设备维修策略麦肯锡
宝钢集团咨询报告麦肯锡生产管理
*
内容总结
为了满足日益增长、要求更高且差异性更大的客户需求，成为世界级的钢铁企业，宝钢目前正面临着巨大的挑战。作为生产链上的一个主要的瓶颈，目前的热轧线在产能利用率、产品质量、交货业绩表现方面需要有大幅度的提高，从而保证并巩固其竞争地位，在日益激烈的竞争环境中扩大市场份额 通过与外部及历史上的最佳做法进行参照对比，以及自下而上地进行根本原因分析，显示了在维修时间、换辊时间、故障停机时间、速度损失、返工（包括降级）和交货时间方面巨大的改善潜力。在上述各个方面，近期（12个月内）的财务改善潜力可达3.4亿元人民币。 宝钢应该可以通过一个3-5年的综合变革方案，在产能利用率、产品质量、交货业绩表现方面实现巨大的改善潜力，取得财务效益。这涉及使一线的操作工掌握并利用精益工具和严格的解决问题的方法、建立一个全员参与的体系和流程最终实现 “持续改善”。为了支持精益转型，宝钢还需要培养组织能力，通过设立持续改善组织、政策布署（业绩管理）体系，使变革方案制度化。此外，还需要制定支持重点试点领域所需的IT技术要求。 热轧线应该通过一个六个月的试点方案立即启动变革方案。利用精益工具，建立相应的持续改善组织、系统、流程，解决一些重点的产品质量及故障停机问题，采取一些突破性的举措来改进换辊时间、维修时间； 与此同时，还应该开始进行政策布署，使在热轧的变革方案制度化。最后，还需要建立相应的IT来支持实施工作。
近期改善目标 (3-6月)
挑战目标（12个月）
约50%的 改善潜力
50%以上的 改善潜力
改进采用最适的出炉温度在精整厚板线增设上表面吹扫装置和下表面清扫装置 精整检查调整矫直机 根据客户需求，制订精整操作技术 对轧线轧薄规格产品板形控制的研究与凸度仪改造 提高不同规格平整机板形控制能力 提高浪形内部控制放行标准
设备维修策略
– 为应急重新安排的机 会成本
潜在改进*
1,700
1,000
700 管道系统 和阀门
X 10%
1,300 800
500 闪蒸槽
X 10%
600
400 200 液压绞车
500
400 100 废液加热器
300 100 200
蒸汽矿浆泵
X 30%
X 30%
X 30%
客户示例
维修成本 停机时间成本
停机时间成本包括
• 损失的单位销售额
（由故障成为瓶颈的 系统）
• 交货折扣和罚金（由
故障成为瓶颈的系统）
• 多余能源/其它由故
障造成的成本
对节约额的量
170
130
180
150
化估测
* 解释见后页
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90 设备维修策略
具体设备重新设计和策略优化获得的节约额
万元/年
闪蒸槽
维修术语定义
术语 设备
功能部件
定义 机械或电气设备
示例 办公室
具有独立功能的设备系统
墙
窗
门 灯桌椅
可维修项目 失效模式
出现故障主要来源的设备 子系统，并且故障发生后 可进行更换
铰链
造成可维修项目停止运行 或运行水平低于技术说明 中规定的能力/质量规格 的问题/错误
锁开
把手 锁关
框架 锁半开
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设备维修策略
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2020/12/8
设备维修策略
改进维修可在以下3个方面帮助客户：降低成本 提高生产率，降低重大故障的风险
维修改善后在收入，成本和资金方面的影响
单分换模SMED 麦肯锡 培训资料
快速换模（SMED）是缩短换模时间的一种方法
SMED = Single Minute* Exchange of Dies
希望每个结构都能在十分钟内被完成， 所以我提出了这个概念‘单分钟换 模’1，或SMED
– Shigeo Shingo , 1969
1 这里，单分指一个单一阿拉伯数字的分－少于10分钟 资料来源：Shigeo Shingo 制造业的革命：单分钟换模（SMED）系统
X
WASTE of movement
X
WAST基E of于rep观eated察acti确on 定
X
时间浪费
3
Ex
WASTE of movement
5
In
5
In
5
In X
6
In X
WASTE of transport
WASTE of transport, can be externalised if two operators
实现外部换模的两个尺寸实现了标准化的板或框架
中间夹具 台面
冲模 A
夹具 1
当安装在夹具1上的工件正在被加工的 同时，下一个工件被装上夹具2，并做 调整（也就是在进行外部换模操作）
冲模 A
夹具1
夹具 2
冲模 B
资料来源：麦肯锡
McKinsey & Company | 18
毕竟，确定的部分已转变为外部工序，这么，可以通过较小的技术 改进来缩短内部工序
Total :
Timing
Can be split in
In/Exter Trans
h
min sec nal
麦肯锡战略咨询方案
内部环境分析－研究及开发
• 企业自我的基本研究能力 • 开发产品生产的能力 • 产品设计 • 生产程序设计及改良 • 包装技巧 • 新原料的应用
© 2000 Arthur Andersen All rights reserved.
