设备维护保养工作流程:日系工厂的8个步骤与3个阶段

你刚调到一家日系工厂的设备部门,或者所在的中国工厂是日本企业的配套供应商。日方总部同时提出三件事:提交下一年度的维护保养计划;为上周那次停线写一份带"5个为什么"分析的故障报告;输送线改造完成后,更新设备台账。
三件事单看都合理,但它们之间怎么衔接,需要先看清整体流程。
日本工厂所说的"设备保全"(setsubi hozen),是有计划的工作:把点检、部件更换和修理排进计划,目的是让设备不停机。赶去抢修突发故障,只是其中一部分。团队要先规划保哪些设备、什么时候保、怎么保,然后执行,再回顾结果,并把结果用到下一期计划里。这个大循环以一年为周期,里面还套着一个更小的循环:每天的点检和故障处理。
本文把整个流程分成计划、执行、分析与改进三个阶段,共8个步骤。每个步骤都会讲到用到的文件和工具、涉及的人员以及常见失误。最后介绍不同行业、不同规模企业的差异,并附上检查清单和可直接套用的故障报告模板。
流程全貌
设备维护保养的工作按下面8个步骤推进:
掌握设备现状 → 制定维护计划 → 备件与施工安排 → 点检 → 计划检修 → 故障处理 → 原因分析与防止再发 → 记录总结与计划修订
工作分为三个阶段:计划、执行、分析与改进。
实际工作中各步骤会交叠进行。例如,执行阶段发现的缺陷,往往直接进入下一期计划。
一轮走完,下一轮计划随即开始。以年为单位的大循环,和每天点检、处理故障的小循环同时运转,这正是维护工作的特点。
不同阶段,对接的人也不同:
- 计划阶段:生产管理(日系工厂常称"生管")和采购
- 执行阶段:生产线操作工和外部施工单位
- 分析与改进阶段:生产技术(生技)和设备厂家
新设备的导入一般由生产技术负责,设备维护通常从设备调试完成、投入运行之后开始接手。
第一阶段:计划
计划阶段要先摸清工厂有哪些设备,再在有限的人员和预算下,决定哪些设备保到什么程度。维护工作做得好不好,很大程度上在这一阶段就定下来了。
步骤1:掌握设备现状
第一件事是弄清楚工厂有什么设备、状态如何。设备台账(setsubi daicho)要记录以下信息:
- 型号和投入使用年份
- 主要零部件
- 图纸和使用说明书的存放位置
接着翻查过去的故障记录,找出最容易停的设备和部位。然后以停机对生产和安全的影响为依据,给每台设备划定重要度等级。
重要度决定每台设备投入多少人力和费用。
如果所有设备一视同仁,工作量会堆起来,真正关键的设备反而顾不上。这一步的目的,就是把设备分好类,让力量集中到最该保的设备上。
常见失误:台账长期不更新。改造内容没有记入台账,出了故障就会发现图纸和实物对不上,查原因要多花不少时间。
步骤2:制定维护计划
重要度定下来之后,要为每台设备选定维护策略,并确定点检和检修的周期。接着编制点检基准书(tenken kijunsho),写明检查哪些项目、按什么标准判定,再据此排出月度和年度维护计划。
大型检修要集中安排在可以停产的时段,如春节等长假或定期检修期间。因此要尽早与生产管理和制造部门商定停机日程。
周期定得太短,费用和人力都会增加;定得太长,故障又会变多。比较实际的做法,是先参考设备厂家的推荐周期,再根据实际运行记录逐步调整。
日方文件里常见"法定点检",指的是日本的法规要求:起重机、锅炉、压力容器等设备,必须接受法定检查并做定期自主点检。在中国,锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械等特种设备,适用《中华人民共和国特种设备安全法》。使用单位需要做好日常维护保养和定期自行检查,并按期向特种设备检验机构申请定期检验。具体的设备范围、周期和要求,请以现行法规、安全技术规范和当地市场监管部门的规定为准,并向本厂的安全(EHS)部门确认。计划负责人要保证这些法定检验的时间一个都不漏地排进年度计划。
计划一般放在设备管理系统(CMMS/EAM)或 Excel 表格里管理,每项任务都指定负责人和实施日期。作业完成后记录实际情况,以便与计划对照。
步骤3:备件与施工安排
计划确定后,就要安排更换用的部件、工具和外部施工单位。有些部件的交货期长达几个月,所以要早下订单。
如果请外部施工单位做作业,要事先谈妥作业范围、安全措施和日程。停机窗口有限,准备中的任何疏漏,都会直接拖慢竣工时间。
