设备策略和设备预防性维修PM
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故障对于价值的影响
▪ 机会成本（可供性/质量） ▪ 环境/安全 ▪ 维护成本
支持设备，这种设备发 生故障不会直接影响生 产，例如，冷却风扇、 咖啡机
高
“危险” – 预防性* 维护 + 预 测性维护
“高风险” – 预防性* 维护 + 预测性维护
“低风险” – 纠正性** 维护
“不可靠” – 纠正性** 维护
▪ 修理机器或设备到某具体状态的时间（实际或预期） ▪ 包括故障维修的各个阶段
可用性
▪ 设备操作时间占运行加修理时间的百分比
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
可靠性
▪ 产品或机器持续运行一段特定时间的可能性
维修维护工作量 和有效时间
▪ 实际维修维护工作中有效的计划维修维护时间百分比
维修维护工作的重点是提高效果和效率
质量
改善机遇
效果（结果） 产量
产品上市 时间
零部件成本
效率 （维修成本）
劳动力成本
合同工成本
新的维修 业务
资料来源：麦肯锡
目前行业 新行业
需要回答的问题. . .
工厂
▪ 卓越维修是否提高
质量、产量和产品 上市时间?
市场
▪ 高质量、高产量
和缩短产品上市 时间是否对市场 有价值?
McKinsey & Company | 14
内容
▪ 设备维修策略 ▪ 预防性维修策略制定5步骤 ▪ 模块评估
McKinsey & Company | 15
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
可维护项目 脱水器的容器 泵 热交换器 循环管 补偿器 泵 … … … … …
▪ ERP系统中 提供的设备细分的 细化程度总是不够 ▪ 可能需要对关键
项目进行人工 深入分析
| 11
2
进行关键性评估，确定 优先分析的功能性组件
关键性是指设备发生故障所带来的风险
具有较长期望寿命的 主发电线路的组成元 素，即，汽轮机、发 电机
▪ 是否能够减少零部
件的消耗?
▪ 维修工作是否能够
由工资较低的工人 来完成?
▪ 内部采购是否效果
更高?
▪ 我们是否有能力和
人力提供维修服务?
▪ 购买的零部件是
否能够更加高效?
▪ 外包是否效率更
高?
▪ 我们的合同工是
否是效率最高的?
▪ 是否有维修服务
市场?
McKinsey & Company | 3
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
麦肯锡中国领导力学院之运营管理培训
维修策略和预防性维修
文件类型：学员材料
机密和专有 未经麦肯锡许可，任何对此资料的使用严格禁止
内容
▪ 设备维修策略 ▪ 预防性维修策略制定5步骤 ▪ 模块评估
McKinsey & Company | 1
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
全面的维修维护方法帮助提高效果和效率
卓越维修维护的框架
▪ 管理方法 ▪ 业绩管理
运营系统 管理架构
CBM
举例：红外线分析 – 典型的机械系统应用
蒸汽系统
▪ 锅炉 – 耐火材料 – 输送管
▪ 分离器 ▪ 阀门 ▪ 线路
制热器和熔炉
▪ 耐火检测 ▪ 输送管限制
液体
▪ 液位 ▪ 管道堵塞
热板马达轴承。拍摄的红外线图像便于对几个运转的马达进 行比较
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
主要方法工具和模块应用总结
本模块详细介绍了预防性维修策略制定的5个步骤…
1 分解设备至功能性组件
系统细分自上而下地进行 …
GEA 2
设备 将流程中具有某一专门功能的功能性组件聚集 在一起
平台I
功能性组件 将具有某个半复杂独立功能的可维护项目聚集 在一起
P8230 泵
可维护项目 作为可替代的最小项目，可从系统中分离出来
被动
预防
预测
1 也成为基于情况的查看
McKinsey & Company | 9
CBM
CBM/PdM 在很多情况下能够早期检验出设备故障
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
方法和技术 1 超声波分析 2 远红外热像 3 振动分析 4 用油分析 5 人体感测技术 6 高速照相技术
运行时间 3 个月
维修时间 1天
运行时间 5 个月
运行时间 2个月
运行时间 2个月
维修时间 ½天
维修时间 ¼天
时间
术语 MTBF
MTTR
定义
示例
故障间平均时间，设备在发生故障前 (3 + 5 + 2 + 2) / 4 = 3 个月 正常运行的平均时间
