卷烟工厂设备健康管理理论探索与实践

常建宏 郭 涛 马杰昱

(陕西中烟工业有限责任公司宝鸡卷烟厂,陕西 宝鸡 721000)

卷烟工厂设备健康管理理论探索与实践

常建宏 郭 涛 马杰昱

(陕西中烟工业有限责任公司宝鸡卷烟厂,陕西 宝鸡 721000)

介绍烟草行业近期设备管理精益化建设最新的研究思路。引入健康管理、风险管理的方法对原有设备管理体系进行优化和提升，通过风险辨识、技术标准优化、过程控制、健康评价环节的改进，促进设备管理走向科学化、数据化、精细化。

设备管理；精益化；健康管理；风险管理

卷烟工厂是典型的装备、技术密集型企业。卷包、制丝、动力等系统都有着高速、自动、机电一体化等特点。设备管理工作支撑着企业整个生产效率、质量、成本、安全、环境、职业健康。良好的设备状态是企业顺利实现精益管理有效保证，近年来卷烟工厂引入了许多先进管理理念和技术手段对原有设备管理体系进行总结梳理和提升优化，卷烟工厂的设备管理体系随着新的生产组织和装备的变化进行着完全的重构和变革。行业设备管理正逐步从经验管理向科学管理转变，由技术管理向技术经济综合管理转变，松散管理向集约管理转变，卷烟工厂设备健康管理理论与实践的探索正是在这个背景下进行的。以下主要介绍2009年以来卷烟工厂针对卷烟工业企业设备管理体系理论进行的探索与实践。

一、卷烟工厂设备健康管理定义

1.设备管理理论发展

进入21世纪以来，以状态检测为手段的预防维修、全面生产维护（TPM）和以可靠性为中心的维修（RCM）理念在理论和技术上都得到了很好的发展。卷烟工业企业也大量引入了这些理论工具方法，在多年的实践过程中有着很多成功的经验，也有很多不尽如人意的地方，如何结合卷烟工厂设备管理实际，研究探索符合卷烟工厂特色的设备管理体系，改进和创新卷烟工厂设备维护保养、设备状态检测和维修管理业务流程与工具方法，实现设备管理精益化，正成为卷烟工厂面前的具有现实和长远意义的课题。

2.设备健康管理定义

卷烟工厂设备健康管理借鉴了PHM（故障诊断和健康管理技术）、人体健康三级预防、风险管理的理念，过程中强调操作、维修技术人员和工艺、设备、安全等管理人员参与，强调预防为主。以识别、预防、控制设备健康风险为主线，对设备综合管理和技术管理做出总体设计，并给出设备健康和设备健康管理的评价方法与标准，形成设备健康管理闭环，符合卷烟工厂设备特点和管理实际。卷烟工厂设备健康管理的定义以及内涵如下。

卷烟工厂设备健康：是指设备的工艺质量保障水平以及可靠性、经济性、安全性、环保性等效能指标，功能单元（子系统）的精度等技术状态指标，以及设备维护保养工作质量指标始终保持预期水平，包含设备效能、状态和运维三个方面的要求。

卷烟工厂设备健康管理：以保障工艺水平和产品质量为核心，通过系统的分析、检测和评价，准确掌握设备技术状态和风险点变化情况，通过准确有效的设备检维修活动，对设备健康风险因素进行全面管控，是一种促进设备全面健康的管理模式。

卷烟工厂设备健康管理内涵：准确掌握设备状态变化情况，科学合理安排设备维护活动，保持设备健康预期水平，实现设备管理精益化。

二、研究路线

鉴于卷烟工厂较为普遍地采用质量管理体系（QMS，QualityManagementSystem)和目标管理方法，在引入健康管理理念、风险管理的同时，结合实际工作对卷烟工厂设备管理进行了较为深入的思考，面向实际业务过程，明确了目标管理和风险管理并行且密切联系的设备健康管理主线（图1）。

