全員生產保全體系在定制家居企業(yè)設備管理中的應用

筆者調研的某定制家居企業(yè)主營定制衣柜及其他定制家居產品，其制造基地包括3個柜體板件生產車間、1個配套板件生產車間、1個壓貼車間、2個成品立體倉庫、1個五金倉庫，實現從素板到成品板件以及配套五金件的全流程生產，日產量10萬件。調研發(fā)現，定制家居企業(yè)普遍采用全自動設備，具有功能齊全、制造精度高、理論運行速度高的特點，但目前設備利用率不高，普遍存在設備故障時間長和帶“病”運行等問題。

以該企業(yè)柜體智能制造車間為例，配置兩條自動生產線，每日工作時長21 h，日產量1.7萬件左右，每月工作日27~28 d。2020年6—12月該車間四大工序均出現設備故障，核心設備故障時間（表1）每月合計約169 h。

以封邊設備為例，該企業(yè)58臺全自動封邊機的維修記錄顯示，截至2021年3月，存在53處已報備但未完成維修的故障部位。這類問題暫不造成設備直接停機，通常由于維修將耗費1 h甚至更長時間以及備件無庫存等情況，未得到及時解決，影響生產效率，且存在停機故障的風險。

當前，ERP系統(tǒng)與MES系統(tǒng)已應用于定制家居企業(yè)的生產管理中，與設備服務器進行連接，獲取生產數據與設備狀態(tài)數據，管理者可掌握實時產量、停機時間、停機原因、維修情況等數據^[7-9]，但存在數據延遲與不準確的情況^[10]。雖然企業(yè)將多種管理方法應用于生產管理中，如應用5S進行生產現場管理，應用看板對生產信息進行管理，應用工業(yè)工程方法改進工作方式，應用PDCA（Plan-Do-Check-Action）循環(huán)以階梯上升的形式不斷推進各項活動，使企業(yè)保持著持續(xù)改善和追求卓越的意識，但在設備管理方面主要圍繞基本的定期保養(yǎng)體系以及事后維修展開，在恢復設備狀態(tài)和事前預防上存在欠缺，管理的時效性有待提升^[11-12]。

首先，定制家居企業(yè)管理層已認識到設備管理的重要性，索菲亞、歐派等定制家居企業(yè)已經開始推行TPM。其次，隨著精益生產的全面開展，多種管理方法推行，定制家居企業(yè)建立了基本設備保養(yǎng)體系和現場管理模式，同時，員工素養(yǎng)提升，擁有一定的自主管理意識，且行為習慣相對規(guī)范，具備學習TPM知識的良好基礎。另外，先進設備、ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)的應用幫助企業(yè)快速獲取數據，有助于數據分析，為設備綜合效率（overall equipment effectiveness，OEE）的計算以及后續(xù)計劃維修系統(tǒng)與備件管理系統(tǒng)的建立奠定了前提。

通過調研可知，當前定制家居企業(yè)的主營范圍為衣柜、櫥柜等柜類家具，以板件加工為主要生產模式，板件生產線按柜門板件、柜體板件和配套板件布局。柜門是工藝最復雜且質量要求最高的板件，但柜門板件數量只有柜體和配套的十分之一。配套和柜體板件數量相當，但配套板件質量要求相對較低?？傮w而言，柜體車間是生產壓力最大的車間，迫切需要新的管理方法提高產品質量與生產效率。與傳統(tǒng)車間相比，智能制造車間員工素質和設備智能化程度更高，有利于TPM活動的開展和各類數據的采集，可作為示范車間，為其他車間開展TPM活動提供參考，增強員工參與TPM活動的信心。因此確定重點車間為柜體智能制造車間。

表1結果顯示，調研企業(yè)的柜體智能制造車間包括開料、封邊、鉆孔、包裝四大工序，在2020年6—12月四大工序核心設備的故障時間分別占比40.3%、31.3%、15.6%、12.8%。開料和鉆孔工序的核心設備并聯連接在生產線中，當設備出現故障時會降低生產效率，一般情況下不會導致整條生產線停產；而封邊和包裝工序的核心設備串聯連接在生產線中，當某一設備出現故障停機時會引起整條生產線的停產。因此確定重點工序為封邊工序^[14-15]。

定制家居企業(yè)常將MES系統(tǒng)用于車間級的信息管控，但其中設備管理子系統(tǒng)尚待完善，需增加信息管理、計劃維修、備件管理等功能^[8, 16]，以加強對設備的管理。

設備信息管理是通過連接設備系統(tǒng)獲取機臺號、故障開始與持續(xù)時間、故障詳情等信息，同時現場員工對故障的處理狀態(tài)進行選擇，可分為完全解決、處理中、暫時不處理，其中暫時不處理可分為有無備件兩種情況，以此掌握設備狀態(tài)信息^[17]。

計劃維修是指在全面掌握設備運行狀態(tài)的基礎上，生產部門和設備維修部門對設備維修耗時進行初步判斷，結合車間的計劃內停機時間提前做好規(guī)劃，將計劃時間記錄在設備狀態(tài)信息表中。

備件管理是通過設備狀態(tài)信息的積累，統(tǒng)計分析各部位配件的維修與更換頻率，綜合考慮備件采購與到貨周期，當庫存?zhèn)浼蛔銜r，提前預警，提醒采購。

