MRO中的設(shè)備維修——再訪我國(guó)著名的PLM專家莫欣農(nóng)教授

本刊記者/嚴(yán)進(jìn)軍

莫欣農(nóng)，畢業(yè)于清華大學(xué)工程數(shù)學(xué)力學(xué)系流體力學(xué)專業(yè)，后續(xù)攻清華大學(xué)力學(xué)系動(dòng)力學(xué)與控制專業(yè)碩士學(xué)位。先后參加水利建設(shè)、船舶制造、衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)、CAD/PDM系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用、組建合資計(jì)算機(jī)公司、擔(dān)任外資軟件公司顧問(wèn)等工作?，F(xiàn)為清華大學(xué)軟件學(xué)院兼職教授，擔(dān)任國(guó)家863計(jì)劃的PLM通用業(yè)務(wù)參考模型、實(shí)施效益評(píng)價(jià)和實(shí)施方法論研究課題組組長(zhǎng)，參與國(guó)家863計(jì)劃的MRO課題研究。

編者按：在本刊2010年第8期和第9期的《專家視點(diǎn)》欄目中，刊登了本刊記者就MRO話題對(duì)國(guó)內(nèi)幾位專家的專訪，在一定范圍內(nèi)引起了熱議。讀者普遍關(guān)注的問(wèn)題是，MRO是不是僅限于應(yīng)用在航空、高鐵等行業(yè)中？它對(duì)我國(guó)其他行業(yè)大中型企業(yè)是否有所幫助？尤其是在設(shè)備管理和設(shè)備維修方面的應(yīng)用。本刊記者就這些問(wèn)題再次專訪了莫欣農(nóng)教授。

記者：莫老師，您好！您作為全國(guó)著名的PLM（ProductLifeCycleManagement，產(chǎn)品生命周期管理）專家，首先請(qǐng)您從研究MRO （Maintenance，Repair，OverhaulandOperation，維護(hù)、修理、大修和運(yùn)行）的角度給我們的讀者談?wù)勗O(shè)備維修。

莫欣農(nóng)教授：我從1968年清華大學(xué)畢業(yè)到文化大革命結(jié)束重回母校讀研究生之前，一直在企業(yè)的基層第一線工作，對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和修理有著直接的體驗(yàn)，所以也一直關(guān)注設(shè)備維修理論的發(fā)展。當(dāng)時(shí)，我所經(jīng)歷的還是定期修理的時(shí)代，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展和變化，逐步出現(xiàn)了視情維修、預(yù)防性維修和預(yù)測(cè)維修等模式。進(jìn)入21世紀(jì)后，設(shè)備的信息化程度大幅度提高，不僅提高設(shè)備的性能，同時(shí)增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的透明度。因此，各種維修模式在信息化系統(tǒng)的支持下達(dá)到了一個(gè)更高的階段，我們稱之為信息化維修。它的主要形式表現(xiàn)在以下三個(gè)方面，一是以可靠性為中心的維修，二是基于狀態(tài)的維修，三是基于性能保障的維修。

我重點(diǎn)談一談第三點(diǎn)。設(shè)備制造商擁有完整的設(shè)計(jì)、制造和維修知識(shí)。一旦制造商能夠及時(shí)獲得用戶使用設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，就可以為多個(gè)用戶合理安排維修計(jì)劃，優(yōu)化備件的生產(chǎn)、儲(chǔ)備和發(fā)運(yùn)，從而最大限度降低設(shè)備用戶的維修成本。因此，通過(guò)“設(shè)備保障集成方”負(fù)責(zé)各類設(shè)備的全壽命保障，促進(jìn)用戶和各個(gè)合同商的合作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，從而在更加經(jīng)濟(jì)的條件下確保設(shè)備在壽命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的完好率目標(biāo)。換句話說(shuō)，設(shè)備用戶將維修服務(wù)外包給專業(yè)服務(wù)商或設(shè)備制造商，既可以有效地保證設(shè)備完好率，又能降低維修成本，同時(shí)設(shè)備制造商能夠及時(shí)了解設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，有利于加快改進(jìn)設(shè)備性能，進(jìn)一步提高設(shè)備完好率和降低維修成本。

記者：全生命周期管理包括設(shè)備從設(shè)計(jì)到退役的各個(gè)階段，MRO作為支持系統(tǒng)是怎樣解決設(shè)備中期 （MOL）階段中維修問(wèn)題的？

