TPM管理模式在数控设备管理中的应用

金志鑫

（朔州市富甲工业园区管委会，山西朔州 036002）

1 TPM在数控设备管理中的意义

1.1 实施意义

TPM（Total Productive Maintenance，全员生产维护）管理模式是全员参与，全面贯穿在企业生产、开发、经营、管理等所有部门，通过动机管理，即重复自主的小组活动来推进，在设备寿命周期全过程中建立系统的预防维修体制，以消除影响设备效率损耗及对生产现场其他不良因素的改善，追求设备效率OEE（Overall Equipment Effectiveness，设备综合效率）或 TEEP（Total Effective Equipment Performance，设备完全有效生产率）和企业生产系统效率的极限，构筑能够防止所有灾害、不良、浪费的体系，最终达到“零”事故、“零”缺陷、“零”故障的目标。TPM是一种追求企业效益最大化，以预防或预知对策型为主的不断向上的改善活动。

1.2 数控设备管理的特点

数控设备是集机械、电气、液压、光学、计算机和环保等多种技术于一体的机加工设备，在企业里属精、大、稀和关键设备，因其特殊性，除具有一般设备管理的共性外，还具有以下特点：

（1）技术综合性。数控设备管理的内容是工程技术、经济财务、组织管理3者的综合，为了合理选购、正确使用维修数控设备，在熟悉其工作原理与技术的基础上，还需掌握状态监测和诊断技术、可靠性工程、摩擦磨损理论、修复技术等专业知识。此外，还涉及物资准备、设计制造、计划协同、劳动组织、质量控制、经济核算等诸多方面的业务。

（2）状态监测和维修可靠重要性。数控设备其可靠性和平均无故障时间虽然已大大优于普通设备，但突发故障或停机对企业造成的损失也远大于普通设备，因此数控设备管理中需具备应对突发故障的应变能力。这就要求设备管理部门信息渠道畅通，人员业务技术精通，备品备件储备合理。尤其要注重对设备的精度检查（几何精度和定位精度）、正序能力指数检查和维修质量的控制管理，只有这样才能保证数控设备始终处于高功效和高精度水平。

（3）参数和数据唯一性。整个数控系统的性能、智能化水平的高低以及可靠性的优劣等，都是由硬件和软件环境共同决定的。数控系统中的软件大多是嵌入式软件，与硬件有着紧密关系并且运行在特定的硬件环境中。不同生产厂家的数控设备其所用系统软件及数据有多种规格，各种规格的软件自成体系，平台兼容性差。因数控系统参数设置不当，或因意外使参数发生变化或混乱，或软硬件之间的接口错误等都是导致软件故障的重要因素，因此要备份并妥善保管这些软件和数据，此外，修改系统数据、进行初始化调整工作，最好由专业维修或数控厂家人员来进行，以防止发生人为故障。

2 在现场管理中的应用

TPM应用于数控设备现场管理的核心在于实施自主保全，是设备使用部门在设备管理部门的指导和支持下，自行对设备实施日常管理和维护，承担起“防止设备劣化的活动”，实现现场生产管理的PQCDSM的6大目标。实际操作中，多以各数控生产车间的班组为活动主体，按照TPM自主保全的步骤和要求来开展。

（1）操作人员除有一定的生产工艺知识外，还应对数控设备的结构特点，工作原理以及程序编制进行专门的技术理论培训和操作训练，达到会正确操作、保养及诊断处理小故障的能力。

（2）进行彻底有效的7S活动，内容包括整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全和节约内容。

（3）严格按照定人、定点、定量、定周期、定标准、定计划、定记录、定流程的“八定”原则，执行岗位操作员的日常点检、专业点检员的定期点检、专业技术人员的精密点检“三位一体”的点检（含润滑）体系，对设备进行早期检查、诊断和维修。

（4）充分利用TPM自主保全活动（诊断）看板进行目视化管理，执行既定基准，使现场的一切工作都规范化和透明化，形象直观地将潜在问题和浪费现象都显现出来。

3 在维修管理中的应用

TPM应用于数控设备维修管理的核心在于实施计划保全，主要由设备管理部门承担，和自主保全活动结合进行。不仅要注重实施个别改善，即追求设备的利用率和功能实现，还要注重做好设备的保养和维修工作，为数控设备能够长期与稳定应用提供重要支持。

（1）健全机构并加强数控设备维修队伍建设。在设备管理部门中应单独设置数控设备维修管理室，负责对关键及重要数控设备的管理维修工作。成员包括责任心强的机械、电气设备工程师、经验丰富的老技术维修人员，并在各生产车间配备至少一名数控设备维修员（或由班组长兼任）。对于数控设备维修队伍，要采取专业交叉、内外结合、现场指导等多种方式进行培训，重点要在新设备安装调试验收阶段，利用生产厂家对操作、维修、编程、管理人员进行现场培训。

