购买新的还是重建的？解决困难维护决策的系统方法

制造业对可靠性存在误解，它对工厂、经理、技术人员、可靠性专业人员和全球制造工厂的底线结果。这种误解源于一种基于风险的可靠性方法，该方法可能无法正确识别生产力改进，从而导致成本增加。

一些可靠性专家犯的错误是：当他们在工厂车间寻找生产机器或过程出现故障的答案时，他们采取基于风险的方法，只关注制造过程，而不是分析故障的根本原因.

统计数据显示，50% 的维护和维修订单需要零件。由于高达 20% 的工厂运营费用与维护相关，并且 73% 的维护 MRO 库存处于非活动状态，因此控制可靠性和维护资本支出和费用预算使得改进可靠性方法变得具有挑战性。

幸运的是，有一种不同的方法。过程级分析无疑很重要，因此可靠性专业人员在尝试提高生产力和增加正常运行时间时评估制造过程并没有错。一些可靠性部门的错误在于没有深入研究根本原因。我们需要一种方法，使流程更进一步，分析数据趋势，以了解系统级组件失败的方式和原因。

本文将研究基于风险的方法所固有的问题，该方法专门关注过程级分析。它将概述解决方案，即扩展该策略以包括组件级分析，包括检查因素、制定和实施可消除故障和持续改进的纠正措施。然后，本文将回顾制造商在对其可靠性方法进行现代化改造时可以预期的结果。

基于风险的可靠性方法

在制造设施中，可靠性工程师通常使用价值流映射策略，确定将原材料转化为成品的过程的每个阶段，并详细分析工作流程的每个步骤。生产设备是价值流的关键部分，可靠性工程师的任务是确保所有组件尽可能可靠，以确保最佳性能。

作为可靠性战略的一部分，可靠性工程师确定每个组件（电气系统、液压系统等），有条不紊地处理每个系统，并评估任何组件的故障将如何影响生产。

例如，可靠性工程师可能将液压管线确定为故障点，并使用基于风险的策略制定缓解计划，其中可能包括维持管线的替换零件供应或冗余建筑，以确保运营继续或获得系统发生故障时，迅速回到正轨。

这些可能是必要的步骤，但是当可靠性专业人员从流程级别而不是系统组件级别攻击可靠性时，他们可能会做出导致昂贵和不必要支出的决策。

无论是与更换复杂流程系统相关的巨额成本，还是将资金锁定在可能永远不会部署的 MRO 组件库存中，基于风险的可靠性方法都是一种低效且昂贵的防止生产线故障的方法。

基于风险的方法的问题在于它走得还不够远，因为它没有解决故障的根本原因，这可能是组件。任何给定组件都有多个故障点。

老化的组件或过时的产品、设计缺陷和错误识别的零件只是导致设备在组件级别发生故障的几个因素。

为了真正实现可靠性方法的现代化，可靠性专业人员需要了解系统级组件如何以及为什么会出现故障。组件级可靠性方法可以更好地确定故障的根本原因，并减少库存投资和未来的资本支出投资。

重要的是要记住，每个失败的组件背后都有一个故事；可靠性专业人员必须采取措施确保故事不会丢失在废料箱和垃圾箱中。可靠性、维护和备件起着至关重要的作用，如图 1 所示。

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图 1. 可靠性、维护和备件的重要性

考虑一个老化的伺服电机驱动器的现实例子，它也恰好是导致多条生产线故障的过时产品。使用基于风险的方法，可靠性工程师确定随机板故障表明驱动器超出其使用寿命，并可能实施 CAPEX 计划来更换安装基础以最大程度地减少生产延迟。

但是，如果可靠性工程师追求组件级策略，则故障点的检查将包括根本原因分析，以确定随机电路板故障是由于老化造成的。

可靠性工程师可以为电路板制定一个重建程序，用更新的优质组件替换老化的组件。在实际场景中，这种方法使故障减少了 54%。

通过以这种方式解决问题的根本原因而不是专注于过程级补救措施，可靠性工程师不仅能够延长组件的使用寿命，而且随着时间的推移降低故障率。下面图 2 所示的趋势图描绘了与不断发展的重建程序标准相关的故障减少。

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图 2. 故障率降低与不断发展的最低标准相关

设计问题也会导致生产设备故障。例如，可靠性工程师分析了电机驱动器上反复出现的控制板故障，并确定该故障是因为控制板过热。

如果可靠性工程师只考虑过程级因素，则纠正措施可能是设置最低/最高库存，以确保电机驱动更换零件的库存随时可用，从而最大限度地减少生产延迟。

但是，如果可靠性工程师追求组件级策略，则故障点的检查将包括发现设计缺陷的根本原因分析。在实际示例中，发现电机驱动器的控制板离散热器太近，导致电容器发生故障。

确定根本原因后，制造商实施了一项纠正计划，其中包括主动召回其他装置和工程解决方案，将控制板从散热器移开，从而将故障减少了 96%，因为如下图 3 所示。

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图 3. 废品率降低

关于流程级方法如何导致不必要的支出和故障事件增加的第三个真实示例涉及一家工厂，该工厂因零件识别错误而导致压力传感器安装不正确。

制造商在一个零件号下为各种应用储存了多种型号的传感器。在基于风险的方法下，纠正措施是设置最低/最高库存，以确保在压力传感器出现故障时库存可用。

可靠性工程师进行了组件级评估，并确定了压力传感器安装不正确的问题。可靠性工程师实施了一项纠正计划，为每个设定的压力参数储备传感器，并为每个参数建立新的 SKU。因此，随着计划的实施，失败率降低了 37%，如下图 4 中的图表所示。