莫欣農(nóng)教授：全生命周期管理的中期階段也稱使用維修階段，俗稱服役階段。該階段的核心就是設(shè)備管理，主要包括設(shè)備臺(tái)賬、運(yùn)行管理、設(shè)備維修三大方面。其中設(shè)備維修管理涉及維修知識(shí)、維修計(jì)劃、維修執(zhí)行、維修物料等管理。根據(jù)預(yù)測(cè)維修理論，維修計(jì)劃離不開設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的采集、維修策略的判斷、故障的預(yù)測(cè)、維修過(guò)程的規(guī)范和監(jiān)督、維修物料的管理、設(shè)備及其關(guān)鍵部件的跟蹤與追溯等信息。因此，支持信息化維修的MRO系統(tǒng)應(yīng)該由以下幾部分組成。

一是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備使用維修手冊(cè)、設(shè)備BOM結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)是管理的基礎(chǔ)。同時(shí)還要提供與故障預(yù)測(cè)和其他企業(yè)信息化管理系統(tǒng)集成的接口。在維修活動(dòng)與生產(chǎn)計(jì)劃發(fā)生沖突的時(shí)候，往往需要設(shè)計(jì)制造部門提供設(shè)備原始的標(biāo)準(zhǔn)和制造的質(zhì)量，以便決定維修活動(dòng)是采用提前還是延后的方法來(lái)避開沖突。因此，MRO系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)該包括設(shè)備設(shè)計(jì)和制造生命周期中與維修相關(guān)的知識(shí)。這就是面向全生命周期的設(shè)備維修管理的由來(lái)。

二是維修需求管理。維修手冊(cè)中的各項(xiàng)維修條例必須按照結(jié)構(gòu)化的知識(shí)重新組織，從而便于計(jì)算機(jī)按照指定的邏輯自動(dòng)進(jìn)行判斷。每一項(xiàng)維修通常包括維修的對(duì)象、相關(guān)的生命特征參數(shù)、對(duì)應(yīng)的判定標(biāo)準(zhǔn)和維修活動(dòng)、具體維修工藝的作業(yè)任務(wù)和該維修需求有效的范圍。

三是維修計(jì)劃管理。針對(duì)每臺(tái)設(shè)備或設(shè)備中具體的維修部件，按照指定的時(shí)間或時(shí)間段，由計(jì)算機(jī)根據(jù)當(dāng)時(shí)設(shè)備的生命特征參數(shù)，依據(jù)對(duì)應(yīng)的判定標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出符合條件的維修活動(dòng)和每項(xiàng)活動(dòng)對(duì)應(yīng)的維修工藝。將同一時(shí)間段的維修活動(dòng)包含的全部維修作業(yè)任務(wù)進(jìn)行同類項(xiàng)合并，再結(jié)合生產(chǎn)進(jìn)度的節(jié)奏，維修物料和人力資源的準(zhǔn)備狀態(tài)，選擇合理的維修時(shí)間，編制具體的維修工單。一旦維修計(jì)劃和生產(chǎn)計(jì)劃發(fā)生沖突，通常是提前或延后維修計(jì)劃。此時(shí)合理的改變必須參照設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)的原始依據(jù)，結(jié)合設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的環(huán)境才能做出合理的判斷。

四是維修執(zhí)行管理。工單一旦下達(dá)到維修執(zhí)行部門，維修任務(wù)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，包括領(lǐng)料和工具返還、填寫報(bào)工單、驗(yàn)收確認(rèn)、維修中設(shè)備結(jié)構(gòu)變更、發(fā)現(xiàn)異常情況的報(bào)告等均在系統(tǒng)工作流程的監(jiān)督和跟蹤下完成。每個(gè)維修對(duì)象在其整個(gè)壽命周期中經(jīng)歷的全部維修記錄均與其履歷表捆綁在一起。

五是維修物料管理。設(shè)備及其關(guān)重件的申請(qǐng)、采購(gòu)、到貨、檢驗(yàn)、調(diào)撥、物料和工具的申領(lǐng)與返還等業(yè)務(wù)均有維修物料管理模塊負(fù)責(zé)完成。同時(shí)，結(jié)合維修計(jì)劃編制物料需求計(jì)劃、管理供應(yīng)商等業(yè)務(wù)也是管理的重要內(nèi)容。