平均维修时间，维修某设备平均所 需时间
(1 + ½ + ¼) / 3 = 0.6 天
主要应用 机械故障、蒸汽系统和输水阀、压缩空气系统、泄露检测、 电气安全（电弧和电晕放电）、阀动确认、精确润滑等
电气设备、机械设备、建筑围护、锅炉、马达、屋顶、转换 器、液位槽、热交换器、传送带滚轴、断路器检查等
储油罐 – 转换器、变速器、轴承、液压设备、柴油马达、润 滑油、燃料油等
轮换或补充设备马达、变速器、轴承、气体处理器、压缩机、 错位、松开、失衡、回声等
低
低
高
失效的概率 ▪ 供应商信息 ▪ 设备历史 ▪ 维护/操作员的经验
1 基于状况的维护，基于使用的维护，基于时间的维护 2 当偏离标准调整、更换，或者修理，和/或故障维护
资料来源：麦肯锡
具有高安全风险并且 对于输出有直接影响 的不可靠设备 – 锅炉、 球磨机、水泵
具有高失效概率的支 持性设备 – 电机/泵机 的V型皮带
低
低
高
失效的概率
▪ 供应商信息 ▪ 设备历史 ▪ 维护/操作员的经验
* 基于状况的维护，基于使用的维护，基于时间的维护 ** 当偏离标准调整、更换，或者修理，和/或故障维护
资料来源：麦肯锡
具有高安全风险并且对 于输出有直接影响的不 可靠设备 – 锅炉、球 磨机、水泵
具有高失效概率的支持 性设备 – 电机/泵机的 V型皮带
举例：超声波分析 – 典型应用
▪ 漏气检测 ▪ 真空泄露 ▪ 轴承 ▪ 锅炉 ▪ 热交换器 ▪ 气体系统 ▪ 蒸汽疏水器 ▪ 电气问题 ▪ 转换器 ▪ 分线盒 ▪ 传送器
▪ 润滑问题 ▪ 密封垫片 ▪ 压力阀 ▪ 阀操作 ▪ 管道系统 ▪ 泵气蚀 ▪ 液压阀 ▪ 马达 ▪ 变速箱 ▪ 风扇
CBM
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
有什么样的维修维护策略可以选择？ McKinsey & Company | 8
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
有四种可以选择的维修维护战略
行 不行
4. CBM
1. BDM
基于故障的维修维护
▪ 使用一定小时数后更 行性
换/维修零部件
▪ 需要了解很多零部件
的信息
▪ 需要了解机器的使用 ▪ 根据掌握的信息，决
时间
定零部件是否需要更
换/维修
▪ 必须事先规划好更换
▪ 必须事先规划好更换和维修
/维修
▪ 零部件必须事先准备
▪ 必须事先订购零部件，及时到货
好或事先订购
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
衡量设备维护效果的基本指标有五个
指标
定义
详述
故障间平均时间
▪ 一个具体零部件或设备的故障发生的间隙时间（实际或
预期）
(MTBF)
▪ 这包括生产第一个合格产品到设备故障的时间
维修平均时间 (MTTR)
故障对于价值的影响 ▪ 机会成本（可供性/质量） ▪ 环境/安全 ▪ 维护成本
支持设备，这种设备 发生故障不会直接影 响生产，例如，冷却 风扇、咖啡机
高
“危险” – 预防性* 维护 + 预 测性维护
“高风险” – 预防性* 维护 + 预测性维护
“低风险” – 纠正性** 维护
“不可靠” – 纠正性** 维护
资料来源：麦肯锡
McKinsey & Company | 6
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
MTBF和MTTR共同决定了设备的可用性
计算设备可用性根据特定操作时间内的观察的故障平均时间和维修平均时间
运行总时间
MTBF =
故障次数
环境
▪ 排水模式 ▪ 排气模式
马达和传动设备பைடு நூலகம்
▪ 轴承 – 机械故障 – 润滑不当
▪ 耦合和对齐问题 ▪ 马达的电气连接 ▪ 马达的空气制冷
传送带和滚轴接触区的温度上升，表明传送轴滚轴有阻塞
McKinsey & Company | 12
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
维修维护工作的重点是什么？ 家用汽车维修维护的重点是什么？
McKinsey & Company | 2
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
| 14
在功能性组件上应用标准 – 脱水实例
McKinsey & Company | 13
对于不同的设备如何选择维修策略？
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
具有较长期望寿命的主 发电线路的组成元素， 即，汽轮机、发电机
资料来源：Nahmias; Steven; 产品和维修分析
