MRO中的设备维修——再访我国著名的PLM专家莫欣农教授

本刊记者/严进军

莫欣农，毕业于清华大学工程数学力学系流体力学专业，后续攻清华大学力学系动力学与控制专业硕士学位。先后参加水利建设、船舶制造、卫星总体设计、CAD/PDM系统开发和应用、组建合资计算机公司、担任外资软件公司顾问等工作。现为清华大学软件学院兼职教授，担任国家863计划的PLM通用业务参考模型、实施效益评价和实施方法论研究课题组组长，参与国家863计划的MRO课题研究。

编者按：在本刊2010年第8期和第9期的《专家视点》栏目中，刊登了本刊记者就MRO话题对国内几位专家的专访，在一定范围内引起了热议。读者普遍关注的问题是，MRO是不是仅限于应用在航空、高铁等行业中？它对我国其他行业大中型企业是否有所帮助？尤其是在设备管理和设备维修方面的应用。本刊记者就这些问题再次专访了莫欣农教授。

记者：莫老师，您好！您作为全国著名的PLM（ProductLifeCycleManagement，产品生命周期管理）专家，首先请您从研究MRO （Maintenance，Repair，OverhaulandOperation，维护、修理、大修和运行）的角度给我们的读者谈谈设备维修。

莫欣农教授：我从1968年清华大学毕业到文化大革命结束重回母校读研究生之前，一直在企业的基层第一线工作，对设备的维护保养和修理有着直接的体验，所以也一直关注设备维修理论的发展。当时，我所经历的还是定期修理的时代，经过几十年的发展和变化，逐步出现了视情维修、预防性维修和预测维修等模式。进入21世纪后，设备的信息化程度大幅度提高，不仅提高设备的性能，同时增强设备运行状态的透明度。因此，各种维修模式在信息化系统的支持下达到了一个更高的阶段，我们称之为信息化维修。它的主要形式表现在以下三个方面，一是以可靠性为中心的维修，二是基于状态的维修，三是基于性能保障的维修。

我重点谈一谈第三点。设备制造商拥有完整的设计、制造和维修知识。一旦制造商能够及时获得用户使用设备的运行状态信息，就可以为多个用户合理安排维修计划，优化备件的生产、储备和发运，从而最大限度降低设备用户的维修成本。因此，通过“设备保障集成方”负责各类设备的全寿命保障，促进用户和各个合同商的合作，实现优势互补与风险共担，从而在更加经济的条件下确保设备在寿命周期内实现预定的完好率目标。换句话说，设备用户将维修服务外包给专业服务商或设备制造商，既可以有效地保证设备完好率，又能降低维修成本，同时设备制造商能够及时了解设备实际运行情况，有利于加快改进设备性能，进一步提高设备完好率和降低维修成本。

记者：全生命周期管理包括设备从设计到退役的各个阶段，MRO作为支持系统是怎样解决设备中期 （MOL）阶段中维修问题的？

莫欣农教授：全生命周期管理的中期阶段也称使用维修阶段，俗称服役阶段。该阶段的核心就是设备管理，主要包括设备台账、运行管理、设备维修三大方面。其中设备维修管理涉及维修知识、维修计划、维修执行、维修物料等管理。根据预测维修理论，维修计划离不开设备运行状态的采集、维修策略的判断、故障的预测、维修过程的规范和监督、维修物料的管理、设备及其关键部件的跟踪与追溯等信息。因此，支持信息化维修的MRO系统应该由以下几部分组成。

一是基础数据管理。设备台账、设备使用维修手册、设备BOM结构等数据是管理的基础。同时还要提供与故障预测和其他企业信息化管理系统集成的接口。在维修活动与生产计划发生冲突的时候，往往需要设计制造部门提供设备原始的标准和制造的质量，以便决定维修活动是采用提前还是延后的方法来避开冲突。因此，MRO系统的基础数据应该包括设备设计和制造生命周期中与维修相关的知识。这就是面向全生命周期的设备维修管理的由来。

二是维修需求管理。维修手册中的各项维修条例必须按照结构化的知识重新组织，从而便于计算机按照指定的逻辑自动进行判断。每一项维修通常包括维修的对象、相关的生命特征参数、对应的判定标准和维修活动、具体维修工艺的作业任务和该维修需求有效的范围。

三是维修计划管理。针对每台设备或设备中具体的维修部件，按照指定的时间或时间段，由计算机根据当时设备的生命特征参数，依据对应的判定标准计算出符合条件的维修活动和每项活动对应的维修工艺。将同一时间段的维修活动包含的全部维修作业任务进行同类项合并，再结合生产进度的节奏，维修物料和人力资源的准备状态，选择合理的维修时间，编制具体的维修工单。一旦维修计划和生产计划发生冲突，通常是提前或延后维修计划。此时合理的改变必须参照设备设计时的原始依据，结合设备实际运行的环境才能做出合理的判断。

四是维修执行管理。工单一旦下达到维修执行部门，维修任务的关键节点，包括领料和工具返还、填写报工单、验收确认、维修中设备结构变更、发现异常情况的报告等均在系统工作流程的监督和跟踪下完成。每个维修对象在其整个寿命周期中经历的全部维修记录均与其履历表捆绑在一起。

五是维修物料管理。设备及其关重件的申请、采购、到货、检验、调拨、物料和工具的申领与返还等业务均有维修物料管理模块负责完成。同时，结合维修计划编制物料需求计划、管理供应商等业务也是管理的重要内容。

