梁艺成(比亚迪股份有限公司，)

　　摘要：随着市场竞争的日益激烈，企业想要生存发展，则必须自动的去降低自身的成本。而如何去降低成

本，提高企业的竞争力?大量国外、国内管理者、从事成本工作者、学者经过广泛的深入研究，研究出种种的成本

控制方法，并且针对不同的提高成本因素研究制定出不同的降低成本方法，但逐渐都认识到降低成本则要建立一

个完整的成本管理系统，建立一个完整的成本管理系统才能系统地、持久地、有效地降低成本，促进企业的生存

发展，该系统非常的庞大，牵涉到非常大的技术、管理层面，故本论文结合BYD一个事业部的实际情况，研究如

何从提高设备的利用率着手，从而降低生产成本。

　　关键词：市场竞争，降低成本 提高设备利用率

　　abstract

　　With the increasingly fierce market competition,enterprises must automatically reduce their own cost to

insure its survival and development.But how to reduce cost and inprove competitiveness of enterprises?Lots

of foreign and domestic managers,cost accountants,scholars,after extensive in-depth study ,they found

various of cost-control methods,and they also have made different ways to reduce cost for different cost-

push factors.However,they gradually recognized that in order to reduce cost in a a systematic, sustained

and effective way and promote the survival and development of enterprises,enterprises should establish

a complete system,which is very large and involves extensive technique, management aspect. This

thesis,combined with the situation of one division of BYD, is studied on how to reduce production cost

from improveing utilization factor of equipment.

　　keywords:market competition reduce cost improve utilization factor of equipment

　　1 绪论

　　1.1 研究背景和研究意义

　　当今市场对高、精、尖产品的要求越来越高，产品质量、成本和产品柔性更依赖于高技术含量、高度自动化

的设备，而随着制造业的飞速发展，设备在企业中的地位也越来越重要。特别是在我国加入WTO后，不少企业逐

渐从“生产为主、设备为辅”的观念向“生产与设备全面管理”的思想转变，因此做好企业的设备管理工作已经成为

各级企业管理者的共识，而对设备进行合理的管理正是成本控制的一方面。同时现代制造企业为满足生产的需要

陆续引进了许多技术含量高、价格昂贵的设备，使得设备折旧占据了整个生产成本50%以上。因此提高设备的使

用效率成为企业赢取市场竞争能力的重要手段，而科学合理地对设备的使用效率进行测评则是提高设备使用效率

的重要基础。

　　随着社会的日趋全球化，全球的电子制造服务商向中国市场迁移，我国的电子产品市场也不断与国际市场相

结合。根据统计和预测，全球中小尺寸LCD产品2006年出货量超过10亿片，销售额已经达到185亿美元，预计

2010年出货量可达到18.5亿片，销售额达到240亿美元，2005年～2010年销售量的年均复合成长率达到21%。

而从地域上看，我国内地正在成为世界最大的电子产品和元器件生产基地，同时也拥有规模庞大的消费者数量

和巨大的需求潜力。因此如何提升设备利用率、降低成本及创造附加价值高的产品，已经成为LCD厂商们共同

所面临的问题。

　　比亚迪公司自1995年建厂以来，经过迅速的发展，目前已成长为拥有IT和汽车两大产业群的世界级制造企

业。作为公司成本管理处的人员，有必要也有义务运用所学知识为公司竞争力的提升贡献自己的一份力量，因

此本文是针对我在公司实习时的项目——“设备利用率提升”专案而进行的研究，在设备管理中充分运用“管

理IE”的思想，通过结合公司设备生产现状，运用一系列的工具对设备利用率作进一步改善和提高，从而实现产

品成本降低、制造改善能力的加强等等。

　　1.2 论文架构

　　本文是在对几种与设备的管理相关的技术改进工具进行了解的基础上，对TPM(全员生产维护)的主要内容进

行了探讨，然后是具体分析公司生产设备目前所遇问题以及如何改善和提高其OEE、减少各种损失。

　　本文共分五章，每章内容如下:

　　第1章为绪论部分，分析了论题研究的背景和目的。

　　第2章为文献综述部分，主要介绍了TPM理论、OEE的计算方法以及快速换线的方法。

　　第3章在介绍企业概况的基础上，结合对LCD厂设备的现状调查情况，初步分析了该厂存在的设备问题。

　　第4章主要是通过对关键设备OEE的计算分析来确定LCD厂设备的问题所在。

　　第5章是针对关键设备存在的问题，提出改善方案，并对改善后的效果进行预测。

　　2 相关理论概述

　　2.1 TPM理论

　　2.1.1 TPM的基本概念

　　全员生产维护[10](Total Productive Management，TPM)是以最有效的设备利用为目标，以维修预防、预

防维修、改善维修和事后维修综合构成生产维修为总运行体制。由设备的计划、使用、维修等所有有关人员，

从最高经营管理者到第一线作业人员全体参与，以自主小组活动来推行生产维修，使损失为零。

　　TPM与企业通常的生产维修相比，主要突出一个“全”字，“全”有三个含义，即全效率、全系统和全员参加。

全效率，是指设备寿命周期费用评价和设备综合效率;全系统，是指生产维修的各个侧面均包括在内，如预防维

修、维修预防、必要的事后维修和改善维修;全员参加，是指设备的计划、使用、维修等所有部门都要参加。实

行动机管理，即通过开展小组的自主活动来推进生产维修。

　　TPM的主要目标就落在“全效率”上，“全效率”在于限制和降低六大损失[1]：

　　1) 设备停机时间损失(停机时间损失)

　　2) 设置与调整停机损失

　　3) 闲置、空转与暂短停机损失

　　4) 速度降低损失(速度损失)

　　5) 残、次、废品损失，边角料损失(缺陷损失)

　　6) 产量损失(由安装到稳定生产间隔)

　　TPM[3][18][21]理念在实施过程中特别强调全员参与。“全员”成为这一管理模式的理想和精髓，也是最难跨

越阶梯。国内的一些企业在设备管理实践中也逐渐认识到“强化基础素质提升”和“全员”的必要性。然而，从维

修体制上看，TPM仍属于生产维修基本框架。一方面加强设备基础保养，提出“缺陷为零，故障为零”的更高管理

目标——“零缺陷管理”;另一方面，也更加注重以状态维修为核心的预防维修体制的建立和完善。这一设备管理模

式已在全世界得到广泛传播，受到各国企业界的欢迎，而且给企业带来效益。由于日本及其国际企业应用TPM管

理模式取得了良好的效果，使这一管理模式成为当代企业管理有代表性的手段之一，同时也成为国际上应用最多

的设备管理方法。国内也有不少企业在设备管理工作中全面或部分引进这种管理模式。

　　2.1.2 TPM的内容

　　TPM是全员参与的、以提高设备综合效能为目标、以设备寿命周期为对象的生产维修制度。TPM以建立健全

的、追求生产系统效率极限化的企业体系为目标，从生产系统的整体出发，构筑能够避免所有损耗(灾害、不良、

故障等)发生的机制，设计生产、开发、设计、销售及管理部门在内的所有部门，通过公司从上层到第一线员工的

全员参与和重复的小集团活动，最终实现零损耗的目的。TPM主要包括提案改善活动、设备的自主保养、设备的

计划保养和生产效率化改善四部分，其核心内容就在于通过对设备实施自主保养和计划保养降低六大损失、提高

设备效率，最终推动生产效率的持续改善[22][24]。

　　2.1.3 TPM的生产维修体制

　　经过多年的发展，TPM已经在设备的生产维修体制中确定了自己的定位，如图2-1所示。

　　2.2 设备综合效率

　　设备综合效率[1](Overall Equipment Effectiveness，OEE)是指生产性维护设备所产生的总量。它提供了评

估设备运行和区分如何改进不同设备的一种手段，评估设备综合效率同样提供了分析设备改进方法和改进效果

的手段。使设备的损失、浪费更清楚、直观。设备综合效率是一个在数学上的对设备时间开动率、性能开动

率、质量和它们的综合效果的评估。

　　2.2.1 OEE的计算方法

　　1)方法一[13]：

　　OEE的计算方法如图2-2所示：

　　时间开动率A=T2/T1 (1)

　　性能开动率PE=T3/T2 (2)

　　质量合格率Q=T4/T3 (3)

　　式中：

　　T1为计划工作时间，T1=可用生产时间T-计划停机时间，

　　计划停机时间指的是计划内的非工作时间，比如用餐、休息、培训、开会等时间。在实际应用中，把由于

水、电、气供应不足或受限、产品需求不足造成的排产中的计划停机也算在计划停机时间之内。

　　T2为实际工作时间，T2=T1-非计划停机时间，

　　非计划停机时间指的是因生产准备(包括换模)和设备故障而造成的停机时间。

　　T3为理论工作时间，是指按照产品理论生产周期和实际总产量计算出来的生产时间。

　　T4为合格品工作时间，是指按照产品理论生产周期和实际合格品产量计算出来的生产时间。

　　OEE的计算方法是综合以上3个比率的结果，即OEE=A×PE×Q (4)

　　将式(1)、(2)、(3)代入式(4)得到：

　　OEE=T4/T1 (5)

