基于設(shè)備狀態(tài)管理的冶金MRO 服務(wù)模式研究

祁明明，杜 江，周吉祥，馬 杰

（中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司，重慶 401122）

0 引言

MRO 是英文Maintenance，Repair &Operations 的縮寫(xiě)，即維護(hù)、維修、運(yùn)行。通常指工廠或企業(yè)對(duì)其生產(chǎn)和工作設(shè)施、設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)、維修，保證其運(yùn)行所需要的非生產(chǎn)性物料，這些物料可能是用于設(shè)備保養(yǎng)、維修的備件，也可能是保證企業(yè)正常運(yùn)行的相關(guān)設(shè)備、耗材等物資。一般情況下，MRO 的物料包括消耗品、維修物料、工具、設(shè)備四大類(lèi)。

相比于直接性生產(chǎn)資料的采購(gòu)，MRO 的需求具有突發(fā)性，難以根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。并且每次采購(gòu)種類(lèi)多、數(shù)量少，缺乏穩(wěn)定的供應(yīng)關(guān)系，采購(gòu)工作量大、成本高。許多大型生產(chǎn)設(shè)備及所需備件如需跨國(guó)采購(gòu)，則運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多，一旦MRO供貨不及時(shí)、不準(zhǔn)確，將導(dǎo)致設(shè)備與人員的停工，生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。

基于克拉杰克矩陣，物資可分為一般物資、瓶頸物資、杠桿物資和戰(zhàn)略物資（圖1）。下面將針對(duì)鋼鐵行業(yè)MRO 體系中關(guān)鍵的戰(zhàn)略物資，即設(shè)備的備件供應(yīng)開(kāi)展研究。

圖1 克拉杰克供給矩陣

1 冶金行業(yè)的備件供給特征

1.1 常規(guī)冶金裝備維保特征

冶金備件的供應(yīng)鏈服務(wù)模式與冶金裝備的維保模式密切相關(guān)。結(jié)合歷史維報(bào)數(shù)據(jù)，可看出傳統(tǒng)的點(diǎn)檢定修模式體現(xiàn)出如下典型特征。

（1）過(guò)度依賴(lài)人的行為、經(jīng)驗(yàn)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)難以控制。主要表現(xiàn)在：96%的點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)屬于定性點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)，依靠維檢人員五感點(diǎn)檢，其穩(wěn)定性不高；17%的點(diǎn)檢員每月未發(fā)現(xiàn)任何異常；90%以上事故屬于點(diǎn)檢不周造成；30%重復(fù)性設(shè)備故障與日常點(diǎn)檢不到位強(qiáng)相關(guān)。

（2）以防為主，過(guò)維修多成本優(yōu)化空間有限。在行業(yè)內(nèi)約66 萬(wàn)條檢修標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目中，約43%屬周期項(xiàng)目，定期更換、修理項(xiàng)目占比超30%，而關(guān)鍵設(shè)備多周期維護(hù)，逢停必修、以修待檢情況普遍。

（3）分工過(guò)細(xì)、工作繁雜勞動(dòng)效率提升困難。主要表現(xiàn)在：點(diǎn)檢、運(yùn)行、日修、搶修功能分割過(guò)細(xì)，制約40%以上協(xié)同資源效率；鋼廠點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)多達(dá)95 萬(wàn)余條，標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行難度高；國(guó)內(nèi)先進(jìn)鋼廠的萬(wàn)噸鋼專(zhuān)職點(diǎn)檢人員0.9～1.1 人。

1.2 冶金行業(yè)備件構(gòu)成

設(shè)備是企業(yè)的主要生產(chǎn)手段之一，設(shè)備管理是企業(yè)管理的重要組成部分。鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)屬于資產(chǎn)密集型企業(yè)，其產(chǎn)品生產(chǎn)成本中設(shè)備備件的種類(lèi)多、消耗占比大（表1）。

表1 冶金行業(yè)備件的構(gòu)成占比

按照國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，噸鋼MRO 的投入約200元，以我國(guó)鋼鐵2019 年9.96 億噸產(chǎn)量測(cè)算，則總體市場(chǎng)容量約1800 億元。某鋼廠煉鋼車(chē)間的備件需求構(gòu)成情況如表2所示。