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内部因素分析的概念及主要内容
• 内部分析是一个自我检查程序，下列各内部组织的分析，认定 自我的“优势”和“弱点”，利用自我的“优势”开拓机会及 应付市场上的冲击，并对内部的“弱点”进行改革，从而建立 企业在市场上的竞争优势。
通过建立绩效评估体系及相应的激励机制，引导员工积极努力地实现企业战略目标
我们想要达到什么？
愿景
战略声明 客户 营运 服务
使命
我们如何设定方向？
设定绩效目标 短期 长期
我们鼓励了正确的行为吗？ 奖励与指导 表现 表扬 承认
确认绩效障碍 人员 技术 企业流程
什么是我们的障碍？
▪ 缺乏知识分享 ▪ 缺乏必要的技术，态度，行为 ▪ 职责的明确度
我们进步了多少？
监控与评估
▪ 平衡分数卡 ▪ 意外报告 ▪ 行动计划
克服绩效障碍
▪ 人员 ▪ 技术 ▪ 企业流程
需要采取什么行动？
▪ 绩效管理流程 ▪ 持续的学习 ▪ 工作设计/职业道路规划
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总论－企业管理基本框架及主要元素
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设备维修中的困难和解决策略分析
设备维修中的困难和解决策略分析摘要本文档旨在分析设备维修过程中常见的困难，并提出相应的解决策略。
我们将探讨包括设备老化、技术过时、维修成本上升、维修人员短缺、配件供应不稳定等挑战，并针对每个问题提出专业和详细的解决方案。
1. 设备老化困难描述随着设备使用年限的增加，设备老化的速度加快，导致维修频率和维修难度增加。
解决策略1. 引入设备更新换代计划，定期更新老旧设备。
2. 强化日常维护保养，延长设备使用寿命。
3. 对老旧设备进行技术升级或更换关键部件。
2. 技术过时困难描述随着科技的发展，设备技术更新换代速度加快，导致维修人员难以掌握最新的维修技术，维修难度增加。
解决策略1. 定期对维修人员进行技术培训，提高其技术水平。
2. 建立技术交流平台，促进维修人员之间的经验分享。
3. 考虑与设备制造商合作，引入最新的维修技术。
3. 维修成本上升困难描述由于材料成本上升、人工成本增加等因素，设备维修成本逐年上升。
解决策略1. 通过采购管理，优化配件采购流程，降低配件成本。
2. 引入先进的维修技术，提高维修效率，降低人工成本。
3. 实施预防性维护，减少故障率，降低维修成本。
4. 维修人员短缺困难描述合格的设备维修人员短缺，导致维修服务质量下降。
解决策略1. 与专业院校合作，培养设备维修人才。
2. 提供有竞争力的薪酬和福利，吸引和留住人才。
3. 建立完善的维修人员培训和晋升体系。
5. 配件供应不稳定困难描述配件供应不稳定，导致设备维修周期延长，影响生产。
解决策略1. 与配件供应商建立长期合作关系，确保配件供应。
2. 建立配件库存管理制度，合理控制库存水平。
3. 开发多渠道配件采购途径，降低配件供应风险。
总结通过以上分析，我们可以看出设备维修过程中存在的困难和相应的解决策略。
只有针对这些问题采取有效的措施，才能提高设备维修效率，降低维修成本，保障生产的正常进行。
希望这份文档能够对您有所帮助。
整体设备效率(OEE)综述
质量
质量 损失
可用性
McKinsey & Company
| 7
目录
▪ ▪ ▪
定义和效果
计算方法
减少亏损
– 计划闲置时间 – 换模
– – – – –
故障
小停机 速度损失 废品 返工
▪
总结及要点
McKinsey & Company
| 8
减少计划停机时间的损失
OEE 百分比
113 13
不计名客户实例
有必要减少计划停机 时间，从而提高可用 时间
减少换模损失
不计名客户实例
减少换模损失 OEE 百分比
113 13 100 4
换模损失中包括 设备启动损失
94.5 1.5 28
实际OEE 的51%