　　2)方法二[16]：

　　设备综合效率(OEE)=时间开动率×性能开动率×合格品率

　　其中：

　　时间开动率=实际工作时间/计划运行时间×100%

　　计划运行时间=日历工作时间-计划停机时间

　　实际工作时间=计划运行时间-异常停机时间

　　性能开动率=速度开动率×净开动率=生产数量×理论加工周期/实际生产时间×100%

　　合格品率=合格品数量/产品总数×100%

　　方法二简化了OEE的算法，但方法一的计算便于分析原因，因此针对于不同的用途可以选用OEE的不同计算

方法。

　　设备综合效率是一个比较全面反映设备利用效率的指标，其中的时间开动率反映的是设备本身原因而形成的

时间实际利用状况，性能开动率反映了设备性能的发挥和利用状况，合格品率反映的是设备有效工作情况。

　　2.2.2 OEE的使用规范与评价标准

　　1) OEE的使用规范

　　OEE的值有两种算法，那为什么在计算中我们要选择一种复杂的算法，而不选择简单的呢?主要是为了分析问

题。计算OEE值不是目的，而是为了分析六大损失。设备的OEE水平不高，是由多种原因造成的，而每一种原因

对OEE的影响又可能是大小不同。在分别计算OEE的不同“率”的过程中，可以分别反映出不同类型的损失[9]

[11][12][23]。

　　时间开动率是用来考核停工所带来的损失，包括引起计划生产发生停工的任何事件，例如设备故障，原料短

缺以及生产方法的改变等。

　　性能开动率包括了设备的运行速度，所以涉及到生产速度上的损失。包括任何导致生产不能以最大速度运行

的因素，例如设备的磨损，材料的不合格以及操作人员的失误等。它是根据设备生产商的技术数据作为分母计算

的。

　　质量合格率系指由于质量问题导致的生产率损失，它反映了没有达到质量要求的产品(包括返工的产品)。

　　OEE的计算包含了三方面的问题，这与传统计算设备利用率的方法相比，更具有明显的优势。传统的方法仅

专注于可用效率，OEE还考虑到效率及质量因素，它使决策者能同时关注设备的多方面，便于采取相应调整措

施。但OEE 也有其自身的局限性，它针对的是单台设备，缺乏全局优化观点。计算OEE 虽然方便，但要分析

其相应参数，却需大量精确数据，而由于生产的动态性及环境的变化，这些数据不易获得。要对OEE 进行改

善，需大量的人力、物力，可能涉及到组织的每一方面，如生产、维护、工艺部门[2]。

　　2) OEE的评价标准

　　OEE是反映设备综合经济技术指标好坏的指数，它能及时发现设备管理中出现的缺陷，以及对设备本体所采

取的措施提供科学的判断依据。对不同的指数评价[6]如下：

　　①. OEE≥85%，性能优良，经济效益良好，评价等级★★★★，平时应注重性能的保全。

　　②. 70%≤OEE<85%,性能良好，经济效益一般，评级等级★★★，采用预知维修或中修的措施予以提高。

　　③. 50%≤OEE<70%，性能不稳，经济效益持平，评价等级★★，在大于1年的时间段内一直在此范围内，

采用大修或局部改造的措施予以改进。

　　④. OEE<50%，性能低下，经济效益亏损，评价等级★，在大于1年的时间段内一直小于50%，应予以淘汰

更新。

　　2.2.3 OEE与 TPM的关系分析

　　如果设备综合效率OEE仅仅被用作内部效率指标，则它对生产系统的贡献是微薄的。因此，OEE 需要与系统

化观点结合，才能实现生产系统的整体改善。OEE可以较全面地反映生产现场设备管理对设备效率的影响，因

此，在全面生产维护的推进中，OEE已经成为国际上公认的设备利用效率状况和维护维修保养状况的管理考核

指标，是实施TPM的基础[8]。OEE不是被动的控制工具，而是改善的驱动力[5][7][14][17]。

　　我们知道计算设备的综合效率OEE的目的并不是只得出一个数，对OEE的计算可以明确生产改进的需要。我

们可以对影响OEE的六大损失进行分析和改善。六大损失与OEE的关系[20]。

　　因此，本文正是针对这一问题，具体分析BYD公司第四事业部LCD厂的生产设备目前所遇问题以及如何改善

和提高其OEE、减少各种损失并对后续公司生产制定了相应的各种改善对策。

　　2.3 快速换线

　　2.3.1 快速换线的概念

　　快速换线[19] (Single Minute Exchange of Dies, SMED)是一个有组织的过程，可缩短生产线生产不同产品

间转换时间，提高转换的可重复性，确保尽可能短的时间内转换成功并生产出合格产品，促使生产者可减少生

产批量和降低库存水平而不影响正常的生产作业。快速换线的成功可带来如下有一的变化：

　　1) 减少库存和节约库存空间，甚至可以达到零库存;

　　2) 减少报废和返修，甚至可以达到零缺陷;

