1、1,现代设备管理的理论与实践,2,一、现代设备管理理论的创新( 全面生产设备管理TPEM ),3,1、TPM的基础 全面生产维修TPM（Total Productive Maintenance ）是一个在世界范围内为维护、生产及企业管理者所关注并试图学习和了解的话题。一些世界级企业都将TPEM视为一种最新和最好的现代管理模式，如戴姆勒克莱斯勒、大众、福特、宝马、邓禄普、摩托罗拉、卡夫、柯达、博世、西门子及其它一些世界级企业已经或正在建立TPEM管理系统并取得了很好的成效。TPM似乎将成为现代企业中一种最具发展潜力的管理模式。,4,20世纪50年代初日本引进了通用电气公司创建的预防维修体制。如同
2、质量管理与零故障管理的引进一样，日本人改进和发展了预防维修模式，使之更加适应日本企业的实际。日本设备维修协会副主席中岛青一在全日本积极推动TPM，被称为TPM之父，他就TPM题材所写成的著作也被日本和许多国家认为是维护和生产管理领域内的圣经。 中岛青一首先在Nippondenso公司开展了涉及日常维修工作的TPEM的试点并为此打下了较好的基础。虽然中岛青一的书是针对日本企业的特点写的，但是TPEM模式已被视为20世纪一种最为有效的设备管理手段，为提高自身的设备管理水平，,5,许多国家的企业纷纷从日本引进TPM模式。目前，日本人已在这一领域占据了无可争议的优势。在日本，企业广泛地开展了TPM活动
3、。一个大型企业的董事长选择自己企业供货商的前提就是必须建立TPM管理系统，而这些供货商又同样要求自己的员工必须掌握TPM方法。 TPM模式实际上反映的是一种企业文化，而这种企业文化的核心就是团队精神，强调的是协作。因此，建立TPM模式，必须首先为全体员工制订适合本企业实际情况的TPM计划，在此基础上根据不同部门的需求再规划出TPM实施进程。,6,按照日本人的观点， TPM模式的引进需要大量的时间、精力和金钱，因而必须取得企业高层的支持才能成功。必须清醒地认识到，在TPM模式取得成效之前，不仅在时间、金钱方面的消耗是巨大的，而且企业文化也将发生变化。 2、TPM管理模式大行其道的原因 （1）产品
4、质量 在经济全球化的影响下，企业面临着全球范围内的激烈竞争。企业所生产产品即便不出口，也要面临国内相同产品的竞争，在激烈的竞争中，企业必须满足市场不断变化的需求才能求得生存与发展。为此，一些世界级的大企业对产品,7,制订了严格的质量标准，例如摩托罗拉要求自己产品的合格率要求达到99.9996%，换句话说，一百万件产品中仅有四件是废品。把握产品质量的关键是什么？是生产设备！生产一流的产品就必须拥有一流的生产设备。但是如果没有一流的设备管理，那么再好的设备在生产过程中也不可能一直保持良好的状态。对于已经推行质量认证体系（如ISO）的企业,TPM体系的建立相对要简单些，两种体系可以结合起来应用而无须
5、再建立一套新的体系。TPM可以作为广义上的质量体系中的一部分，即生产设备的质量监督体系。,8,（2）及时制生产模式（JIT, Just in time） 及时生产制是一种极其有效的管理模式，其最大的优势在于可以大大减少企业原料及成品的库存数量及范围。但是及时生产制取决于生产设备的可靠性，如果在及时生产制的实施过程中设备突然失灵将使企业面临极大的损失。 现代企业在日趋激烈的市场竞争中必须提高生产率以减少循环时间。对于企业的客户来说，生产时间的减少意味着订单规定的交货时间可以得到保障。而生产设备的故障、空转及自身任何细微的缺陷都将使企业提高生产率的努力落空。,9,及时生产制和减少循环时间在通常情况
6、下可以加速生产循环。在这一方面，调整或准备时间是决定性的，因为这种调整和准备工作将导致停机。早期关于设备生产效率的研究表明，设备总的生产时间中，调整与准备时间要占到50%左右。对于持TPM理念的人来说，这将是设备效率最大的损失之一。 在尽可能短的时间内更换工具是减少准备时间的一种有效措施。企业界有许多这方面的案例，最初需要一个半小时的准备时间可以被缩减为45分钟乃至10分钟。在理想的条件下，TPM的目标是将这一时间减少至10分钟之内，而操作工人的参与对于这一目标的实现是至关重要的。,10,（3）生产成本： 许多企业往往注重制造成本的降低而忽视了通常情况下占生产成本5%15%的维护费用。 降低成
7、本的关键不仅在于费用本身，更为重要的是工业生产发展的趋势。由于自动化、高速化设备以及机器人的出现，单位产品的生产成本不断降低，而另一方面，由于设备维护方面的费用却在不断增加，这是现代设备日趋复杂所导致的结果。许多企业寻求降低维修费用的途径，但是如果仅仅关注不可预测和控制的突发故障的维修是,11,不够的，良好的TPM系统不仅能够降低维护费用，而且可以较大的改造生产设备的效率。 （4）设备的生产能力： 对于设备的生产能力来说，企业制造产品，维修则可以对企业的生产能力起到保障作用。但是在实际生产过程中，企业的管理人员对自己企业中生产设备的实际利用率、实际有效度及实际性能则未必能够全面了解和掌握。在企
8、业的生产实践中，不仅老旧或服役期满的设备如此，一些新的和现代设备常常也存在综合效率低下的问题。对一般设备和关键设备的调查也显示出同样的综合效率低下的问题。,12,备综合效率的低下造成大量可资利用的生产能力的损失，这就相当于许多现有生产设备在无形之中消失了，这样的损失对于企业发展的影响是非常严重的。一些企业，如美国田纳西Eastman公司的经验表明，TPM系统的建立可以在无需投资的条件下较大幅度地提高设备生产能力。 （5）环保与节能： 目前，环保已成为日益为人们所关注的问题，相关的法律条款也日趋严厉。设备在提高生产能力，制造更多产品的同时已不再被允许向大气、地表和水中排放工业废弃物，只有经过严格
9、环保认证的设备才可以投入运行。,13,举例来说，电动机是能耗最多的设备。设备维护中的缺陷是导致电机效率低下的重要原因，企业面临的挑战是怎样才能降低能耗，使设备效率达到最大化。 上述问题与挑战是所有企业为增强自身市场竞争力所必须面对的问题。运行良好的TPM系统可以在无需花费太多费用的前提下解决企业所面临的这些问题，改造设备的运行质量和生产效率。换言之，在达到上述目标的各种措施中，TPM可能是投资回报率（ROI）最高的。一些世界级大企业（如戴姆勒克莱斯勒、邓禄普）推行TPM管理模式的案例表明，对于制造业项目上的投资回报率甚至可以达到200% 400%。,14,3、TPM理论的创新全面生产设备管理
