基于SAP iPro 的汽车制造涂装设备精益维护实践

解斌，杨成，龙启林，李洋，邵崇杰

（北京奔驰汽车有限公司，北京 100176）

北京奔驰汽车有限公司技术维护部负责全公司所有设施设备及生产设备的维护工作，包括汽车制造四大工艺涉及的车间、发动机及电池工厂、能源供应基础设施等。其中，MRA 涂装车间和MFA 涂装车间均采用Daimler 的Integra 标准并结合现场实际进行施工建造。

涂装车间内的设备可以分为三类，如表1 所示。

表1 涂装工艺设备分类

SAP 公司是一家成立于1972 年，总部位于德国沃尔多夫的知名软件业务公司。SAP 软件是与公司名称同名的企业ERP 软件简称，其包含多种模块，广泛应用于企业生产经营活动的设备管理、销售管理、采购管理、项目管理等多个方面。该软件在核电行业、化工行业、石油天然气行业、汽车行业都有者广泛应用。

SAP iPro PM 模块专门用于设备维护管理，功能主要包括主数据管理功能，通知、订单和确认管理功能，预防性维护管理功能，报告筛选功能，文档管理功能等。上述功能可以分成三类，如表2 所示。

表2 SAP iPro PM 模块功能分类

针对涂装工艺设备种类繁多的特点，我们以SAP iPro PM 软件为载体，合理划分功能区域、着重改进设备维护流程，改进数据分析方法，通过特征数据的反馈，力图实现对设备的精益维护。

1 功能区域与功能位置层级的划分

结合不同种类的涂装设备的特点，首先需要合理划分功能区域及设备层级并对特殊设备做特殊安排。

首先，按照涂装车间的工艺流程，将车间内的设备分成四个区域，不同区域内的同类型设备采用相同的编号准则按照顺序依次进行编号。以前处理和电泳区域为例，如表3 所示。

其中，430 代表车间代号，PS 代指涂装工艺，PT1 指前处理区域，EC1 指电泳区域，输送类设备CPE1、CV01、CV02分别指不同区段的内部输送及外部输送，外部输送连续编号。

采用这种划分方式的优点是，第一，设备所属区域层级明确，一目了然，比如前处理部分包含的四个工艺过程分别划分为CC1-CC4；第二，同一区域内，不同类型设备的代号区别明显，分别指代不同的功能，比如烤箱的输送设备、加热区设备、冷却区设备分别用OEC1、OECH、OECC 来代指；第三，规则及规律一致，便于扩展，尤其是在录入故障报告及建立工单时，可以非常快速地查找到目标功能位置，同时，对于改造新增的设备，可以按照此规则继续扩展；第四、电控柜编号与功能位置编号一致，便于在进行维护工作时完整快速地进行安全准备工作。

表3 功能区域划分与功能位置层级划分

从实际应用来看，此种划分较为合理。

2 工作清单（Task List）及维护计划（Maintenance Plan）的制定及调整

工作清单作为具体执行预防性维护计划的工作内容，可以理解为预防性维护工单的具体条目。在定义工作清单时需要根据维护周期、维护策略、维护时间等进行定义。维护计划是针对某一类设备或某一个工位进行的周期性维护工作安排。在定义维护计划时，需要从全局出发，结合设备运行特点及维护班组的工作计划安排、技能水平等因素统筹协调安排。需要对目标功能位置、计划员组、附件数据等进行定义。同时，要对工作清单和维护计划进行匹配。

针对工艺设备、输送设备、机器人设备的不同特点，制定有针对性的工作清单和维护计划。

维护周期可以用周或月为计算单位，维护策略分为4 种，分别是长周期带层级策略（BDLTHI）、长周期无层级策略（BDLTNH）、短周期带层级策略（BDSTHI）、短周期无层级策略（BDSTNH），根据预期实现的维护计划选用不同的策略，需要注意的是工作清单的策略需要和维护计划的策略保持一致。

