設備狀態管理下的冶金MRO服務模式
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摘要：MRO供應鏈服務涉及品類多、發生頻繁、數量龐大，一般情況下工廠MRO需求占其產值的4%，MRO中關鍵戰略物資對于冶金生產順利運行起到重要作用。提出了基于人機協同-設備狀態管理的冶金mro供應鏈管理模式，將以往單純考核備件管理的備件三金、備件周轉率等與產線生產指標直接關聯，形成以產線裝備狀態和產線生產質量為核心，以工藝提升、智能維護和按需供貨為抓手的MRO供給體系，在保障產線高質量生產的基礎上實現MRO保障成本大幅降低。
引言
通常指工廠或企業對其生產和工作設施、設備進行保養、維修，保證其運行所需要的非生產性物料，這些物料可能是用于設備保養、維修的備件，也可能是保證企業正常運行的相關設備、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、設備四大類。相比于直接性生產資料的采購，MRO的需求具有突發性，難以根據生產計劃準確預測。并且每次采購種類多、數量少，缺乏穩定的供應關系，采購工作量大、成本高。許多大型生產設備及所需備件如需跨國采購，則運輸時間長、環節多，一旦MRO供貨不及時、不準確，將導致設備與人員的停工，生產不能正常進行。基于克拉杰克矩陣，物資可分為一般物資、瓶頸物資、杠桿物資和戰略物資（圖1）。下面將針對鋼鐵行業MRO體系中關鍵的戰略物資，即設備的備件供應開展研究。
1冶金行業的備件供給特征
1.1常規冶金裝備維保特征
冶金備件的供應鏈服務模式與冶金裝備的維保模式密切相關。結合歷史維報數據，可看出傳統的點檢定修模式體現出如下典型特征。（1）過度依賴人的行為、經驗設備風險難以控制。主要表現在：96%的點檢標準屬于定性點檢標準，依靠維檢人員五感點檢，其穩定性不高；17%的點檢員每月未發現任何異常；90%以上事故屬于點檢不周造成；30%重復性設備故障與日常點檢不到位強相關。（2）以防為主，過維修多成本優化空間有限。在行業內約66萬條檢修標準項目中，約43%屬周期項目，定期更換、修理項目占比超30%，而關鍵設備多周期維護，逢停必修、以修待檢情況普遍。（3）分工過細、工作繁雜勞動效率提升困難。主要表現在：點檢、運行、日修、搶修功能分割過細，制約40%以上協同資源效率；鋼廠點檢標準多達95萬余條，標準執行難度高；國內先進鋼廠的萬噸鋼專職點檢人員0.9～1.1人。
1.2冶金行業備件構成
設備是企業的主要生產手段之一，設備管理是企業管理的重要組成部分。鋼鐵生產企業屬于資產密集型企業，其產品生產成本中設備備件的種類多、消耗占比大（表1）。按照國內鋼鐵企業的統計數據，噸鋼MRO的投入約200元，以我國鋼鐵2019年9.96億噸產量測算，則總體市場容量約1800億元。某鋼廠煉鋼車間的備件需求構成情況如表2所示。
1.3備件供給特征
備件供應管理的關鍵在于，既要保障生產的連續進行、減少經濟損失，又要消除不必要的備件費用，減少資金的消耗和占用。一般情況下，當備件供應服務水平越接近100%時，則備件供應成本的曲線斜率增長得越快，供應成本快速上升（圖2）。鋼鐵行業的備件供給有其自身顯著的特點：（1）鋼鐵企業備件的缺貨成本高。對于長流程鋼鐵企業的核心工序高爐而言，其產能的降低或停產將造成極高的生產成本。而關鍵備件的及時、高效保障是高爐順行的基礎。（2）有些備件之間是可以互換的，互換關系既有單向，也有雙向的。（3）備件缺貨成本不單表現在產量下降，也會造成產品質量下降。（4）設備的報廢和升級往往造成相應備件不再需要或無法滿足升級后的要求。（5）備件種類多，消耗規律各異。（6）備件的供應服務水平與對備件需求的預測能力密切相關。若要對備件需求的時間和數量有準確的把握，則要求對設備的工作狀態和生命周期有著更高水平的監測能力。（7）備件的供應服務水平與備件的供貨周期密切相關：①需要高效率的采購、供貨流程；②對于標準件而言，主要是供需兩地之間的空間距離，備件在途時間的長短決定了供貨周期；③對于非標件而言，供貨方測繪、非標加工定制和服務效率的水平營銷供貨周期。（8）備件的供應服務水平與備件的庫存控制密切相關。備件的庫存水平越高則供應服務水平越高、資金占用越大。
2冶金MRO供給模式及發展趨勢