很多企业通过采购部门下单,但询价和确认预算仍由设备维护人员推进,所以与采购的配合也是这一步的重要环节。
对重要设备,要常备一定数量的备品备件,以防故障。每种备件备几个,要综合考虑故障频率、交货期和价格。库存太多会占用资金,太少则出了故障无法恢复。
第二阶段:执行
执行阶段,团队一边按计划做点检和检修,一边还要应对突发故障。难点在于,计划内的工作和计划外的工作同时在进行。
突发故障接连不断,原定的点检和检修就会被推迟,导致故障更多,陷入恶性循环。为了及早发现这种情况,不少工厂会统计计划内维护的完成情况,也就是实施率(jisshi-ritsu,计划完成率)。
步骤4:点检
点检(tenken)在日系工厂和国内钢铁等行业是通用说法,大致相当于"按标准检查设备状态"。点检分两种:由操作工每天进行的日常点检(nichijo tenken),以及由设备维护人员按固定周期进行的定期点检(teiki tenken)。点检时按点检表,检查声音、振动、温度、油量和松动情况。操作工参与的点检,是自主保全的核心内容。
定期点检会用测振仪、测温仪和绝缘电阻测试仪(兆欧表)等仪器测量数值,并与上一次对比。不放过数值的微小变化,是减少突发故障的捷径。
常见失误:点检流于形式。一旦目的变成把检查栏填满,即使设备有异常也没人发现。点检的人必须明白每个项目为什么要查。
点检的主要内容可以归纳为四类,都能靠五感和简单的仪器确认。
多数异常会先表现为这些方面的变化。
步骤5:计划检修
计划检修(日语称"计划整备")是在休息日或定期检修期间,更换部件或做解体检修(overhaul)。作业开始之前,必须执行本厂规定的防止设备误启动的程序,例如断电、给开关上锁并挂牌(上锁挂牌,LOTO)。具体做法以本厂的安全规程为准。
要在有限的时间内完成大量工作,作业顺序和人员分工要事先定好。设备经过试运转和确认之后,作业才算完成。
检修后设备起不来,是常见的失误。为了避免,作业人员会给拆下部件的位置和接线拍照,记录拧紧扭矩,采取各种办法确保能准确复原。
如果有外部施工单位作业,设备维护人员要现场监督,确认质量和安全。多项作业在同一区域交叉进行时,还要事先协调,避免作业之间互相干扰或产生危险。
步骤6:故障处理
设备突然停机,维护人员接到通知后赶到现场,确认情况并缩小原因范围。第一步是记下显示的报警信息,并向操作工了解停机前发生了什么。
先让停下的产线恢复运行,再着手根本对策。
涉及安全的异常,原则是不要急于复机,原因查明之前让设备保持停机。
原因查明后,通过更换部件或调整来恢复运行。如果一时无法做根本对策,常见的做法是先做临时处置让设备运转,把根本对策放到之后的计划检修中。
常见失误:只看症状就换部件,没有确认原因就恢复生产。同样的故障很快会再发生,结果停机时间反而更长。
每次故障处理的结果,都要填入故障报告(kosho hokokusho),包含以下项目:
- 发生时间
- 现象
- 原因
- 处理措施
- 停机时间
这些记录是分析与改进阶段的依据。夜间或休息日出故障,往往人手少、要自己做判断。所以要事先定好:自己处理不了时联系谁,一个人最多可以做到哪一步。
第三阶段:分析与改进
这一阶段要回顾执行阶段发生的事,建立防止同类故障再次发生的机制。修好并不是终点,把经验用到下一期计划里,才算完成。
步骤7:原因分析与防止再发
日本工厂分析故障原因时,常用"5个为什么"分析(naze-naze bunseki),也就是反复追问"为什么坏了",从表面现象一层层追到根本原因。观察损坏部件的磨损和断裂形态,也是重要线索。
从人、机、料、法几个方面列出可能的原因,能减少遗漏。防止再发的要点,是不能停在"操作人员不小心",而要追溯到让问题发生的管理机制。
查明原因后,常见的对策有:
- 更改部件的材质或形状
- 修订加油润滑的方法
- 增加点检项目
对策实施后,要观察一段时间确认有效,这才算防止再发。需要大改造时,要与设备厂家和生产技术商量,并务必把改造内容反映到图纸和台账里,免得后来的人无所适从。
改进的成果,用故障次数和停机时间减少了多少来衡量。效果好的对策,要推广到同类设备上,日方称为横展(yokoten,横向展开)。
步骤8:记录总结与计划修订
点检结果、故障内容、更换的部件、花费的时间和费用,都要作为维护记录保存下来。有的工厂用纸质报告管理,有的则录入设备管理系统并汇总分析。