（2）建立数控设备基础信息库与管理档案。设立设备资料室，对设备随厂配套的各种资料、使用手册、维修手册、附件说明书、机械电气图纸、系统软件及说明书等妥善保管与备份。建立数控设备管理信息库，详细记录数控设备的基本特征和设备加工能力的基础数据，包含设备出厂编号、设备型号、加工能力、工装夹具、生产厂家、日期等。针对每台数控设备要实时动态建立设备管理档案，包括设备交接班记录、设备点检表、维修台账及保养记录等。详细记录故障情况，如发生原因、时间、部位、解决方法等，技术管理人员应及时收集分析，掌握交接班执行情况和数控设备技术状态信息，以为后期管理工作提供重要支持。

（3）健全设备维修保养制度体系与检查评估体系。在推进TPM计划维修活动中，应结合数控设备的使用维修现状与发展特点，制订并不断完善各项规章制度、标准和管理办法，形成规范化的文件系统，使各项活动和各环节都有章可循，如数控设备管理制度、数控设备安全操作制度、数控设备维修保养制度，以及在维保过程中明确各部门人员的职责范围等。同时还要建立完善的检查评估体系，既是衡量工作质量的尺度，又是活动开展的依据。要根据实际情况不断调整与改进相关的制度，以实现规范化管理的目标。

4 在前期管理中的应用

（1）TPM设备初期管理即要形成一种机制，能减少维修、免维修思想设计出符合生产要求的设备，按性能、价格、工艺等要求对设备进行最优化规划、布置，还要使设备的操作和维修人员具有和新设备相适应的能力，要使其投入使用就达到最佳状态。其应用于数控设备前期管理（又称设备规划工程），指从制定设备规划方案起到设备投产止，这一阶段全部活动的管理工作，包括规划决策、外购设备的选型或自制设备的设计制造、设备的安装调试和设备使用的初期管理。做好数控设备的前期管理工作，为进行设备投产后的使用、维修、更新改造等管理工作奠定了基础，从而减少设备管理决策的随意性和盲目性。

（2）做好数控设备验收安装调试等工作非常关键，要对照相关国际国内标准、合同、技术协议及验收大纲规定的项目逐项进行检查。验收内容包括：出厂时的预验收、设备开箱检查、零备件检查、设备相关配套设施检查。在数控设备安装调试过程中，要重点进行精度、数控功能、安全和噪声、产品加工效率与质量、可靠性等检查。调试工作之后，要对这些设置参数进行数据备份。

5 在备件和技术改造管理中的应用

（1）TPM管理模式在备件管理中的应用。现阶段，企业备件库存量大、库存不合理已成为影响企业数控设备管理、维修费用高的重要原因，为此需做好的工作：①对数控备件进行分类，具体分为操作面板、控制介质与输入输出设备、CNC装置、伺服单元、驱动装置和测量传感装置等。②按照备件的规格与损耗规律来确定不同库存类型，如通用标准件、常用易损件、专用部件、自制非标部件等。③充分考虑数控设备数量、生产班次情况以及维修更换与采购周期等因素，对不同库存类型不同备件建立相对应、最优化的库存信息管理模型。④数控零备件的更换需特别注意版本号及适用参数环境，不同厂商不同版本规格的备件替代时一定要得到原厂商的技术确认，否则易造成更严重的损坏。

（2）TPM管理模式在数控设备技术改造管理中的应用。在TPM应用于数控设备的技术改造管理时，一般针对个别数控设备，在充分掌握此类设备制造原理基础上，或为了扩展设备自身某方面性能，或为了达到生产工艺的某些特定要求，或为了维修与保养的便捷等，通过对数控设备自身附加功能的开发或局部技术改造，进行个别改善或专业管理的活动。数控设备技术改造工作的开展要由设备主管部门统一协调负责，结合实际确定方案，并向相关单位下达改造计划和施工任务。具体包括能源、机械、电气、水、气动、液压等单个或交叉系统的技改工作，涵盖的内容十分广泛。该活动的实施重点，要结合本企业自身加工制造水平，充分考虑经济性和实效性原则。

6 在数控设备预防性维修中的应用

（1）数控设备的预防性维修，主要是通过制定PM计划，在设备管理中将有可能造成设备故障以及设备故障发生之后难以解决的因素排除在数控设备故障发生之前。主要包括基于维修角度的设备选型、设备的正常使用与一般性维护、设备运行定期巡回检查等。在实施过程中要重点对数控设备进行状态监测管理，并防止导致过度保养的现象。

（2）状态监测的目的在于掌握设备发生故障之前的异常征兆与劣化信息，以便事前采取针对性措施控制和防止故障发生，对于在使用状态下的设备进行不停机或在线监测，能够确切掌握设备的实际特性，有助于判定需要修复或更换的零部件或元器件，充分利用零件的潜力，避免过剩维修，从而减少故障停机时间与停机损失，降低维修费用和提高设备有效利用率。特别是对自动线、程式、流水式生产线或复杂的关键设备，意义更为突出。

7 结束语

在工业4.0时代，数控设备与企业工厂的发展趋势必将越来越智能化与信息化，为此，需要相关人员加强对数控设备管理维护的关注，采取科学的管理方法管理数控设备，加快打造高素质的数控设备管理队伍，结合实际情况充分发挥出TPM管理模式在数控设备管理和预防维修中的作用。

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