六是運(yùn)行數(shù)據(jù)管理。日常班組運(yùn)行記錄、設(shè)備日常保養(yǎng)等數(shù)據(jù)反映了設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。按照企業(yè)自行定義的格式，將設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和具體的實(shí)際對(duì)象緊密聯(lián)系在一起，一方面為維修計(jì)劃提供原始的狀態(tài)信息，同時(shí)也為后來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)現(xiàn)提高設(shè)備設(shè)計(jì)性能，完善維修服務(wù)水平等機(jī)會(huì)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

記者：關(guān)于MRO的話題，我刊在2010年第8期和第9期刊登了對(duì)您和幾位國(guó)內(nèi)著名專家的專訪文章，也引起了一定范圍的熱議。我們的讀者中大部分是國(guó)內(nèi)大中型企業(yè)的管理者和技術(shù)人員，他們的企業(yè)已經(jīng)投入使用了ERP、EAM等用于設(shè)備管理的信息系統(tǒng)，而且效果不錯(cuò)。我的問(wèn)題是與之相比，MRO有什么可以借鑒的地方？

莫欣農(nóng)教授：ERP和EAM側(cè)重于用計(jì)算機(jī)技術(shù)代替人工操作，大大提高操作效率。MRO則采用信息化理論，將過(guò)去人工管理不到位的地方也納入統(tǒng)一的管理范疇，從而改變管理流程，提高整體管理水平。我認(rèn)為MRO與ERP、EAM的最大區(qū)別就是把維修的知識(shí)管起來(lái)了。我們這里所說(shuō)的知識(shí)不僅僅是通常意義的書本知識(shí)，其核心有兩個(gè)方面。一是設(shè)備購(gòu)進(jìn)時(shí)隨機(jī)帶來(lái)的使用手冊(cè)，這是設(shè)計(jì)人員制定的、落實(shí)到紙面上的條例和規(guī)定。比如設(shè)備按使用時(shí)間、里程（如汽車）、產(chǎn)量、機(jī)件磨損程度等劃分不同階段，指定不同的維修等級(jí)。這些用自然語(yǔ)言寫的條例，只有在使用人員掌握后才能算是知識(shí)。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)要把條例變成一種規(guī)則。首先把自然語(yǔ)言用形式化、結(jié)構(gòu)化的格式（這種格式是沒(méi)有二義性的）進(jìn)行描述，根據(jù)設(shè)備生命特征的參數(shù)（如時(shí)間、尺寸、壓力、溫度等）和維修事件制訂出一一對(duì)應(yīng)的規(guī)則。二是記錄設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和維修結(jié)果數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)反映設(shè)備生命特征的參數(shù)，以前是記錄在紙上的，現(xiàn)在把它輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)規(guī)則將生命特征參數(shù)去比對(duì)已經(jīng)設(shè)定好了的維修事件，然后由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通知操作人員在什么情況下做什么具體工作。這就是我們所說(shuō)的使用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和規(guī)則的知識(shí)。這里補(bǔ)充一點(diǎn)，技術(shù)人員大腦中可以用自然語(yǔ)言表達(dá)的維修經(jīng)驗(yàn)，也可以采用上述方法使之形式化、格式化并用計(jì)算機(jī)表現(xiàn)出來(lái)。這種知識(shí)變得十分快捷有效，可以大大地提高操作人員對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估的準(zhǔn)確性、提高維修人員判斷和排除故障的效率、指導(dǎo)和監(jiān)督維修過(guò)程的規(guī)范化。這種知識(shí)積累的越多，企業(yè)的設(shè)備管理就越完善、越高效。

記者：MRO是國(guó)家的863項(xiàng)目，定位于先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域，主要針對(duì)軌道交通、航空等行業(yè)大型復(fù)雜設(shè)備，那么對(duì)于我們讀者所在的其他行業(yè)和企業(yè)是否有推廣價(jià)值？

