TPM啤酒生產(chǎn)設(shè)備維修方式的發(fā)展與跟進
來源/作者： TPM咨詢服務(wù)中心 丨 發(fā)布時間：2017-12-14 丨 瀏覽次數(shù)：
1、前言
啤酒是二十世紀初進入中國的國際性的飲料酒，國內(nèi)啤酒生產(chǎn)的歷史還不足一百年。直到新中國成立以后，特別是改革開放以來，啤酒生產(chǎn)設(shè)備工業(yè)才有了突飛猛進的發(fā)展。
隨著啤酒發(fā)酵與包裝工藝的改進、加工制造技術(shù)和控制技術(shù)的進步，啤酒生產(chǎn)設(shè)備的性能、效率和自動化的程度不斷提高，生產(chǎn)設(shè)備的維修管理已經(jīng)不能再單純地憑借經(jīng)驗和技術(shù)，而必須依賴科學(xué)的理論和完善的體制，才能充分發(fā)揮他對保障生產(chǎn)、提高效率、控制質(zhì)量、降低成本的至關(guān)重要的作用。
設(shè)備維修管理的目的，就是根據(jù)設(shè)備維修的目標和任務(wù)，通過優(yōu)化維修組織、選擇維修方式、編制維修計劃、制定維修標準、改善維修技術(shù)、改進維修作業(yè)、完善維修設(shè)施等方法，提高設(shè)備維修的效率、質(zhì)量和經(jīng)濟性。其中，維修策略即維修方式的選擇，是設(shè)備維修管理的中心環(huán)節(jié)，歷來維修體制的演化和變更都是以最佳經(jīng)濟效益為原則、圍繞著維修方式而展開的。
回顧數(shù)十年來我國啤酒工業(yè)的發(fā)展歷史，追溯啤酒生產(chǎn)設(shè)備維修方式的變化軌跡，研究同期國外設(shè)備維修管理理論和實踐方面的進展，有助于我們總結(jié)經(jīng)驗，不斷改善提高設(shè)備維修管理的水平，更好地適應(yīng)啤酒行業(yè)日益加劇的市場競爭。
2、啤酒工業(yè)設(shè)備與生產(chǎn)性維修
設(shè)備維修方式，首先是受到生產(chǎn)和設(shè)備本身特點的制約。啤酒生產(chǎn)具有連續(xù)性和季節(jié)性的特點，啤酒工業(yè)設(shè)備按生產(chǎn)工藝可以劃分為三大類：
1）啤酒釀造設(shè)備，包括：
原料儲藏設(shè)備——麥芽、大米儲倉、輸送管橋、空氣除塵器、溫濕度監(jiān)察控制設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、稱重計量設(shè)備等；
原料制備設(shè)備——麥芽、大米輸送機、離心式除塵器、振動篩、麥芽、大米粉碎機、儲料箱斗、自動計量電子稱等；
麥汁制備設(shè)備——糊化鍋、糖化鍋、過濾槽、麥汁煮沸鍋、沉淀槽、回旋沉淀槽、冷卻器、冰水冷水制備器等；
啤酒發(fā)酵設(shè)備——發(fā)酵池/發(fā)酵罐、發(fā)酵溫度控制設(shè)備、酵母培養(yǎng)/擴培罐、CIP洗滌殺菌設(shè)備、熱水/堿水備制設(shè)備等；
啤酒過濾設(shè)備——酵母離心分離機、濾棉/硅藻土過濾機、回旋精濾機、生物膜過濾機、啤酒濁度計、脫氧水制備設(shè)備、高濃度沖稀裝置等；
啤酒儲配設(shè)備——清酒儲罐、溫度控制設(shè)備、容量計測裝置、配送酒泵及自動控制和計量裝置等。
釀造是啤酒生產(chǎn)的第一環(huán)節(jié)，釀造設(shè)備是啤酒生產(chǎn)的最主要最基本的設(shè)備，能否產(chǎn)出合格的啤酒，完全要看釀造設(shè)備能否對釀造工藝提供足夠的保障；釀造又是連續(xù)流程化作業(yè)，一般都沒有冗余設(shè)計和備用配置。因此，除了日常的維護保養(yǎng)外，通常都要在生產(chǎn)銷售的淡季集中進行定期的預(yù)防性大修或停產(chǎn)期維修。
2）啤酒包裝設(shè)備，包括：
瓶裝設(shè)備——卸垛機、卸瓶機、輸箱橋、輸瓶橋、洗瓶機、灌裝機、殺菌機、貼標機、裝箱機、迭垛機、CIP洗滌殺菌設(shè)備，以及空瓶檢測器、液位檢測器和噴印設(shè)備等；
罐裝設(shè)備——卸罐機、灌裝機、殺菌機、輸罐橋、液位檢測器、打包機、薄膜封箱機、輸箱橋、迭垛機、CIP洗滌殺菌設(shè)備等；
桶裝設(shè)備——瞬時殺菌機、全自動桶裝機、熱水/堿水備制設(shè)備、CIP洗滌殺菌設(shè)備、自動稱重裝置、輸桶橋、洗桶機等。
