如何建立復雜裝備維修計劃體系
我國工業高速發展,對復雜裝備的穩定性要求越來越高。復雜裝備維修層級多、維修過程復雜,零部件維修狀態深度個性化,兼具制造和服務的特點。
復雜裝備維修服務作為制造業企業服務轉型的起點,需要考慮不同的維修策略、維修級別以及產品生命周期管理等內容。
在大規模個性化維修服務的背景下,從客戶需求出發,融合維修批量化和定制化,實現復雜裝備維修服務創新,最終實現服務的轉型升級。
一、推動服務型制造,建立復雜裝備維修計劃體系
為推動工業化和現代化進程,國家明確提出推動生產型制造向服務型制造轉變。企業開始提供產品和服務相結合的綜合解決方案,通過向客戶提供定制化服務、全壽命周期管理等來實現服務型制造的轉型升級。復雜裝備維修計劃體系如圖1所示。
1. 合理安排維修計劃
近年來,大型復雜裝備承擔著舉足輕重的角色,隨著在役時間延長,其性能逐漸減弱,維修費用在運營費用中占比較大,裝備若停機損失嚴重,準確的維修計劃體系能避免維修過剩或者維修不足,企業需要安排合理的維修計劃。復雜裝備維修需要耗費大量資源,維修計劃可以對相關人員、資源進行合理分配,優化工作單,對實現精益維修具有重要意義。
2. 合理規劃維修活動
維修活動應嚴格按照修制規定,不得超期,因此需要合理規劃維修時間,記錄零部件的運用時間,實現全生命周期管理。換件修可以混裝,但對于追蹤序列號的零部件,要做好履歷管理,防止部件超期運行影響裝備運行安全。根據維修相似性對不同裝備進行批量維修管理,同時考慮維修服務個性化特點,如根據部件狀態確定維修級別,以此提高維修效率和客戶滿意度。
二、推行大規模定制,明確需求預測與管理
1. 實現需求個性化定制,提高客戶滿意度
隨著客戶需求個性化、多樣化發展,大規模維修已不能滿足需要。大規模定制使客戶的個性化需求得以實現,成為新的維修生產范式。需求引領采購、維修和庫存等計劃,為了有效預測客戶需求,降低庫存投資,提高交付率,需要進行需求預測與管理。需求管理模塊使用基于規則維修策略,對客戶需求進行分類分析,提供組合型參與、選擇性參與、調節性參與等多種類型的服務,實現需求個性化定制。
2. 做好需求預測,減少不確定性
預測是計劃的前奏,在制訂計劃前,必須預測未來一段時間內的需求。綜合(年度)維修計劃、主維修計劃的編制都必須以預測作為基礎,但每個層次計劃的目標、時間跨度及細節各不相同。
綜合(年度)維修計劃關注的是未來1~3年的維修活動,企業根據維修能力,預估下一年的維修數量,并對計劃以月度為基礎進行檢查。
主維修計劃關注的是未來幾個月的維修活動,由生產部制訂總月度計劃,規定入廠時間、出廠時間,以及過程中的關鍵工序、瓶頸資源等。
同時,時刻注意環境變化,減少不確定性,做好需求管理。
三、著眼全局,制訂綜合(年度)維修計劃
1. 資源與需求平衡
綜合(年度)維修計劃是年度工作的總體安排,是平衡需求和資源的概括性設想,根據維修需求及能力,預測未來一段時間內的維修內容、維修量、庫存等問題,規定企業的生產方向。
綜合(年度)維修計劃具有戰略性、綱領性,同時還能均衡利用資源、控制拖欠量,對實現高質量、高效益的年度目標起著決定性作用。
綜合(年度)維修計劃在較高層次上協調核心業務,實現市場、維修、交付的供需平衡,一般由最高層領導主持,同各級經理協調以滿足規劃。
編制計劃的方法有很多種,其中滾動計劃法是企業主動調節的有效方法,動態連續的滾動計劃具備一定的應變能力,有利于組織均衡維修生產。
2. 合理安排計劃
綜合(年度)維修計劃指標主要包括產品品種、時間及人員。
對于產品品種,要先按照需求特征、維修特性和設備的相似性等進行分類,再制訂維修計劃,需求起伏時,可以利用庫存件或委外修滿足變動的需求量;對于時間,維修生產由訂單驅動,生產部要有足夠的提前期以完成交付;對于人員,相較于制造,維修過程更依賴人力,將人員按照產品系列、工藝特點以及技能水平等進行分組,需求變動時,可以加班或是聘用更多人員。
綜合(年度)維修計劃包括如下內容:在未來一段時間內需交付多少產品,需要何種資源、多少數量來實施維修,采取什么措施協調維修需求與可用資源間的差距,人員如何安排。
制訂流程遵循計劃、執行、檢查和處理的循環,制訂計劃前進行信息收集,主要包括:
第一,計劃部門關于維修目標、庫存目標的信息;第二,維修服務事業部的維修預測信息;第三,維修生產部門關于資源可用性,如可用勞動力、可用機時、庫存水平等信息;第四,技術部確認產品維修的可能性,如人員、專用設備等信息;第五,財務部門關于維修成本和收入、資金可用性等信息。
在大規模個性化維修服務背景下,為客戶提供定制化、專業化的系統解決方案,實現個性化的維修服務需求,從而提高客戶滿意度。
綜合(年度)維修計劃確定了未來時間內產品數和資源需求,提早預測需求與可用資源的矛盾,為主維修計劃的制訂提供宏觀指導,保證了計劃的合理性和可行性;同時,通過調整訂單和庫存來提高交付率,調節現金流,為管理者提供可靠的控制方法。
四、明晰維修任務,制訂主維修計劃
1. 掌握關鍵能力,明確粗能力計劃
主維修計劃詳細規定了維修任務,是短期計劃的主要來源。維修生產過程中,關鍵設備、場地、特殊工藝裝備等資源有限,容易發生沖突,資源利用率以及能力平衡是實現準時交付的決定因素,可以通過延長交貨期、減少維修量等來減少負荷,或是通過加班加點、組織外協等增加維修能力。
粗能力計劃可以平衡工作中心以及關鍵資源,在制訂時,需要建立資源清單,尋找超負荷時段,并明確其原因。主維修計劃在考慮關鍵資源約束的基礎上,安排維修順序,再通過粗能力計劃來校驗可行性。
2. 創新服務模式,明確主維修服務計劃
創新服務模式,提高服務效率,從而實現服務增值是制造業轉型的一大趨勢,因此主維修計劃的關鍵在于主維修服務計劃。產品服務分為有形服務和無形服務,服務個性化主要體現在維修范圍、維修深度以及零部件使用等方面。
相對于維修生產環節,服務環節的顧客參與會更加深入,可以實現顧客價值最大化。
顧客參與并生成維修訂單,得到產品服務組合配置,結合物料需求預測和服務需求預測,最后生成主維修服務計劃。
主維修服務計劃根據客戶訂單,將維修服務計劃具體化,使之成為展開后續維修計劃的主要依據,同時提供維修和庫存信息,明確可供維修量,起到承上啟下的作用。
五、細化維修服務,制訂服務與物料需求計劃
由于復雜裝備結構復雜、運行周期長,其維修服務勢必是制造業發展的重點和難點。服務型制造背景下,在合理配置產品與服務(如人員培訓、配送、維修、產品運行、回收等)的基礎上,應制訂服務與物料綜合需求計劃(Service & Material Requirement Planning,SMRP),協調物料的需求和庫存差,同時協調服務需求計劃和物料需求計劃。
1. 實施維修BOM管理,推動服務模塊化
維修BOM管理(Bill of Material, BOM)根據零部件相關屬性信息,描述了物料組成及物料關系。
BOM的節點由維修規則以及裝配特點決定,底層節點由維修的實際需求而定。
復雜裝備多為單件生產的產品,所以面向MRO (Maintenance Repair Operation, MRO)服務的維修BOM管理需要落實到產品實例,根據需求隨時間演化反饋。
在整個MRO服務周期,維修BOM主要管理產品、業務、人員、備件四類數據信息。
大規模定制模式的核心是模塊化,其中,服務包括有形服務和無形服務。通過借鑒MRP(Material Requirement Planning, MRP)思想來控制維修過程中的需求,提供能力規劃、調度計劃與組織規劃。
服務模塊化解耦不同的子服務,隨著技術的發展升級,服務的解耦越來越容易實現。
服務模塊包括配送模塊、維修模塊以及培訓模塊等,進一步分解得到子服務模塊,子服務模塊下有獨立的服務單元,由此得到類似于物料清單的服務清單,逐級分解。
由主維修服務計劃和服務清單,可得到最底層的模塊需求信息以及設備、人員的需求信息。大規模個性化支持用戶參與個性化模塊的設計,以實現客戶個性化體驗。依據MRP思想,結合服務模塊化,得到服務需求計劃。
2. 實現備件管理,合理安排庫存
庫存管理是MRO降低運輸成本的關鍵因素,也是企業售后服務的重點。針對備件特征和維修需求特點,通常涉及冗余庫存、一般庫存、短缺庫存及零庫存幾種模式。
對影響裝備出庫或中斷運營的備件采用冗余庫存策略;影響裝備的運營品質且適于儲備的備件采用一般庫存策略;不會中斷運營且價格昂貴的備件采用短缺庫存策略;采購便捷的備件采取按需按量采購的零庫存策略。
備件包括可修復備件和不可修復備件,可修復備件根據互換性又分為周轉件和非周轉件。
周轉件不僅可以顯著縮短維修停時,而且可以有效提高維修效率,其數量與生產節拍、周轉時間有關,閑置時借助備件管理平臺在單位需求的驅動下實現周轉。不可修復備件根據換件頻率可分為必換件和偶換件。
