對“設備綜合效率”的研究與應用

   設備管理工作是一個系統工程，與企業保障“高產、優質、低耗、安全，提高企業經濟效益”密切相關。通過對設備綜合效率的研究與應用，其目的是力求通過對設備綜合效率的統計與分析，系統地找出阻礙設備綜合效率提高的因素，提出改善或糾正措施，確保企業的持續改進，實現企業效益最大化。
        一、寶鋼現行的設備效率方面的管理指標
        目前主要有設備有效作業率、設備日歷作業率、主要生產設備利用率、主要生產設備事故、故障停機率等六項有關設備效率的管理指標，有關統計方法和使用說明詳見（表一）。

表一：寶鋼現行的有關設備效率的管理指標

       上述這類指標的統計與分析，其主要目的是反映以時間為單位的設備的可利用的程度。但是這些設備效率指標的統計與分析卻不能如實反映生產過程中的速度損失、因產生廢次品而造成的設備效率的損失、以及拼設備超產而帶來的對設備的傷害而產生的設備效率的損失。因此，現行的傳統的這些設備管理的統計指標已不能真正體現全員設備管理的內涵，也不利于全員生產維修（TPM）的推進。
        二、設備月總時數的構成要素
        眾所周知,設備的月總時數構成的要素有五類,如下表二所示。

表二     設備月總時數的構成要素與關系式

        由此可見：設備的利用程度和設備由于維修、生產的因素所造成的停工以及因速度、廢次品產量的損失時間而沒有被充分利用的潛力。同時也可直觀地評價企業生產設備時間的利用程度，并在一定程度上能反映設備自身的技術與管理的現狀。但是，由于對設備利用程度的各類的影響因素無法細分，因此不能真實反映設備管理水平以及設備技術狀態與企業經濟效益之間的關系，也不能全面表征企業生產、設備、效益的綜合設備管理水平。
          三、設備綜合效率指標的提出
         1. 在維修工程學中，設備綜合效率簡稱為OEE（Overall Equipment Efficiency），日本企業界把提高設備綜合效率作為TPM管理的主要目標，而貫標的質量體系也把設備綜合效率指標作為持續改進的有效技術措施之一。通常在設定的計算公式中，由時間開動率、性能開動率和合格品率來反映影響設備綜合效率的停機損失、速度損失和廢次品損失，使各類損失定量化，并可及時用量化的數據來描述改善的效果。
         2. 設備綜合效率在QS－9000中也稱為設備總效率。在QS－9000的質量體系要素（4.2）中，對供方要求持續改進，即對那些能用計量數據評價的產品特性和過程參數,要求按指定目標值優化,并減少變差。具體內容有：
         ⑴ 在4.2.5.2中，舉出了改進生產率的方案，如減少計劃外停機時間、導致設備安裝和模具更換及機器調整時間、過長的生產時間，避免人力和材料的浪費、產品報廢、返工和返修等；
         ⑵ 在持續改進技術方面，QS－9000文件的4.2.5.3中要求“供方必須表明已掌握適用的持續改進的措施和方法，例如設備總效率（Overall Equipment Efficiency）也是選擇方法之一”。這與4.2.5.2中改進生產率的目標是一致的。
         3. 設備綜合效率要素構成的分解與其計算表達式
         影響設備綜合效率的主要原因是停機損失、速度損失和廢次品的損失，它們分別可由時間開功率、性能開動率和合格品率反映出來。因此，設備綜合效率的計算表達式可詳見下表三。其中停機損失可用時間開動率來反映，速度損失可用性能開動率來反映，而廢次品損失可用產品的成品率即合格品率來反映。