莫欣農(nóng)教授：是的，MRO是在2009年列入國(guó)家“十一五”863計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，要在軌道交通、發(fā)電設(shè)備、航空運(yùn)輸和軍用飛機(jī)等四個(gè)方面開展應(yīng)用工程驗(yàn)證。但不意味著MRO只限于上述四個(gè)行業(yè)，完全可以推廣到其他領(lǐng)域和行業(yè)。清華軟件學(xué)院在國(guó)家863計(jì)劃的支持下已經(jīng)開發(fā)出了一個(gè)通用的MRO支持系統(tǒng)，不同行業(yè)的企業(yè)可以在這個(gè)平臺(tái)上定制符合自身設(shè)備管理要求的MRO系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多種維修模式的綜合管理，創(chuàng)造維修服務(wù)的新價(jià)值。我在這里介紹一個(gè)我國(guó)首例自主MRO項(xiàng)目，可能對(duì)大家全面理解MRO有所幫助。

山西省唐安煤礦是個(gè)年產(chǎn)150萬(wàn)t的中型企業(yè)，礦區(qū)面積30km2，分布的設(shè)備共有500多種型號(hào)，1700多臺(tái)，包括大型的綜掘機(jī)、風(fēng)壓機(jī)、提升機(jī)、立輪機(jī)、電力設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)等，其中60%安裝在地下礦井里。平均每年設(shè)備維修調(diào)撥有1000多次，涉及700多臺(tái)套。礦區(qū)大型設(shè)備多，并不都精密；操作管理人員文化水平參差不齊；部分設(shè)備安裝有監(jiān)控系統(tǒng)，信息系統(tǒng)中有辦公、財(cái)務(wù)、備件庫(kù)存等子系統(tǒng)，相互處于信息孤島狀態(tài)。唐安煤礦和清華大學(xué)軟件學(xué)院合作完成了“煤礦裝備維修、維護(hù)和大修（MRO）支持系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用研究”項(xiàng)目，在通用平臺(tái)上為該煤礦量身定制MRO系統(tǒng)進(jìn)行管理設(shè)備臺(tái)賬、運(yùn)行記錄和維修活動(dòng)后，維修成本降低30%，設(shè)備平均使用壽命延長(zhǎng)10%，減少故障停產(chǎn)100h。新的MRO系統(tǒng)能集成原信息系統(tǒng)，使各子系統(tǒng)的功能得到補(bǔ)充。山西省科委組織專家組評(píng)審一致認(rèn)為該項(xiàng)目整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

記者：請(qǐng)您展望一下MRO的發(fā)展前景。

莫欣農(nóng)教授：傳統(tǒng)的MRO是對(duì)設(shè)備進(jìn)行各種維護(hù)、修理、大修等生產(chǎn)服務(wù)活動(dòng)的總稱，主要關(guān)注大型復(fù)雜裝備的維修與管理。在國(guó)家當(dāng)今轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的大形勢(shì)下，新經(jīng)濟(jì)模式、新制造模式和新技術(shù)特征必然對(duì)傳統(tǒng)MRO技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。近年來(lái)，MRO技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越多地受到產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府有關(guān)部門的關(guān)注，對(duì)現(xiàn)代MRO理念、方法和技術(shù)的探索也逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。制造企業(yè)逐漸將生產(chǎn)設(shè)備的維修轉(zhuǎn)包出去，將自己產(chǎn)品的維修服務(wù)納入到生產(chǎn)計(jì)劃之中，將產(chǎn)品的價(jià)值鏈從前端的生產(chǎn)制造向后端的維修服務(wù)延伸，從而促使設(shè)備維修模式逐步發(fā)生本質(zhì)的變化。風(fēng)力發(fā)電和高速機(jī)車等將是我國(guó)在“十二五”大力發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。在這些產(chǎn)業(yè)推廣MRO技術(shù)將有利于推動(dòng)從中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造，從生產(chǎn)制造向生產(chǎn)服務(wù)等二項(xiàng)重大的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移。

2010年4月17日，由清華大學(xué)軟件學(xué)院等單位主辦的“首屆全國(guó)復(fù)雜裝備MRO技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)”獲得了成功；2011年5月，我們計(jì)劃在清華大學(xué)召開第二屆研討會(huì)。我們將在會(huì)議上介紹更多的案例和經(jīng)驗(yàn)，歡迎各企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和專家前來(lái)指導(dǎo)和研討。

（注：文中所列舉的山西省唐安煤礦案例請(qǐng)?jiān)斠姳究疨21的《煤礦設(shè)備MRO支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》）