根據維修經驗可以初步掌握必換件的耗損規律,再根據維修計劃和需求計算預測備件供應數并準備庫存,以滿足維修生產需求。高價偶換件由于價值高,可借助備件聯合管理平臺進行組織采購或調撥。
維修活動重點針對影響使用安全或裝備運行的零部件,根據零部件的重要程度對其進行分類管理。此外,庫存件以及換件修更換下來的待修復舊件等也需要維修,一般將它們安排在入修產品數量不足的月份中,從而減輕入修不均衡的問題,同時也為維修產量提升做配件儲備。
3. 支持MRO系統,合理管理物料
復雜裝備由于結構復雜,在維修過程中存在大量零部件更換與維修,在維修過程中會產生產品結構變更以及零部件歸屬等問題。
因此,MRO系統需要全面記錄與產品結構、設備狀態相關的信息。
MRO物料管理模塊包含物料需求、采購、出入庫等功能,對物料請求、入庫出庫、獲取與返還等物料相關MRO業務進行管理監控,實時更新物料履歷表,隨時跟蹤、追溯物料相關信息。維修所需物料需要提前向物流中心申請,然后用看板領料,計劃期一般以月為單位。
利用物料需求計劃查詢物料是否滿足要求,并及時預約,保證維修人員順利領料;或發送請求單,物料管理模塊安排下一步的物料采購。
企業根據其維修服務能力以及庫存等相關信息,將主維修服務計劃與物料清單、服務清單相結合,利用SMRP系統生成采購計劃、調度計劃以及相應的能力補充計劃,安排相應的設備與人員調度。
此外,根據顧客要求及時調整主維修計劃,形成合理的產品服務組合。
服務與物料需求計劃的編制過程包括:
完善服務能力信息;計算物料毛需求量、凈需求量;計算計劃交付量、計劃投入量;根據服務能力、計劃交付及投入,產生計劃訂單。
六、立足維修生產實際,制訂車間作業計劃
明確車間管理
車間作業計劃對人力、物料以及工時進行綜合規劃,對維修活動進行排序,并生成工作單,作為最終的生產計劃,可執行性強。服務型制造的維修除了實現故障預判,還應實時監控維修過程,快速響應,盡可能減少因設備停機而造成的損失。因此,計劃系統應該快速、高效,及時調整。明確車間管理,根據服務與物料需求計劃的要求,按時、按質、按量地完成維修任務。
車間作業計劃內容主要包括:
根據主維修計劃和服務與物料需求計劃生成車間任務;生成各工作中心的任務并進行作業排序;下達維修指令,進行調度、進度與作業控制;能力的投入產出控制;在修品管理;登記維修信息;統計分析。
2. 明確車間任務
車間工作任務由服務與物料需求計劃自動生成,由于車間存在返工、翻修等臨時任務,因此計劃也可以手工建立。在建立車間工作任務后,得到面向物料的加工單,然后根據當前任務與排隊情況,安排工序作業順序,生成派工單。衡量能力執行情況時需要做投入產出控制,編制計劃與實際投入產出的控制報告。
為了提高維修效率,車間采用批量并行維修。需求工作卡及時記錄物料、人員等相關需求,輸入設備信息,得到設備相關參數以及用戶輸入參數(如維修時間),然后根據故障報告以及設備維修規則,得出該設備的維修活動安排。
產生維修活動后,生成維修活動作業卡,以及包含工作單的維修計劃,計劃管理模塊對其進行計劃安排,再分配具體的物料和人員。
3. 明確車間作業
車間維修作業過程包括拆解、檢查/維修、裝配三個子過程,具體拆解到哪一層級由維修能力決定,因此維修過程具有較強的時序性和成套性。
相對于制造,維修過程更具有不確定性,如工藝的不確定性(根據受損或失效狀態決定)、維修工時的不確定性(根據作業難度來確定)、備件更換的不確定性(根據狀態判斷)、維修異常的不確定性(維修過程中受損,臨時安排維修)、拆卸(拆壞)和安裝的不確定性(安裝錯誤)等。
所以,維修作業具有一定的柔性,如設備柔性、順序柔性和工藝柔性等。
維修作業控制包括三個要素:標準、信息及措施。
標準主要包括規定的產品交付日期以及車間作業計劃等,控制離不開信息,獲取實際與計劃偏離的信息后,通過調度來完成糾偏。
維修計劃一般針對定檢內容,當偶檢次數較多時,根據實際情況將其編制到維修規程。維修排產按照約束條件進行,結合偶檢通知單,協調異常情況,在交付期內順利交付。車間作業計劃對工作單不斷進行優化,以生成符合實際的維修執行計劃,最終輸出可執行的工作單。
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