世界一流的 OEE 驱动宝马工厂

全球董事会主席是有效工厂维护的大力支持者。

工厂生产、工程和物流工人板着脸说：“我不记得我们在 2006 年有任何停机时间”和“设备不是我们的绊脚石。”

整体设备效率的目标超过 90%（世界级被认为是 85%）。工厂领导说这些分数是可以实现的，或者已经超过了。

在某些关键任务领域，正常运行时间接近 100%。

维护的注意力同样集中在过去、现在和未来（最多七年）。

某些领域的响应式工作只占总任务负荷的不到 5%。

不可能的？白日梦？遥远的目标？不。这就是 BMW 制造公司位于南卡罗来纳州斯帕坦堡的工厂目前的可靠性状态

位于南卡罗来纳州斯巴达堡的 BMW 制造工厂占地 473 万平方英尺，拥有 4,500 名员工。

高性能
“对于一个有 14 年历史的设施来说，它真的处于超级状态，”该站点的设施/能源部门经理 Duncan Seaman 说，该站点位于 85 号州际公路附近，距离这里只有几英里。格林维尔-斯巴达堡国际机场。

宝马制造是总部位于德国慕尼黑的宝马集团的一个组成部分，也是该公司唯一位于北美的汽车生产工厂。它建于 1993 年，并于 1994 年全面投产，如今它是 X5 运动型活动车、Z4 敞篷跑车、Z4 coupe、M 敞篷跑车和 M coupe 的全球唯一供应商。每周有超过 2,000 辆这些高端、技术先进的重型定制车辆在这里生产。

宝马注重性能——无论是在路上还是在工厂内。

“我们对事物采取更严格的方法，包括可靠性，”西曼说。

Phil Volino 是组装车间负责维护的助理经理，他提出了这个想法。

“无论我们做什么和跟踪什么，我们的目标都是 100%，”他说。

Body Shop 的维护计划专家 Herman Adams 补充说：“购买 BMW 的人是为工程和质量买单，而不是为车间的故障买单。”

要实现卓越的维护和可靠性，关键在于成为驱动程序。

宏观层面： “我们寻找方法来确保设备能够执行我们希望它做的事情，”Seaman 说。

而且，在微观层面上： “我们计划所有维护并安排它。它不会安排我们，”亚当斯说。

该网站生产宝马的 X5 运动型活动车 (SAV)、Z4 敞篷跑车、M 敞篷跑车、Z4 coupe 和 M coupe。

EIN PROSIT，你们大家
工厂的可靠性在 BMW 制造中具有独特的风味。这就像炸鸡牛排配上意大利面。

“德国的影响在我们对规划的高度重视中体现得淋漓尽致。我们的德国同事在这方面表现出色，”公关经理 Bunny Richardson 说。 “如果你在这里呆了一天，你会惊讶于‘计划’这个词被使用的次数，或者有多少人在他们的职位或职位描述中有计划。计划绝对是确保可靠性的关键之一。 "

德国语调还来自宝马集团董事会主席 Norbert Reithofer 博士等。

在 2005 年底和 2006 年初，该工厂将其装配布局从两条线系统更改为一条线系统。所有 SAV、敞篷跑车和双门轿跑车现在都在同一条生产线上生产。

Reithofer 于 2006 年 9 月 1 日晋升为董事长，1997 年至 2000 年担任斯巴达堡工厂总裁。1980 年代，他在宝马慕尼黑工厂担任维修计划员和维修计划总监。

“Reithofer 博士，也许是因为他的根，他在这里时对维护充满热情，他相信今天的重要性，”Volino 说。 “这表明我们所做的事情肯定得到了极端高层的支持。

“我们很幸运。我们在德国的董事会级别一直都有人与场内的情况非常一致。我认为宝马明白那里发生的事情很重要。”

Adams 补充道：“更高管理层的每个人都明白，利润中心不是某个地方的办公室。它是生产线及其运作方式。”