包裝是啤酒生產(chǎn)的最后一道工序，是產(chǎn)品形成的最后環(huán)節(jié)，關(guān)系到質(zhì)量和價值的最終實現(xiàn)。與釀造一樣，包裝也是連續(xù)流程化生產(chǎn)，包裝設(shè)備也沒有備用機臺，任何停頓都會造成很大的損失；但是包裝設(shè)備的生產(chǎn)能力往往大于等于釀造能力，包裝生產(chǎn)的周期又要比釀造短得多，市場銷售也會對包裝生產(chǎn)計劃產(chǎn)生直接的影響，所以，包裝設(shè)備除了可以在淡季停產(chǎn)期進行大修外，還可以利用生產(chǎn)的間歇安排中小修和項修。
3）輔助生產(chǎn)設(shè)備，包括：
制汽供汽設(shè)備——低壓工業(yè)鍋爐、鼓風(fēng)/引風(fēng)機、電動/蒸汽給水泵、水的凈化/軟化設(shè)備、燃料儲供設(shè)備、供配汽調(diào)節(jié)裝置等；
發(fā)電配電設(shè)備——柴油發(fā)電機組、啟動控制電屏、饋電電柜、冷卻水循環(huán)供給設(shè)備、柴油供給和計測裝置等；高壓進線柜、計量柜、高壓出線柜、變壓器、有載調(diào)壓控制裝置、低壓進線柜、發(fā)電進線柜、低壓出線柜、電容補償柜等；
制冷供冷設(shè)備——各種用冷蒸發(fā)器、低壓循環(huán)儲液罐、制冷壓縮機、冷凝器、水冷卻塔、高壓液氨儲罐、供冷液氨泵、輔助冷卻水泵等；
制氣供氣設(shè)備——空氣過濾器、空氣壓縮機、空氣干燥器、儲氣緩沖罐、空氣分配器、涼水塔、循環(huán)冷卻水泵等；
給排水設(shè)備——機井/引流水泵或自來水管網(wǎng)、工業(yè)用水過濾設(shè)備、啤酒釀造用水殺菌和軟化設(shè)備、生產(chǎn)用水循環(huán)利用設(shè)施、廢水排放設(shè)施等；
CO2回收設(shè)備——CO2水洗塔、儲氣袋、CO2壓縮機、CO2干燥器、副；氟里昂制冷壓縮機、CO2冷凝器、蒸發(fā)器、CO2儲液罐、蒸發(fā)器、輔助冷卻水泵等；
污水處理設(shè)備——集水井、提升泵、調(diào)節(jié)池、旋轉(zhuǎn)過濾隔柵、曝氣池、表曝機/鼓風(fēng)機、沉淀池、污泥回流泵、污泥濃縮池、淤泥脫水機、儲泥斗，以及酸堿度測控裝置、溶解氧測控裝置等。
輔助生產(chǎn)設(shè)備，是指一次供能設(shè)備、二次供能設(shè)備和環(huán)境保護設(shè)備，這是包括啤酒生產(chǎn)企業(yè)在內(nèi)的所有工廠都必須配備的基礎(chǔ)設(shè)備。它是生產(chǎn)的動力來源，重要性如同人的心臟，必須分分秒秒保持正常、安全地運行。毫無疑問，它是全廠設(shè)備維修的重中之重，一般都實行強制性的計劃維修和檢查試驗。由于它的不可或缺，在工廠規(guī)劃和建造的初始，已經(jīng)過可靠性冗余設(shè)計，留有一定的備用機臺和設(shè)備，而且大多為單體設(shè)備，因而，輔助設(shè)備的維修既可以有計劃地分期分批進行，也可以利用節(jié)假日、周末或生產(chǎn)的間歇期間安排，靈活性較大。
3、我國啤酒行業(yè)設(shè)備維修方式的變化
我國的啤酒工業(yè)起步較晚，改革開放后才形成了一個大發(fā)展時期，可以粗略把啤酒生產(chǎn)設(shè)備維修方式分為五個階段：
1）八十年代以前——事后維修階段
我國的啤酒工業(yè)還未形成規(guī)模，少數(shù)中心大城市才建有年產(chǎn)幾千噸的啤酒廠。生產(chǎn)設(shè)備相當(dāng)簡陋，沒有一條完整的流水線，許多工序要人工操作，個別關(guān)鍵的進口設(shè)備還是東歐三四十年代的技術(shù)，電氣控制也非常簡單，沒有自動化的概念。市民的消費能力和市場的需求都很低，酒廠的產(chǎn)量不大，對生產(chǎn)效率幾無要求。
這個時期基本都采用事后維修的方式，出了故障才停機修理。雖然設(shè)備簡單，但故障頻繁，停機停產(chǎn)時間長。即便利用節(jié)假日修機，也沒有維修計劃，維修內(nèi)容不定，備件沒有預(yù)算，一切根據(jù)現(xiàn)場拆卸檢查的情況而定。
2）八十年代初期到中期——定期大修階段