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图 4. 传感器故障减少

正如这三个示例所示，了解这些系统级组件如何以及为何发生故障是建立真正可靠性性能的关键。通过深入到过程级别，可靠性工程师能够分析根本原因并开发解决方案，以延长正常运行时间、降低运营费用并提高效率。新技术也可以在提高效率方面发挥关键作用。

例如，增材制造（3D 打印）是一项新兴技术，也可用于提高组件级可靠性。虽然增材制造技术日新月异，但它是设计解决方案以防止过早磨损和故障的有效方法。

可以以极具成本效益的方式制造原型，以确保设计满足原始设计应用的装配、形式和功能要求。各种材料（如钛）可用于增材制造工艺，使组件在其操作环境中更加耐用。

有许多示例说明了组件级方法的功效。通过捕获有关组件故障的信息，可靠性工程师可以确定简单的“速赢”改进，并制定标准工作程序和技术人员培训计划，从而节省大量成本。

基于组件的可靠性方法

超越流程级分析而专注于子系统内组件级问题的可靠性部门可以显着改善结果，但这样做需要以不同的方式思考故障点和缓解策略。

致力于向组件级战略过渡的可靠性专业人员可以从外部观点中受益，例如原始设备制造商 (OEM) 使用的方法和第三方的专业知识。

基础改进可能是基于可靠性改进的额外机会，可能包括实施库房流程，包括 5-S、零件识别和存储最佳实践、用于故障排除和核心跟踪的组件的测试认证程序，以确保故事不会被扔进回收站。

维护标准的制定也可以是一个关键组成部分，例如在 RCA 过程中使用技术资源以及记录组件级部落知识的单点课程。

完全接受新的可靠性范式需要超越抽象理论并利用实践经验来开发新的解决方案。更广泛地获取团队专业知识可以带来更好的结果和对交付价值的坚定承诺。

真正的可靠性表现

不幸的是，基于风险的可靠性方法可能会导致制造商的成本增加。然而，它仍然是一个有价值的分析，应该仍然是可靠性专业人员的核心功能。

但是对可靠性的现代理解包括承认故障的真正根本原因可能是组件，而不是生产过程本身。此外，它还涉及采用新技术、尖端分析和最佳实践，以实现更可靠、更有利可图的产出。

一位公认的乘用车和商用车更换轮胎领导者实施了一种管理可维修零件库存的新方法，这是一个真正的可靠性表现实例。

第三方可靠性专家评估了该公司的独特情况，并制定了一项计划，通过现场可维修零件管理计划来管理其零件计划。通过更主动的零件管理计划，制造商的零件故障率下降了 53%。可修复零件管理计划还能够将零件库存减少 15%，从而节省大量成本。

随着正常运行时间和机器可用性的增加，制造商能够更有效地满足对其产品不断增长的需求。该公司企业维护部门的一位高级经理观察到，通过获得第三方专业知识并专注于提高公司可修复资产的可靠性，制造商能够在提高制造效率的同时降低整体成本。

在另一个说明真实可靠性性能价值的示例中，一级汽车供应商与可靠性专家合作，改善组件级问题并确定滚珠丝杠使用寿命问题。可靠性是一个问题，因为滚珠丝杠部署在多台机器上并且必须从德国定制订购。这意味着汽车供应商必须应对漫长和/或零星的交货时间。

更智能的可靠性方法

世界各地的制造公司都错失了一个千载难逢的机会，因为它们只专注于流程级别的改进，这是整体可靠性战略的重要组成部分，但并没有深入到捕捉所有可用的生产力提升和成本节约上。

由于忽视在组件和子系统级别分析故障的根本原因，坚持基于风险的方法的可靠性部门正在浪费公司的时间和金钱。

正如本文中涵盖的示例所示，有一种更好的方法。故障点通常发生在组件级别。可靠性专家将他们的方法扩展到流程级审查之外，包括根本原因分析，可以识别和减轻由设计缺陷、组件老化和不正确安装等因素引起的问题。

通过更好地了解系统级组件如何以及为什么会失败，并将他们的思维转变为包含新的观点，可靠性专业人员可以在各个级别改进结果。借助支持物联网的部件等新技术，并使用数据分析更有效地估计行为并实施预测性维护计划等策略，现代可靠性专业人员可以让机器为他们工作，以提供可靠的部件、可靠的流程和可靠的节省。