表2 某鋼廠煉鋼車(chē)間備件需求主要類(lèi)型及構(gòu)成占比

1.3 備件供給特征

備件供應(yīng)管理的關(guān)鍵在于，既要保障生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行、減少經(jīng)濟(jì)損失，又要消除不必要的備件費(fèi)用，減少資金的消耗和占用。一般情況下，當(dāng)備件供應(yīng)服務(wù)水平越接近100%時(shí)，則備件供應(yīng)成本的曲線斜率增長(zhǎng)得越快，供應(yīng)成本快速上升（圖2）。

圖2 備件供應(yīng)水平和供應(yīng)成本總體趨勢(shì)

鋼鐵行業(yè)的備件供給有其自身顯著的特點(diǎn)：

（1）鋼鐵企業(yè)備件的缺貨成本高。對(duì)于長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)的核心工序高爐而言，其產(chǎn)能的降低或停產(chǎn)將造成極高的生產(chǎn)成本。而關(guān)鍵備件的及時(shí)、高效保障是高爐順行的基礎(chǔ)。

（2）有些備件之間是可以互換的，互換關(guān)系既有單向，也有雙向的。

（3）備件缺貨成本不單表現(xiàn)在產(chǎn)量下降，也會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量下降。

（4）設(shè)備的報(bào)廢和升級(jí)往往造成相應(yīng)備件不再需要或無(wú)法滿足升級(jí)后的要求。

（5）備件種類(lèi)多，消耗規(guī)律各異。

（6）備件的供應(yīng)服務(wù)水平與對(duì)備件需求的預(yù)測(cè)能力密切相關(guān)。若要對(duì)備件需求的時(shí)間和數(shù)量有準(zhǔn)確的把握，則要求對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)和生命周期有著更高水平的監(jiān)測(cè)能力。

（7）備件的供應(yīng)服務(wù)水平與備件的供貨周期密切相關(guān)：①需要高效率的采購(gòu)、供貨流程；②對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件而言，主要是供需兩地之間的空間距離，備件在途時(shí)間的長(zhǎng)短決定了供貨周期；③對(duì)于非標(biāo)件而言，供貨方測(cè)繪、非標(biāo)加工定制和服務(wù)效率的水平營(yíng)銷(xiāo)供貨周期。

（8）備件的供應(yīng)服務(wù)水平與備件的庫(kù)存控制密切相關(guān)。備件的庫(kù)存水平越高則供應(yīng)服務(wù)水平越高、資金占用越大。

2 冶金MRO 供給模式及發(fā)展趨勢(shì)

傳統(tǒng)鋼鐵企業(yè)的MRO 供給模式多是“MRO 生產(chǎn)企業(yè)—流通商—鋼鐵企業(yè)”的三級(jí)服務(wù)模式（圖3）。在該模式下，鋼企的MRO 供給需求通過(guò)多層分銷(xiāo)商網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)供需信息的傳遞。從影響MRO 供應(yīng)服務(wù)水平的三要素來(lái)看：①M(fèi)RO 的需求預(yù)測(cè)完全基于鋼企自身的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和MRO 庫(kù)存管理水平，同時(shí)在多級(jí)代理商信息傳遞過(guò)程中因牛鞭效應(yīng)而導(dǎo)致層層放大；②從備件的供貨周期來(lái)看，流通鏈條層級(jí)多、交易環(huán)節(jié)繁雜、效率低下，且多次分銷(xiāo)及儲(chǔ)運(yùn)導(dǎo)致交易成本高，延長(zhǎng)了供貨周期；③從備件庫(kù)存控制來(lái)看，因無(wú)法實(shí)現(xiàn)MRO 產(chǎn)品及服務(wù)的即時(shí)性而加大了鋼廠的倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)存。

