维护管理领域的两位自动化工程师负责保存软件支持的结果。为了提升工业维护的效益,计算机化维护管理软件 (CMMS) 及其他解决方案一直专注于自动化工厂中的预防性维护排程等任务。

什么是维护排程?

维护排程定义

维护排程是这样一项流程:决定何时开展工业维护、由谁执行,以及完成工单需要调配哪些资源。

维护排程是维护管理中的一项重要中介职能,它衔接维护规划 (确定需要完成哪些工作的过程)与这些任务的执行。维护排程的目标是确定一个可执行的时间范围,让所有必要的维护工作都能以最短的停机时间完成。

除了提供优质产品和营造安全的工作环境,避免停机也是所有工业制造运营中最紧迫的问题之一。然而,《福布斯》的一份报告指出,制造商平均每年要承受 800 小时的设备停机时间。这些损失的工时会转化为重大的财务损失,每年高达 500 亿美元。

尽管大多数制造业务并非全天候运转,但也有部分是;而任何设备停机都可能导致收入损失。计划外停机通常由故障或事故引起,代价高昂。妥善的维护规划有助于防止此类中断。

虽然有些维护任务不需要停机,但许多任务是需要的。尽管组织力求将停机时间降至最低,但安排计划内停机是有益的,因为它为维护创造了机会,可以避免日后出现计划外停机。

有效的维护规划会综合考虑生产需求、交付排程、资源可用性和设备自身状况等关键因素,对维护任务加以优化。

对于大多数工业和制造类组织而言,维护排程处于日常维护运营的核心位置。精心制定的维护排程表能帮助维护团队按时完成计划工作、降低紧急维修频率,并保障关键资产持续运行。

相反,维护规划不到位会让维护团队措手不及、疲于应对。这种做法被称为被动式维护,迫使维修技术人员将大部分时间用于响应紧急工单,而非防范故障的发生。

维护排程也是更广泛的维护与资产管理举措中的一项核心职能。无论组织是依赖电子表格中的预防性维护排程表,还是依赖完整的计算机化维护管理系统 (CMMS),目标通常都是相同的:在正确的时间完成正确的工作,同时尽可能减少对运营的干扰。

维护规划与维护排程

尽管维护规划与维护排程紧密相关、常被一并讨论,但二者在整体资产管理中属于不同职能。

  • 维护规划侧重于确定需要执行哪些工作、为什么需要以及怎样执行。维护规划员负责审查收到的工单请求并制定作业计划。这些计划会说明所涉及的任务、所需的技能与工具、预计工时、安全预防措施,以及在开工前必须备妥的任何备件。
  • 维护排程侧重于确定何时执行维护以及由谁执行。工单规划完成后,排程员(在许多组织中同时也是维护规划员)会根据优先级、人力产能和生产窗口,将工作分配到具体的日期、班次和技术人员。在实践中,这意味着要与运营团队协调设备的可作业时间、确认零件已到货,并在计划工作与一周内不可避免出现的紧急工作之间取得平衡。

提前规划能让排程表更贴近实际,而细致的排程则有助于确保规划工作不会白费。维护规划与维护排程共同构成了绝大多数高效维护战略的支柱。

维护排程的优点

维护排程最显著的优势在于减少计划外停机。当关键资产意外故障时,生产线陷入停滞、交付承诺无法兑现、加班成本攀升,技术人员也被从其他工作中抽调开来。无论是直接维修成本还是产量损失,计划外维护几乎总是比计划内维护更昂贵。

高效的维护排程可带来以下运营优势:

  • 减少设备停机时间:在计划的生产窗口或停机期间安排工作,可将干扰降至最低,并有助于在问题演变成故障之前及时发现。
  • 降低维护成本:计划性工作比紧急维修更快、更省钱,后者往往涉及紧急发货的零件、加班人力和连带损坏。
  • 延长资产寿命:例行维护(如润滑、检查和校准)有助于减缓磨损并延长设备的使用寿命。
  • 提升设备性能:按稳定的排程表接受保养的资产,更有可能以设计的速度、质量和效率运行。
  • 优化资源分配:清晰的排程表让维护主管能够看清哪些环节人力超负荷、哪些环节还有余量,从而改善资源分配。
  • 降低安全风险:意外故障可能造成危险状况,仓促的紧急工作会增加走捷径和发生事故的可能性,从而加大整体安全风险。
  • 监管合规性:许多行业要求按规定间隔开展有记录的检查,而可靠的排程表和完整的维护历史能让审计更易于管理,从而提升整体监管合规性。

当维护团队和运营团队依据同一张排程表工作时,围绕实际设备需求协调生产计划、库存和人员配置也会变得更容易,从而提升整个组织的运营效率。

维护的类型及其排程方式

维护如何排程,在很大程度上取决于所执行的维护类型。大多数组织采用多种方法,根据关键性、成本和故障风险将其应用于不同资产。

如需更全面的了解,请参阅 IBM 的维护战略指南。

预防性维护

预防性维护是定期开展的计划性维护,旨在降低发生故障的可能性。它是最常见的计划性维护形式之一,并且通常是维护排程方案的基础。预防性维护主要有两种排程方式:

  • 基于时间:维护团队按固定的日历间隔(例如每月或每年)执行维护,而不管设备的使用量多少。
  • 基于使用情况:维护团队根据实际使用情况(例如运行小时数、生产周期或行驶里程)触发维护。

预防性维护方案通常包含每项资产的预防性维护检查表,其中列出技术人员需要审查的检查点、任务和容差。随着时间的推移,技术人员可以根据现场发现来完善这些检查表。

基于状态的维护

基于状态的维护排程以资产的实际状况为依据。传感器或检测会监测振动、温度或油质等指标,当这些指标超出可接受范围时便安排维护。

这种方法 有助于同时避免过度维护和欠维护,但也会让排程的可预测性略有下降。

预测性维护

预测性维护在基于状态的维护之上更进一步, 它利用物联网 (IoT) 传感器、历史数据和 AI 模型的实时数据,预测资产可能在何时发生故障。时可能出现故障。

对于维护排程人员而言,其主要价值在于提前期。如果模型表明某个轴承可能在数周内失效,规划人员就有时间订购零件并安排维修。这种方法让维护团队能够在计划的生产窗口内完成工作,而不必在故障发生后手忙脚乱。预测性和预防性方法都被视为主动式维护的形式。

被动式维护和纠正性维护

被动式维护发生在设备发生故障之后。尽管它被认为是效率最低的方法,但对于低成本的非关键资产,当预防性工作的成本高于直接更换零件时,它也合情合理。

纠正性维护是为修复已知缺陷而开展的工作,这类缺陷往往是在预防性检查中发现的。与紧急维修不同,它通常是可以规划和排程的。即便是成熟的维护组织也会遇到一定程度的计划外维护,因此现实的目标是将被动式工作压缩到工作负载中可控的占比,并留出足够的排程弹性来吸收这部分工作。

维护排程表的关键要素

大多数高效的维护排程表都具备以下几项共同要素:

  • 工单:每张工单都记录资产、任务、优先级、指派的技术人员、所需零件和预计耗时。
  • 作业计划:详细的作业计划会明确每项任务所需的步骤、工具、技能和材料,并让工时估算更准确。
  • 资产关键性排名:按关键资产对安全、生产和成本的影响排序,有助于排程员在资源有限时决定优先顺序。
  • 备件与材料:与库存管理部门密切协调,有助于在安排工作之前确认零件是否可用。有效的维护、维修和运营 (MRO) 库存管理实践在这方面起着重要作用。
  • 生产窗口:大量维护工作需要设备停机下线,因此围绕生产安排排程有助于将干扰降到最低。
  • 积压:积压是指已批准但尚未完成的工作总量。积压过大可能表明团队人手不足,而积压过小则难以让技术人员保持高效排程。