　　3) 减少搬运，可以采用更小和更少的周转箱;

　　4) 简化生产计划，有助于均衡生产和看板拉动式生产方式;

　　5) 减少生产批量，适应顾客多品种的生产需求;

　　6) 提高生产线安全和卫生水平，是生产线环境井井有条。

　　2.3.2 快速换线的四个阶段

　　快速换线的四个阶段和相应的换线停机时间[15]如图2-4所示。

　　2.3.3 快速换线的工具

　　要实现快速换线，首先要分析现有的做法，将生产线各工位机器设备的转换时间整理成表然后根据整理的结

果，对瓶颈工位转换设法加以解决。针对被选为改进目标的生产线，应就其作业方式、机器动作、工装夹具使用

方法和作业周期时间等加以仔细观察并记录，将换线作业列成表。其记录内容包括：

　　1) 不同换线时间的原因

　　2) 换线作业方式及顺序的不同及其注意点

　　3) 单一作业周期时间过长的工位

　　4) 螺钉装卸过多的工位

　　5) 调整作业与调试作业过多的工位

　　作业表做好后，根据此表来组成作业网络图。先将没有前接作业的换线工序排为第一，然后将后继作业连接

下去。此时以箭头“→”表示各换线工序，以节点“O”来连接各作业。画网络图的一个原则是，开始必须由一个

节点“O”开始，并由一个节点“O”结束。中间的节点“O”必须全部以作业“→”或虚作业“→”连接起来。

　　网络图完成后，各换线工序的“→”下面要填入所需时间，并查明开始节点和结束节点之间有几条路径。

　　根据网络图，计算其要径，即可明了哪一条路径花的时间最多。因此，对该路径上的某一项作业采取措施，

缩短作业时间，即可缩短整个转换时间。

　　缩短换线时间，增加生产时间是提高生产线效率的最佳途径之一，采用计划评核技术可清晰地分析出缩短换

线时间的改进重点。

　　3 BYD公司LCD厂设备的现状调查

　　3.1 BYD公司概况

　　比亚迪股份有限公司(以下简称BYD)始建于1995年，由 20 多人的规模起步，短短十年时间内迅速成长为 IT

及电子零部件的世界级制造企业，为全球第二大移动能源供应商，被誉为“制造业基因携带者”，“国际OEM皇

帝”和“世界OEM隐形冠军”。2002年，BYD在香港证券交易所上市，创下了54支H股最高发行价的记录。2003

年BYD跻身为全球第二大充电电池生产商。2006年，BYD入选全球企业新兴百强。今天，BYD在全球拥有员工

130，000 余人，公司市值已超过300亿港币。

　　BYD拥有IT零部件制造和汽车制造两大产业。IT 主要产品包括二次充电电池(锂离子、镍镉、镍氢)、液晶显

示屏模组、塑胶壳、键盘、柔性电路板、摄像头、充电器等。汽车产品包括各种高、中、低端系列燃油轿车，以

及汽车模具、汽车零部件、双模电动汽车、纯电动汽车等。BYD总部设在深圳，在北京、西安、上海、天津设有

分公司，发展12年来，年销售额以超过100%的平均速度增长，销售利润率也在以每年两位至三位数的速度大幅

增长，日产充电电池300万粒，全球平均每三台移动电话中就有一台使用比亚迪生产的电池。比亚迪已成为全球

领先的移动电话零部件制造商和解决方案供应商，也是诺基亚和摩托罗拉的优秀供应商，并在汽车领域迅猛发

展。

　　3.2 LCD厂设备调查

　　3.2.1 LCD厂简介

　　LCD厂是BYD公司第四事业部的主要工厂，它凭借先进的生产工艺以及与日本知名制造商的技术合作，致力

于为手机、通讯设备和其他电子仪器提供液晶显示屏和模组。LCD厂拥有一支强大的研发小组，包含经验丰富的

工程师200余人，其中多人拥有博士和硕士学位，能够根据客户要求设计开发出高质量的产品。

　　LCD厂成立于2002年，当时所选用的设备为三代线，产出能力和产出良率在现在来说都比较低，因此厂里后

续采取了引进先进且精度较高的生产线的策略，以提高产品的产出率和良率。厂里于2007年对部门车间又进行了

重组，将生产相同或类似产品的相关车间进行合并，重组后的车间有PANEL车间(由原一、二、三车间合并)，切

灌车间、四车间、五车间、六车间、和剪薄车间，重组后生产时产品基本上是按照车间的顺序进行流动，最终形

成成品。在各车间进行重组的同时，各科室也进行了重组。

　　3.2.2 LCD厂设备类型

　　LCD厂分为六个车间，涉及到液晶显示屏的生产加工、液晶显示模组的组装、检验等多个环节，需要的设备

有进口，国内其他厂商供应，以及自产的共306种。具体的种类数量如表3-1。

　　表3-1 各车间设备数量、种类