在实际应用中，根据不同种类设备的特点及不同策略的特点，选用不同策略。比如，针对生产时间进行的巡检内容，可以定义为短周期、系统条件定为生产时间（用数字1 代表），针对非生产时间进行的点检内容，可以定义为长周期、系统条件定为非生产时间（用数字0 代表）。

针对不同区域的同类型设备，比如输送设备中的辊床、升降机等，由于设备结构完全一致或类似，并且维护周期及维护策略也一致，可以按照同一个工作清单进行维护。

此外，需要根据维护计划的执行情况及设备运行中地故障情况及时调整周期，比如，电泳烤箱输送设备中使用的高温升降机，由于处在高温环境中，工况恶劣，升降机的行走轮及支撑轮的轴承，链条丝杠固定螺栓极易出现问题，每次停机故障处理时间至少为1h。

LI Feng-wei, ZOU Qi-fei, XUE Hui, XIANG Hong-jun, XIA Yong, LI Jun, YAN Zhen-lin, SHEN Feng, WANG Kui

图1 高温升降机预防性维护工作清单

为了降低停机影响，将此工作清单内容和策略进行优化调整，如图1 所示，将关键部件的检查周期从长周期月检调整为短周期两周检，剩余部件的检查周期仍保持为月检。实践表明，通过一系列的优化调整，显著提高了预防性维护工作的针对性与及时性，及时发现处理了设备隐患，有效降低了此设备停机事故的发生概率，基本杜绝了行走轮及支撑轮的轴承故障所引发的停机故障。

3 工单（Orders）的执行与跟踪

常用的工单类型为紧急性维修工单（INST）、修正性维修工单（ISAU）、和预防性维修工单（WART）。其中，紧急性维修工单适用于现场停机故障的处理，按照部门制定的规则，紧急性维修工单必须在当日班次结束之前关闭；修正性维修工单适用于现场非停机类故障的处理，期限可根据实际情况选择。预防性维修工单是根据制定的工作清单和维护计划，按照一定周期自动调用生成的工单。

在执行预防性维修工单时，常常会有一些异常现象需要继续处理。尤其是在生产时间内执行预防性维修工单发现问题时，常常需要在非生产时间进行处理。为了便于跟踪后续处理，可以采用两种方式：第一种是按照常规流程录入故障报告，并生成1 个修正性维修工单；第二种是在SAP 系统中进行操作，生成1 个修正性维修工单，并在相关联的预防性维修工单的附件数据界面的“参考元素”一栏中填入生成的修正性维修工单的单号，便于继续跟踪后续处理。

上述2 种方式均可以跟踪问题的处理，在实际执行过程中，我们通常采用第二种方式。比如，在执行“前处理8 工位电机维修开关温度检查”这个预防性维修工单时，我们采用红外线热成像仪检测电机维修开关的温度，如图2 所示，发现温度超过39℃，较为异常，需要在非生产时间停机检查电机维修开关。因此，我们生成一个修正性维修工单，并在此预防性维修工单的“参考元素”一栏中计入修正性维修工单的单号，以此来跟踪问题的处理，确保流程闭环。如图3、图4 所示。

图2 电机维修开关红外线热成像检测

图3 在预防性维护工单中填写修正性维修工单的单号

图4 建立修正性维护工单

4 根据SAP iPro 导出数据分析相关指标

衡量维护工作有诸多指标，比如技术利用率、停机次数、平均维修时间、预防性维护完成率等指标。由于在日常工作中，故障报告、故障时间、工单的创建和生成、工时的确认、备件的领用等工作都要应用SAP iPro。因此，SAP iPro 的服务器中存储了大量的基础数据，对这些基础数据进行适当加工，可以帮助我们得出相关指标的变化趋势，便于及时进行总结反思，采取有效措施保障生产。

首先，从SAP iPro 中导出故障报告数据，其中包含的信息有计划员组代号、故障日期、故障开始时间、故障结束时间、停机标识、主工作中心代号等信息，如表4 所示。

表4 从SAP iPro 中导出故障报告数据

其次，从SAP iPro 中导出有关工单的数据，其中包含的信息有计划员组代号、主工作中心代号、工单类型、基本开始日期、基本完成日期、参考日期、领用备件的金额等信息。如表5 所示。

