制造转维修系列挑战之五:执行过程的灵活调整挑战与思考

科技   2024-11-25 17:05   湖北  





在大型装备的维修过程中,执行过程的灵活调整是确保维修任务顺利完成的关键。与制造业中相对固定的生产流程不同,维修任务由于故障的不确定性和复杂性,往往需要在执行过程中进行动态调整。这给维修业务带来了新的挑战,需要在组织、技术和管理上做出相应的改变。本文将探讨执行过程灵活调整的挑战,并提出相应的思考和应对策略。
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
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本文作者:华中科技大学陈曦教授,由「数智化维修」原创首发, 数字化企业经授权发布。



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制造中的执行过程稳定性


在传统的制造业中,生产流程和工艺方案通常是预先制定并严格遵循的。制造企业可以通过精确的生产计划、固定的工艺流程和标准化的操作来确保产品质量和生产效率。生产过程中的每个步骤都经过详细设计,执行人员只需按照工艺文件和标准操作程序(SOP)执行即可,变更通常需要经过严格的审批流程,周期很长。这也是制造业 PLM、CAPP 和 MES 系统的基本底层逻辑。

这种稳定性有助于降低生产过程中的不确定性,提高产品一致性和生产效率。然而,这种稳定的执行方式在维修领域并不完全适用。


维修执行过程中的灵活调整挑战
    维修任务的复杂性和不确定性使得维修执行过程需要具备灵活调整的能力,具体体现在以下几个方面:

1. 维修方案的动态调整与反馈积累
在维修过程中,故障的发现和解决往往是一个迭代的过程。初始的维修方案能够解决70%的维修任务,但一定需要根据实际情况依据故检结果进行调整。

例如,某大部件维修过程中发现了两个之前未曾遇到的隐蔽故障,这两个故障发生的概率极低,且不在原始维修方案的范围内;技术员收到报告后,迅速对这两个新发现的故障进行评估,对于第一个全新的故障,由于没有现成的处理方法,技术员决定重新编制一张修理工卡,以确保故障得到妥善处理。对于第二个故障,虽然之前没有在该型号大部件上遇到过,但在其他型号中有类似案例,技术员从维修工艺库中挑选了一张适用的工卡,根据实际情况修改后纳入当前的维修方案。技术员组织技术攻关完成了针对第一个故障的新工卡编制,确保新工卡符合所有技术标准和规范,走完内部审批流程后,马上投入维修执行。同时,技术员将第二个故障的现有工卡整合进当前的维修方案中。整个过程在短时间内完成,最大程度地减少了对维修进度的影响,最终,维修人员根据调整后的维修方案,成功地修复了这两个故障。第一个故障的处理方法被记录并存入了工序库,作为宝贵的经验积累,供未来类似问题参考。这一案例体现了维修方案动态调整的重要性。通过快速响应和灵活调整,企业不仅解决了突发问题,还积累了宝贵的维修经验,提高了整体深修精修能力。

2. 车间的多层级维修任务监控
大型装备的维修任务通常复杂且涉及多个管理层级,需要对各层级的任务进行实时监控,以确保整体维修计划的顺利执行。具体而言,维修任务可以分为五个层级:

  • 企业任务:企业从外部接收的订单,并根据车间分工将订单分解成各车间可执行的任务。
  • 车间任务:车间从外部接受的任务,例如接收一个大部件的维修任务,或接收的其他车间的工序协作任务。
  • 内部任务:基于车间内部的生产组织模式,将车间任务分解成若干个车间可执行的对象,如对应大部件的若干个小部件或产品。
  • 工艺任务:根据工艺特点或车间内班组的分工,将工卡打包成工卡包。通常将工艺任务按照执行顺序连接起来,形成车间的工艺线路,例如打磨、结构修理等。
  • 工卡任务:单个工作者可独立执行的最小任务单元,包含工卡执行的工步、指标以及工卡执行所依赖的各类资源(资质、物料、设备、工具等)。