　　车间 数量 种类

　　PANEL车间 一车间 48 19

　　二车间 194 83

　　三车间 135 66

　　切灌车间 86 26

　　四车间 109 36

　　五车间 94 27

　　六车间 168 44

　　剪薄车间 16 5

　　虽然仅仅其中一个工厂就有着如此的规模，但是工厂内部部门与部门之间的联系、车间层与管理层之间的信

息互动存在很大的缺陷，同时工厂发展壮大的速度远远超过了其组织管理水平的发展速度，因此在很多的地方存

在着问题。无论是新产品的开发导入，生产过程的设置，人力的配置，库存的管理上都有很多的问题亟待解决，

以下就是LCD厂的设备使用方面存在的问题。

　　3.2.3 LCD厂设备使用存在的问题

　　随着电子科技的发展和市场的不断变化，产品的需求也变的越来越多样化，生产方式从以前的大批量生产过

渡到现在按订单批量生产，生产设备自动化的普及率也相应提高到了70%左右，其中大部分以自动机为主。由于

不同的客户，同一类产品在要求上也会有一些差异，因此就会经常要对设备进行调整和更换零部件等，如更换全

自动COG的ACF压头、FPC专用平台等等，以适应不同需求，这就会使设备需更换的部位磨损严重，工艺调整耗

时过长。有时由于试产频繁或是批量太小，经常会出现这种情况，每天要更换多次品种，这就导致出现设备刚刚

调整好，达到最佳运行状态，又要换品种的现象发生，从而导致残次品增加，设备综合效率很低。

　　在计划维修体制下，车间的维修人员负责对设备进行维护与保养，操作工只是负责设备的使用和清洁，而不

参与日常维护保养。由于缺乏设备保养与维护方面的教育与培训，使得操作工只会使用设备，对设备的内部构造

基本是一问三不知，这样对机器的使用就很盲目，对于一些故障发生前的先兆不能做出正确判断，更不用说采取

措施去防止故障发生。一旦出现问题无法解决，只能停机向维修人员求援，而且对故障原因无法做出明确的解

释，增加了维修人员的工作难度，延长了修理时间。在实际生产操作中，一般都采用事后维修。只有在生产淡季

才对重点设备进行一些维护保养。

　　近些年由于手机等消费性电子产品的迅猛发展，给BYD公司带来了巨大的商机，公司上下都在围绕如何满足

需求、研发新产品占领市场做文章，对设备的管理不是特别重视，认为只要能满足生产的需要就可以了，从而导

致了公司的设备管理现状与国际上先进企业相比存在很大的差距。先进的企业大多采取预防维修，重视设备的维

护与保养，并且建立起自主维修体系，使现场设备的保养、维护和维修成为操作工人的自觉行为。而在我们公

司，还是沿用旧的维修体系，对设备的维修一般都是在故障发生之后，操作工所接受的培训也很少，导致设备综

合效率低下，故障停机次数增加，维修费用增多。以上事实让全公司上下都认识到设备管理如果再不改进，就将

成为生产发展的瓶颈，制约公司的扩大再生产。

　　4 BYD公司LCD厂设备利用率的分析

　　4.1 典型设备的选择

　　由表3-1可以看出设备的种类和数量众多，所以在提高设备效率活动中，我们可以在企业内选出典型设备，由

生产技术人员、设备维修人员、操作人员等组成小组，为提高设备效率进行个别改善，以实际典型示范效果带动

整体设备效率的提高。

　　第四事业部从生产LCD起步发展，经历了几年的奋斗之后生产规模迅速扩大。现今阶段四部的LCD占主导地

位。从LCD的制造工艺来看，COG(芯片压贴)设备的自动化程度、复杂程度以及精密程度是相当高的。该设备的

主要作用将IC(集成电路块)与电路主板进行连接，它属于该条生产线的前段，经过其加工出来的成品要供应给中

段的贴片岗位压贴POL(偏光片)，然后供给后段的组装岗位线进行产品附件组装，直至出货。液晶显示屏是LCD

厂的主要产品，因此每个月都会有大量不同型号的订单，这也就使得该生产设备的生产日程始终排得比较满，且

换线频繁。一旦该设备出现任何原因的停机都将直接导致整体嫁动率降低，甚至影响到公司对客户的交货。因此

此设备不仅是关系系统生产的关键设备，也是制约系统高产的瓶颈设备，所以对其进行OEE分析改善有着重要而

积极的作用。本文即以车间里COG设备生产使用情况为研究对象，

　　4.2 数据收集

　　选择好典型设备以后，我们针对该设备进行了一些分析，随后收集了该设备的一些相关运行状况的记录。

　　从运行记录中可以看到，COG设备的损失类型主要有以下四种：

　　1) 换型号造成的损失：即更换另一个型号的产品进行生产;