14
52.5 2.5 1
49
总时间 计划闲置 可用 时间
故障
换模
操作 时间
小停 机
速度 损失
运作 时间
废品
返工 有效时间
可用性损失
性能损失
质量损失
McKinsey & Company
14
52.5 2.5 1
49
总时间
可用 计划 停机时间 时间
故障
换模
操作 时间
小停 机
速度 损失
运作 时间
废料
返工 有效时间
可用性损失
性能损失
质量
McKinsey & Company
| 17
透过设备状况的改善来减少速度损失
过去
现在
马达布满灰尘且没有过滤器
马达清洁干净且装有空气滤芯
改善行动
对OEE的影响
设备综合效率(OEE)理论运用
设备综合效率(OEE)理论运用1、设备综合效率理论的形成与发展20世纪60年代初，日本引入美国的生产维修制并在此基础上提出自主维修的理念，于1969-1971年之间形成TPM管理模式，到80年代末和90年代初分别被美、英、德等工业化国家引入，成为现在很多企业指导设备管理和维修的模式。
按照国际TPM协会主席Hartmann的观点，由于东、西方文化的差异，使得TPM这种先进的管理模式在近20年后才得到西方工业化国家的广泛认同，最终在西方国家的企业中得到广泛应用，主要归因于全球范围内日趋激烈的市场竞争。
伴随TPM模式的推广，设备综合效率(OEE)理论应运而生，OEE成为很多制造企业在衡量和提高设备综合管理水平方面的一个非常重要的指标，国际通用的质量管理体系QS9000也把OEE指标作为持续改进的有效措施之一，作为科学分析和评价企业设备使用效率的指标和基准。
1.1 国际半导体组织设备综合效率国际半导体组织（SEMI）1999年将全面设备效率OEE作为衡量设备生产能力的计算方法和标准，该方法完全依据半导体厂设备状态时间计算，计算方法准确，能够预知设备的运行状况，更加适合柔性生产设备，弥补了SEMI以往计算效率方法的不足。
SEMI将全面设备效率定义为可用效率、生产效率、速率效率和质量效率的乘积。
即：全面设备效率＝可用效率×生产效率×速率效率×质量效率。
1.2 QS9000标准中设备综合效率设备综合效率是最高层次的设备技术经济指标，主要内容是通过时间开动率（可利用率）、性能开动率和合格品率来综合反映设备的停机损失、速度损失和废品损失，使各类损失明确化，并可及时用量化的数据来描述设备管理持续开展的效果，在2000年－2002年，基本采用设备综合效率OEE等于时间开动率、性能开动率和合格品率3者乘积表示，但不同企业之间对时间开动率（可利用率）的计算方法不同。
1.3 设备完全有效生产率（TEEP）针对企业在进行OEE计算时常常遇到很多迷惑的问题，如属于外部因素和设备技术改造调试、新试产品、待料、质量检查、质量停机或者由于外围单位造成的能源供电设施中断等一系列外部因素停机，国内设备管理专家李葆文引入了非设备因素停机的概念，在OEE的基础上在2002年又提出了设备完全有效生产率（TEEP）的定义和计算方法，同时对OEE计算方法的修正，让设备完全利用的情况由完全有效生产率这各指标来反映。
设备综合效率指标的比较分析和运用
设备综合效率指标的比较分析和运用1、设备综合效率理论的形成与发展20世纪60年代初，日本引入美国的生产维修制并在此基础上提出自主维修的理念，于1969-1971年之间形成TPM管理模式，到80年代末和90年代初分别被美、英、德等工业化国家引入，成为现在很多企业指导设备管理和维修的模式。
按照国际TPM协会主席Hartmann的观点，由于东、西方文化的差异，使得TPM这种先进的管理模式在近20年后才得到西方工业化国家的广泛认同，最终在西方国家的企业中得到广泛应用，主要归因于全球范围内日趋激烈的市场竞争。
伴随TPM模式的推广，设备综合效率（OEE）理论应运而生，OEE成为很多制造企业在衡量和提高设备综合管理水平方面的一个非常重要的指标，国际通用的质量管理体系QS9000也把OEE指标作为持续改进的有效措施之一，作为科学分析和评价企业设备使用效率的指标和基准。
