【自动化】自动化仓储设备的运维实施

2020 年 3 月 3 日 产业智能官

物流技术与应用

文｜考拉海购

康永卫、袁园、王小继

随着自动化物流设备的普及应用，如何对相关设备的运行和维护进行管理，成为物流、电商等企业需要重点关注的内容。本文在设备管理重要性的同时，针对自动化物流设备管理的诸多难点，提出要建立完善的设备管理机制，并且在设备运维管理过程中，要从整体的角度去分析设备运维全过程，需要将日常维修、设备改善、保养点检、培训体质、备件管理、安全管理等结合到一起，整体把控设备管理体系，使设备管理形成一个闭环，从而达到降低企业成本、提高企业经济效益的目的。

随着物流业和工业生产的发展, 实现物流的合理化受到广泛重视。尤其是在自动化立体库、分拣系统等智能仓储设备开始应用普及的当下，物流系统的“低成本、高效益”的运行成为各方追求的目标。

实际上，智能仓储设备的使用对现代物流企业，电商提出了更高的要求，如何降低自动化设备的故障率，提高使用效率成为企业关注的问题。

自动化物流设备管理的难点主要包括：1.设备种类多，供应商多，系统管控复杂；2.设备使用频率高，稳定性要求高；3.设备团队人员流动大，人员培训周期长；4.培训体系不健全，长期依赖供应商等。如果在设备管理过程中，企业存在认知问题，生产过程中没有认识到设备管理的重要性，没有建立完善的设备管理机制，将导致设备问题影响实际运营，不仅会增加企业成本，而且降低企业经济效益。

一、自动化设备运维管理的目标

设备管理被现代企业管理学称之为“命脉管理”。备件管理、运维管理和检修保养管理等被称为设备管理的三大支柱，可见搞好企业的设备管理具有十分重要的作用和意义。

设备管理，如同人的健康管理，如图2。

我们要通过对自我不断养护来减少疾病的发生。为了设备不生病，必须落实做好设备保养，通过合理设备保养来降低设备突发异常的频率。

在日常工作中，大家会把事情按照重要性和紧急性两个维度来区分，如图3。

要重视第二象限的工作，从而降低第一象限事件的发生几率，设备管理理念由设备维修转向保障设备稳定，其目的在于将设备综合效率达到极限。

二、设备管理评价的两大指标

1.MTBF平均故障间隔（mean time between failures）

MTBF是用来衡量本次故障和上次故障的间隔时间长短的指标，MTBF实例如图4。

设备管理角度来看，MTBF代表着设备的可靠性。如果值越大表明故障次数较少，成本降低。设备管理可以通过MTBF实现设备关键部件寿命预测，制定维修保养计划，重新核定备件安全库存等( 如图4);

2.MTTR平均修理时间（mean time to repair）

MTTR是故障发生到修复完成的平均时间，用于衡量一个系统是否易于维护保养的指标，MTTR数值越小，表明修复时间越短，系统易于维护，维护保养度高，MTTR实例如图5。

设备管理可以通过MTTR衡量设备是否易于保养，作为选型参考条件；衡量设备员工技能水平，针对性培训。

三、设备运维管理

设备运维管理过程中，从整体的角度去分析设备运维全过程。设备运维管理需要将日常维修、设备改善、保养点检、培训体质、备件管理、安全管理等结合到一起，整体把控设备管理体系，使设备管理形成一个闭环。

自动化仓库中常见的设备运维管理推行案例，如图6。

图6：日常运维流程（横屏观看）

1.设备状况数据分析

日常运维要重视详细真实的记录运维事件，可快速查看设备详情、维保日志、备件更换记录、设备知识库甚至设备的实时状态参数。日常运维重要输出之一就是设备状态数据分析，为后续的设备改善、保养点检基准、备件管理提供数据支持。

通过SCADA数据采集与监视控制系统、维工单系统、小组观察等手段收集设备的基础数据，掌握设备现状一手资料，为后续运维保养打下基础。如图7是对工单系统进行汇总确定月故障分布。定期对设备数据进行分析，通过平均故障间隔（MTBF）判断设备稳定性，通过平均修理时间（MTTR）判断人员培训方向。

2.改善事件分析方法

以设备故障分布数据为基础，以维修时长和维修频次做为维度，选择改善的方向。改善事件选定后，可以采用8D的分析方法来应对，如图8所示流程。

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整个改善过程如图9，要输出设备故障总结，设备改善最终方案，设备保养点检基准更新，设备人员培训资料更新，备件安全库存更新，落实设备培训。

横屏观看

改善事件要持续不断进行，以小组为单位进行，提高团队合作能力，增加团队成功感，重视小组成员内部分享。使设备维修工作逐步转向设备改善，预防性设备维护工作，设备管理的目标由设备抢修转向保障设备稳定。