表5 从SAP iPro 中导出工单的有关数据

表6 从SAP iPro 中导出工单工时的有关数据

下面以工单及时关闭率、预防性维护占比、停机率3 项指标为例进行说明。

根据SAP iPro 导出数据分析工单及时关闭率指标。造成工单未及时关闭的原因有多种，比如，由于生产计划调整导致维修保养时间被压缩，或者是临时工作安排导致计划性检修被推迟，或者是工作完成后未及时在SAP 软件中进行相应操作，或者是维护计划编排不合理导致例行检修工作过多无法及时完成等。

通过数据考察工单及时关闭率指标有助于分析造成未及时关闭的根本原因，对症下药，提高工作效率。在实践中，我们首先使用Excel 软件统计出每个计划员组及每个主工作中心对应的工单总数、按时关闭的工单数目、超期关闭的工单数目、已超期尚未关闭的工单数目，然后得出按月统计计算的工单及时关闭率指标，进行横向及纵向对比。如表7 所示。

表7 工单及时关闭率指标分析

根据SAP iPro 导出数据分析预防性维护占比指标。这个指标考察的是预防性维护工单在所有工单中的占比情况，所有工单包括预防性维护工单、修正性维护工单和紧急性维护工单。

造成预防性维护占比指标波动的原因有多种，比如，发现设备隐患需要集中批量更换某类设备，或者某类设备老化需要频繁进行维修，或者某类设备运行不稳定导致频繁停线等等。分析考核这个指标有助于发现深层次的设备隐患，提前采取预防措施或者及时采取补救措施，保障生产运行。

在实践中，首先使用Excel 统计得出三类工单的数目，然后按月计算得出预防性维护占比。此外，理想状况是通过日常维护经验的积累，提高预防性维护的针对性，及时发现和处理设备隐患，逐渐减少紧急性维护及修正性维护所占的比例，尽力减少停机事故的发生，从这个方面来说，此指标也具有一定的指示意义。如表8 所示。

表8 预防性维护占比指标

根据SAP iPro 导出数据分析考核停机率指标。停机率、平均故障维修时间、停机次数等指标从不同的角度考察维护工作的有效性。分析停机率时，首先从基础数据中统计得出相对应的主工作中心的停机总时间，然后录入每月的生产时间，由此计算得出停机率指标。分析考核此指标的意义在于分析停机率波动的原因，从人员技能、设备运行状况、设备维护检查周期及频次等方面采取针对性的有效措施，保障生产稳定运行。如表9 所示。

表9 停机率指标

根据SAP iPro 导出数据统计备件消耗费用指标。实现此指标的分析考核较为简单，首先使用指令从SAP 中导出基础数据。然后，根据计划员组代号分别统计每个月的成本费用。分析考核此指标的意义在于，及时计算得到实际费用与预算计划的偏差并分析偏差产生的原因，采取针对性措施，比如是否可以使用国产备件替代，损坏的备件是否可以修复，周期性消耗备件的使用寿命是否可以调整等等以降低成本费用，如表10 所示。

表10 备件费用统计

5 结语

SAP 在维护流程标准化管理方面具有极大的优势，用软件替代人工编制和管理检修工单，将日常维护工作流程化、标准化，同时可以存储大量的基础数据，通过分析导出数据，可以分析考核相关指标，极大地提高了工作效率。

以SAP iPro 软件为基础，可以继续开发相关软件，将目前通过Excel 完成的一些分析考核任务改由其他软件来完成，进一步提高工作效率。此外，目前对SAP iPro 操作时还主要停留在桌面端，工单的打印、工时的录入及确认等存在不及时的问题，可以开发移动端APP，相关操作便可以在移动终端完成。在备件库位查询功能方面，SAP iPro 提供了多种查询方式，但是对于没有明显型号标识的备件或者型号不明确的备件，查询库位时仍较为困难。可以借鉴二维码的形式，在此类备件安装位置附近，张贴相应的二维码，采用扫码形式便可查询库位，更为方便。