一、設備運行統計方法MES中的設備管控功能記錄了設備運行過程中的各項信息，設備統計分析的作用就是對這些信息分類匯總，并運用統計方法，計算用戶關心的統計指標，從而達到優化設備管理方法的目的。設備運行統計分析通常包括對設備投資效益、設備新度系數、設備可靠性和設備綜合效率等指標的統計分析，統計結果可以通過圖形化的方法，從多個維度直觀展示關鍵性指標，將隱藏在數據中的設備狀態顯示出來，便于管理人員對異常情況及時反饋，避免損失。下面介紹一些常用的設備運行統計指標，如設備投資效益、設備完好率、設備可靠性和設備綜合效率等。1.新增設備投資效益新增設備投資效益是指企業通過技術改造新增設備投資所創利潤、新增生產能力或節約的原材料、能源的價值。（1）投資利潤率投資利潤率（2）投資回收期設備投資回收期2.設備資產總原值和總凈值變化率設備資產原值又稱為“原始購置成本”或“歷史成本”。資產原值反映企業在設備資產方面的投資和企業的生產規模、裝備水平等。它還是進行固定資產核算、計算折舊的依據。設備資產凈值也稱為折余價值，是指資產原值減去已提折舊后的凈額。它可以反映企業實際占用在設備資產上的資金數額和設備資產的新舊程度。。設備資產總原值設備資產總凈值原值變化率>1，表明資產增值，這項指標可以放置資產轉移，保證資產價值的完整；凈值變化率>1，表明設備折舊費已完全用于更新改造，這項指標可防止企業行為短期化，裝備素質不致劣化。3.設備新度系數（或固定資產凈值率）設備新度系數是指企業設備固定資產凈值占設備固定資產原值的比例。所謂設備固定資產的凈值是指其原值減去逐年提取積累的折舊費。很明顯，對一臺固定原值的設備來說,使用的年限越長，逐年提供積累的折舊費就越多，其凈值也就越低。所以，企業設備新度系數的高低直接反映了該企業所有設備的新舊程度。設備新度系數4.設備重大事故率設備重大事故率是指因設備故障，導致生產停滯，出現重大經濟損失或者人員傷亡的比例，是企業安全生產的重要指標。設備重大事故率5.設備可利用率（有效利用率）設備可利用率是指設備的使用效率，即每年度設備實際使用時間占計劃用時的百分比，是反映設備工作狀態及生產效率的技術經濟指標。設備可利用率（1）MTBF（MeanTimeBetweenFailures）即平均故障間隔，表示設備故障發生期間的時間平均值，標志設備的可靠性。MTBF的值越大越好。計算公式為：MTBF例如，某設備在一個統計時間段內的使用情況為：400h運行→2h修理→1200h運行→4h修理→800h運行→3h修理，MTBF是多少？MTBFMTBF可以有效反應設備的運行狀態用，可以將MTBF的公式稍微變換一下，即“MTBF=產量/修理次數”，表示的是修一次設備可做多少個產品，從公式上可以看出MTBF越大，則表示設備的狀態越好。設備管理人員可以根據MTBF指標為設備維護提供依據，當設備的MTBF指標小于規定的標準值時即可安排設備維修，使MTBF始終維持在一個較高的水平。（2）MTTR（MeanTimeToRepair）即平均修理時間，表示設備故障發生期間修理時間的平均值，標志設備的可維修性。MTTR的值越小越好。計算公式為：MTTR例如，某設備在一個統計時間段內的使用情況為：600h運行→4h修理→1500h運行→9h修理→900h運行→5h修理，MTTR是多少？MTTR同樣的，把MTTR計算公式稍微變換一下，即“MTTR=維修時間/產量”，表示的是每周做一個產品的平均修理時間。MTTR的值越小，設備的狀態就越好。（3）MWT（MeanWaitTime）即平均等待時間，表示設備故障發生后至維修時所需要等待時間的平均值，標志設備維修的組織效率。MWT的值越小越好。計算公式為：MWT例如，某設備出現過3次故障，各個故障在等待維修時分別花費的時間為24h、12h和24h，MWT是多少？MWTMWT的值越小，表示故障等待的修理時間就越短，設備修理的效率就越高。根據設備在數據采集周期內計算得到的MTBF、MTTR和MWT，進行分析篩選。找出那些MTBF小、MTTR大和MWT大的設備，這些設備就是需要進行預防保全的重點設備。6.生產設備完好率設備完好率是指完好的生產設備在全部生產設備中的比重，是反映企業設備技術狀況和評價設備管理工作水平的一個重要指標，也是設備管理的基本依據。