　　2) 调机造成的损失：设备在运行过程中，由于产品清洁不到位或是对位不精确造成机器报警;

　　3) 设备编程造成的损失：由于加工新型号的产品，要对设备进行编程而造成的浪费;

　　4) 设备故障造成的损失：由于设备维护点检不到位造成的停机损失。

　　COG设备的总共非计划停机时间见表4-1。

　　损失类型 二月(分) 三月(分)

　　换型号 3426 3701

　　编程 3655 2551

　　调机 1987 1876

　　故障 2359 2196

　　合计 11427 10324

　　COG设备的二、三月份的产量及报废数量见表4-2。

　　在数据的收集过程中，由于生产部门都采用统一的表单进行收集，只有设备的异常停机时间和原因的记录，

而没有设备运行时间、计划停机时间等的记录。因此没有收集到设备的每天的开线时间，在这里我用最大工作

时间[4]来计算，即每月按照30天来计算，按白夜两班，即月工作时间为：

　　24×30×60=43200分钟

　　但是这个最大工作时间是不能达到的，即我们依此计算出来的数据是一个相对理想的数值，要比实际的结果

好。

　　4.3 数据处理

　　对于现代化企业，追求利润最大化是其最终目的，而企业利润最大化归根结底是靠不断提高设备综合效率来

实现和完成的。在此我们对所选的典型设备的相关数据进行计算，最终得出该设备的OEE，并通过它来了解和掌

握影响此设备综合效率的因素，剖析影响设备综合效率的原因，寻找并积极实施提高设备综合效率的措施及对

策，不断追求实现设备零故障的目标。

　　在LCD厂原有的设备运行记录中，只是根据设备的异常停机状况进行一个停机时间和停机原因的记录，在计

算OEE时又用的第一种计算方法，得出的结果虽然与设备综合利用率结果相同，但是参考价值不大，不便于对设

备的各种损失进行分析，从而找出造成设备利用率低的原因，因此在这里我采用第二种方法来计算设备的综合效

率。

　　根据上一节的数据，得出以下OEE统计表格(见表4-3)。

　　表4-3 二、三月份OEE统计表格

　　统计月份 日历工作时间(min) 计划停机时间(min) 异常停机时间(min) 理论生产周期(s) 投入量(pcs) 不合格

品数(pcs)

