职能范畴内的全部责任。

TPM取得成效的关
键主要在于TPM项目经理，偶尔也作为TPM项目协调人的身份出现，负责TPM项目的计划与实施。

除了小型企业或车间，TPM经理通常是专职的。

人员的培训，项目可行性报告的编制，报告的编写，项目的改进等等也都属于TPM 经理的职责范畴。

除此之外，TPM经理还需负责联系并指导各TPM小组的工作，协调维修与生产，TPM组织与管理层之间的关系。

正因为如此，TPM经理对于企业中TPM
管理的成败具有关键性的作用。

对TPM顾问小组工作时间上的需求取决于车间的规模以及TPM经理的日常工作量，TPM顾问辅助TPM经理进行TPM管理方面的工作并向其汇报工作，同时向TPM小组提供培训及相关方面的支持。

10、设备实际生产率的测定世界上大多数的企业中都存在着没有完全发掘出来的生产潜能。

借助于TPM管理系统，可以将这种生产潜能开发出来，在现有设备的基础上将生产能力提高25%～30%。

TPM管理中三个重要的公式分别是设备总的有效生产率TEEP(Total Effective Equipment Productivity)，设备综合效率(OEE，Overall Equipment Effectiveness)和设备净效率（NEE, Net Equipment Effectiveness）。

衡量设备实际生产率的尺度应该是设备总的有效生产率。

与此相关的参数有设备利用率（EU，Equipment Utilization）。

大多数TPM 文献仅仅提及设备综合效率
而忽视了设备利用率对于设备生产率和资产回收率（ROA，Return on Assets）的影响。

在计划停机期间，可以通过实施设备换装及维修作业来优化设备使用的费用。

如果企业管理人员希望最大限度地利用设备的生产能力，那就一定要重视设备总的有效生产率。

设备总的有效生产率这一参数中包括设备的计划停机时间，同时也是衡量设备利用率和设备综合效率的尺度。

设备总的有效生产率=设备利用率×设备综合效率设
备综合效率是TPM管理中经典的并且应用最为广泛的参数，这一参数表明设备在使用时所能提供的综合效益。

由于设备使用期间还涉及到诸如整理、换装等方面的工作，因此综合效率并不是一个十分精确的参数，与设备真实意义上的效率也无太大的关系，这一参数反映的是设备在使用时的“全面”、“综合”的效率。

设备综合效率=设备有效度×设备性能效率×产品合格率设备运转期间的质量及效率则可以通过设备净效率加以表示。

这项参数既不涉及设备的计划停机时间，与设备安装及调整时间也无关系，仅仅反映了设备运行过程中实际上的机械状态。

设备净效率=生产准备程度×设备性能效率×产品合格率
11、设备故障为便于上述三项参数的计算，TPM管理强调对由设备故障对设备效率所造成损失的研究。

对设备
效率造成损失的因素至少包括以下五种类型：
（1）工作准备过程中所造成的损失；
（2）故障停机损失；
（3）设备空转及等候时间所造成的损失；
（4）工作速度降低所造成的损失；
（5）生产废品所造成的时间损失。

上述五方面的因素对设备总的有效生产率，设备综合
效率及设备净效率等三项参数的影响可以通过相关的计
算参数设备有效度、效率及质量加以确定。

对设备有效度的影响包括安装及调整，设备失灵两方面。

前者涉及设备换装，为设备编制操作程序（尤指数控设备），设备试运转；后者则包括偶发故障及由设备缺陷引发的故障。

对设备效率造成的影响涉及空转及小故障，速度损失
两方面。

前者主要由等候原材料，缺少零部件或服务，设备进出通道堵塞及其它原因所造成；后者则由设备的磨损，精度降低所引发。

对质量造成的影响是在生产过程形成的，主要标志是
废品及返工品增多。

除上述因素外，设备的试运转、介于设备启动与稳定
运转之间的不稳定运转时间等其它因素也都将在不同程
度上对相关参数造成影响。

在某些企业中，还有一些特定因素也将对相关参数造成影响，如热加工设备重新升温对有效工作时间造成的损失等等。

由特定因素导致的设备效率降低所产生的损失必须预先确定并以适宜的公式加以计算。

如同其它文献中所阐述的，产量的降低或介于设备启动与稳定运转之间的不稳定运转时间的减少不易被测定，通常都是包括在上述五项损失之中，此时可以以设备修理或不稳定运转阶段所产生的效率损失来表述。

因此，首先计算设备试运转期间的综合效率，然后再计算稳定生产时的综合效率，通过两者之间的比较最终就可以获得产量损失的数据。