六是运行数据管理。日常班组运行记录、设备日常保养等数据反映了设备的运行状态。按照企业自行定义的格式，将设备运行数据和具体的实际对象紧密联系在一起，一方面为维修计划提供原始的状态信息，同时也为后来进行数据挖掘，发现提高设备设计性能，完善维修服务水平等机会提供坚实的基础。

记者：关于MRO的话题，我刊在2010年第8期和第9期刊登了对您和几位国内著名专家的专访文章，也引起了一定范围的热议。我们的读者中大部分是国内大中型企业的管理者和技术人员，他们的企业已经投入使用了ERP、EAM等用于设备管理的信息系统，而且效果不错。我的问题是与之相比，MRO有什么可以借鉴的地方？

莫欣农教授：ERP和EAM侧重于用计算机技术代替人工操作，大大提高操作效率。MRO则采用信息化理论，将过去人工管理不到位的地方也纳入统一的管理范畴，从而改变管理流程，提高整体管理水平。我认为MRO与ERP、EAM的最大区别就是把维修的知识管起来了。我们这里所说的知识不仅仅是通常意义的书本知识，其核心有两个方面。一是设备购进时随机带来的使用手册，这是设计人员制定的、落实到纸面上的条例和规定。比如设备按使用时间、里程（如汽车）、产量、机件磨损程度等划分不同阶段，指定不同的维修等级。这些用自然语言写的条例，只有在使用人员掌握后才能算是知识。现在计算机要把条例变成一种规则。首先把自然语言用形式化、结构化的格式（这种格式是没有二义性的）进行描述，根据设备生命特征的参数（如时间、尺寸、压力、温度等）和维修事件制订出一一对应的规则。二是记录设备的运行数据和维修结果数据。这些数据反映设备生命特征的参数，以前是记录在纸上的，现在把它输入计算机，根据规则将生命特征参数去比对已经设定好了的维修事件，然后由计算机系统通知操作人员在什么情况下做什么具体工作。这就是我们所说的使用计算机语言和规则的知识。这里补充一点，技术人员大脑中可以用自然语言表达的维修经验，也可以采用上述方法使之形式化、格式化并用计算机表现出来。这种知识变得十分快捷有效，可以大大地提高操作人员对设备实时运行状态评估的准确性、提高维修人员判断和排除故障的效率、指导和监督维修过程的规范化。这种知识积累的越多，企业的设备管理就越完善、越高效。

记者：MRO是国家的863项目，定位于先进制造技术领域，主要针对轨道交通、航空等行业大型复杂设备，那么对于我们读者所在的其他行业和企业是否有推广价值？

莫欣农教授：是的，MRO是在2009年列入国家“十一五”863计划的重点项目，要在轨道交通、发电设备、航空运输和军用飞机等四个方面开展应用工程验证。但不意味着MRO只限于上述四个行业，完全可以推广到其他领域和行业。清华软件学院在国家863计划的支持下已经开发出了一个通用的MRO支持系统，不同行业的企业可以在这个平台上定制符合自身设备管理要求的MRO系统，实现多种维修模式的综合管理，创造维修服务的新价值。我在这里介绍一个我国首例自主MRO项目，可能对大家全面理解MRO有所帮助。

山西省唐安煤矿是个年产150万t的中型企业，矿区面积30km2，分布的设备共有500多种型号，1700多台，包括大型的综掘机、风压机、提升机、立轮机、电力设备、监控系统等，其中60%安装在地下矿井里。平均每年设备维修调拨有1000多次，涉及700多台套。矿区大型设备多，并不都精密；操作管理人员文化水平参差不齐；部分设备安装有监控系统，信息系统中有办公、财务、备件库存等子系统，相互处于信息孤岛状态。唐安煤矿和清华大学软件学院合作完成了“煤矿装备维修、维护和大修（MRO）支持系统开发及应用研究”项目，在通用平台上为该煤矿量身定制MRO系统进行管理设备台账、运行记录和维修活动后，维修成本降低30%，设备平均使用寿命延长10%，减少故障停产100h。新的MRO系统能集成原信息系统，使各子系统的功能得到补充。山西省科委组织专家组评审一致认为该项目整体达到国际先进水平。

记者：请您展望一下MRO的发展前景。

莫欣农教授：传统的MRO是对设备进行各种维护、修理、大修等生产服务活动的总称，主要关注大型复杂装备的维修与管理。在国家当今转变经济发展方式的大形势下，新经济模式、新制造模式和新技术特征必然对传统MRO技术提出了新的挑战。近年来，MRO技术已经越来越多地受到产业界、学术界和政府有关部门的关注，对现代MRO理念、方法和技术的探索也逐渐成为新的研究热点。制造企业逐渐将生产设备的维修转包出去，将自己产品的维修服务纳入到生产计划之中，将产品的价值链从前端的生产制造向后端的维修服务延伸，从而促使设备维修模式逐步发生本质的变化。风力发电和高速机车等将是我国在“十二五”大力发展的新兴产业。在这些产业推广MRO技术将有利于推动从中国制造向中国创造，从生产制造向生产服务等二项重大的战略转移。

2010年4月17日，由清华大学软件学院等单位主办的“首届全国复杂装备MRO技术与应用研讨会”获得了成功；2011年5月，我们计划在清华大学召开第二届研讨会。我们将在会议上介绍更多的案例和经验，欢迎各企业的领导和专家前来指导和研讨。

（注：文中所列举的山西省唐安煤矿案例请详见本刊P21的《煤矿设备MRO支持系统设计与实现》）