基于TPM开展科研院所设备全生命周期管理

王资璐

（中国航发北京航空材料研究院，北京 100095）

0 引言

科研院所作为科技创新的主力军和国家队，是落实国家创新驱动发展战略的中坚力量。科研院所一方面要开展基础研究、前沿探索、技术研发等科学研究，同时也要承担着从实验室研究到工厂批产中间阶段的工艺攻关、小批试制等工程化研究任务，设备是支撑所有科研生产工作的硬件保障。由于科研院所多数为事业单位或国有企业，其设备投入主要依靠国家技改项目支持，设备采购周期长，同类型设备数量少，具有科研生产普遍混线、设备状态调整频繁、设备运行参数范围广、运行工艺参数接近设备极限、设备运行负荷高等特点。随着国家对科技创新发展的投入显著增加，设备成为科研院所快速、可持续发展不可或缺的要素，对设备管理工作提出了设备故障率低、可靠性高、维修及时、成本低、工艺适应能力强、状态稳定等要求。传统的设备管理主要侧重于设备维护、维修，有时甚至是等同考虑，具有很大的局限性[1]，已不能满足科研生产的需求，科学有效地开展设备管理十分重要。

1 设备全生命周期管理

设备的全生命周期指设备论证立项、采购、安装调试、验收、运行、维修保养、升级改造直至停用、报废全过程。设备全生命周期管理指通过一系列技术、经济措施，对设备全生命周期各阶段进行管理（图1），不断降低设备管理成本、提高综合利用率，最终满足科研生产需求的管理方法[2]。设备全生命周期管理的意义在于以下3点[3]：

（1）实现设备的规范化、可靠性管理。

（2）有利于构建科学、合理、清晰的现代化设备管理模式，解决设备管理繁多、杂乱、协调困难等问题。

（3）有助于提高设备的可靠性，减少维护、维修费用，保持设备的性能，降低故障率，减少停机时间，延长设备使用寿命，保证设备的正常运行，有效提高企业的经济效益。

2 设备TPM管理

图1 设备全生命周期管理示意

TPM（Total Productive Maintenance，全员生产维护）是一种通过全员参与使设备效率最大化的设备管理体系。TPM关键在于以设备为对象，通过全系统、全效率和全员参加，一方面提高设备综合效率，另一方面提高设备管理各层级人员的技能水平和自主意识。TPM管理的内涵包括5个主要因素[4]：

（1）提出促进企业设备使用效率的最优化解决方案。

（2）以设备自身寿命为标准，建立全周期检查机制。

（3）促进企业中各部门之间的协调合作。

（4）明确全体员工共同参与的概念。

（5）最大限度激发自主检修和自主维护的理念。经过长期的实践和积累，形成了TPM设备管理“九步法”（图2）。

图2 TPM设备管理九步法

3 科研院所设备管理存在的问题

目前，科研院所设备管理现状不容乐观，设备故障率高，综合效率低，管理成本高。一方面是由于缺乏设备管理人才，管理职能分散。科研工作通常要围绕产品材料、热工艺、冷工艺、试验测试技术、装配、试车考核等全工艺流程开展研究，故现场设备种类多，涉及专业广，而科研院所的绝大部分人员为科学研究相关专业，机械、电气、自动化等设备相关专业人员占比低，无法满足数量庞大的设备管理需求；设备管理通常按职能分为设备采购、条件保障、操作、维修等不同岗位，经常出现“买的人不管用，用的人不懂修，修的人不会用”等情况，各岗位人员缺乏信息沟通和协作配合，设备管理容易出现疏漏和空白。另一方面是缺乏设备体系化管理理念，管理手段单一、管理内容简单粗放、管理数据缺乏传递和有效利用。

科研院所相较企业或工厂，专业化维修力量薄弱，设备管理以事后维修为主，缺乏结合设备工况的日常清洁和定期分级保养；设备管理、使用、维修资料缺失且实用性差，设备状态、标识不清晰，备品备件缺乏或冗余；设备管理数据分散、无法在流程中有效传递，且可用性、指导性差。

为了改善科研院所设备管理的问题和矛盾，各单位也在积极探索利用设备全生命周期管理和TPM管理等先进方法指导设备管理工作。但在实践中发现，设备全生命周期管理更多是一种流程管理，缺乏指导性、标准化、可实施的操作方法；设备TPM管理作为一种具体的指导工具，大多在设备运行阶段开展实施，一方面缺失设备的前期管理，同时设备运行期间的TPM工作也缺乏设备前期工作的指导和支持，给TPM运行团队带来较大的工作量和较多的问题。为此，应该将TPM管理与设备全生命周期管理相结合，充分利用设备供应商的指导和支持，在设备前期加入TPM管理规范和要素，探索建立基于TPM自主维修保养的设备全生命周期管理体系，有利推动科研院所设备管理工作的科学化、体系化、标准化、规范化和实用化。

4 建立基于TPM自主维保的设备全生命周期管理体系实践

以需求为导向，依托设备供应商和TPM运行团队，将TPM管理九步法融入设备全生命周期各阶段（表1），针对设备管理不同时期的TPM管理内容和侧重点也不同。TPM管理九步法具体内容介绍如下：