南卡罗来纳州/美国的影响力同样普遍。

“这是 BMW 制造。它根本不是‘隔着池塘’，”环境服务部门经理 Briggs Hamilton 说。

因此，管理人员和技术人员（在现场被称为设备服务助理或 ESA）有权塑造维护的结构和功能，以满足工厂的需求。

Sherry McCraw 带领工厂成功转型为灵活的单线装配线。

设置非常独特。这座 470 万平方英尺的工厂分为四个单元：车身车间、装配车间、喷漆车间和设施/能源。每个单元的维护方式略有不同。

例如，Body Shop 采用综合方法。本身没有“维护部门”。虽然有些员工严格专注于维护，但他们与生产和质量员工一起工作，并向车间主管报告。

106 名 Body Shop ESA 的基本班次为 10 小时，另外还有两小时的强制加班。如果生产线在 10 小时后以最佳状态运行，他们会提前下线。 ESA 不是专家。他们是执行预防、预测和纠正任务的多工艺技术人员。由于该生产线的绝大部分由自动化设备组成（有 477 台机器人），因此基本班次涉及大量的预测性维护（红外热成像和电机电流监测引导）、预定的纠正工作和项目规划。机器人的预防性维护 (PM) 发生在轮班后或设备未运行的任何其他预定时间点（这就是计划如此重要的原因）。

与此同时，组装以更传统的方式运作。 65 艘多工艺 ESA 向组装/安装工程经理 B.J. Watkins 报告，他担任维护经理。轮班与车身修理厂相似，但 PM 活动占轮班工作的大部分。

“由于我们的机器人很少（九个），我们 75% 的 PM 可以在生产线运行时完成，”Volino 说。

纠正工作大多安排在弹性工作时间和下班时间。

外包在所有四个工厂单元的维护中起着关键的人员配备作用。它提供了灵活性并允许团队专注于他们的核心竞争力。

“我们都决定将一定比例的维护工作外包出去，”亚当斯说。 “如果有数量波动，我们总是保留我们的核心维护人员。外包给了我们扩展和收缩的灵活性。如果我们必须平衡一点，我们只是取消一些合同。我们不会取消我们自己的合同人。”

拥有 22 名员工（包括 18 名 ESA）的设施/能源依赖于承包商。他们承担了该部门 30% 的工作量。

“我们跑得很精瘦，”西曼说。 “我们已经审视了我们的核心竞争力以及我们需要做的事情。我们真的需要转向设备管理——使设备尽可能高效地运行。可以从我们的外部合作伙伴那里轻松购买商品技能机会——改变空气例如，过滤器。这不是我们应该为员工投入时间的技术技能。”

虽然有单位独立，但也有集体存在。不存在整体工厂维护经理职位。相反，每个单位的管理代表组成了一个由八人组成的工厂维护指导委员会，这是一个指导工厂 M&R 工作的监督实体。

Dara Leadford（左）、Briggs Hamilton 和 Cleve Beaufort 讨论与设施和能源相关的工程项目的进展。

宝马制造的多媒体视角

宝马制造网站 (www.bmwusfactory.com) 包含近三打视频和幻灯片，内容涉及公司在南卡罗来纳州的工厂的历史、布局和性能。

一些值得注意的视频包括：

宝马工厂在其单线改造项目中的解构、拆除和重建的延时。要访问视频，请单击主页顶部中央的“媒体中心”链接，然后单击下一页左侧的“里程碑”链接。从那里，选择“装配中的一行转换”的视频图标。

该工厂创新的垃圾填埋气发电项目的纪录片。点击首页顶部的“社区”链接，然后点击下一页左侧的“环境”链接。此时，选择“Gas-to-Energy”，然后点击视频链接。

NUMBERS GAME
BMW Manufacturing 相信这种非传统方法在其提升工厂性能的过程中发挥了重要作用。

“维护和可靠性不属于一个部门或一个人，”亚当斯说。 “每个人都拥有维护、可靠性、正常运行时间和整体设备效率。这是一个团队游戏。”

很明显，球队正在赢得这场比赛。在记分板上查看整体设备效率、正常运行时间和其他数字。

“OEE 和正常运行时间是工厂或部门级别的最大指标。每个人都会关注这些，”亚当斯说。 “OEE 和正常运行时间与我们可以为客户制造的汽车数量直接相关。”