McKinsey & Company | 5
MTBF和MTTR分别指设备故障的平均间隔时间和平均维修时间
生产运行情况
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
设备细分使得维护工 作具有适当的细化程 度
▪ 既不会太低，以至 于不够具体且不能 减少维修成本
▪ 也不会太高，以至 于被细节所惑而忽 视了对其他可维护 项目的影响
资料来源：麦肯锡
| 10
... 有助于深入了解指定设备
设备
功能性组件 … 平台I 平台II 蒸汽喷射器 除盐
GEA2
…
…
…
…
…
…
资料来源：麦肯锡
通过人的嗅觉、听觉和触觉发现设备故障 – 例如，温度、振 动或视觉检测。通常在定期大修时使用
通过慢动作视频确定设备故障
7 持续或定期流程检测
根据传感器的数据和反馈建立图表和流程，确定每个流程上 的设备情况
McKinsey & Company | 10
CBM
红外线分析举例
普通肉眼看到的
红外线热像看到的
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
McKinsey & Company | 11
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
▪ 故障后更换或维修
零部件
▪ 意识到应用故障维
修的零部件
▪ 机器边上要备好必
要零部件
▪ 确保快速维修的快
速反应时间
2. TBM
3. UBM
基于情况的维修维护1
▪ 定期检查零部件 基于时间的维修维护 基于用量的维修维护 ▪ 查看零部件的可
▪ 一段时间之后必须
对零部件进行更换 或维修（不管机器 的实际使用情况）
理念和行为
▪ 设备情况和能力 ▪ 优化维修维护工作流程 ▪ 可靠的集中式生产
▪ 能力 ▪ 运营文化
业务目标
高 效果
目标
▪ OEE
▪ 流程能力
▪ 设备寿命
▪ 灵活性 低 目前
低
高
效率
▪ 零部件/材料 ▪ 人员 ▪ 资金
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McKinsey & Company | 4
维修总时间 MTTR = 维修次数
可用性 =
MTBF
MTBF + MTTR
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资料来源：Nahmias; Steven; 生产和运营分析
McKinsey & Company | 7
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▪ 机会成本（可供性/质量） ▪ 环境/安全 ▪ 维护成本
支持设备，这种设备发 生故障不会直接影响生 产，例如，冷却风扇、 咖啡机
高
“危险” – 预防性* 维护 + 预 测性维护
“高风险” – 预防性* 维护 + 预测性维护
“低风险” – 纠正性** 维护
“不可靠” – 纠正性** 维护
▪ 修理机器或设备到某具体状态的时间（实际或预期） ▪ 包括故障维修的各个阶段
可用性
▪ 设备操作时间占运行加修理时间的百分比
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可靠性
▪ 产品或机器持续运行一段特定时间的可能性
维修维护工作量 和有效时间
▪ 实际维修维护工作中有效的计划维修维护时间百分比
维修维护工作的重点是提高效果和效率
质量
改善机遇
效果（结果） 产量
产品上市 时间
零部件成本
效率 （维修成本）
劳动力成本
合同工成本
新的维修 业务
资料来源：麦肯锡
目前行业 新行业
需要回答的问题. . .
工厂
▪ 卓越维修是否提高
质量、产量和产品 上市时间?
市场
▪ 高质量、高产量
和缩短产品上市 时间是否对市场 有价值?
McKinsey & Company | 14
内容
▪ 设备维修策略 ▪ 预防性维修策略制定5步骤 ▪ 模块评估
McKinsey & Company | 15
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可维护项目 脱水器的容器 泵 热交换器 循环管 补偿器 泵 … … … … …
▪ ERP系统中 提供的设备细分的 细化程度总是不够 ▪ 可能需要对关键
项目进行人工 深入分析
| 11
2
进行关键性评估，确定 优先分析的功能性组件
关键性是指设备发生故障所带来的风险
具有较长期望寿命的 主发电线路的组成元 素，即，汽轮机、发 电机
▪ 是否能够减少零部
件的消耗?
▪ 维修工作是否能够
由工资较低的工人 来完成?
▪ 内部采购是否效果
更高?
▪ 我们是否有能力和
人力提供维修服务?