設備完好率7.設備故障停機率設備故障停機率是指設備故障停機時間與設備應開動時間的比，反映了設備故障對生產活動影響程度，也用于評價企業的維修水平。設備故障停機率8.設備綜合效率設備綜合效率（OverallEquipmentEffectivemess，OEE）是全面生產維護（TotalProuductiveMaintenance，TPM）的重要組成部分。設備綜合效率的本質是設備實際產量與設備理論產量比值，它能夠全面地反映設備的有效利用率，并通過時間損失分析為改善生產模式提供必要的信息。在產品生產中，一般每臺生產設備都有規定的理論產量，但是由于在實際使用過程中受到各種因素的影響，設備在生產過程中都會產生時間損失和質量損耗，致使設備難以達到最大利用率，導致實際產量和理論產量之間存在一定的差距。國際上通常采用OEE指標來反映設備實際生產能力和理論生產能力的差別。OEE作為一種獨立測量工具用來表現實際的生產能力和理論產能的比值，是由時間開動率，性能開動率以及合格品率三個關鍵要素的乘積組成：OEE=其中，時間開動率是用來評價停工所帶來的損失，包括引起計劃生產發生停工的任何事件，例如，設備故障、換線換模、原材料短缺以及生產工藝的改變等。時間開動率性能開動率是對生產速度損失的評價，所有對設備運行其最大速度產生影響的事物都是考慮的因素。例如，設備的磨損、設備的短暫停機、原材料的不合格以及操作人員的失誤等。性能開動率產品合格率是用來評價質量的損失，主要用來反映未達到質量要求的產品數量（包括返工、報廢的產品），其計算為：產品合格率從設備管理的角度分析生產過程中的各種停機與損失，可以概括為六種損失，分別為停機損失、換線調試損失、暫停機損失、減速損失、啟動過程次品損失、生產過程次品損失，六大損失與OEE的對應的關系如表6-1所示。表6-1六大損失與OEE的關系六大損失類別OEE損失類別說明停機損失時間開動率表示由于大故障或突發故障導致的設備停機換線調試損失時間開動率因更換裝夾工具、設備調試等準備工作導致的損失暫停機損失性能開動率常指5分鐘以下的停機，由操作員工能快速解決的停工問題減速損失性能開動率任何影響設備達到最大運行速度的因素啟動次品損失產品合格率設備未達到正常運行速度時生產的不合格品生產次品損失產品合格率設備正常運行過程中生產的不合格品例如，某個設備某天工作時間為8h，班前計劃停機15min，故障停機30min，設備調整25min,，產品的理論加工周期為0.6min/件，一天共加工產品450件，有20件廢品，求這臺設備的OEE。（1）計算時間開動率。計劃工作時間=8×60-15=465（min）實際工作時間=465-30-25=410（min）時間開動率=410/454=0.881（88.1%）（2）計算性能開動率性能開動率=450/410×0.6=0.658（65.8%）（3）產品合格率產品合格率=（450-20）/450=0.955（95.5%）（4）設備綜合效率OEEOEE=0.881×0.658×0.955=0.554（55.4%）如果車間有n臺設備，應先分別計算出各臺設備的OEE數值，然后計算車間設備的整體綜合效率，計算公式為：車間設備整體綜合效率

二、設備維修智能化眾所周知，目前制造業生產領域中，設備的維修、更新換代不僅影響業務的發展，還是廠商控制成本增加競爭力的重要砝碼。如何讓自己的設備在激烈的市場競爭中保持良好的生產狀態，最大化地發揮效能，節省成本、創造利潤，是廠商們亟須解決的問題，故此利用信息技術進行設備智能化維護的需求甚囂塵上，IT解決方案便被推到企業面前。依托日益發展的人工智能技術和大數據技術，設備維修智能化的應用場景可以包括以下幾個方面：（1）人工智能維修診斷和輔助。設備維修過程中工人的經驗是一筆巨大的財富，但是由于缺少有效的記錄以及人才的流失，致使這些經驗無法重用，造成維修資源的浪費和知識共享的缺乏。因此，借助人工智能技術，對海量的設備維修報告、設備運行參數中各類異常數據以及設備維修的操作記錄等進行保存和挖掘，對設備故障診斷知識進行歸類總結，構建設備故障診斷知識圖譜，協助檢修人員提升工作效率，縮短檢修作業時間。人工智能維修診斷和輔助的示例如圖6-1所示。圖6-1人工智能維修輔助（2）預測性智能診斷和遠程運維。