1.1国际半导体组织设备综合效率国际半导体组织（SEM）1999年将全面设备效率OEE［乍为衡量设备生产能力的计算方法和标准，该方法完全依据半导体厂设备状态时间计算，计算方法准确，能够预知设备的运行状况，更加适合柔性生产设备，弥补了SEMI以往计算效率方法的不足。
SEMI将全面设备效率定义为可用效率、生产效率、速率效率和质量效率的乘积。
即：全面设备效率=可用效率x生产效率x速率效率x质量效率。
1.2 QS9000标准中设备综合效率设备综合效率是最高层次的设备技术经济指标，主要内容是通过时间开动率（可利用率）、性能开动率和合格品率来综合反映设备的停机损失、速度损失和废品损失，使各类损失明确化，并可及时用量化的数据来描述设备管理持续开展的效果，在2000年-2002年，基本采用设备综合效率OEE等于时间开动率、性能开动率和合格品率3者乘积表示，但不同企业之间对时间开动率（可利用率）的计算方法不同。
1.3设备完全有效生产率（TEEP针对企业在进行OEE计算时常常遇到很多迷惑的问题，如属于外部因素和设备技术改造调试、新试产品、待料、质量检查、质量停机或者由于外围单位造成的能源供电设施中断等一系列外部因素停机，国内设备管理专家李葆文引入了非设备因素停机的概念，在OEE的基础上在2002年又提出了设备完全有效生产率（TEEP的定义和计算方法，同时对OEE计算方法的修正，让设备完全利用的情况由完全有效生产率这各指标来反映。
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• 比如1580油模接头不必象2050那样用铁器敲
打才可拆装
• 8月13日1580定修前对精扎设备运转不佳的
诊断，确认PC交叉头有问题
• 安排专家更换某重要部件 • 效果相同的情况下，用软钢替代不锈钢；购
买性价比更高的备件
• 在重新使用前，对修理过的集管、PC交叉头
进行全面检查；对维修过的部件的MTBF更 长（排除生产和备件因素）
实践证明设备策略的改进可实现维修改进潜力的
50%
•客户示例
•维修节约额 •百万人民币/年
•本文件重点
•原始成 •问题诊 •设
本基础 断和维 备策 修实施 略
•组织 •计划和进 •基础
•系
•未来
结构 度安排 设施支 统支 成本基
持
持
础
•效能
•效率
•节约
20% 维 修直接 成本
BS/020910/SH-WZ(2000GB)
•计划和进度安排 • 让设备所需信息、技术和资源的合适的人员在合适的时间做
合适的工作
•效率最大
化
•基础设施支持 • 提供合适的设备、原料和其它资源，以实施有效维修
•系统支持 • 提供准确的信息以进行工作，找出造成问题的根本原因，实
施设备策略并跟踪执行情况
BS/020910/SH-WZ(2000GB)
然而，传统的“头脑风暴”会议不能发现所有存在
的设备重新设计的机会
问题及其标准解决方法
•改善杠杆
•标准方法
•设备重新 •设计
•维修改进
• 由生产方和检修方
参与的“头脑风暴” 会
•优点 • 广泛的组织参与
•生产改进
•缺点
• 对于潜力大的设备缺乏
重视
• 没有详细的、基于故障
模式的资料库分析
• 无结构化的问题解决方
• 确定优化的周期性维
修、基于状态检查的 预防性维修和故障维 修举措
• 设备部、设备室
•
*将主要体现在提高故障维修效率工作模块中
•
资料来源:
麦肯锡
• 改变周期性维修举措中状态检查项目的检查
方式，比如常规检查改为厚度或者长度测试 ；在P-F间隔内增加对泵的振动分析
BS/020910/SH-WZ(2000GB)
设备重新设计和设备策略优化的方法
•将设备按重要
性排序
•建立资料库
•确认设备重新 •收集并评估重 •针对其它故障
设计的机遇
新设计建议
模式优化策略
•实施监督及
反馈
• 基于总持有成
本和改善潜力 估测设备节约 潜力
• 根据定性因素
评估设备
• 在可量化节约
潜力和定性评 估的基础上对 设备按重要性 排序
