运用TPM模式管理盾构施工设备

运用 TPM模式管理盾构施工设备

史文乾

中铁二十局集团第一工程有限公司 江苏 苏州 215151

摘要：盾构法以其安全开挖与衬砌、快速掘进、自动化作业、降低施工劳动强度等优点，广泛应用于地铁隧道施工；运用盾构法施工时，盾构机、后备套设备和其他配合施工设备的设备综合效率指标将直接影响施工进度及施工效率；如何规范有效的提高盾构相关设备的设备综合效率（OEE)是设备管理中的重点。结合盾构施工的模式，运用全员生产维修（TPM）的管理模式，确定相应的管理办法和控制关键节点来控制设备综合效率，达到降低维修成本和减少故障时间的目的，从而增加施工效益，希望能对相关从业者提供参考和借鉴。

关键词：盾构设备；设备综合效率（OEE)；管理方法；全员生产维修（TPM）；

0 引言

盾构法施工中，盾构机及后备套设备是隧道施工的关键因素，设备综合效率指标将决定盾构隧道工程的进度与效率，与施工成本及效益密切相关。通过分析国内外的工业设备管理模式，结合施工现场的设备管理的实际情况和存在的问题，使用适宜施工现场的设备管理办法，这对企业的成本控制、建设工程的质量保证是很有必要的。

1 OEE与TPM设备管理模式简介

1.1 概述

国际上设备管理办法主要目标是控制设备管理成本，按时间费用分布可分为，概念与产能设计、装置设计、制造、安装试运行、使用运行、维护维修、淘汰更新。有很多企业把设备维修看成不必要的成本，忽视了维修的直接与间接费用对企业收入的影响，从经济性和安全性的角度考虑，其隐患不可谓不大。而设备管理的主旨是通过科学的方式，管理设备的使用效率，降低设备故障率、设备产生的事故率、设备全寿命周期的成本，以实现项目总成本控制。

1.2 设备综合效率（OEE）

OEE是一种比较设备实际产能和理论产能的测量工具，以三个指标控制，即可用率、表现系数、质量系数，它用以衡量企业生产效率，并普遍应用在欧美的制造业和中国的跨国企业中。

1.3 全员生产维修制（TPM)

TPM是日本现用的设备管理制度，日本自战后经历了四个设备管理阶段，分别是：事后维修-预防维修-生产维修-全员生产维修，事后维修是日本因本土经济瘫痪、设备故障多和设备破旧等，加上20世纪初设备管理理念未成型，所以才使用的维修制度，主要是故障后恢复设备性能；而预防维修和生产维修是日本受到美国的影响，从美国引进的维修制度，该理念是设备管理制度的发展阶段；20世纪70年代，日本为适应当时国内工业经济的快速增长，综合了美国生产维修制、英国综合工程学以及中国鞍钢的生产方式，制定了全员生产维修制。

1.4 TPM的特点：

全效率，追求设备的经济性，使设备长期处于良好的技术状态；全系统，对设备进行一生管理；

全员参加，使设备维修不仅与维修人员有关，企业全体人员都要参加，特别是操作者的自主维修更加重要。

2 根据设备综合效率OEE研究TPM在盾构施工中的可实施性

其实在1960年OEE就应用在TPM中，它成为度量全员生产维修的关键值，与盾构施工的模式极为相适。

根据盾构施工流程，以一环的掘进、管片拼装来体现OEE参数。

OEE=可用率*表现指数*质量指数

可用率=操作时间/计划工作时间

表现指数=理想周期时间/实际周期时间

质量指数=0.9。

在盾构隧道施工过程，可用率的具体表现为设备停工所带来的损失，如设备故障，原料短缺等。在盾构施工中体现为隧道不能进行掘进的影响因素。而表现指数的具体表现为人员操作失误，设备性能不达标（能使用却不能正常使用），材料不合格等。在盾构施工中表现为，人员操作不当，设备磨损或满足不了施工需要，管片材料等验收后使用时发现不合格或周转材料不达标。而质量指数具体表现为隧道成型质量，隧道成型质量因素由成型管片破损率、错台率、渗水率等组成，还与隧道设计线路油管，涉及面较多，根据盾构施工隧道经验，质量指数暂定为0.9。

根据TPM的特点，全效率、全系统、全员参加，而设备综合效率（OEE)可用来作为全员生产维修（TPM）的核心控制因素；综上以OEE为控制因素的全员生产维修（TPM）在盾构施工中是可行的。

