数据驱动的预测性维护显著提升设备综合效率

——西门子IPM全厂维护管理服务在倍耐力轮胎的应用
2015/8/3 9:00:21

作为自动化领域中的领军企业,西门子将先进的维护理念融入到服务之中,提供整套的维护管理体系,将被动响应转化为主动预防和预测,将人工维护转化为自动化维护,使优质服务成为企业发展的“生产力”。依托西门子所提供的维护管理解决方案,世界领先的轮胎制造商——倍耐力轮胎有限公司的设备维护管理在过去的几年中实现了质的飞跃,大幅度减少了停机损失,提高了生产效率,其中包括:发现并避免了生产过程中的55个故障隐患;实现超过85%的工单覆盖率和零工伤率,扳手时间达到了57.5%,停机时间下降了70%以上。西门子与倍耐力的成功合作是设备维护管理服务领域中的一次最佳实践案例。

作为全球前五大轮胎公司之一,倍耐力(Pirelli)轮胎有限公司长期受到世界著名汽车制造厂商的认可,奥迪、宾利、法拉利、兰博基尼、宝马、奔驰等世界著名汽车品牌皆指定倍耐力轮胎为原厂配套轮胎。倍耐力在全球12个国家和地区拥有24家工厂和26,000名员工,年销售额约为3.6亿欧元。中国是倍耐力高度重视的市场之一,在2005年, 倍耐力集团和山东华勤集团合资建立了目前在亚太区唯一的倍耐力轮胎生产基地——倍耐力轮胎有限公司,主要产品为卡车轮胎和乘用车轮胎。该生产基地位于山东兖州,2014年,倍耐力轮胎兖州工厂已经成为倍耐力在全球最大的生产基地。

目前,倍耐力兖州工厂拥有超过50人的维修团队,但是维护人员的维护意识、专业技能、维护管理水平偏低,设备检测维护历史的文档质量较差。另一方面,设备的实际维护水平跟不上工厂对设备生产率/可利用率的高要求,造成设备的可靠性及可利用率低下,停机损失较高。同时,和现在很多企业一样,倍耐力轮胎有限公司之前采取的大多是事后设备维护措施,但是这种维护模式具有被动性和不可预见性,从而导致维护效率低下。所以,无论是维护人员的培训,还是工厂设备维护管理水平,以及设备本身的状态都有待整体改善,从而使工厂的生产力和可靠性达到新的水平。面对这一挑战,倍耐力采用了西门子为其量身定做的设备维护解决方案和专业的维护管理服务,包括采取IPM设备维护管理,建立CMMS(Computerize Maintenance Management System)。接受维护的对象包括122台重要电机,127台重要变频器以及54台齿轮箱,其中40%的设备供自西门子。西门子不仅有效帮助倍耐力解决当下所面临的维护问题,还给企业带来了巨大的经济效益和更广阔的发展空间。

建立预防性与预测性相结合的维护模式

目前很多企业的维护水平仍然停留在“事后维修”的阶段,即出了事故再维修、停机了再轮修,这不利于生产的连续性及提高生产效率。设备老化现象是潜在的,客户一般不能主动发现潜在风险。西门子打破传统的事后维护模式,创新性地引入预防性维护和预测性维护相结合的理念。

预防性维护即按预定的时间间隔或规定的标准进行维护,对设备的异常状况早发现、早应对,例如对设备按计划定期做保养、检修,防患于未然。而预测性维护是一种更优、更为主动的维护方式,它可以通过对设备相关参数的实时监测,以及智能化的分析、计算,从而预测设备何时会发生故障,以便及早采取相应措施,减少生产计划外停机。良好的预测性维护可降低事后维护的需求,从而形成良性循环。

在倍耐力的实践中,西门子提供的维护模式优化了工厂的整体维护结构,将原来倒金字塔式的结构转变为良性的维护结构。其中,预测性维护占到60%以上,预防性维护占30%以上,而传统的事后维护仅占5%。从而使生产计划外停机时间实际下降70%,抢修率大幅度减少。

提供整套维护管理体系

在制造企业,由于其发展核心是生产经营,企业往往缺乏专业的设备维护知识和技能,常常“事倍功半”,在设备维护上花费了大量的人力物力。西门子想客户之所想,结合多年来的经验,为客户提供一整套自动化和标准化程序的维护管理体系,帮助客户在提高维护效果的同时,大大降低维护成本。此外,西门子还针对不同的企业需求提供最合适的维护方案,为客户带来最佳的维护体验。

表:实施范围:密炼车间、TBR车间、PCR车间、 Utility动力设施

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●  找准企业基准点,提供定制化维护策略

以客户需求为导向,针对客户所在行业的特点和生产模式对维护的不同要求来寻找设备维护的基准点,是建立维护体系的关键和基础。基于此,了解客户生产经营中的薄弱环节,对生产设备做重要性分析,从而做到有的放矢,将更多的维护资源投入到更关键的生产环节中,使维护的资源管理和人工管理都达到最高效。

倍耐力的生产线很长,西门子正是抓住了在整个生产线中的关键环节,重点投入到重要区域,建立了有针对性的且切合客户生产经营实际需求的设备维护管理体系。

●  制定详细的作业标准及流程

在这套维护管理体系中,西门子用严格的标准来规范操作人员的活动,使维护过程达到标准化、统一化。基于计算机维护管理平台的先进维护体系还减少了人为的差别和影响,提高了维护效率。同时,西门子还采用了先进的设备状态检测和状态分析技术,用于优化各维护资源的配置,用科技的力量实现效益的提升。

●  以KPI为导向执行维护管理

KPI(Key Performance Indicator)是执行西门子整套维护管理体系的重要导向。西门子把预防性维护与预测性维护的比例作为建立良好维护模式的重要衡量指标;工单覆盖率用于衡量工作自动化程度;扳手时间用于衡量维护工作效率;停机时间用于衡量整个维护管理体系所达到的维护结果。在每次故障发生后,西门子都将进行RCFA设备故障根源分析,杜绝类似事故再次发生。正是基于这样严格的KPI管理,西门子确保了维护管理体系的有效运行。

●  优质服务带来高效收益

在中央“转方式,调结构”的大方针指引下,倍耐力也积极促进产业结构调整和升级。在设备维护方面加快调整步伐,通过采用西门子的设备维护管理服务,推动可靠的生产运行,提升生产效率。

在IPM全厂维护管理机制下,西门子帮助倍耐力工厂成功破解了55个生产隐患,例如:

Case study 1:通过红外检测出电机的工作温度过热,并及时更换通风过滤器,使电机回到正常的温度范围;

Case study 2:检测电机的振幅,确保电机是否在正常的振动范围内;

Case study 3:通过点检发现设备出现温度异常

Case study 4:对变频器进行清洁,避免发生设备短路的情况;

Case study 5:对电机进行定期检查时发现设备部分发生损耗,并及时进行维修,保持设备的正常运转;

Case study 6:对电机进行定期检查时发现电机的绝缘性降低,对此及时进行更换和返厂维修,保持生产机械设备的正常运转;

Case study 7:在日常检测时,发现超出工作温度的公用工程电机水泵,对此及时进行更换,使设备回到正常的温度范围;

Case study 8:通过频谱分析,检测电机的振幅和噪音是否在正常的振动范围内。

西门子整套先进的维护管理体系,使客户实现了维护结构最优化,维护效率最大化,维护成本最小化。2012年,倍耐力因停机损失了6千万元,但是在采用西门子维护服务后,截至2015 年4月底仅有一次非计划停机(10个小时内)。

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