圖3 傳統(tǒng)鋼鐵MRO 產(chǎn)業(yè)鏈條

縱觀冶金備件供應(yīng)鏈管理的發(fā)展歷程，已經(jīng)歷了傳統(tǒng)模式、寄售制庫(kù)存、供應(yīng)商管理庫(kù)存和平臺(tái)服務(wù)等4 個(gè)階段（圖4）。根據(jù)鋼鐵企業(yè)的管理水平不同，其備件供應(yīng)鏈管理處于上述不同的階段，但平臺(tái)服務(wù)模式以其顯著的價(jià)值鏈集成優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到鋼廠的認(rèn)可和推廣。

圖4 冶金行業(yè)備件供應(yīng)鏈管理發(fā)展歷程

3 基于人機(jī)協(xié)同—設(shè)備狀態(tài)管理的冶金MRO 供應(yīng)鏈服務(wù)模式

3.1 樹(shù)立面向生產(chǎn)的設(shè)備管理價(jià)值理念

傳統(tǒng)冶金設(shè)備管理以“點(diǎn)檢定修制”為重點(diǎn)，采用預(yù)防維修為主，預(yù)知狀態(tài)、改善和事后維修等多種維修方式并存的維修理念，其重點(diǎn)在于周期性的定修和事后維修，缺乏將設(shè)備狀態(tài)、人員操作和備件管理等因素統(tǒng)籌考慮，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理價(jià)值落地的“三位一體”化管理：①設(shè)備狀態(tài)管理，通過(guò)“運(yùn)行、機(jī)、電、儀”的“四位一體”設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、預(yù)防性維修和事后性維修，保障設(shè)備正常生產(chǎn)狀態(tài)的運(yùn)行時(shí)間，降低非正常生產(chǎn)的停機(jī)時(shí)間，將生產(chǎn)與設(shè)備一體化考慮，保障了生產(chǎn)效率和質(zhì)量；②人機(jī)協(xié)同，通過(guò)提升人員的操作水平和提升設(shè)備操作效率，來(lái)降低設(shè)備操作所產(chǎn)生的設(shè)備不良狀態(tài)影響，降低設(shè)備管理維護(hù)成本；③備件管理，基于設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)，提升備件消耗預(yù)估精度，壓降設(shè)備資金成本。三者互相關(guān)聯(lián)，共同影響生產(chǎn)效益最大化和維護(hù)成本最低化（圖5）。

圖5 設(shè)備管理的三大要素機(jī)理關(guān)系

3.2 冶金MRO 供應(yīng)鏈服務(wù)模式

為避免傳統(tǒng)冶金備件供給中多環(huán)節(jié)、多層級(jí)，以及僅關(guān)注備件本身而未充分考慮設(shè)備狀態(tài)，擴(kuò)展其生產(chǎn)價(jià)值的問(wèn)題。本文提出一種統(tǒng)籌設(shè)備狀態(tài)、人機(jī)協(xié)同和備件管理的冶金備件供應(yīng)新模式。

基于人機(jī)協(xié)同—設(shè)備狀態(tài)管理的冶金備件供應(yīng)鏈服務(wù)模式，是指從傳統(tǒng)MRO 的尋源采購(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐援a(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)為核心，融合生產(chǎn)工藝技術(shù)服務(wù)、設(shè)備在線檢測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、再制造修復(fù)和備件按需供貨為一體的冶金MRO供應(yīng)鏈服務(wù)。由具體鋼鐵工藝技術(shù)和裝備狀態(tài)管理及供貨能力的機(jī)構(gòu)建立MRO 服務(wù)平臺(tái)如圖6 所示。

圖6 基于人機(jī)協(xié)同—設(shè)備狀態(tài)管理的MRO 服務(wù)模式

對(duì)于某產(chǎn)線裝備而言，MRO 服務(wù)平臺(tái)提供整體式承包運(yùn)營(yíng)服務(wù)，以產(chǎn)線生產(chǎn)產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)或僅聚焦產(chǎn)線設(shè)備正常生產(chǎn)時(shí)間為考核標(biāo)準(zhǔn)，由該平臺(tái)整體負(fù)責(zé)產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)管理?；诋a(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)管理，MRO 服務(wù)平臺(tái)提供人員操作優(yōu)化、保障設(shè)備狀態(tài)和備件整體管理，同時(shí)適時(shí)對(duì)該產(chǎn)線的備件庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)充，以及對(duì)產(chǎn)線裝備更換備件。