工厂将 OEE 计算为设备可用性乘以设备效率乘以质量率 (EA x EE x QR)。

Volino 说 EA 指的是技术正常运行时间。它是计划运行时间减去设备停机时间除以计划运行时间。

EE 是指以单位为单位的过程性能。它是单位生产时间周期时间除以计划运行时间。

Volino 注释：“在这个计算中使用最大速度作为基础是标准的。在我们的例子中，我们不能使用它，因为我们将速度建立在一个单位目标上，然后为此对工厂进行管理。我们安装了我们的设备具有速度范围并适应市场条件。”

QR 是设备的质量率。如果某件设备导致汽车返工，则这将计入 OEE。它是总单位减去缺陷单位除以总单位。

“我们有两层 OEE，”Volino 说。 “部门级 OEE 针对一个目标衡量整条生产线。设备级 OEE 针对一个目标衡量每条线。”

以此为背景，Volino 表示，Assembly 的部门 OEE 目标约为 93%，其中 EA 和 EE 子目标分别为 98.5% 和 98%。 “每个人的目标都接近这个数字，”他说。 “对于 OEE 的生产力和质量组件，我们想要 100%。”

设施/能源的 OEE 目标为 90%，但 2006 年平均为 93%。

计算正常运行时间，商店作为一个部门和关键设备的正常运行时间超过 90%。 Assembly 的总分经常超过 95%，并一直高达 99.4%。在仓库中，物流部门经理 Bill Ramsey 称起重机、转运车和系统等关键设备的正常运行时间得分分别为 99.99% 和 99.8%。 “我不记得我们在 2006 年有任何停机时间，”他说。

其他恒星标记包括：

• 一小部分被动的、计划外的工作。 “我们甚至没有 5% 的反应，”Volino 说。

• 88% 的计划遵守率。 “我们所有的工作都经过计划和安排，”设施/能源部门的工厂工程部门经理 Cleve Beaufort 说。 “为此付出了巨大的努力。因此，我们会跟踪我们实际遵守计划的程度。该目标设定为 90%。”

所有这些都让装配规划和工程经理 Sherry McCraw 表示：“我们没有太多设备问题。设备不是我们的绊脚石。”

只是事实

植物： 位于南卡罗来纳州斯巴达堡的宝马制造厂 该工厂于 1994 年 9 月开始生产汽车，位于南卡罗来纳州北部，距北卡罗来纳州边境约 20 英里。该公司隶属于宝马集团，总部位于德国慕尼黑。

工厂规模： 473万平方英尺。

网站大小： 1,150 英亩。

工厂雇佣： 非工会员工4500人，其中专职维护人员200多人。

产品： X5 运动型活动车 (SAV)、Z4 敞篷跑车、M 敞篷跑车、Z4 轿跑车和 M 轿跑车。这些产品在这家工厂独家生产并运往世界各地。

容量： 该工厂每周生产约 2,000 件。 2006 年的总产量为 104,632 辆。其中包括 65,876 辆 X5 车辆、29,331 辆 Z4 车辆和 9,425 辆双门轿跑车。

仅供参考： 该工厂于 2006 年 2 月 28 日生产了第 100 万辆汽车。 . .下线的第一辆汽车是1994年9月8日的318i车型。

工厂工程师通过提出满足其需求的创新解决方案，帮助位于南卡罗来纳州斯巴达堡的 BMW 制造基地保持领先地位。

一个惊人的例子已经节省了数百万美元的能源成本。大多数情况下，该工厂使用来自当地垃圾填埋场的燃烧垃圾气体运行。

这个想法的起源来自设施/能源部门的工程师在 1999 年与美国环境保护署的垃圾填埋场甲烷外展计划的对话。

“我们研究得越多，它看起来就越好，”环境服务经理 Briggs Hamilton 说。 “它占用了在垃圾填埋场浪费的资源——他们有两个 30 英尺高的火焰，每周 7 天，每天 24 小时燃烧。这种能量实际上正在冒烟。我们想了办法把它弄到这里我们可以使用它。”