文化革命結(jié)束，國民經(jīng)濟開始恢復(fù)正常，人民的生活穩(wěn)定中略有改善，啤酒已經(jīng)不再是奢侈品。鄧小平南巡后，確立了改革開放的方針，各啤酒廠開始更新改造生產(chǎn)設(shè)備。廣東省輕工機械廠在全國率先仿制生產(chǎn)了國內(nèi)第一條啤酒包裝生產(chǎn)線，由于基礎(chǔ)工業(yè)水平的緣故，難以達到設(shè)計要求，與國外差距很大。
總體上來看，從技術(shù)裝備到管理水平，輕工業(yè)都遠落后于重工業(yè)，位于東南沿海的廣東省更甚之。大多數(shù)設(shè)備均為國產(chǎn)、技術(shù)水平不高、生產(chǎn)能力不配套的啤酒行業(yè)，開始學(xué)習(xí)大型國營企業(yè)的設(shè)備管理方法，引入預(yù)防性維修概念，一年進行一次定期大修。由于缺乏經(jīng)驗，維修計劃比較粗淺，針對性不強，重點不明確。對所有的設(shè)備拆卸檢查、修補更換、然后再行裝配。整個維修過程要耗費大量的人力物力和時間，相對維修費用很高。
啤酒生產(chǎn)設(shè)備
3）八十年代中期到九十年代中期——計劃分期維修階段
這是一個國民經(jīng)濟蒸蒸日上、啤酒行業(yè)蓬勃發(fā)展的時期，人民的生活水平迅速提高，啤酒的的消費市場急速擴張。全國在此一時期新建了數(shù)十家啤酒廠，從國外進口了上百條先進的生產(chǎn)線。引進設(shè)備的同時也引進了新的技術(shù)、新的管理、新的觀念，文革后新一代大學(xué)生的加入，催化了設(shè)備管理體制的更新。
在學(xué)習(xí)掌握國外先進技術(shù)和設(shè)備的同時，人們開始重視設(shè)備管理這種軟科學(xué)的價值和應(yīng)用。對以往的計劃性維修，從實用性和科學(xué)性的角度出發(fā)加強了針對性、規(guī)范性和組織性；并且嘗試將年度大修分解為季度或月度的項修；在吸收消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行了一系列的改善性維修和技術(shù)改造。
這一時期，啤酒的銷售和生產(chǎn)對設(shè)備維修和管理提出的要求是：盡可能地保持設(shè)備的正常運作、保證生產(chǎn)任務(wù)的完成。設(shè)備維修方式看起來沒有階段性的改變，設(shè)備管理卻是在一個新的技術(shù)和物質(zhì)的平臺上探索。
4）九十年代中期到二十世紀末期——周期檢查維修階段
中國啤酒業(yè)的發(fā)展引起世界的關(guān)注和興趣，國際資本和啤酒大鱷紛紛涌入爭奪極具潛力的中國啤酒市場，投資、合股、兼并、收購……，全國啤酒行業(yè)出現(xiàn)了空前的改組整合。
品牌的競爭延伸為企業(yè)內(nèi)部的成本和管理之爭，對設(shè)備維修提出了新的要求：為生產(chǎn)服務(wù)，降低故障率，縮短停產(chǎn)維修時間，降低維修費用，提高維修效率。于是，各啤酒生產(chǎn)廠開始尋求新的維修方式，逐步淡化停產(chǎn)大修，代之以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防性檢修，實行全面的、有計劃的、周期的檢查，在檢查的基礎(chǔ)上確定維修的項目，即所謂以檢查帶動維修。
5）二十一世紀初——預(yù)測維修和狀態(tài)監(jiān)測維修階段
盡管全國各省市的啤酒銷量在穩(wěn)步上升，但市場競爭進一步加劇。艱難中求生的啤酒公司不得不兩手出擊，一方面調(diào)整營銷策略，一方面優(yōu)化內(nèi)部資源。
在設(shè)備維修方面，節(jié)縮費用的同時改變維修體制，積極推行一專多能和操作維修一體化；開展設(shè)備故障管理，進行故障的統(tǒng)計分析和機理分析，采取故障預(yù)防對策；建立維修、故障、備件數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用計算機技術(shù)輔助設(shè)備維修管理；強化狀態(tài)監(jiān)測和檢查維修，利用周末或生產(chǎn)間隙進行局部維修或項修。
以上只是大致的時段劃分。實際上即便在同一時期，各個地區(qū)、各個企業(yè)所采用的維修方式也不盡相同。
4、TPM咨詢公司國外設(shè)備維修管理的發(fā)展歷史