▪ 购买的零部件是
否能够更加高效?
▪ 外包是否效率更
高?
▪ 我们的合同工是
否是效率最高的?
▪ 是否有维修服务
市场?
McKinsey & Company | 3
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
麦肯锡中国领导力学院之运营管理培训
维修策略和预防性维修
文件类型：学员材料
机密和专有 未经麦肯锡许可，任何对此资料的使用严格禁止
内容
▪ 设备维修策略 ▪ 预防性维修策略制定5步骤 ▪ 模块评估
McKinsey & Company | 1
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
全面的维修维护方法帮助提高效果和效率
卓越维修维护的框架
▪ 管理方法 ▪ 业绩管理
运营系统 管理架构
CBM
举例：红外线分析 – 典型的机械系统应用
蒸汽系统
▪ 锅炉 – 耐火材料 – 输送管
▪ 分离器 ▪ 阀门 ▪ 线路
制热器和熔炉
▪ 耐火检测 ▪ 输送管限制
液体
▪ 液位 ▪ 管道堵塞
热板马达轴承。拍摄的红外线图像便于对几个运转的马达进 行比较
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
主要方法工具和模块应用总结
本模块详细介绍了预防性维修策略制定的5个步骤…
1 分解设备至功能性组件
系统细分自上而下地进行 …
GEA 2
设备 将流程中具有某一专门功能的功能性组件聚集 在一起
平台I
功能性组件 将具有某个半复杂独立功能的可维护项目聚集 在一起
P8230 泵
可维护项目 作为可替代的最小项目，可从系统中分离出来
被动
预防
预测
1 也成为基于情况的查看
McKinsey & Company | 9
CBM
CBM/PdM 在很多情况下能够早期检验出设备故障
Last Modified 7/31/2014 5:40 PM China Standard Time
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方法和技术 1 超声波分析 2 远红外热像 3 振动分析 4 用油分析 5 人体感测技术 6 高速照相技术
运行时间 3 个月
维修时间 1天
运行时间 5 个月
运行时间 2个月
运行时间 2个月
维修时间 ½天
维修时间 ¼天
时间
术语 MTBF
MTTR
定义
示例
故障间平均时间，设备在发生故障前 (3 + 5 + 2 + 2) / 4 = 3 个月 正常运行的平均时间
平均维修时间，维修某设备平均所 需时间
(1 + ½ + ¼) / 3 = 0.6 天
主要应用 机械故障、蒸汽系统和输水阀、压缩空气系统、泄露检测、 电气安全（电弧和电晕放电）、阀动确认、精确润滑等
电气设备、机械设备、建筑围护、锅炉、马达、屋顶、转换 器、液位槽、热交换器、传送带滚轴、断路器检查等
储油罐 – 转换器、变速器、轴承、液压设备、柴油马达、润 滑油、燃料油等
轮换或补充设备马达、变速器、轴承、气体处理器、压缩机、 错位、松开、失衡、回声等
低
低
高
失效的概率 ▪ 供应商信息 ▪ 设备历史 ▪ 维护/操作员的经验
1 基于状况的维护，基于使用的维护，基于时间的维护 2 当偏离标准调整、更换，或者修理，和/或故障维护
资料来源：麦肯锡
具有高安全风险并且 对于输出有直接影响 的不可靠设备 – 锅炉、 球磨机、水泵
具有高失效概率的支 持性设备 – 电机/泵机 的V型皮带
低
低
高
失效的概率
▪ 供应商信息 ▪ 设备历史 ▪ 维护/操作员的经验
* 基于状况的维护，基于使用的维护，基于时间的维护 ** 当偏离标准调整、更换，或者修理，和/或故障维护
资料来源：麦肯锡
具有高安全风险并且对 于输出有直接影响的不 可靠设备 – 锅炉、球 磨机、水泵
具有高失效概率的支持 性设备 – 电机/泵机的 V型皮带
举例：超声波分析 – 典型应用
▪ 漏气检测 ▪ 真空泄露 ▪ 轴承 ▪ 锅炉 ▪ 热交换器 ▪ 气体系统 ▪ 蒸汽疏水器 ▪ 电气问题 ▪ 转换器 ▪ 分线盒 ▪ 传送器
▪ 润滑问题 ▪ 密封垫片 ▪ 压力阀 ▪ 阀操作 ▪ 管道系统 ▪ 泵气蚀 ▪ 液压阀 ▪ 马达 ▪ 变速箱 ▪ 风扇
CBM
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有四种可以选择的维修维护战略
行 不行
4. CBM
1. BDM
基于故障的维修维护
▪ 使用一定小时数后更 行性
换/维修零部件
▪ 需要了解很多零部件
的信息
▪ 需要了解机器的使用 ▪ 根据掌握的信息，决
时间
定零部件是否需要更
换/维修
▪ 必须事先规划好更换