　　二月份 43200 4500 11427 4.5 316450 6488

　　三月份 43200 4500 10324 4.5 357120 8811

　　1) 时间开动率：

　　上一节中提到由于在设备运行记录中没有设备工作时间的记录，因此选取最大工作时间进行计算，即每月的

负荷时间为43200分钟。

　　二月份：

　　计划生产时间=日历工作时间-计划停机时间=43200–4500=38700

　　实际生产时间=计划生产时间-异常停机时间=38700-11427=27273

　　时间开动率=实际生产时间/计划生产时间×100%

　　=27273/38700×100%=70.5%

　　三月份：

　　计划生产时间=日历工作时间-计划停机时间=43200–4500=38700

　　开动时间=计划生产时间-异常停机时间=38700-10324=28376

　　时间开动率=实际生产时间/计划生产时间×100%

　　=28376/38700×100%=73.3%

　　2) 性能开动率

　　二月份：

　　性能开动率=速度开动率×净开动率=生产数量×理论加工周期/实际生产时间×100%=316450×4.5/

(27273×60)=87.0%

　　三月份：

　　性能开动率=速度开动率×净开动率=生产数量×理论加工周期/实际生产时间×100%=357120×4.5/

(28376×60)×100%=94.4%

　　3) 合格品率

　　二月份：

　　合格品数量=产品总数-不良品数=316450-6488=309962

　　合格品率=合格品数量/产品总数×100%=309962/316450×100%=98.0%

　　三月份：

　　合格品数量=产品总数-不良品数=357120-8811=348309

　　合格品率=合格品数量/产品总数×100%=348309/357120×100=97.5%

　　4) 设备综合利用率OEE

　　二月份：

　　OEE=时间开动率×性能开动率×合格品率=70.5%×87.0%×98.0%=60.1%

　　三月份：

　　OEE=时间开动率×性能开动率×合格品率=73.3%×94.4%×97.5%=67.5%

　　4.4 数据分析

　　由OEE的评价标准知，若50%≤OEE<70%，则该设备的性能不稳。故由以上计算可以看出此设备综合效率

并非为理想的数值，特别是时间开动率的值比较低，说明该设备在时间的利用上问题最大，即其异常停线的时

间需要控制。而造成设备异常停线的原因有很多，因此我们项目小组与设备、生产、工艺、计划等部门相关人

员展开头脑风暴会议进行商讨，并将导致OEE低的原因用因果图展开如下。

　　由于影响OEE的原因众多，我们通过小组讨论初步确定了一些主要的影响因素，具体如下：

　　1) 设备维护不到位

　　2) 夹具质量和改善问题

　　3) 设备改良

　　4) 培训不到位

　　5) 换线时间长、频率高

　　6) 设备的标准化管理

　　7) 昂贵配件备件的必要性。

　　针对于这些因素，我们进行了进一步的调查，请相关人员对以上几个因素进行了进一步的分析，通过排列图

来分析导致OEE低的原因，见表4-4和图4-3。

　　原因 人数 累计百分比

　　设备维护不到位 29 46.8%

　　换线时间长 20 79.0%

　　设备夹具的改善 5 87.1%

　　培训不到位 4 93.5%

　　设备标准化管理 2 96.8%

　　昂贵配件备件的必要性 2 100.0%

　　合计 62

　　在上述排列图中，根据80/20原则我们可以很明显地看出设备维护不到位、换线时间长为导致OEE低的主要

原因，因此如果解决了这两个问题，那么OEE将会有明显的提升。

　　5 BYD公司LCD厂设备利用率的改善

　　针对于LCD厂设备利用率低的问题，我们积极成立了包括设备、工艺、制造、财务以及IE成员的项目小组，

把在调查过程中发现的问题从成本控制的角度进行改善。

　　5.1 数据收集方法的改善

　　对于数据的收集过程由于数据收集的表单内容不合理齐全，以致在计算设备综合利用率时有一些必要的数据

找不到，使计算不够准确。因此我们把改善的第一步放在数据收集方法的改善上，制定了新的设备运行记录表，

在LCD厂第六车间试行。见表5-1。

　　该表记录的各项含义如下：

　　1) 拉别、机台号、班别、产品型号、调试机器负责人、停机详细原因、时间、实际产量、合格品率分别按照

生产的实际填写;

　　2) 原因一栏按照人员、机器、物料、方法、环境五个要素填写，如操作人员用餐休息时间为计划内停机时

间，原因为“人员”，由设备故障而造成的停机原因为“机器”等;

　　3) 小计为由于异常原因造成的停机时间;合计一栏中填写的为对于计划内停机时间、设备故障时间、计划外

停机时间的一个总计;

　　4) 负荷时间一栏填写的为计划用来生产的总工作时间;

　　5) 开动时间为机器的实际工作时间，它等于负荷时间减去设备故障时间和计划外停机时间;

　　6) 时间开动率即为开动时间比上负荷时间;

　　7) 当日理论产能为生产数量乘以理论加工周期再比上实际生产时间;

　　8) 性能开动率为实际产量比上当日理论产能;

　　9) OEE为时间开动率、性能开动率、合格品率的乘积;