10、TPEM（Total Productive Equipment Management） 在日本，TPM被定义为“全员参与下的生产维修”。在这一前提下，TPEM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，其内涵有所不同。对于西方发达国家而言，核心问题在于设备。国际TPEM协会主席Hartmann所提出并经西方国家企业认可的TPEM定义为：,15,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。TPEM体系不仅涉及
11、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。 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TPEM管理,16,模式的需要，国际TPEM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TPEM协会注册）。 与日本的TPEM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。TP
12、EM模式是一种更为实用的管理模式。借助于TPEM的方法，TPEM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。,17,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： 现有生产设备系统的改造； 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； 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TPEM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TPEM体系中是十分重要的问题。,18,虽然必须投入大量的金钱、
13、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TPEM的投入得到补偿。 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;,19,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;
14、 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TPEM系统可行性研究的重要组成，对于管理决策和TPEM项目的成败也是关键的要素。,20,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TPEM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TPEM小组将分析换装过程中可能
15、出现的损失，换装对于设备的必要性并拟定,21,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TPEM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。TPEM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,22,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
16、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,23,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
17、过程中产生的影响是绝不可以低估的。,24,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,25,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
18、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，,26,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
19、工作报告等等。 第七步的工作是编制预防维修手册，手册,27,应体现TPEM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TPEM理念中，第一种实施方式通常都是,28,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
20、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。,29,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： 设计费用； 制造费用； 试运转及故障排除费用； 设备运转费用； 维护及修理费用。,30,上述五项费用中
21、，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用。 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。,31,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
22、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。,32,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
23、的目标。,33,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。,34,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
24、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。,35,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。 3、TPEM的目标 为使生产设备达到并保持最