3 以OEE为核心的TPM在盾构施工中的具体表现

以盾构法隧道施工掘进及拼装完成1环的流程为例，如下图所示：

图3.1 盾构法隧道正常施工流程图

盾构法隧道施工中，隧道掘进和管片拼装依靠盾构机，渣土运输依靠隧道电瓶车和门吊，隧道注浆需要注浆设备等等，施工工序主要依靠设备协作完成作业，而盾构机及其后备套都是机械设备组成，此时施工的进度和施工效益主要体现在设备综合效率（OEE）的可用率和表现指数。

设备的良好率需要人员的有效管理，而表现指数则是需要人员高效率的协调配合，减少设备停机率。在盾构隧道施工中，设备因其种类多样复杂，操作区域分散，加上设备基本处于24小时运行，设备的维修保养仅仅依靠维保人员就有些力不从心。根据此行业生产经验，施工时总进度是由所有设备操作面协调配合才能完成，只要某一作业面停止，影响的是所有作业面，也可理解为单一设备故障，整体设备功能也就面临“瘫痪”，此时：

总设备OEE=N1*N2*N3*NM

单项设备N=可用率*表现指数*质量指数。某一设备NM=0，总设备OEE=0。

而运用TPM模式的全员参与制，保证各单项设备N的值，才能保障总设备OEE，通过全员参与减少各分项设备的损坏率，增加总设备使用率，这样才能提升整体的施工效率，从而提高企业利润。

以OEE为控制核心，保障设备的良好率，保证材料的合格率，再运用TPM的管理模式，发动全员生产维修，尤其是加强各作业面操作者的自我维保能力，让设备少出故障或提前发现故障及时解决问题，这样就减少专业维保人员“顾头不顾尾”的现象。加强管理者对设备的掌控能力，要有前瞻性，总体控制全设备效率。这样的模式可以让以前单一维保者变成全面维保，减少施工因设备故障导致的停工时间，极大的提高施工效率，减少施工成本，降低施工风险。

4 TPM模式在盾构施工中的具体实施措施

一种模式的实施是需要有具体落实步骤的，要建立相应的实施条例，则要细化每个实施步骤，要让各方参与者知道自己的职责，也就是该干什么，如何去干，如何控制，怎么保障。建立盾构TPM管理模式，主框架可从以下三个方面进行：

1.从操作者层面

全员生产维修制中操作者为一线工人，他们是设备的使用者，设备的状态操作者最先了解，加强设备操作者的维保能力，让其有基础的维保能力和故障解决能力，一般故障在设备正常停机时处理，减少使用停机时间，减少设备产生“久疾成病”的情况，并及时将设备状况反馈给专业维保人员和管理人员。

2.从维保人员层面

加强维保人员专业技术能力，做到及时与操作者和管理者沟通，将设备使用注意事项普及给各个操作者，在生产过程中教会操作者基础维保能力与辨别故障能力，并及时了解设备状况，将其反馈给管理者，让其及时储备易损配件；按计划进行设备综合维保，预防大故障发生，并且发生故障时做到高效解决，尽量不耽误施工成产。

3.从管理者层面

一是加强设备管理水平，定期了解设备使用状况，设备故障产生原因，分析故障原因如何产生：是操作不当还是维保不力，亦或者是产品设计不合理。二是加强设备经营理念，建立维保奖惩制度，对设备管理较好的操作者和维保人员实施奖励，发挥其设备管理积极性。三是加强设备管理综合能力，选择适应当前环境的设备，避免产能过剩或产能不足。

5 运用TPM模式管理机械设备的应用和发展趋势

随着社会发展，对管理机械设备人员的专业化要求越来越高，TPM模式无疑是一种设备管理的有效方式；而设备管理的标准化是与人分不开的，管理是由人去实施的，只有人员的进步才能实现设备管理的进步，而TPM模式让所有人变成参与者，可以让每个人成为设备的管理者，成为标准的执行者。而设备管理标准化体系是由管理的规范性、人员的专业性、知识与信息的丰富储备、设备管理的经济指标等组成；只有设备的管理者掌握了设备管理标准化体系后，提升自我的设备掌控力能，才能去更好的实行设备管理的标准化，才能够为企业创造更大的价值。而TPM模式的管理模式就是让参与者变成管理者，这种管理模式在设备管理体系中是具有实用性和可实施性，作者相信这种管理模式将会成为未来设备管理的主趋势。

6 总结

盾构施工不仅仅是施工技术和施工人员的管理，也是施工设备的管理，没有设备的支持，施工是无法顺利进行的，充分发挥设备的利用率，降低设备的故障率，才能更好的提高施工效率，企业才能获取更大的利润回报，而TPM将以往的单一人员设备管理变成全员设备管理的模式，全面提升了设备管理能力，是设备管理的有力保障，也是企业创效的坚实基础。

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