最终结果是垃圾填埋气发电项目。它具有三个核心优势：

1) 减少释放到空气中的有害温室气体的数量。

2) 通过将附近 Palmetto 垃圾填埋场产生的甲烷气体转化为工厂的电力和热能，宝马可以利用浪费的能源。

3) 省下一大笔钱。

甲烷是垃圾分解的副产品，会对空气质量产生有害影响。通过将这种甲烷转化为能源，该工厂减少的二氧化碳排放量相当于每年从美国高速公路上移除 61,000 辆汽车。该项目所利用的“绿色能源”也相当于每年为 15,000 个家庭供暖所需的量。

为了利用天然气，Ameresco Energy Services 建造了一条 9.5 英里的管道，从废物管理的 Palmetto 垃圾填埋场到 BMW Manufacturing。宝马项目的独特之处在于，大多数其他垃圾填埋气项目在垃圾填埋场产生能量并通过电线传输。宝马通过管道输送燃气来驱动工厂的涡轮发电机。

Ameresco 承担了 1200 万美元的成本，用于设计和建造管道，并处理改造和基础设施需求。作为回报，这家汽车制造商签订了一份为期 20 年的固定费率购气合同。

自启动以来，该项目已扩大到利用垃圾填埋气为涂装车间的 23 个烤箱燃烧器提供燃料，并为该地区提供间接热量。宝马现在是世界上第一家使用绿色能源为其涂装设施提供燃料的汽车公司。

垃圾填埋气项目甲烷的使用大大减少了涂装厂对天然气的依赖，更好地利用了以前未开发的甲烷。如今，该工厂 63% 的总能源来自垃圾填埋场气体。

要了解有关垃圾填埋气及其应用的更多信息，请访问 www.epa.gov/lmop。

他们是怎么做到的？
数字惊人 - 众多工具、活动和倡议的最终结果。其中包括：

根本原因焦点： 工厂及其维修机构热衷于找出问题的根源并防止再次发生。

在 Body Shop 中，如果生产线故障需要 15 分钟或更长时间来解决（在组装中，标准是 10 分钟），维护主管和 ESA 将执行全面的“五个为什么”根本原因分析，以确定它是否发现并纠正了问题的真正根源。

“我们使用您能想到的所有首字母缩略词作为解决问题的工具，”亚当斯说。 “我们一直在追赶，直到问题消失。然而，RCA 不是一个快速行动。它需要人力来完成，无论是你在场的小时工还是计划组。所以，你必须找到快乐“什么时候做这五个为什么活动对我来说有点荒谬？”真的没有必要在某些事情上做一个完整的 RCA。在某些领域，我们有非常新的设备。当出现问题时，这些人会花更长的时间，因为他们仍在学习它的来龙去脉。”

调查结果和解决方案已在工厂中的所有类似设备上实施。这些小组还确保与高级部门经理分享这些信息。

“他们可以看到维护正在做什么以及为什么它很重要，”亚当斯说。 “他们看到我们为确保他们的流程保持正常运行而不断采取的措施。我们希望始终关注设备性能和维护。”

作为一个整体，工厂还通过精益六西格码项目调查并消除问题的根本原因。目前，4位大师级黑带、18位黑带和20多位绿带在五到七人的攻击团队中发挥着关键作用。

“精益六西格码是数据驱动的。这就是它与其他解决问题的措施之间的区别，”精益六西格码黑带达拉利德福德说。 “查看数据并对其进行分析将引导您针对特定问题找到正确的解决方案。”

标准化和合作： 宝马是工厂和全球范围内设备标准化的大力支持者。

例如，该站点最近开始了一个将其可编程逻辑控制器转换为西门子产品的项目。工厂和公司现在都在一个 PLC 平台上。对于像 BMW 这样分散的组织，标准化使企业和跨工厂合作成为可能。

“我们所有工厂的大部分设备都是相同的，”Volino 说。 “我可以打电话给南非或慕尼黑，并获得我所遇到问题的答案。这让我们变得更强大，并增加了 OEE 和正常运行时间。”