汇总记录之后,就能看出哪些设备停机时间最长、哪些设备花费最多。据此调整点检周期和项目、设备的更新时间,并反映到下一年度的维护计划和预算中。
老旧设备是继续修还是更新,也在这一步判断。设备维护部门要比较修理费用、故障风险与更新费用,并向管理层提出建议。
近年来,用传感器持续监测振动和温度的预测性维护,以及收集分析设备数据的智能工厂项目,在越来越多的工厂推广开来。能否把记录当作数据来用,正在成为维护团队之间拉开差距的地方。
不同行业和企业的差异
以上流程适用于大多数工厂,但不同行业和企业的侧重点不同。差异最大的,是装配、机加工类的批量生产工厂,与化工、钢铁等流程工业。
差别在于设备的停机方式,以及停机造成的影响大小。
即使在同一行业,也会因工厂规模和产品不同而有差异。
批量生产与流程工业
汽车行业这类装配、机加工的批量生产工厂,一台设备停机,整条生产线就停。因此故障后能多快恢复最受重视,设备维护人员常常就驻守在生产线旁边。
化工、树脂、钢铁、有色金属等流程工业,设备要昼夜不停地运转。每隔几年,整个工厂停下来做一次定期检修(teiki shuri,日系工厂常简称"定修",teishu),是一件大事。这类企业里,为定期检修做计划、管理施工,占了工作的很大一部分。国内钢铁企业推行的"点检定修制",与此一脉相承。
食品和医药行业出于卫生管理的要求,设备维护还要涉及清洗和防止异物混入。行业特点不同,点检的项目和记录的方式也会不同。
大型企业与中小企业
在大型制造企业,设备维护部门可能分为机械组和电气组,计划人员和现场作业人员分工明确。计划和记录通常放在设备管理系统里,大型施工由合作的施工单位完成,维护人员多半负责管理。
在中小企业,设备维护团队人数少,一个人要负责从计划、修理到改进的大量工作。好处是能很快接触完整的流程,代价是管理机制要自己动手建立。
接单生产、产品种类多的工厂,设备的使用方式随产品而变。这类工厂的设备维护,可能还包括换型调整和工装夹具的保养。请结合本厂的特点,调整各个步骤的侧重。
日方常用的维护术语
日方同事和文件里经常出现下面这些词。其中有些词在中文里意思不同,叫法也因企业而异,请先与本厂确认具体含义。
| 日方用语(读音) | 中国工厂常见说法 | 出现的步骤/备注 |
|---|---|---|
| 设备保全(setsubi hozen) | 设备维护、设备管理 | 部门名称、岗位名称。中文的"保全"多指财产、诉讼等方面的保护措施,设备方面一般不这么说 |
| 设备台账(setsubi daicho) | 设备台账 | 步骤1 |
| 点检基准书(tenken kijunsho) | 点检标准、点检基准书 | 步骤2 |
| 点检(tenken):日常点检/定期点检 | 点检(日系工厂、钢铁企业通用),一般也说"检查" | 步骤4 |
| 整备(seibi):计划整备 | 检修、保养:计划检修 | 步骤5。中文的"整备"不常用 |
| 手配(tehai) | 订货、安排 | 步骤3。日系工厂内部常直接说"手配" |
| 故障报告书(kosho hokokusho) | 故障报告 | 步骤6 |
| なぜなぜ分析(naze-naze bunseki) | 5个为什么(5Why分析) | 步骤7 |
| 横展(yokoten) | 横向展开 | 步骤7 |
| 定期修理(teiki shuri、teishu) | 定期检修、定修;化工常说"停车大检修" | 流程工业 |
可以直接使用的内容
检查清单:你的维护循环是否完整?
这份清单可用于逐步检查本厂的维护循环,也可以在迎接日方总部审核前自查。
- 设备台账是否记录了型号、投入使用年份、主要零部件,以及图纸和说明书的存放位置?
- 最近的改造是否已反映到台账和图纸中?
- 每台设备是否都划分了重要度等级,计划中是否对不同等级区别对待?
- 每台设备是否确定了维护策略和点检、检修周期,并有写明检查项目和判定标准的点检基准书?
- 停机日程是否已与生产管理和制造部门商定?
- 本厂适用的法定检验(含特种设备定期检验)是否都已排入计划?
- 交货期长的备件是否已下单?施工单位的作业范围、安全措施和日程是否已商定?
- 重要设备是否根据故障频率、交货期和价格,备有备品备件?
- 是否统计了计划维护的实施率(完成率)?
- 每次故障是否都有故障报告?根本对策是否已排入计划?