表三      設備綜合效率要素構成的分解與計算表達式

        4. 由于設備綜合效率需要采集的數據涉及生產過程的眾多部門，因此在我國的冶金鋼鐵行業中尚無采用此設備綜合效率指標的先例。
        5. 對設備綜合效率指標進行統計與分析的六大優點
        ⑴ 能使設備的技術管理與經濟管理結合起來，可直接真實地反映企業的技術經濟效益。綜合效率的高低能引起領導重視，尤其是生產方領導的重視，從而使各級員工同時建立“設備服務于生產”和“生產靠設備”的觀念。
        ⑵ 影響綜合效率的因素會涉及到設備的設計、制造、檢修、使用、質檢、生產組織等各環節，體現了系統工程的要求，也有利于促進設備綜合管理工作的開展和TPM工作的推進與深入。
        ⑶ 能充分暴露設備的設計、制造、檢修、使用等各個環節的弱點,可以促進維修與使用相結合，并有針對性地開展改進、改善或攻關工作。
        ⑷ 可直接顯示設備、生產管理工作的潛力和存在的差距。
        ⑸ 這個指標既能促使安排設備滿負荷工作，又有利于避免拼設備的短期行為。
        ⑹ 能比較充分地體現TPM全員生產維修的管理思想。
        四、設備綜合效率在寶鋼的應用與分析
        寶鋼股份自今年六月份起對全公司的主作業線推進設備綜合效率管理指標的統計與分析工作，是寶鋼設備系統在設備管理指標分析與研究過程中的一項創新工作。6月份的全公司主作業線的設備綜合效率實績詳見表四。

表四  6月份全公司主作業線設備綜合效率實績統計表

        上述統計數據可為各級領導與管理者全面反映全公司主要生產設備的可利用程度與可挖掘的生產潛力。
         1. 設備故障（事故）時間僅占總停機時間的15.80％，生產輔助時間占總停機時間的27.51％，由于三期單元的二煉鋼連鑄、1580熱軋以及1420冷軋和1550冷軋年修的原因，因此計劃檢修時間要占總停機時間的42.4％，初軋廠由于市場原因待料時間占總停機時間的8.94％。由此可見，生產輔助停機時間與設備的計劃檢修時間兩者之和要占總的生產停機的70％。因此，如何降低生產輔助時間與計劃檢修時間是提高設備綜合效率的潛力所在。而設備的故障（事故）停機時間隨著點檢、技術人員的管理、技術水平的不斷提高和經驗的不斷積累，其故障（事故）時間下降的空間已日益縮小。
         2. 鋼管、2030冷軋、一連鑄等設備的性能開動率均已達到108%以上，其中鋼管的設備性能開動率更是高達143％，設備處于超設計能力的運作狀態，應引起重視。而有的主作業線，例如1420冷軋、1550冷軋、二連鑄等生產線由于投產時間不長，故在這些生產線的設備性能開動率上大有潛力可挖。
         6月份燒結、高爐、一連鑄、一轉爐、鋼管的設備綜合效率達到90％以上，除轉爐、高爐是在性能開動率比較正常的情況下取得較好的設備綜合效率外，燒結、一連鑄、鋼管主要是設備運轉超設計能力所致。
         二連鑄、初軋、2050熱軋、1580熱軋、1420冷軋、1550冷軋、運輸部港機的設備綜合效率均低于80％，因為這些生產線設備的時間開動率均遠遠低于90％的水平。而運輸部港機的綜合效率僅為40％，由此說明港機的生產能力遠遠大于實際的營運能力。在日本的全員生產維修TPM管理標準中要求生產企業的設備時間開動率不低于90％，性能開動率不低于95％，合格品率不低于99％，這樣可確保設備的綜合效率不低于85％，這是日本企業界在推進TPM工作中所要求達到的最低目標。
        五、影響設備綜合效率結果的主要因素分析
        1. 目前，寶鋼各生產機組（三期設備除外）的實際產量已普遍超過設計能力，如高線2000年的年產量為50.5萬噸，是設計能力40萬噸的1.26倍，2050熱軋的設計產量為400萬噸，今年要達到500萬噸。因此，需要研究設備處于超負荷運行狀態時，設備綜合效率和經濟效益的關系與利弊。
        2. 生產過程中廢次品判定的及時性與產品銷售之后質量異議的滯后性，會影響綜合效率統計數據的準確性。因此，需要對綜合效率的統計數據在時間上要有一個追溯性。
        3. 要實事求是地、認真地統計非設備故障（事故）而引起的生產準備的輔助時間，待料、待熱、升、降溫的速度損失時間以及因生產廢、次品而產生的損失時間。