设备和维护标准（以及维护最佳实践）在公司位于慕尼黑的能力中心在全球范围内制定。

“所有学到的东西都会送到中心，这样其他站点就可以访问和使用它，”亚当斯说。 “所获得的见解和经验教训可帮助我们在第一时间将事情做对，并在设备和流程中建立可靠性。”

工厂与其众多资本和 MRO（维护、维修和运营）供应商之间也发生了相当多的合作/想法共享。

可维护性设计： 2005年底和2006年初，工厂将装配布局从两线系统改为单线系统。所有 SAV、敞篷跑车和双门轿跑车现在都在同一条生产线上生产。在转换的拆除部分之后，该工厂能够对许多事情采取“全新的”方法，包括维护。新设备的设置和安装方式提高了可访问性和可维护性。

“我们过去常常在地面上安装控制柜，”McCraw 说。 “他们总是被生产物品或饮料机挡住，把所有东西都搬开需要时间。所以，我们把柜子搬到了楼上。现在，维修人员很容易接近。他们也可以私下工作，而无需他们身后的人开着叉车。”

状态监控： 单线转换还提供了在许多高度关键的设备组件上安装传感器的机会。

“我们曾经有一个系统来监控整个工厂并将其分解为多个区域，但现在我们可以看到具体到单个承运人的问题位置，”McCraw 说。 “如果我们发现性能下降或潜在问题，我们会在事件发生之前采取行动并解决问题。”

传感器和 PLC 与工厂的计算机化维护管理软件和 SAP 系统连接，并传送当前状态信息。根据这些数据以及与水平和标准偏差的比较，SAP 可以确定是否需要采取对策。根据各种因素，它可能会在 CMMS 中生成工作订单或通知，或者发送页面、电话和/或电子邮件。

状态监测设备是在成本效益的基础上实施的。例如，Assembly 已经探索了振动传感硬件，可以在其测功机上自动进行振动分析。

“从目前的成本角度来看，这是不可行的，”Volino 说。 “这就像振动技术人员成本的 50 倍。”

全面生产维护： TPM 通过创建团队方法来执行维护和提高可靠性，帮助提高了正常运行时间和 OEE。

TPM 活动因单位和生产区域而异。在车身修理厂，一些区域的设备每班关闭 15 分钟，以便生产工人进行清洁和调整活动。在其他 Body Shop 地区，停工次数更多（每两小时 15 分钟）或更少（每周一次停工一小时）。在组装中，一些生产工人被分配了全职 TPM 职责。上光室和液体填充室每个班次有两个人专门负责这些任务。

生产工人确实有 TPM 限制。例如，润滑严格来说是一项维护任务。 “我们努力确保进入设备的手不会对其产生负面影响，”亚当斯说。

这与设施/能源略有不同，后者将基本和高级 TPM 活动分发给单位的承包商。

无论采用何种形式，TPM 都致力于通过增加沟通、所有权和响应能力来提高可靠性。

不断变化： 该工厂每七年运行一次。每七年，都会推出新的汽车生产线。每一条新的汽车生产线都会带来生产汽车的新设备。这提供了一些 OEE 优势。

“我部门的一个人工作的最古老的设备已经 7 岁了，”亚当斯说。 “这是尖端技术。这很好，但另一方面，我们一直在学习和培训该设备。”

这种变化和流失确实允许维护人员始终如一地重新评估其 PM 流程和活动。如果一台机器每年发生 8 次 PM 事件并且没有出现问题，那么每年的 PM 频率可能会减少一半。

“我们不想做得太多，”博福特说。 “我们不想做得太少。我们想确保我们做的是正确的事情。”

PM 频率正在迅速从基于时间变为基于条件或基于周期。

“这使您能够更好地利用您的人力，因为当您不一定需要做这项工作时，您不一定会承受沉重的 PM 负担，”亚当斯说。 “您正在根据设备的运行强度进行预防性维护。”