設(shè)備管理是與工業(yè)的發(fā)展水平相適應(yīng)的，國外設(shè)備管理和維修方式（維修策略）也經(jīng)歷過一個從初始到現(xiàn)代的發(fā)展過程，只不過要比中國早幾十年。
1）1950年前——事后維修階段（BreakdownMaintenance）
這個階段，設(shè)備故障造成的損失還不十分明顯，設(shè)備修理的必要性尚未被人們認識，所以基本采用設(shè)備出了故障或機器壞了再修的事后修理的制度和方法。
2）1950～1960年——預(yù)防性維修階段（PreventiveMaintenance）
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，效率高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、容量大、費用昂貴的設(shè)備的投入使用，故障便成為制約產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、成本、交貨期和造成公害、事故、資源能源浪費的突出問題。這一時期出現(xiàn)了以前蘇聯(lián)為首的計劃預(yù)修制和以美國為首的預(yù)防維修制。
3）1960～1970年——生產(chǎn)維修階段（ProductiveMaintenance）
自動化技術(shù)的普遍應(yīng)用，高速高效無人化生產(chǎn)線的出現(xiàn)，進一步刺激了設(shè)備維修管理的更新。為了克服計劃不準確造成的維修冗余或不足、以及對設(shè)備維護保養(yǎng)的忽視，以美國為首的西方國家又采用了生產(chǎn)維修制。它由事后維修（BM）、預(yù)防維修（PM）、改善維修（CM）、維修預(yù)防（MP）四部分組成，吸收了美國后勤工程學(xué)的內(nèi)容，突出了維修策略的靈活性。
4）1970年至今——綜合管理階段
英國提出了“設(shè)備綜合工程學(xué)”，以設(shè)備最經(jīng)濟的壽命周期費用為目標，用系統(tǒng)工程的觀點和方法，從技術(shù)、財務(wù)、管理各個層面，對設(shè)備的研究、設(shè)計、制造、安裝、運行、維修等全過程進行全面的管理。
日本繼承了美國的生產(chǎn)維修體制，借鑒了英國的“綜合工程學(xué)”，吸收了中國“鞍鋼憲法”的工人參加、群眾路線、合理化建議和勞動競賽的做法，提出了“全員生產(chǎn)維修”的概念。建立了以最高的設(shè)備綜合效率為目標，以設(shè)備的一生為過程，全員、全部門參加的設(shè)備維修體制（TPM）。
5、設(shè)備維修體制發(fā)展的新趨勢
在設(shè)備技術(shù)與設(shè)備管理這一對矛盾體中，技術(shù)總是最積極最活躍的方面，技術(shù)的發(fā)展總是超前于管理、并推動著管理的變革。當(dāng)代的設(shè)備技術(shù)向著集成化、綜合化、連續(xù)化、流程化、高速化、精密化、微型化、自動化、計算機化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的方向飛速發(fā)展，衍生了多種設(shè)備維修和管理的新模式、新體系。
1）以狀態(tài)為基礎(chǔ)的維修體制（ConditionalBasedMaintenance）
20世紀80年代形成的狀態(tài)維修是隨著故障診斷技術(shù)的進步而發(fā)展起來的。在CBM體制中，對每一臺設(shè)備都需建立一套監(jiān)測和狀態(tài)檢查方法（檢查可以是定期或不定期、固定或移動、儀器或人工進行），用測量值比對允許的極限值，在設(shè)備出現(xiàn)了明顯的劣化后實施維修。
該體制比以前的設(shè)備維修體制更經(jīng)濟、更準確、更合理。狀態(tài)維修并不排斥其他維修方式，對于不同設(shè)備究竟采取何種維修方式，歸根結(jié)底是要按照最小費用的原則進行選擇。
2）以利用率為中心的維修體制（AvailabilityCenteredMaintenance）
20世紀90年代出現(xiàn)的ACM是把設(shè)備利用率放到第一位來制定維修策略的維修方式。
認為設(shè)備的利用率（用主要故障的平均停機時間來描述）要比可靠性更全面地反映設(shè)備在生產(chǎn)中的作用。