- 是否有夜间、休息日的联络人,以及一个人最多可以做到哪一步的明确界限?
- 对策实施后是否观察了一段时间?有效的对策是否已横向展开到同类设备?
- 维护记录是否用于下一年度的计划和预算,包括"修还是换"的判断?
故障报告模板
下表的五个项目,是前文所述故障报告的核心内容。示例为虚构。日方总部可能使用自己的格式,字段会更多。
| 项目 | 填写内容 | 示例(虚构) |
|---|---|---|
| 发生时间 | 停机开始的时间 | 3月4日 14:15 |
| 现象 | 操作工和维护人员观察到的情况,包括报警信息 | 3号输送线停机,电机过载报警 |
| 原因 | 已确认的原因,而不只是坏掉的部件;并附5个为什么分析 | 轴承因缺油抱死;该润滑点未列入点检表 |
| 处理措施 | 临时处理,以及根本对策和计划完成日期 | 更换轴承;把该润滑点加入点检基准书 |
| 停机时间 | 从停机到恢复运行 | 1小时40分钟 |
向日方总部确认的事项
日方文件的格式和要求因企业而异。收到总部的要求时,可以先确认下面几点:
- 年度维护计划要用集团的统一格式,还是本厂现有的格式?
- 设备重要度的等级数量和判定标准,是否有集团统一规定?
- 故障报告的提交条件(停机多长时间以上)和提交期限是什么?
- "法定点检"是否按中国法规执行,是否还有集团内部的附加要求?
- 设备改造后,台账和图纸的更新由谁负责、在多长时间内完成?
本文的局限
- 8个步骤是通用模型。实际工作中各步骤会交叠,侧重点因行业和企业而异。
- 重要度等级、点检周期和报告格式因企业而异,请以本厂的标准为准。
- 法定检验因国家和设备而异。本文只做了简要说明,没有列出具体清单,请向本厂的安全部门确认现行要求。
- 上锁挂牌等安全措施,在文中只是流程的一部分,请严格遵守本厂的书面规程。
总结
- 设备维护是计划、执行、分析与改进三个阶段不断循环的过程。
- 计划阶段要确定设备重要度、维护策略和周期,并安排备件和施工单位。
- 执行阶段要在做点检和计划检修的同时,处理突发故障。
- 分析与改进阶段要消除故障的真因,并用记录修订下一期计划。
- 批量生产与流程工业之间、大型企业与中小企业之间,侧重点和分工方式各不相同。
常见问题
设备维护保养工作流程包括哪些主要步骤?
典型流程分三个阶段、共8个步骤。计划阶段:掌握设备现状、制定维护计划、安排备件和施工单位。执行阶段:点检、计划检修、故障处理。分析与改进阶段:原因分析与防止再发,以及汇总记录并修订下一期计划。
日本工厂怎样划分设备重要度?
一种常见的做法是按停机对生产和安全的影响,分为A、B、C三级。A级设备采用预防性和预测性维护,C级设备也可以坏了再修。等级数量和判定标准因企业而异,应以本厂和集团的规定为准。
故障报告应该包含哪些内容?
至少包括发生时间、现象、原因、处理措施和停机时间。原因要写已确认的真因,而不是只写换了哪个部件,这样报告才能用于原因分析和下一期计划。
设备应该多久点检一次?
没有统一的周期。比较实际的起点,是设备厂家的推荐周期,再根据实际运行记录逐步调整。周期太短,费用和人力增加;周期太长,故障会变多。
日方总部要求的"法定点检",在中国工厂怎么执行?
"法定点检"指的是日本法规要求的检查。在中国,应以中国的法规和标准为准,例如特种设备的定期检验要求。具体适用哪些设备、周期多长,请向本厂安全部门和当地监管部门确认,并把结果告知日方。
参考来源
- 与设备维护相近的职业的工作内容:日本厚生劳动省 职业信息网站(job tag)"产业用机器人的保养与维护"(日文)
- 与设备维护相近的职业的工作内容:日本厚生劳动省 职业信息网站(job tag)"纺织设备管理与维护"(日文)
- 日本《劳动安全卫生法》对锅炉等危险机械检查的规定:日本内阁府 "Industrial Safety and Health Law"(英文)
- 起重机的检查与定期自主检查:日本起重机协会 "Inspection and Examination"(英文)
- 中国特种设备的使用与定期检验:《中华人民共和国特种设备安全法》(请以现行文本为准)
日文原文本指南改编自 MONOSCOPE 面向日本读者撰写的文章:設備保全の仕事の流れ|保全計画から改善までの各工程を実務目線で解説
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