預測性維修是在故障早期發現設備隱患和缺陷，進而主動采取干預措施的維修策略，這將大幅減少非計劃性停機，從而提高制造效率、降低維修成本，是工業互聯網重要的應用場景。采用智能傳感單元＋工業APP的創新模式結合，同時將云計算和智能應用高度融合，提高用戶體驗和智能診斷準確性。結合AR智能眼鏡的應用，構建成現場故障監測→云計算隱患排查→遠程診斷報告→AR輔助現場故障排查與處理的預測性智能維修閉環，如圖6-2所示。圖6-2預測性智能診斷＋AR遠程維修協作系統三、全員生產維護TPMTPM(TotalProductiveMaintenance)，譯為全員生產維護，是指從設備管理改善入手，由公司內全體部門，全部層級組織，所有人員均參與的，以改善小組活動為載體的，最大限度地提高現有設備的利用率，實現設備利用的高安全性、高質量和防錯性；同時對公司治理能力優化，創建能不斷自我完善的企業生產經營管理體系，最終達到設備全生命周期內設備綜合效率最大化，從而使企業達到降低成本和全面提升效率目的設備維護管理制度，TPM管理體系如圖6-3所示。圖6-3TPM管理體系1.TPM的特點和目標概括地說，TPM的特點就是三個“全”，即全效率、全系統和全員參加。（1）全效率：指設備壽命周期費用評價和設備綜合效率。（2）全系統：指生產維修系統的各個方法都要包括在內。即是PM（預防維修）、MP（維修預防）、CM（改良維修）、BM（事后維修）等都要包含。（3）全員參加：指設備的計劃、使用、維修等所有部門都要參加，尤其注重的是操作者的自主小組活動。TPM的目標可以概括為四個“零”，即停機為零、廢品為零、事故為零、速度損失為零。（1）停機為零：指計劃外的設備停機時間為零。計劃外的停機對生產造成沖擊相當大，使整個生產品配發生困難，造成資源閑置等浪費。計劃時間要有一個合理值，不能為了滿足非計劃停機為零而使計劃停機時間值達到很高。（2）廢品為零：指由設備原因造成的廢品為零。“完美的質量需要完善的機器”，機器是保證產品質量的關鍵，而人是保證機器好壞的關鍵。（3）事故為零：指設備運行過程中事故為零。設備事故的危害非常大，影響生產不說，可能會造成人身傷害，嚴重的可能會“機毀人亡”。（4）速度損失為零：指設備速度降低造成的產量損失為零。由于設備保養不好，設備精度降低而不能按高速度使用設備，等于降低了設備性能。2.TPM的內容TPM的主要內容分八個方面：（1）自主維護。自主維護就是每一個操作人員維護和保養自己的設備，對自己的設備進行日常點檢、加油、更換零件、修理、早期發現故障和校正精度等。（2）個別改善。個別改善就是為了實現公司的經營方針和經營目標而進行的一些具體和重大的項目改善活動。開展個別改善需要解決三個問題：一是有效把握自己部門及崗位存在的問題和損耗；二是對照公司或部門目標，決定在某個時期內需要解決的項目；三是以最短的時間完成課題改善活動，達到改善目標。（3）專業維護。專業維護就是專門的設備維護部門對設備進行預防維護和計劃維護，并通過診斷技術來提高設備狀況的預知力。將設備管理的職能進行細分是必要的，設備的日常管理交給生產部門進行自主管理，同時要擁有高水平、專業化的維護隊伍。（4）初期管理。設備和生產技術的初期管理是指通過生產技術革新，達到新產品的垂直導入（即在很短的時間內完成新產品的試驗，并快速開始批量生產）以及設備的維護預防設計。（5）事務改善。事務改善是間接部門的事務革新活動，TPM是全員參與的持久的集體活動，沒有管理間接部門的支持，活動是不可能持續下去的。活動的內容包括生產管理、銷售管理、行政后勤管理以及其他間接管理業務的改善活動。事務改善的目的是改進管理系統，消除各類管理損耗，減少間接人員，提高辦事效率，更好的為生產活動服務。（6）環境改善。環境改善就是確保活動中的安全，消除困難作業、危險作業，消除任何可能引發災害的各種隱患，創造適合人和設備的良好工作環境。企業應該杜絕污染、減少廢棄物、節能降耗和資源再利用，全面開展環境保護活動。（7）人才培養。企業的發展是靠培養人才和完全發揮人才的能力來達成的。為了有效推進TPM的實施，實現對現有工作的改進，企業的員工必須具備改善的意識，掌握各種必須的技能。企業和各個部門應該根據活動的要求，積極開展對員工的教育和培訓工作，全面提升員工素質和各方面的能力。（8）質量維護。質量維護就是進行抓住