傳統鋼鐵企業的MRO供給模式多是“MRO生產企業—流通商—鋼鐵企業”的三級服務模式（圖3）。在該模式下，鋼企的MRO供給需求通過多層分銷商網絡實現供需信息的傳遞。從影響MRO供應服務水平的三要素來看：①MRO的需求預測完全基于鋼企自身的生產經驗和MRO庫存管理水平，同時在多級商信息傳遞過程中因牛鞭效應而導致層層放大；②從備件的供貨周期來看，流通鏈條層級多、交易環節繁雜、效率低下，且多次分銷及儲運導致交易成本高，延長了供貨周期；③從備件庫存控制來看，因無法實現MRO產品及服務的即時性而加大了鋼廠的倉儲庫存。縱觀冶金備件供應鏈管理的發展歷程，已經歷了傳統模式、寄售制庫存、供應商管理庫存和平臺服務等4個階段（圖4）。根據鋼鐵企業的管理水平不同，其備件供應鏈管理處于上述不同的階段，但平臺服務模式以其顯著的價值鏈集成優勢越來越受到鋼廠的認可和推廣。
3基于人機協同—設備狀態管理的冶金MRO供應鏈服務模式
3.1樹立面向生產的設備管理價值理念
傳統冶金設備管理以“點檢定修制”為重點，采用預防維修為主，預知狀態、改善和事后維修等多種維修方式并存的維修理念，其重點在于周期性的定修和事后維修，缺乏將設備狀態、人員操作和備件管理等因素統籌考慮，實現設備管理價值落地的“三位一體”化管理：①設備狀態管理，通過“運行、機、電、儀”的“四位一體”設備狀態檢測、預防性維修和事后性維修，保障設備正常生產狀態的運行時間，降低非正常生產的停機時間，將生產與設備一體化考慮，保障了生產效率和質量；②人機協同，通過提升人員的操作水平和提升設備操作效率，來降低設備操作所產生的設備不良狀態影響，降低設備管理維護成本；③備件管理，基于設備狀態檢測，提升備件消耗預估精度，壓降設備資金成本。三者互相關聯，共同影響生產效益最大化和維護成本最低化（圖5）。
3.2冶金MRO供應鏈服務模式
為避免傳統冶金備件供給中多環節、多層級，以及僅關注備件本身而未充分考慮設備狀態，擴展其生產價值的問題。本文提出一種統籌設備狀態、人機協同和備件管理的冶金備件供應新模式。基于人機協同—設備狀態管理的冶金備件供應鏈服務模式，是指從傳統MRO的尋源采購，轉變為以產線設備狀態為核心，融合生產工藝技術服務、設備在線檢測、預測性維護、再制造修復和備件按需供貨為一體的冶金MRO供應鏈服務。由具體鋼鐵工藝技術和裝備狀態管理及供貨能力的機構建立MRO服務平臺如圖6所示。對于某產線裝備而言，MRO服務平臺提供整體式承包運營服務，以產線生產產量和產品質量指標或僅聚焦產線設備正常生產時間為考核標準，由該平臺整體負責產線設備狀態管理。基于產線設備狀態管理，MRO服務平臺提供人員操作優化、保障設備狀態和備件整體管理，同時適時對該產線的備件庫進行補充，以及對產線裝備更換備件。對于MRO制造而言，MRO服務平臺基于對產線裝備狀態的實時監測，精準預測備件生產周期、備件更換需求、以及向備件制造商提出采購計劃。對于鋼鐵企業而言，僅需關注產線裝備可生產時間、產線產量和命中率以及MRO保障成本等指標，新模式下將以往單純考核備件管理的備件三金（采購金額、庫存金額、消耗金額）、備件周轉率等與產線生產指標直接關聯，形成以產線裝備狀態和產線生產質量為核心，以工藝提升、智能維護和按需供貨為抓手的MRO供給體系，在保障產線高質量生產的基礎上，實現MRO保障成本的大幅降低。該平臺的核心在于聚焦在產線設備狀態，從生產技術、設備狀態檢測、設備維護和備件供給等多維度幫助鋼廠實現產量提升和質量提高。與傳統模式中單純備件供給相比，該模式延伸了MRO服務價值鏈，以生產為核心，關注技術服務、設備狀態、備件供給對于生產的重要影響，與既有模式存在顯著不同（表3）。通過服務理念和服務模式的轉變，在提高備件供應水平和降低備件服務成本的同時，注重為鋼廠生產創造更大價值。如圖7所示，備件供應服務成本上升的斜率，即由曲線1→曲線2。該模式還具有的優勢有：鋼廠專注于生產主業，避免陷入復雜的MRO采購及管理之中；承包方充分發揮專業技術能力，為產線裝備保駕護航；縮短產線裝備的維修周期；降低產線裝備的備件庫存等。鋼廠和MRO服務平臺雙方有統一的利益追求及合作定位，高匹配的備件供需合作、低時延的備件供貨機制、低庫存的備件保有，使得雙方共享新模式帶來的收益，實現共贏。
4結論
當前國內已有領先的鋼鐵工程技術服務公司在基于人機協同—設備狀態管理的冶金備件供應鏈服務領域不斷實踐，打造出以技術為引領、以產品為支撐、以服務為落地的冶金運營平臺。該平臺可以充分發揮自身鋼鐵工藝技術的核心優勢，以鋼廠生產和裝備管理為抓手，集聚一批優質備件制造商打造一體化的產線設備MRO服務方案，可以實現：①為客戶降低噸鋼備件消耗3%~10%；②提升生產指標5%~10%；③設備機械故障率降低到1.3%以下；④從單純的降低設備故障率維修模式轉為以精準維修、運行可靠性為目的維護保養模式。
參考文獻
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作者：祁明明 杜江 周吉祥 馬杰 單位：中冶賽迪工程技術股份有限公司