目前，定制家居企業(yè)正在逐漸推進智能制造車間作為生產柜體板件的主要車間，設備較為先進。以調研企業(yè)為例，其智能制造車間的核心設備包括24臺全自動加工設備和26臺機械臂，設備間通過滾筒運輸機和皮帶運輸機連接，占地1.5萬m²，每班配置生產操作員35~40名，具有設備復雜且數量多、車間面積大，但工人數量少的特點，所以僅依靠車間員工進行TPM初期清掃活動會出現人員緊張的現象。同時，隨著設備保養(yǎng)要求的提高，車間停機保養(yǎng)時間延長，占用生產時間。因此，企業(yè)可以考慮成立專業(yè)的保全團隊，負責各個車間的保全工作，不參與生產作業(yè)。要求保全團隊的成員熟悉設備，并且具備TPM管理思想，指導并協助操作員進行保全作業(yè)，主導設備的深度保全作業(yè)，指導車間初期清掃的開展，以縮短車間停機時間。

定制家居企業(yè)TPM活動需要從上至下全員參與，從管理者到一線員工構建一個完善的組織構架，如圖1所示，可劃分為經營管理級、部門級、班組級、TPM推進組四個層級。其中TPM推進組由一線員工按工序構成，并選定一名小組長，負責小組活動的推行，同時也作為班組級組員，將各層級緊密相連，保證信息的流通與傳遞。

圖1  定制家居企業(yè)TPM活動的組織架構

Fig.1  Organizational structure of TPM activities in customized furnishing enterprises

當前多數定制家居企業(yè)員工缺乏對TPM的了解，因此需要開展全員培訓。首先，聘請TPM專家分析企業(yè)現狀，對企業(yè)管理層進行培訓，為企業(yè)提供指導；其次，召開動員大會，宣貫TPM活動內涵和作用，提升員工參與TPM活動的積極性和自信心；最后，部門定期對員工進行TPM培訓，學習TPM知識與設備保全的操作要點。

為了保證TPM活動有序進行，提升員工參與度，需要建立評價體系與激勵方案，通過OEE指標等各類數據對活動效果進行評估。其中自主保全評價內容主要包括保全效果、微缺陷清單和兩源（發(fā)生源與困難源）清單的記錄情況、設備維護基準書的編制進展、提案數量與落地數量等。小組學習可從TPM培訓參與度、培訓考試結果、單點課程（one point lesson，OPL）編制的數量與質量等方面進行評價。對符合要求、表現優(yōu)秀的小組和個人給予一定獎勵，除了物質獎勵，還可以設立流動紅旗、積極分子等精神獎勵。

TPM推進組除了工序內所有員工，還應邀請技術部門或設備維修部門的員工加入，小組活動具有經驗共享、集思廣益、高效溝通的優(yōu)勢。

在定制家居企業(yè)TPM活動中，OEE指標是評價TPM活動開展效果最直觀的數據，是反映設備實際產能與理論產能差異的數據，受設備效率損失影響，包括故障和換型調試的停機時間損失、設備短暫停機和設備速度降低引起的性能損失、由不良品和返工造成的廢品損失^[18]。所以，OEE指標可以用來衡量設備的運行情況，通過對其具體內涵的分析，結合定制家居生產車間實際情況，構建OEE指標架構及計算方式，如圖2所示^[19-20]。

圖2  OEE指標架構及計算方法

Fig.2  OEE indicator structure and calculation method

OEE指標在定制家居企業(yè)TPM活動全過程中發(fā)揮著重要作用。在準備階段，通過計算各設備的OEE指標了解設備運行情況，通過對損失原因進行分析，找到活動開展重點，并制訂相應的計劃。在活動的開展階段，小組根據每周或每月OEE各項數據進行分析，對活動效果進行評價、總結，對設備管理重點和TPM活動計劃進行調整和優(yōu)化。

調研企業(yè)的柜體智能制造車間1號線封邊工序的理論生產速度為9件/min，2020年12月該封邊工序的負荷時間為578 h，開動時間為480 h，生產成品數量222 736件，其中合格品數量216 722件。根據圖2中OEE計算方法，得出其封邊設備時間開動率為83.04%，性能開動率為85.93%，合格品率為97.30%，OEE為69.43%。對其停機損失和性能損失進行分析：據統(tǒng)計，當月封邊設備故障停機30.6 h，其他工序設備故障引起生產線停機35.2 h，換型調試停機32.1 h，封邊設備短暫停機總時長為45.2 h，可見該工序的時間開動率和性能開動率有較大的提升空間。主要通過全面清掃找出設備現存缺陷，確認發(fā)生源和困難源，從源頭減少缺陷的出現，從而減少設備故障和短暫停機的發(fā)生，并在此基礎上維持設備狀態(tài)。

該企業(yè)在2020年12月成立TPM項目組，2021年正式啟動TPM項目，按照上述過程，在1—2月開展各項準備工作，自3月起在車間內開展初期清掃等活動逐漸建立自主保全體系，并開展小組會議和小組學習。其中封邊工序是活動開展的重點工序，對封邊工序2021年3—12月的生產數據進行統(tǒng)計后，利用OEE指標公式計算相關數據，結果如圖3所示。

圖3  某企業(yè)2021年封邊工序的OEE指標

Fig.3  OEE values of edge banding process in 2021

由圖3可知，在TPM活動初期，OEE各項數據略有下降，這是因為活動初期全面清掃設備，會耗費較多的時間，同時設備隱藏的問題被暴露。從長期來看，OEE各項數據雖有波動但總體上呈現上升的趨勢，在保持產品合格率的情況下，OEE指標增長5%，說明基于TPM的設備管理方法對設備效率提升有一定作用，需要長期堅持。