长期规划： 所有 BMW 工厂都开发了一个基于 Excel 的文档，用于检查七年时间范围内关键系统的维护需求。

“我们确定需要执行的主要和次要活动，以确保我们资产的长期可持续性，”西曼说。 “这有助于突出我们需要资源的维护问题。”

例如，工厂必须定期检修其燃气轮机，因为它们的使用方式非常繁重。

“它帮助我们了解设备的使用寿命以及何时需要将其恢复到与新状态一样，”Seaman 说。

它是向上还是向后
由于其性能、风格和可靠性，BMW 汽车品牌保持着一流的地位。斯帕坦堡工厂在这三个领域都取得了进展，因此也获得了类似的赞誉。

亚当斯说：“今天的植物与五年前完全不同。” “五年前，我们的 CMMS 系统几乎没有得到充分利用。我们今天用 SAP 做到了这一点。五年前我们跟踪 PM 了吗？不。我们这样做是为了做 PM。没有人监控 PM 有效性。从维修到响应呼叫之间的平均时间不太好。没有进行预测性维护的水平。我们已经取得了巨大的进步。”

但是，每个人都同意，工作还没有完成。

“如果你不改变，你就做错了，或者你已经落后了，”拉姆齐说。 “一切，包括无法改变，都会影响客户满意度和客户需求。如果客户不满意，我们也不满意。”

麦克劳总结得很好。

“标准已经提高了，”她说。 “我们的客户提出了它。现在，我们必须走出去并达到更高的水平。”

这是真的。 “终极驾驶机器”来自终极可靠性机器。

工厂正在燃烧垃圾填埋气并保护绿色

工厂工程师通过提出满足其需求的创新解决方案，帮助位于南卡罗来纳州斯巴达堡的 BMW 制造基地保持领先地位。

一个惊人的例子已经节省了数百万美元的能源成本。大多数情况下，该工厂使用来自当地垃圾填埋场的燃烧垃圾气体运行。

这个想法的起源来自设施/能源部门的工程师在 1999 年与美国环境保护署的垃圾填埋场甲烷外展计划的对话。

“我们研究得越多，它看起来就越好，”环境服务经理 Briggs Hamilton 说。 “它占用了在垃圾填埋场浪费的资源——他们每周 7 天、每天 24 小时都有两个 30 英尺高的火焰。那种能量简直就是烟消云散。我们想办法把它弄到这里，以便我们可以使用它。”

最终结果是垃圾填埋气发电项目。它具有三个核心优势：

1) 它减少了释放到空气中的有害温室气体的数量。

2) 它允许宝马通过将附近 Palmetto 垃圾填埋场产生的甲烷气体转化为工厂的电力和热能来使用浪费的能源。

3) 省下一大笔钱。

甲烷是垃圾分解的副产品，会对空气质量产生有害影响。通过将这种甲烷转化为能源，该工厂减少的二氧化碳排放量相当于每年从美国高速公路上移除 61,000 辆汽车。该项目利用的“绿色能源”也相当于每年为 15,000 个家庭供暖所需的热量。

为了利用天然气，Ameresco Energy Services 建造了一条 9.5 英里的管道，从废物管理的 Palmetto 垃圾填埋场到 BMW Manufacturing。宝马项目的独特之处在于，大多数其他垃圾填埋场气体项目在垃圾填埋场产生能量并通过电线传输。宝马通过管道输送天然气来驱动工厂的涡轮发电机。

Ameresco 承担了 1200 万美元的成本，用于设计和建造管道，并处理改造和基础设施需求。作为回报，这家汽车制造商签订了一份为期 20 年的固定费率购气合同。

自启动以来，该项目已扩大到利用垃圾填埋气为涂装车间的 23 个烤箱燃烧器提供燃料，并为该地区提供间接热量。宝马现在是世界上第一家使用绿色能源为其涂装设施提供燃料的汽车公司。

垃圾填埋气项目甲烷的使用大大减少了涂装厂对天然气的依赖，更好地利用了以前未开发的甲烷。如今，该工厂 63% 的总能源来自垃圾填埋气。

要了解有关垃圾填埋气及其应用的更多信息，请访问 www.epa.gov/lmop。