TPM的核心,是设备的管理、保养与维修。TPM的诞生与工业革命息息相关。伴随着工业革命的发展,机械化生产逐渐替代传统手工生产,这就需要有人对设备进行专项管理与维护。在工业革命初期,由于机械加工的规模小、设备简陋,所以设备的维修一般由操作工负责,并无专门的设备管理人员,但此时已经形成了设备管理的雏形。
随着科技的发展,尤其是工业科技爆发式的发展,机械化作业越来越普及,它克服了手工作业的质量不稳定、无法大批量生产、成本高等缺点,成为越来越多企业的首选。尤其在20世纪30年代之后,美国的制造加工业对机械装备的依赖性越来越突出,伴随而来的设备故障率也与日俱增,严重影响了产品品质和生产效率的进一步提高。
与工业革命初期较为简单的设备管理与维护相比,随着先进设备的构造日益复杂、体积日益庞大,它们的维护越来越困难,其本身的品质及组合精度也严重影响着产品的质量;加上操作者不熟悉设备的性能、误操作、延误管理等因素,导致设备维护成本不断增加。设备频繁损坏,导致生产不能有效进行,这种情况下,专业化的设备管理越来越受到关注。因此,专业化设备管理成了一门专业学科,TPM随之诞生。
1. 事后保全(BM)
为了解决日益频繁的设备管理与维护问题,美国制造业提出了“事后保全”(Breakdown Maintenance,BM)这一概念,即当设备出现故障后马上采取应急措施进行事后处置。
这一时期工业生产设备的显著特点是半自动、手动操作的设备较多、设备结构较为简单,因此工人可以自己动手修理,设备故障不会对生产造成过大的影响。事后维修的特点是不坏不修、坏了再修,这种维修方式从20世纪初一直持续到20世纪40年代。
2. 丰田JIT模式
事后保全在欧美地区得到了广泛应用,而在东亚地区,因为日本较早进入工业化,所以其对于设备维护、保养也颇为关注。1953年,日本丰田公司的副总裁大野耐一综合了单件生产和批量生产的特点和优点,创造了一种在多品种小批量混合生产条件下高质量、低消耗的生产方式,即准时生产(Just In Time,JIT),为丰田开创了一条有别于欧美企业的发展之路,并为机械设备管理开创出新的理念,即“精益生产”。
精益生产(Lean Production),就是零浪费生产。精益生产是美国麻省理工学院国际汽车计划组织的数位专家对日本丰田JIT生产方式的赞誉。
在必要的时间,以最低的成本生产必要数量的必要产品,这是精益生产的核心,其对设备提出了较高的要求,所以企业必须快速、精准地解决设备问题,从而保障生产活动的顺利进行。丰田的JIT模式对于未来的TPM的形成与发展产生了长远的影响,并与设备管理相结合,形成了一套全新的体系。
3. 预防保全(PM)
20世纪50年代后,全球进入经济发展黄金期,各种复杂的设备不断出现,设备零件数量也日益增多。这时候,修理设备所占用的时间已成为影响生产的一个重要因素。另外,人们发现设备故障总在设备的某个部位出现,因此在维护时应主动去查找薄弱部位并对其进行改良。
此时,事后保全已经不能满足生产的需求。为了尽量减少设备修理对生产的影响,有人提出了预防保全(Preventive Maintenance,PM),通过对设备进行“物理性检查”预防故障的发生,从而达到延长设备使用寿命的目的。
预防维修的核心是对周期性的故障进行预防维护。它主要从以下3个方面进行设备的维护与保养。
①对设备进行日常维护(清洁、检查和润滑)。
②对设备进行定期检查,及时掌握设备的劣化状况。
③对设备的劣化进行复原。
预防保全概念的诞生,标志着设备管理开始由事后维修向定期预防维修转变,强调采用适当的方法和组织措施,尽早发现设备隐患,通过将预防和修理相结合,保证设备的正常运行。
4. 改良保全(CM)
随着预防保全的应用日益广泛,越来越多的企业发现,设备的许多故障是周期性出现的,这就意味着设备的维修与保养有规律可循。于是,企业开始对设备进行改进,以减少故障的发生;并简化对故障的检查和修复,以延长设备的使用寿命,这就是“改良维修”(Corrective Maintenance,CM)。
改良保全将设备管理推至更加精准、专业、体系化的阶段,一方面会记录日常检查结果和发生故障的详细情况,另一方面会对故障发生源进行有效的改善。
5. 保全预防(MP)
1960年后,设备的维修与保养得到了进一步发展。为了保证设备不出故障、不制造不良品,出现了“保全预防”(Maintenance Prevention,MP)。它的核心是从设备的设计阶段就开始对设备故障进行控制,其最终目的是实现无故障和简单的日常维护。保全预防依据对设备的运行和维护情况的完整记录,帮助设计人员对设备的结构进行改进。
而后,美国通用汽车公司将BM、PM、CM、MP 4种活动结合起来称为“生产保全”,并提出了一套系统的设备维护方案,从此出现了设备管理的科学方法,这就是TPM的雏形。
6. 全员生产保全(TPM)
将欧美的生产保全与东方思维相融合,最终产生了TPM,通过全员参与设备保全管理来提高生产效率,使生产效益最大化。
这一全新的模式一经推出,就立刻受到日本企业与欧美企业的欢迎。20世纪80年代,TPM作为一套有效的企业管理体系,得到了广泛认同,全球范围内的许多企业都引进了TPM。
随着TPM在全球被广泛应用,TPM本身也在不断完善,从最初的设备维护管理,发展到应用于安全、健康、环保、质量、产品开发、供应链、人事培训和办公室管理等各个领域,形成了一套综合性的企业管理体系,适用范围不再仅限于生产部门,也包含了其他非生产部门,形成了集团化的全员参与。日本、韩国、美国都是TPM的重要推广地区,到了20世纪90年代,全球的制造企业都开始推行TPM,我国的企业也加入这一浪潮。
从TPM的由来和发展可以看出,TPM并非一蹴而就,而是经历了设备管理领域近百年的不断发展与完善,结合了之前各种模式的优点,所以其具备完善的理论和实操经验,这是其能够在全球被广泛应用的重要原因。时至今日,未采用TPM和已采用TPM的企业,在设备维护领域具有非常明显的差别。
据统计,在未推行TPM的工厂里,其维护成本中约50%~60%都是不必要的支出,花费的时间中约50%~60%都是不必要的时间。在工厂推行TPM后,维修费可降低30%,停机时间可减少20%。甚至在工厂推行预测型维护的初期,设备备件库存成本就可以降低10%~30%。出现这样的差别,是由以下两点决定的。
①未推行TPM的工厂几乎一半的维修活动属于响应型维护,而此类维护成本比预测型维护的成本高近10倍。
②未推行TPM的工厂25%的维修活动属于预防型维护,而此类维护成本比预测型维护的成本高5倍。
由此可见,对于制造行业,推行TPM势在必行,因为这是降低生产成本、提高生产效率的关键。