3.培训计划

伴随自动化物流高速发展，企业在日常运维过程中出现了“设备等人”现象，其中原因有：（1）行业发展迅速，人员储备跟不上；（2）运维人员流转高，运维经验无法传承等。培训的目的主要是使管理和使用设备的人员不仅对设备有足够认识，而且能完全胜任所承担的工作，确保设备安全可靠运行，为企业发展培养自己的“青训队”。

培训内容主要包括设备结构、工作原理、控制工艺等理论培训及设备操作规程、现场操作、设备的维护保养工作、设备安装调试、设备运行参数调整、设备故障排除、事故应急措施等内容，如图10。

在设备管理中MTTR这个指标通常也是用来衡量员工技能的标准之一，也可以帮助我们确定员工培训方向。设备运维管理中设备培训始终贯穿其过程，最常见的一种培训方法是OPL（One Point Lesson），也就是俗称的一点通,如图11。

OPL的内容可分为：

a.基础知识篇。如设备操作手册，基本原理和结构，安全知识等。

b.问题案例篇。如具体问题的总结报告，应对措施等。

c.改善实施篇。如设备改善的成果分享，设备改善的经验和教训等。

设备培训要重视小组内部分享，形成培训机制，建立设备维修故障树，重视设备经验的传授，加快新员工的成长，提高员工技能，扩大员工业务技能覆盖面，保障员工技能在横向和纵向都有发展。

四、设备备件管理

备件管理是设备管理与维修工作中的重要环节，如图12，是设备正常维护检修和应急处理的保障性物资。

做好设备备件管理，用最少的设备资金，合理地展开库存储备工作，保障设备维修需要，减少设备的停机事件，减少设备维修时长，提供企业生产效益。

备件库安全库存完全依靠管理者的主观判断来决定，时常会出现库存积压、备件品类不合理等。造成此现象的原因可总结为以下三点：

备件管理人员有“多备少患”和“不坏不买”两种极端思想，很少从经济因素考虑，如库存积压、停产损耗等方面考虑库房的安全库存。
备件管理人员缺乏专业知识和实践经验，不懂得确定备件安全库存应根据机器的实际工作情况，如工作环境、运行时间以及设备的役龄等，只是盲目按照设备供应商所提供的《备件手册》来制定备件储备。
缺乏对备件管理信息的收集和研究，如备件供应商的供货周期、备件历史消耗数据的收集和整理，以及备件的采购费用及保管费用等。

上述三点是设备备件管理普遍存在的问题，应加强以下几方面的工作，提高我们的备件管理工作：

应重视对备件管理技术人员的专业知识培养，提高业务技术水平。
应完善备件编码体系，规范备件的编码工作，完善备件清单避免出现同备件重复编码的现象。
在日常运维过程中重视收集备件信息，做好备件溯源，如备件历史消耗、供货周期、采购费用等累积管理经验，优化备件品种和安全库存。
尽量采用经济订货批量，如全国库房统一汇总采购，以及产品生产商签订战略协议框架等。
重视库存分析，如应定期统计备件消耗数量以预测未来消耗趋势 ,掌握备件使用寿命和磨损规律 ;核查备件的资金占用率和资金周转期 (或资金周转率 )以优化库存参数等。一般情况下 ,备件的资金占用率应控制在 1% ～3% 内 ,备件的资金周转期应在一年半左右。
加强备件仓库管理，不断完善仓库管理制度，提高仓库管理效率。

五、检修保养管理

将预防性维护工作看作是资产增值，有一个可靠的预防性维护计划可以使资产持续更久，同时降低停机成本。让管理人员和技术人员看到保养的价值是很重要的，这使他们更有可能持续而正确地进行预防性维护工作。

在设备管理初期，我们需要从设备供应商中得到保养手册，通过持续不断改善事件管理，不断完善保养内容和点检内容，修正设备保养点检的基准，如图13。

基于更新的保养基准，可以按照设备种类，设备标段，设备使用频率等维度制定设备保养计划，设备保养的实行要做到“定点、定质、定量、定期、定人”。

设备运维过程中，我们通常分为三级保养及依据工作量大小和难易程度，分为日常保养、一级保养和二级保养。在保养过程中生产、设备、设备供应商担当不同的角色任务，如图14。

电商自动化设备保养在计划排定过程中特别要注意大促节点，确保大促期间的设备平稳运营。设备保养点检计划的严格执行是设备稳定的保障。

六、结束语

“工欲善其事，必先利其器”，设备管理的目的，就在于按照设备固有的规律，同时也按照客观经济规律，通过维护保养，设备改善等手段，使其各种性能指标保持高度完好，提高其生产率和利用率，延长使用寿命并谋求最经济的设备寿命周期费用，追求无事故、高效益，最终赢得企业效益。

企业在推行自动化设备管理时需要结合实际情况，不断引进先进管理理念，完善设备管理标准，建立人才培训机制，落实运维制度，为企业创造更多的经济效益。

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