25、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，TPEM模式中与之相类似的目标是：,36,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。,37,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TPEM管理模式，非计划停
26、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。,38,TPEM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TPEM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TPEM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
27、是难以预估的，这是因为理论上的生产速度及生产时间与实际速度及时间必然存在较大差,39,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TPEM管理模式的实施则可以找出速度损失的原因并加以排除。 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TPEM管理模式的有效手段。全面生产设备管理包括三项要素：,40,以自主维护为中心的TPEMAM模式； 以预防维修及预知维修为中心的TPEMPM模式； 以生产设备的管理与改进为中
28、心的TPEM EM模式。 以自主维护为中心的TPEMAM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TPEM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。,41,TPEMEM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TPEM模式的分支，TPEMEM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TPEMEM系统。这一系统的建立应基于对参与系统
29、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。,42,4、TPEM的组织 高效率的TPEM组织机构是TPEM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TPEM系统难以发挥其效能。下图是典型的TPEM组织结构简图。,公司TPEM委员会,工厂TPEM委员会,部门TPEM委员会,TPEM小组,公司TPEM经理,TPEM竞赛优胜者,TPEM协调人,TPEM顾问小组,提交报告,提交报告,培训、支持,提交报告,提交报告,直线部分,职能部分,43,直线部分由高层管理延向下延伸，并由从TPEM指导委员会直到生产层的TPEM小组
30、代行其职能。职能部分包括一名生产现场TPEM竞赛的优胜者，通常由车间管理人员中产生并承担TPEM职能范畴内的全部责任。TPEM取得成效的关键主要在于TPEM项目经理，偶尔也作为TPEM项目协调人的身份出现，负责TPEM项目的计划与实施。除了小型企业或车间，TPEM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TPEM经理的职责范畴。,44,除此之外，TPEM经理还需负责联系并指导各TPEM小组的工作，协调维修与生产，TPEM组织与管理层之间的关系。正因为如此，TPEM经理对于企业中TPEM管理的成败具有关键性的作用。 对TPEM顾问小组工作时间上的需求取
31、决于车间的规模以及TPEM经理的日常工作量，TPEM顾问辅助TPEM经理进行TPEM管理方面的工作并向其汇报工作，同时向TPEM小组提供培训及相关方面的支持。,45,二、 设备实际生产率的测定,46,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TPEM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%。 TPEM管理中三个重要的指标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
32、（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TPEM,47,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。,48,
33、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TPEM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=设备实际有效度设备性能效率产品合格率,49,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
34、 设备故障 为便于上述三项参数的计算，TPEM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：,50,1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。,51,对设备
35、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。,52,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
36、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。,53,设备效率的计算 与设备效率计算相关的时间要素分别表示如下： 设备理论作业时间=设备可利用时间计划停机时间 设备作业时间=设备可利用时间计划停机时间工作准备时间 设备凈作业时间=设备可利用时间计划 停机时间工作准备时间故障停机时间 设备有效作业时间=设备可利用时间计划停机时间工作准备时间故障停机时间管理原因损失的时间,54,有效生产时间=设备可利用时