图1 设备健康管理主线

设备健康管理主线包含目标管理和风险管理两个闭环，出发点和落脚点都是设备、工艺质量等管理目标。主要是以技术、管理标准和设备检维修资源保障的优化和持续改进为过程，以设备状态、效能、运维数据管理为基础，以设备健康和设备健康管理评价为手段，构成设备技术状态管控能力持续提升的闭环。

卷烟工厂设备健康管理过程中，设备管理、技术标准体系建立和完善是关键环节，通过引入风险管理，将与设备管理相关的工艺质量、安全环境等管理目标作为风险管控要求，对设备健康风险进行识别、控制、评价，能够促进多管理体系要求落地（图2）。

图2 技术标准体系优化思路

研究总体思路是以设备健康风险点识别和评价分级为基础，梳理和识别重点设备、部位、风险点；以风险点的有效管控为目标，明确相关要素和管理要求，完善设备技术、管理标准体系；建立设备健康评价指标库和评价方法，评价设备技术状态和工艺质量保障能力；依据评价结果和分析，科学合理安排设备维护、修理活动，维持和恢复设备健康状态。

针对技术路径的关键环节，选用适当的工具方法解决相应问题（图3）。包括80/20法则、ABC分类法、AHP层次分析法、矩阵图法、失效模式和影响分析（FMEA）。

表1 各车间各类设备所占比例

图3 研究技术路径

三、实践验证

自2012年开始，宝鸡卷烟厂参加了国家烟草专卖局设备健康管理课题研究，展开了这方面的研究探索。

1.设备分级管理

根据设备对产品质量、生产、成本等方面的影响，确定设备ABC评价指标，利用AHP软件确定指标权重并进行一致性检验，确保指标权重科学性。建立设备ABC评价表，即矩阵图，按照机型或设备进行评价。设定评价标准，运用矩阵数据分析法进行评价打分。各生产车间对设备进行评价打分，得出的结果（见表1）。

通过设备ABC评价，对设备管理对象进行分级，便于明确管理重点，合理分配资源。

2.功能单元划分及风险点识别

组织设备维修技术人员，根据选定设备结构复杂程度，将设备分解到子系统、功能单元。建立规则，开展FMEA分析，建立健康风险点清单。

对FMEA结果进行整理，得出设备健康风险清单，汇总统计结果见表2。

将设备分解至相对独立的功能单元，在此基础上分析功能单元失效模式与影响分析，确定和评价设备健康风险点，是设备健康管理的基础工作。

3.设备技术标准体系

建立两个方面的标准，一是建立包含设备健康风险点技术参数和失效判定标准的设备维修技术标准，二是建立到操作层面的标准作业程序（SOP）。卷烟工厂设备技术标准体系的总体架构和主要内容见图4。

4.设备健康评价

按照精细化、可操作性和相关性的原则，从设备健康管理三个维度（设备状态管理、运维管理和效能管理），对行业设备管理绩效评价指标进行细化和拓展，建立定量指标为主、定性指标（量化评价）为辅的设备健康评价指标库，并明确了指标计算公式、指标因子和指标用途等（图5）。

图4 技术标准体系架构（主要标准）

表2 宝鸡卷烟厂设备健康专题研究试点设备风险辨识情况

图5 设备健康评价指标维度

图6 运用雷达图实施机台纵向比对分析

设备健康评价标准主要包括两方面，一是单个指标评价标准，二是设备整体健康评价标准。

运用雷达图（图6）等工具，从三个维度对照评价标准对单台设备单个指标进行比对，掌握每台设备指标短板，根据指标之间的约束和关联关系，对设备健康状态进行分析，查找影响设备健康状况的主要因素。对同类型设备整体健康状况进行比对，查找设备健康状况相对较差的设备。对同类型设备单个指标进行比对分析，掌握影响设备健康状态的主要因素。

评价结果可以应用于以下4个方面：为维修计划制定提供量化数据支撑；为设备技术标准、作业标准、维保时间等优化提供量化依据；为设备大项修、改造等维修决策提供依据；为设备目标管理和对标活动提供量化指标。