（1）TPM团队由操作者、工段长、工艺员、维修员、设备员、技安主管、条件保障主管、主管领导等设备各层级、各岗位人员组成。TPM团队作为某一类设备的权威专家团队，应在设备全生命周期范围内对同类设备的管理工作进行指导，并负责TPM工作的具体实施。

（2）设备清扫。设备验收前，应在设备供应商各专业人员指导下按TPM模板编制设备清扫清单，明确设备各部位清扫周期、重点清扫部位、清扫工具和用品、安全注意事项等；对于需要在清扫时拆装的部位应单独编制清扫标准作业指导书，特别注明拆装过程中的易损、易耗件，用于提醒相关人员在清扫前准备妥当；对于清扫困难部位及时请厂家安装人员进行调整、改善。设备运行过程中，由TPM团队人员根据清扫清单和周期对设备进行彻底清扫，及时统计并处理清扫时发现的问题，降低故障隐患。设备停用前/启用前应彻底对设备进行清扫，清除杂质、油污、灰尘等容易造成设备腐蚀、生锈、卡死等情况的物质。

表1 TPM“九步法”在设备全生命周期各阶段的应用情况

（3）设备修理与改善。在设备安装调试前后，应由TPM团队成员全程跟进，针对重要、复杂部件、组件、整体安装必须详细记录安装步骤，并与安装调试人员共同编制各部件的标准维修手册，用于指导后期维保作业；在设备验收过程中，对于与设计图纸不符合的地方应重点备忘，并详细记录维修流程，避免出现图物不符的问题。在设备中期，重点针对设备清扫和点检过程中发现“跑冒滴漏”的根本原因进行维修和改善。在设备改造升级时，应统筹考虑维修的便捷性，并同步编制出改造升级部位的维修标准化作业手册。

（4）设备标识与可视化。设备标识与可视化涉及设备涂装、管道线路着色及流向、开关、限位、液位、安全标识、区域防护等标准化、专业化要求，后期实施复杂、工作量大。在设备采购时，应在采购合同中尽可能说明设备标识与可视化内容，让设备供应商在设备生产制造和安装调试过程中按要求制作，并在验收时单独列项验收。在设备运行后，TPM运行团队应做好标识和可视化的维护和补充。在设备停用或报废时，要在现场做好相关状态标识。

（5）设备档案管理。设备档案管理应贯穿设备全生命周期各个阶段。在设备前期，一方面应收集各阶段资料，特别对于设备立项指标、设计变更、基础施工洽商、安装调试问题、验收问题及解决措施等内容重点记录、归档，另一方面应组织设备供应商协助TPM团队成员共同编制设备使用说明、设备维护手册、一二三级保养手册、润滑手册、点检指导书等TPM相关文件。在设备中期，由TPM团队成员根据实际情况补充完善设备档案，并做好相关记录及归档工作。在设备后期，应将设备各状态变更材料及时归档。

（6）设备日常维护。在设备前期，应组织设备供应商协助TPM团队成员确定设备点检制度、定期分级维护计划。在设备运行时，由TPM团队成员负责点检、维保计划的实施和完善，对于三级维保应请设备供应商或专业公司进行。在设备停用前，要做好设备整体的润滑、防锈等保养。

（7）设备备件管理。设备备件管理是设备管理的重要工作之一，因此应做好备件工作的统筹策划工作。在设备采购阶段，应要求设备供应商提供详细的设备零部件清单及易损件清单，外购件提供采购商信息、采购周期，加工件提供详细加工图纸；对于部分金额高、采购周期长或较为关键的备件应在采购合同中通过备件包形式一并采购；在设备调试安装期间，应由设备安装调试人员梳理形成“设备零件地图”，在设备系统图中逐一标注各部位备件、维修工具等情况，方便在设备维保时查找、使用。在设备中期，应由TPM团队完善设备备件清单、建立设备备件存放区（库），对备件明确存量并定置管理。在设备后期，对于升级改造部位应纳入设备备件管理范围；设备停用时期要梳理易老化备件，及时补充更新，确保设备启用时及时更换；在设备报废时，应将利用率高、价值高或不易采购的通用零部件拆除入库，作为同类设备的备件。

（8）设备运行状态监测。设备运行状态监测主要针对设备运行中期，建立设备运行状态各指标测量、维修故障统计分析等管理者标准作业程序，实现对设备运行状态的动态分析、评估。

（9）持续改进。在设备立项论证阶段，应将同类在用设备存在的问题、改进措施、升级改造等内容在新采购设备中避免、改善或升级；在设备安装调试、验收中，应不断指导厂家按照TPM管理要求围绕设备本体及周边现场进行改进、升级。在设备中期各阶段，应完善自主维护制度和规范；设定改进目标，持续改进设备维护过程。

5 结束语

传统的设备管理方式已无法满足科研院所快速增长的科研生产任务需求，通过建立基于TPM自主维修保养的设备全生命周期管理体系，将TPM管理覆盖至设备前、中、后期，一方面可以促进科研院所的设备管理工作更加科学化、体系化、标准化、规范化和实用化；另一方面可以利用外部优势资源支持、保障设备管理工作在其全生命周期的有效、快速实施；更重要的是显著提升科研院所设备管理团队的人员素质和技能水平，切实做到预防性维护与可靠性维修相结合，最终实现设备综合效率的最大化，持续降低设备运行成本，保障设备安全、可靠、稳定。