37、间计划停机时间工作准备时间故障停机时间管理原因损失的时间 生产废品损失的时间 各时间要素的定义如下： 设备可利用时间：指理论上的设备可利用时间。按每天三班、每班8小时工作制计，每天的理论工作时间为1440分钟。 计划停机时间：纳入计划的非生产时间，包括班中休息、班中餐时间，维护时间。 工作准备时间：包括班前准备时间，设备换装时间，调整时间，测试时间。,55,故障停机时间：由任何设备故障造成的非计划停机时间。 管理原因损失的时间：包括由于原材料、零备件供应问题或操作、维修人员脱岗造成的设备停机或空转损失的时间，生产速度下降损失的时间。 生产废品损失的时间：由废品生产、返工产品重新加工所损失的时间
38、。 有关设备效率计算的公式如下： 设备利用率=,56,设备计划有效度= 生产准备程度= 设备实际有效度=设备计划有效度生产 准备程度 设备性能效率= 设备性能效率也可表示为： 设备性能效率=,57,产品合格率= 或：产品合格率= 根据相关的时间要素及上述计算公式，就可以循序渐进地计算设备的效率。以下是对设备效率进行计算的例子。 例：某企业的生产设备按每日两班生产，每班8小时。包括班中休息及班中餐在内的计划停机时间为90分钟，由班前准备，设备调整、换装、测试时间组成的工作准备时间为70分钟。根据统计，每天由故障导致的非计划停机时间平均,58,为50分钟，设备空转及各种临时停机时间为240分钟，由
39、管理原因导致生产速度下降折合的停机时间为75分钟。该设备每天生产290件产品，废品平均每天为6件，每件产品的加工时间为1.5分钟。根据所给定的数据计算并确定各项有关效率的参数。 设备如果每天24小时连续不断地工作，一天可利用的时间为1440分钟。如果按每日两班，每班8小时生产，则须减去8小时（480分钟），计划停机时间为90分钟，两者之和为480+90=570(分钟)。根据各时间要素之间的关系可分别计算出设备的运转及作业时间如下：,59,设备可运转时间=1440570=870（分钟） 设备作业时间=87070=800（分钟） 设备凈作业时间=80050=750（分钟） 设备有效作业时间=750
40、24075=435（分钟） 设备有效生产时间=435（61.5）=426（分钟） 由上述各项时间参数可计算出有关设备效率的各项参数： 因此，设备的利用率应为：,60,设备利用率=,=60.4%,设备可利用时间减去计划停机时间后的剩余时间就是设备可运转时间，总计为870分钟。在此基础上可以计算设备的计划有效度。设备的计划有效度为： 设备计划有效度=,=92%,由上面所计算的，设备的计划有效度为92%。而生产准备程度按下式计算为：,61,生产准备程度=,=93.7%,设备实际有效度=0.920.937=0.862=86.2% 根据所给定的数据可计算出设备的凈作业时间为750分钟，据此即可计算设备的
41、性能效率。,设备性能效率,=58%,根据产品数量及废品的数量可计算出产品合格率为：,62,产品合格率=,=97.9%,在建立TPEM系统的企业中，计算所需的各项数据由TPEM小组成员通过长期观察和积累加以采集、分析和处理，完全依赖机械或计算机进行此项工作并不一定是适宜的。同时，由于数据采集工作自身的难度，精确数据的采集也是非常困难的。在数据采集过程中，必须对诸如设备调整、换装、空转、临时性停机等现象进行连续、认真而仔细的观察。合格品率,63,则可以通过废品与设备所生产的全部产品的比较加以确定。设备生产速度降低所产生的损失一般可通过实际生产速度达到最佳生产速度的百分比来表述。 效率公式的应用 根
42、据所采集的数据计算出来的各种参数可以用来确定设备总的有效生产率，设备综合效率，设备凈效率这三项TPEM管理中重要的指标。 设备总的有效生产率=设备利用率设备综合效率=设备利用率设备实际有效度设备性能效率合格品率=0.6040.8620.580.979=0.296,64,设备的有效生产时间可以理解为在此时间段内（426分钟）以每件1.5分钟的生产速度生产出合格的产品284件。而有效作业时间435分钟生产的290件产品中有6件不合格，因此6件废品的生产时间9分钟对企业的生产和效益来说是无效的。 设备综合效率=设备实际有效度设备性能效率合格品率=0.862 0.580.979=0.49 设备综合效率
43、反映了设备运转时的效率，也可以用设备的有效生产时间与设备可运转时间的比值加以表示：,65,设备综合效率=,=0.49,设备净效率=设备生产准备程度设备性能效率产品合格率=0.9370.580.979=0.532设备净效率这一指标真实地反映了生产设备的运行质量。也可以用设备有效生产时间与设备作业时间的比值表述设备凈效率：,设备净效率=,=0.532,针对设备利用率低的状况，许多企业计划将两班工作制改为三班制，试图将设备利用率从现有的60%提高到90%。班次的增加提高了设备的利用率，但是三班制的生产使得设备很,66,难有时间按计划实施维修工作，从而也将给设备管理工作带来一些新的问题。如果能致力于提
44、高设备的综合效率，使之从现有的49%提高到75%，那么企业就可以在维持两班生产的基础上将产量提高50%，实现与三班生产同样的目标，相比之下花费的成本却要低得多。 TPEM是一种基于数据的量化管理模式，设备管理及其改进工作都是通过数据分析及后期的调整实现的，在管理工作中确立一项可以据此比较各种改进管理可能性的基本原则是十分重要的。设备总的有效生产率，设备综合效率及设备,67,净效率这三项公式是成功地对生产设备和生产过程实施优化管理的关键。 许多世界级企业在成功地实施TPEM管理后的各项指标对比如下： 实施TPEM前 实施TPEM后 有 效 度： 86.2 90% 性能效率： 58% 95% 合格品率： 97. 99% 综合效率： 49% 85%,性能效率从58%提高到95%，提高的幅度最大，较前有明显的改善。之所以能取得这,68,样大的成效，是因为由设备空转，生产速度下降等原因所产生的这种隐性损失得以大大降低。因此，减少隐性损失对效率的影响，对提高设备综合效率具有极其重要的意义，也是改进管理中最具潜力的领域。某些成功地推行TPEM管理的企业可以将生产率提高50%。其成功之道在于首先改善设备的效率和减少设备在空转和工作准备方面存在的潜在的时间损失。 推行TPEM管理时需要优先考虑的问题 在TPEM管理中，通过测定和分析得到的各,