其主要方法是：根據(jù)生產(chǎn)流程確定關(guān)鍵設(shè)備；憑借維修數(shù)據(jù)進行利用率評估排序；用狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和故障分析為工具，按故障模式確定維修方式（選擇視情維修、定期維修、機會維修、改進維修、事后維修之一）；編制單臺設(shè)備威信規(guī)劃在生產(chǎn)空隙時間進行；編制成套設(shè)備維修規(guī)劃調(diào)配維修力量集中進行。
該體制需要以大量的維修數(shù)據(jù)和準確的故障模式判斷為條件，以成熟的多種維修方式為依托，無論從管理上還是從技術(shù)上都需要更多的技巧和經(jīng)驗。
3）全面計劃質(zhì)量維修體系（TotalPlanningQualitativeMaintenance）
1989年美國提出一種以設(shè)備全壽命周期內(nèi)的可靠性、設(shè)備有效利用率以及經(jīng)濟性為總目標的維修技術(shù)和資源管理體系，突出維修范圍的全面性、維修過程的系統(tǒng)性和維修技術(shù)的基礎(chǔ)性。
TPQM體系要對影響維修的十項要素——維修組織職能、設(shè)備的狀態(tài)、維修后勤保障、維修質(zhì)量標準、維修工作進度、維修信息管理、維修任務(wù)規(guī)定、相關(guān)技術(shù)文件、維修技術(shù)應(yīng)用和維修人員培訓(xùn)——實行綜合的、一體化的管理。
4）適應(yīng)性維修體系（AdaptiveMaintenance）
這是日本提出的迎接21世紀挑戰(zhàn)的維修管理模式，其核心是選取的維修策略能把綜合費用（綜合費用=維修費用+生產(chǎn)損失）降到最低。
該體系要求建立在計算機數(shù)值計算和處理的基礎(chǔ)上，一是要量化設(shè)備故障造成的生產(chǎn)損失和維修費用，二是要確定計算綜合費用的經(jīng)驗公式或理論公式，三是要確定能夠反映不同時期維修方式的變化。
5）可靠性維修體制（ReliabilityBasedMaintenance）
可靠性維修的目的是把預(yù)防維修、預(yù)測維修、和主動維修有機結(jié)合，形成統(tǒng)一維修策略，通過系統(tǒng)地消滅故障根源，盡可能削減維修工作總量，并使設(shè)備獲得最高的可靠性，顯著減少維修費用。
RBM體制采用的基本方法是：盡量避免被動維修以減少停機損失，適當(dāng)控制預(yù)防維修以防止維修過剩，提倡采用主動維修以消故障隱患。將預(yù)測與定期預(yù)防維修結(jié)合，適當(dāng)延長維修周期和維修時間間隔；將預(yù)測與主動維修結(jié)合，找出重復(fù)故障的根源加以徹底鏟除，在預(yù)測維修、預(yù)防維修和主動維修之間取得平衡。
6）以可靠性為中心的維修管理體系（ReliabilityCenteredMaintenance）
以可靠性為中心的設(shè)備管理模式，強調(diào)以設(shè)備的故障后果作為制訂維修策略的主要依據(jù)，是綜合故障后果和故障模式的有關(guān)信息，以運行經(jīng)濟性為出發(fā)點的維修管理模式。
RCM的維修策略是：對后果嚴重的潛在故障使用強制性的預(yù)防性維修，通過在線或周期性的檢查來尋找故障；對會危及安全的故障采用強制性的預(yù)防性維修；對會影響生產(chǎn)和修理費用的運行故障，根據(jù)經(jīng)濟合理性決策選取預(yù)防、預(yù)測或事后維修；對不影響生產(chǎn)但影響修理費用的非運行故障采用事后維修。
7）啤酒生產(chǎn)設(shè)備費用有效維修（Cost-effectiveMaintenance）
是通過維修作業(yè)的費用效益分析來選擇維修策略的管理方式，比以可靠性為中心的維修管理更注重對故障后果、收入損失和維修費用的量化。
選擇最佳維修策略的準則是效益/費用比的最大化和凈效益的最大化，其中
效益/費用BCR=（故障損失RF+恢復(fù)性維修費用RCM）/預(yù)防性維修費用CPM
凈效益NB=故障損失RF+恢復(fù)性維修費用RCM-預(yù)防性維修費用CPM
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