四、研究成果

1.卷烟工厂设备健康评价指标库

通过专题研究，承接行业设备管理绩效评价工作，对行业设备管理绩效评价指标进行细化和拓展，建立了《工厂设备健康评价指标库》。

2.卷烟工厂设备健康管理规范

结合卷烟工厂设备管理实际和工作经验，对设备健康管理相关要素进行了系统的梳理，基于策划—控制—改进的运行模式，编制了《卷烟工厂设备健康管理规范》，明确了设备健康管理组织机构、设备健康管理策划、设备运行维护、设备维修管理、设备健康评价、绩效管理、持续改进等方面的要求，形成了较为完整的设备健康管理体系。

3.卷烟工厂设备健康管理综合评价标准

形成《设备健康管理综合评价标准》，评价标准由管理要素、评价标准和评分标准三部分构成。管理要素涵盖了设备健康管理目标、策划、管理过程、健康状态评价、绩效管理等健康管理规范的要求。评价标准给出了明确的评价方式、判定依据和评分方法。

4.设备健康管理工具与方法

卷烟工厂设备健康管理体系借鉴先进成熟的设备管理理念、方法和工具，通过信息系统数字化化手段，对各个管理要素进行支撑，以“制度规范+信息化工具”的方式形成持久化机制。图7表达了设备健康管理要素、工具与方法的对应，这些工具与方法是卷烟工厂设备健康管理研究智慧的结晶，其推广与应用对于整个卷烟工业设备管理精益化有着巨大的推动作用。

五、结语

卷烟工厂设备健康管理通过对卷烟工厂设备构成、特点和管理重点的系统分析，将设备健康管理理念（PHM）与卷烟工厂设备管理相结合，通过引入风险管理的理念，将人体健康三级预防理念与卷烟工厂设备健康预防相结合，对完善不同类型设备维护保养模型具有指导意义。

专题研究主要运用了设备ABC分级、设备功能单元分析、失效模式和影响分析（FMEA）的方法，有效支撑专题研究技术路径，解决专题研究的关键点。通过引入效能、状态和运维三个维度评价设备健康的思路，建立和完善了设备健康评价指标库和评价方法，为卷烟工厂单台、机型设备健康状态提供了思路、工具和方法。

通过认真总结，专题研究取得的成果需要进一步验证，通过长时间考验，才能得出更为科学的结论。健康状态评价和维修决策都需要大量的数据统计分析，需要企业建立完善的信息化系统作为支撑。

[1]彭宇、刘大同.故障预测与健康管理技术综述[J].电子测量与仪器学报，（2010）Vol.24No.1.

图7 设备健康管理要素、工具与方法

[2]傅华等.预防医学[M].人民卫生出版社，2012（8）.

[3]马飒飒等.复杂装备故障预测与健康管理技术及应用[M].河北科学技术出版社，2012.

（上接P50页）

（2）处理措施

在低压内缸中分面处增加密封键，用于减少中分面的漏气，提高低压缸效率。

根据低压内缸结合面变形处的特点，结合新技术，采用合理有效的水平结合面开槽，加装密封胶条的方法处理漏泄问题。

该工艺是在整个低压下缸水平结合面螺栓内侧（距螺栓内侧约10～20mm）用专用的铣床开设矩形密封槽(宽12mm、深5mm)，在槽内加入特殊圆形密封胶条(直径10mm)，形成一道闭环式的密封带，以消除漏泄。

二、结语

通过分析平圩发电有限责任公司2＃机组改造后运行中出现问题所产生的原因，制定相应的对策，取得了良好的效果，保障了机组的安全、经济运行，对同类型的机组具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]哈尔滨电机厂QFSN－600-2YH型《汽轮发电机组产品说明书》.

（收稿日期：2014-09-19）

F273

B

1671-0711（2015）01-0044-05

2014-10-12）