• 故障设备分解 • 基于总维修成
设备战略改善杠杆
•设
备战 略
•改善杠杆 •设备重新 •设计
•维修改进
•定义
• 消除失效模式
• 降低失效模式的危
害程度
• 提高更换速度
• 提高设备相关部门人员
的设备问题诊断能力
• 维修时间成本减少* • 提高备件的性价比（备
件寿命和备件价格的平 衡问题）
• 维修质量改进
•XX相关方
• 设备部、设备室
• 设备部、设备室、生
• 整理资料库
• 生成并将建议
按重要性排序 以设定关键失 效模式
• 对潜力大的重
新设计建议估 测年节约额和 资本成本
• 更新资料库来
记录重新设计 的建议产生的 改变和取得的 节约
• 利用周期性维修、基
于状态检查的预防性 维修以及故障维修举 措成本来分析改善机
会
• 确定正确的周期性维
修举措
• 计算发生故障间隔时
训材料重点放在设备策略上
•本文件重点
世界级维修主要组成部分
•总体目标
•主要组成部分
•诊断问题并实施维修 • 从根本上快速解决问题
•效能最大
化
•设备策略 • 实施本设备策略，避免故障发生和消除所有可能的设备缺陷
两个方面
•达到世界级的
维修水平
•组织能力 • 一个能跨部门沟通、共担责任并不断提高关键技能的组织
间（MTBF）和发现 问题到设备故障间隔
时间(P-F)
• 使用MTBF& P-F间隔
来选择优化的周期性
维修举措频率
• 计算相应的基于状态
检查的预防性维修举
措和故障维修成本
• 更新资料库来记录优
化的维修策略产生的
改变和取得的节约
BS/020910/SH-WZ(2000GB)
维修术语定义
成功能性部件 本，给失效模 和可维修项目 式排序
• 确认每个可维 • 确定主要失效
修项目的失效 模式的根本原 模式，可运用 因 ： – 工作步骤 – 维修记录 – 操作工、维
修工，工程 人员和计划 人员的意见
• 估测主要失效
模式的周期性 维修、基于状 态检查的预防 性维修以及故 障维修的频率 和成本
产方
• 设备部、设备室、生
产方、安环部门、检 修方、采购部
• 设备部、设备室（包
括点检）、生产方
• 设备室、检修方 • 技术室、备管室、采
购部、进口贸易部门 、设备部、设备室
• 生产方、检修方、采
购部
•示例
•示例
• 对一些电气部件进行故障原因分析并采取防
护措施或者定期更换
• 重新装配管道系统装置，减少对单个部分的
•生产改进
• 改进设备启动/安装 • 设备运行改进 • 设备状态跟踪改进
• 生产方、技术室、安
环部门
• 公司生产主管、设备
室、生产方
• 设备室、生产方
• 观察操作工启动设备时的工序
• 在设计规定有效负荷范围内操作行车；在设
计轧制量和轧制规格范围内运行设备
• 操作工对某设备进行定期持续的分析
•战略优化
设备的情况下，增加一次通 过率
•避免或延迟资金的使用
•收入
•所用资
金
•减少成品和备件库存
•所用资
金
•降低灾难性故障的 风险，从而确保雇员
、客户和社区安全
•降低事故发生可能性 •降低事故严重性
•索赔、保险费、
浪费时间所耗成本
•提高“正确操作”的
意识
BS/020910/SH-WZ(2000GB)
获得这些利益需要改进维修六个组成部分，本培
法来满足持续改进的需 要
•策略优化
• 基于软件分析优化
周期性维修与基于 状态的预防性维修 以及故障维修举措
• 以统计数据为基础
的方法，可提供极 为详细的分析结果
• 不是一个有效的掌握技
术的工具
• 生产方与设备专家之间
缺乏沟通，信息不共享
• 未建立持续改善的平台BS/02Biblioteka 910/SH-WZ(2000GB)
设备维修策略麦肯锡
BS/020910/SH-WZ(2000GB)
改进维修可在以下3个方面帮助客户：降低成本提
高生产率，降低重大故障的风险
•维修改善后在收入，成本和资金方面的影响
•降低维修直接成本
•减少所需人员（内部和外部 •减少所需原料/备件
•影响 •成本
•成本
•维修改善的 影响
•提高总生产率
•同样数量（或更少）人员和