▪ 必须事先规划好更换和维修
/维修
▪ 零部件必须事先准备
▪ 必须事先订购零部件，及时到货
好或事先订购
Printed 4/19/2012 1:16:46 PM
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衡量设备维护效果的基本指标有五个
指标
定义
详述
故障间平均时间
▪ 一个具体零部件或设备的故障发生的间隙时间（实际或
预期）
(MTBF)
▪ 这包括生产第一个合格产品到设备故障的时间
维修平均时间 (MTTR)
故障对于价值的影响 ▪ 机会成本（可供性/质量） ▪ 环境/安全 ▪ 维护成本
支持设备，这种设备 发生故障不会直接影 响生产，例如，冷却 风扇、咖啡机
高
“危险” – 预防性* 维护 + 预 测性维护
“高风险” – 预防性* 维护 + 预测性维护
“低风险” – 纠正性** 维护
“不可靠” – 纠正性** 维护
资料来源：麦肯锡
McKinsey & Company | 6
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MTBF和MTTR共同决定了设备的可用性
计算设备可用性根据特定操作时间内的观察的故障平均时间和维修平均时间
运行总时间
MTBF =
故障次数
环境
▪ 排水模式 ▪ 排气模式
马达和传动设备பைடு நூலகம்
▪ 轴承 – 机械故障 – 润滑不当
▪ 耦合和对齐问题 ▪ 马达的电气连接 ▪ 马达的空气制冷
传送带和滚轴接触区的温度上升，表明传送轴滚轴有阻塞
McKinsey & Company | 12
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维修维护工作的重点是什么？ 家用汽车维修维护的重点是什么？
McKinsey & Company | 2
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在功能性组件上应用标准 – 脱水实例
McKinsey & Company | 13
对于不同的设备如何选择维修策略？
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具有较长期望寿命的主 发电线路的组成元素， 即，汽轮机、发电机
资料来源：Nahmias; Steven; 产品和维修分析
McKinsey & Company | 5
MTBF和MTTR分别指设备故障的平均间隔时间和平均维修时间
生产运行情况
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设备细分使得维护工 作具有适当的细化程 度
▪ 既不会太低，以至 于不够具体且不能 减少维修成本
▪ 也不会太高，以至 于被细节所惑而忽 视了对其他可维护 项目的影响
资料来源：麦肯锡
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... 有助于深入了解指定设备
设备
功能性组件 … 平台I 平台II 蒸汽喷射器 除盐
GEA2
…
…
…
…
…
…
资料来源：麦肯锡
通过人的嗅觉、听觉和触觉发现设备故障 – 例如，温度、振 动或视觉检测。通常在定期大修时使用
通过慢动作视频确定设备故障
7 持续或定期流程检测
根据传感器的数据和反馈建立图表和流程，确定每个流程上 的设备情况
McKinsey & Company | 10
CBM
红外线分析举例
普通肉眼看到的
红外线热像看到的
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▪ 故障后更换或维修
零部件
▪ 意识到应用故障维
修的零部件
▪ 机器边上要备好必
要零部件
▪ 确保快速维修的快
速反应时间
2. TBM
3. UBM
基于情况的维修维护1
▪ 定期检查零部件 基于时间的维修维护 基于用量的维修维护 ▪ 查看零部件的可
▪ 一段时间之后必须
对零部件进行更换 或维修（不管机器 的实际使用情况）
理念和行为
▪ 设备情况和能力 ▪ 优化维修维护工作流程 ▪ 可靠的集中式生产
▪ 能力 ▪ 运营文化
业务目标
高 效果
目标
▪ OEE
▪ 流程能力
▪ 设备寿命
▪ 灵活性 低 目前
低
高
效率
▪ 零部件/材料 ▪ 人员 ▪ 资金
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维修总时间 MTTR = 维修次数
可用性 =
MTBF
MTBF + MTTR
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