對(duì)于MRO 制造而言，MRO 服務(wù)平臺(tái)基于對(duì)產(chǎn)線裝備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)備件生產(chǎn)周期、備件更換需求、以及向備件制造商提出采購(gòu)計(jì)劃。對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，僅需關(guān)注產(chǎn)線裝備可生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)線產(chǎn)量和命中率以及MRO 保障成本等指標(biāo)，新模式下將以往單純考核備件管理的備件三金（采購(gòu)金額、庫(kù)存金額、消耗金額）、備件周轉(zhuǎn)率等與產(chǎn)線生產(chǎn)指標(biāo)直接關(guān)聯(lián)，形成以產(chǎn)線裝備狀態(tài)和產(chǎn)線生產(chǎn)質(zhì)量為核心，以工藝提升、智能維護(hù)和按需供貨為抓手的MRO 供給體系，在保障產(chǎn)線高質(zhì)量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)MRO 保障成本的大幅降低。

該平臺(tái)的核心在于聚焦在產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)，從生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)和備件供給等多維度幫助鋼廠實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量提升和質(zhì)量提高。與傳統(tǒng)模式中單純備件供給相比，該模式延伸了MRO 服務(wù)價(jià)值鏈，以生產(chǎn)為核心，關(guān)注技術(shù)服務(wù)、設(shè)備狀態(tài)、備件供給對(duì)于生產(chǎn)的重要影響，與既有模式存在顯著不同（表3）。

表3 新備件供給模式與傳統(tǒng)模式的差異

通過(guò)服務(wù)理念和服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變，在提高備件供應(yīng)水平和降低備件服務(wù)成本的同時(shí)，注重為鋼廠生產(chǎn)創(chuàng)造更大價(jià)值。如圖7 所示，備件供應(yīng)服務(wù)成本上升的斜率，即由曲線1→曲線2。

圖7 備件供應(yīng)水平和供應(yīng)成本趨勢(shì)變化

該模式還具有的優(yōu)勢(shì)有：鋼廠專(zhuān)注于生產(chǎn)主業(yè)，避免陷入復(fù)雜的MRO采購(gòu)及管理之中；承包方充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力，為產(chǎn)線裝備保駕護(hù)航；縮短產(chǎn)線裝備的維修周期；降低產(chǎn)線裝備的備件庫(kù)存等。鋼廠和MRO 服務(wù)平臺(tái)雙方有統(tǒng)一的利益追求及合作定位，高匹配的備件供需合作、低時(shí)延的備件供貨機(jī)制、低庫(kù)存的備件保有，使得雙方共享新模式帶來(lái)的收益，實(shí)現(xiàn)共贏。

4 結(jié)論

當(dāng)前國(guó)內(nèi)已有領(lǐng)先的鋼鐵工程技術(shù)服務(wù)公司在基于人機(jī)協(xié)同—設(shè)備狀態(tài)管理的冶金備件供應(yīng)鏈服務(wù)領(lǐng)域不斷實(shí)踐，打造出以技術(shù)為引領(lǐng)、以產(chǎn)品為支撐、以服務(wù)為落地的冶金運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。該平臺(tái)可以充分發(fā)揮自身鋼鐵工藝技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)，以鋼廠生產(chǎn)和裝備管理為抓手，集聚一批優(yōu)質(zhì)備件制造商打造一體化的產(chǎn)線設(shè)備MRO 服務(wù)方案，可以實(shí)現(xiàn)：①為客戶(hù)降低噸鋼備件消耗3%～10%；②提升生產(chǎn)指標(biāo)5%～10%；③設(shè)備機(jī)械故障率降低到1.3%以下；④從單純的降低設(shè)備故障率維修模式轉(zhuǎn)為以精準(zhǔn)維修、運(yùn)行可靠性為目的維護(hù)保養(yǎng)模式。