维护排程流程如何运作

维护排程流程通常遵循一个固定的循环:

  1. 识别工作:请求来自预防性排程、状态监测告警、预测模型、操作员报告和巡检。
  2. 工作优先级排序:维护规划员根据资产关键性、安全性、法规要求和生产影响对请求进行排序。
  3. 规划工作:维护规划员制定作业计划、估算工时,并确定所需的零件、工具和作业许可。
  4. 排程工作:材料和设备可作业时间确认后,排程员会将工单分配到具体的日期、班次和技术人员,通常先形成周排程表,再细分为每日任务。
  5. 执行工作:技术人员完成分配的任务,记录工时、所用零件以及任何需要的后续处理。
  6. 关闭与审查:已完成的工单被关闭,相关数据用于更新维护历史并优化未来的排程表。

最后一步很容易被忽视,但大部分长期价值正是来源于此。它为维护团队提供持续改进所需的数据。

维护排程的关键指标

衡量排程有效性的最常用指标包括以下几项:

  • 排程合规率:在既定时间范围内按计划完成的排程工作所占百分比。排程合规率偏低可能说明规划不当、零件缺失或应急工作过多。
  • 计划维护百分比 (PMP):计划内维护工作在总维护工作中所占的份额。占比较高通常表明组织更加主动。
  • 积压规模:积压通常以可用工时的周数衡量,反映团队的工作量与其产能是否匹配。
  • 平均故障间隔时间 (MTBF):MTBF 衡量可修复设备在两次故障之间的平均运行时间。不断提升的 MTBF 表明维护工作正在取得成效。
  • 维护成本:跟踪人工、零件和承包商成本,以及计划内成本与计划外成本的比率,可以反映排程实践带来的财务影响。

CMMS 和维护排程软件的作用

计算机化维护管理系统 (CMMS) 集中管理维护信息,并自动执行规划、排程和跟踪维护所涉及的大部分工作。CMMS 软件和其他维护排程软件通常支持以下功能:

  • 根据基于时间、使用情况或状况的触发器自动生成工单
  • 将资产记录、维护历史、作业计划和检查表集中存储
  • 跟踪备件并与库存管理相集成
  • 可视化技术人员的工作负载,为排程决策提供支持
  • 提供移动访问,以便技术人员在现场更新和关闭工单
  • 就排程合规率、积压、MTBF 和维护成本生成报告

预防性维护软件通常是 CMMS 解决方案的核心组件,使组织能够为数千项资产管理预防性维护排程表,而无需手动跟踪每个时间间隔。

对于规模更大、资产密集型的组织,企业资产管理 (EAM) 系统可以将这些能力扩展到资产生命周期的全过程,涵盖从购置到运行、维护直至处置的各个阶段。许多现代 EAM 和 CMMS 平台还整合了 AI、IoT 数据和预测性分析,帮助维护规划员将更多工作负载转向基于状态的维护和预测性维护。

高效维护排程的最佳实践

排程工作做得好的组织往往遵循以下几项常见做法:

  • 先规划后排程:在排程前就备好作业计划、零件和作业许可,能让排程表可靠得多。
  • 按关键性确定优先级:把预防性和预测性工作聚焦在故障影响最大的环节。
  • 按可用产能排程:围绕实际工时制定排程表,并为紧急工作留出余地。
  • 与运营协同:提前约定设备可作业窗口,而非临时才去协调。
  • 用数据优化间隔:利用维护历史和状态数据来调整资产的维护频率。
  • 跟踪并审查绩效:定期审查排程合规率等指标,为持续改进提供支持。

大多数维护排程表都不会完美,而且它们也并非必须完美。更重要的是拥有一个可靠、可重复的流程,帮助维护团队走在设备问题前面。当这一流程运转有效时,它可以帮助组织减少计划外停机、控制维护成本、延长资产寿命,并让运营按预期进行。

Josh Schneider

Staff Writer

IBM Think

Ian Smalley

Staff Editor

IBM Think