多层级的任务监控需要解决以下挑战:
  • 制定任务分类规则:维修任务涉及面比制造任务广,整机、部附件、特殊工序等任务分类复杂,需要提前梳理、完善和明确。
  • 厘清多维度的工艺分工关系:大型装备的维修会涉及到多种工艺环节,这些工艺分工分散在各个车间、各个班组,组合方式多样。科学合理的工艺分工关系对于提高维修效率尤为重要。
  • 信息的实时性和准确性:需要确保各层级的任务信息能够实时更新,并在各部门之间共享。
  • 异常的及时发现和处理:能够快速识别任务执行中的异常情况,并及时采取措施进行纠正。
  • 协调与调度:在多层级、多任务的情况下,协调各任务之间的关系,优化资源配置。

3. 工步级的指标采集
在维修过程中,细节决定成败。对关键工步的指标进行精细化的采集和监控,可以有效提升维修质量,降低故障率,然而,工步级指标采集存在以下困难:
  • 数据量大、实时性强:大量的指标数据需要实时采集和处理,传统的手工记录方式难以满足要求。
  • 人员的依赖性:依靠人工采集,容易出现漏报、错报、误报等问题,影响数据的准确性。
  • 及时与工卡匹配:采集的数据需要及时和工卡每一工步匹配,便于后期进行分析和应用。现有的人工填报工卡方式,不利于后期的有效帮助优化维修工艺和流程,以及灵活生成各类工作报表。

4. 零件级 SBOM 技术状态监控
大型装备通常由成千上万的零组件组成,每个零组件可能存在不同的技术状态,包括型号、版本、使用寿命、维修历史等。在维修过程中,需要建立单机的服务物料清单(Service Bill of Materials SBOM)对零件级的技术状态进行精确监控,以制定合理的维修方案。目前的挑战在于: 

  • 零件级数据量庞大:管理和监控成千上万个零件的技术状态,数据量巨大。
  • 技术状态复杂:零件可能存在多种技术状态,需要准确识别和跟踪。
  • 信息的及时更新:零件的技术状态可能在维修过程中发生变化,需要实时更新信息。


应对挑战的思考与策略
    针对上述挑战,企业需要在技术和管理上进行创新,以下是一些应对思考:
1. 建立灵活的维修方案动态调整机制
  • 数字化维修工艺管理:采用数字化的维修工艺管理系统,使得维修方案的变更和调整可以快速完成,并实时下发到执行人员手中。
  • 反馈闭环机制:建立维修执行现场与技术部门的快速反馈通道,维修人员能够及时上报新的故障和问题,技术部门迅速响应并调整方案。
  • 维修数据与维修知识的积累、共享:对每次方案调整和故障处理过程进行记录,形成维修知识库,供后续参考和学习。
2. 实现车间多层级任务的实时监控
  • 集成化管理平台:建立统一的维修管理平台,涵盖车间任务、内部任务、工艺任务和工卡任务等各个层级,实现信息的实时共享和协同。
  • 可视化监控:利用可视化工具,直观展示各层级任务的进度和状态,方便管理人员快速了解全局情况。
  • 异常预警与处理:设置关键节点和指标,建立异常预警机制,及时发现并处理问题,减少对整体进度的影响。
3. 应用自动化、物联网技术进行工步级指标采集
  • 自动数据采集设备:引入自动化检测设备和传感器,直接从设备和工具中获取指标数据,减少人工干预。
  • 移动终端与物联网:使用移动终端和物联网技术,实现数据的实时采集和上传,保障数据的及时性和准确性。
  • 工卡与工步数据的实时绑定:确保实现工卡与工步数据的实时绑定,支撑后期的数据分析。
4. 建立基于SBOM的零件级技术状态管理能力
  • 数字化 SBOM管理能力:构建数字化的SBOM管理体系,实现SBOM的建立、更新与扩展。
  • 技术状态追踪:详细记录每个零件的技术状态、使用历史和更换记录。利用条码或 RFID 技术,对零件进行标识和追踪,实时更新技术状态信息。
  • 智能检索与分析:通过系统快速检索零件信息,辅助技术人员进行工艺分析和决策,提高维修方案的准确性。


总结
制造转维修的过程中,执行过程的灵活调整是一个不可避免的挑战。通过数字化、智能化手段,企业可以提高执行过程的灵活性和效率,确保维修任务的高质量完成。建立动态调整机制、多层级任务监控、自动化指标采集和零件级技术状态管理,将有助于企业在激烈的市场竞争中取得优势,实现从制造向维修服务的成功转型。


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