　　10) 目标是由各设备使用单位针对本部门内的关键设备根据统计前期的设备时间开动率、性能开动率及合格

品率的历史数据制订，以进行后续的设备效率管理。

　　根据这一表格所统计出来的数据便于计算设备综合利用率，不但结果准确，而且一目了然，在后续的对于设

备的利用率低的分析中，可以更快的找出的数据，并通过一些方法进行分析，从而采取相应的措施进行改善。

　　5.2 设备利用率的改善

　　在进行了第一步的改善之后，就要进行第二步的改善，也是最重要的改善——设备利用率的改善，针对于设

备利用率低的问题，上一章已经介绍过，主要是针对TPM不到位和设备的换线时间长进行改善，下面就分别对这

两个问题进行阐述。

　　5.2.1 设备维护的改善

　　针对于设备维护的问题，我们决定厂里上下一致努力，利用自己的优势，全面推行TPM，做好设备的维护管

理工作，从而提高OEE。

　　1) LCD厂实施TPM的可行性分析

　　BYD公司经过多年的艰辛历程与发展，己经成长为手机配件企业的领军人物。随着近几年各种新兴势力的介

入，国际电子市场的竞争逐渐加剧，企业在市场上正如逆水行舟，不进则退，但是公司凭借坚定的信念和不懈地

努力，一直走在市场的前列。经过不断地改革与探索，员工们己深深地明白了这个道理：只有靠不断革新，不断

努力，企业才能生存、发展。在现实中，我们设备现场管理与先进企业确实存在很大差距，这就是我们要推行

TPM的原因。

　　公司上下一直在坚持5S的推进工作，每周都进行5S的评比活动，上到经理，下到操作工人都进行相关管理知

识培训，使广大职工亲身感受到先进的管理理念给企业带来的变化，也使职工已能逐渐适应先进的管理思想所带

来的冲击：只要是能使企业走向强大，取得更好的效益，员工们就愿意去执行。因此公司已经有了一个良好的企

业机制，便于TPM的推进。

　　LCD厂不断的跟着企业一同成长，它的自主设备研发能力也在不断的提升。经过多年的努力，目前LCD厂拥有

一支强大的研发小组， 包含经验丰富的工程师200余人，自制了包括FPC贴片机、LCD检测仪等在内的多种设备。

正因为具有这个优势，使我们意识到在LCD厂推动TPM上，可以有着更广阔的发挥空间。因为我们直接参与了从

构思、设计、加工、组立、试机、生产、再维护等等的设备的一生管理，经过这一过程，我们对设备设计、改造

方面积累了许多的经验。通过让操作员从一开始就参与设备的组立、调试，从而加深了他们对今后所要操作的机

台的了解程度，也锻炼了自己的技术水平。这样在以后的设备生产中，他们也可以对设备的使用状况以及各种不

足向我们提供第一笔反馈资料，从而为设备的改进和开发提供了实践依据。

　　2) TPM的实施计划

　　实施TPM就是要从三大要素的实现方面下功夫，这三大要素是：

　　①. 提高(操作、工作)技能;

　　②. 改进(工作、精神)面貌;

　　③. 改善(企业、运行)环境。

　　即使是在日本的企业里，推行全员生产维修也不是一件容易的事情，需要企业的领导层下定决心，而且还要

有一套较好的开展程序。全员生产维修12个具体步骤，其开展程序可归纳为表5-2。

　　改进过程

　　持续改进

　　基于上述分析，有深厚的企业文化做支撑，以及推行TPM将给LCD厂带来的巨大收益，使我们坚信，只有推

行TPM，才能使企业不断地发展壮大。

　　5.2.2 换线时间的改善

　　针对于企业中产品型号多，且更换频繁的问题，我们采取“快速换线”的办法，即缩短换线时间，从而减少换

线造成的时间损失。

　　同样以COG设备为例，进行快速换线的改善分析。

　　COG换线工作主要包括：

　　1) 生产部门通知换线;

　　2) 准备必须的物料及辅助材料;

　　3) 换型号或者编制程序;

　　换线工作的过程如图5-1。

　　经过分析发现，影响COG换线进度的因素大致可分为两大部分，第一部分：换线前的准备工作。很多情况

下，导致换线时间过长的主要原因是换线前准备工作没有做到位，从而导致换线时间过长。第二部分：调机方

法。很多调机员在调试时，没有一个明确的思路，不同的人调试的步骤及方法都不一样，使得调机时多做了很

多不必要的动作，从而浪费调机时间，因此我们采取快速换线的方法来对换线时间进行改进。

　　快速换线的实施步骤如图5-2所示，

　　1 记录目前工作要素

　　2 区分内部活动和外部活动

　　3 将内部活动转化为外部活动

　　4 确定平行作业

　　5 优化內/外部活动

　　6 试运行短期计划

　　7 确认流程与结果

　　8 新流程文件化

　　行动 ——

　　检查 ——

　　实施 ——

　　计划 ——

　　改善 ——

　　由于内部活动必须在停机后才能进行，而外部活动可以在机器运行时进行，因此将内部活动转化为外部活动

可以缩短换线时间，从而提高生产效率。所以，首先应确定换线过程中的内部活动和外部活动，具体见表5-3。

　　然后，将可以在外部进行的内部活动转换成外部活动，则表5-2中的检查机器、给油活动可以转化为外部的活

动。接下来将一些活动合并，使他们同时进行。在准备装卸工具的同时，有其他的人员去取材料，在调整好设备

后即可进行生产。按此方法调整好的换线作业流程如图5-3。

　　换线前，即在设备的运行状态下生产和设备所需的准备工作如下：

　　①. 计划部依照订单量向各车间下达生产计划;

　　②. 各车间生产人员可根据生产计划进行预排;

　　③. 通知设备科，设备科再根据生产计划安排好人员。同时生产可按照生产计划及目前生产进度准备好所需

物料及调机所需辅料;

　　④. 上一型号生产临近结束时，生产提前通知设备科，设备科可以提前做好准备工作(如调机所需工具、具体

调试人员)。

　　改善后的换线作业时间统计如表5-4。

　　步骤 工作要素 要素时间(min) 内部活动或

　　将各项内、外部工作做了相应的调整后，应对其进行优化，来缩短换线时间。根据调机方法，把调机所要完

成的一系列步骤进行动作分解，做成时序图。通过细致梳理分析每一个动作，可以把一些不必要的动作去掉，缩

短调机时间，并最终形成标准化指导文件。

　　5.3 改善效果预测

　　5.3.1 实施TPM的效果预测

　　通过推行TPM使企业的设备管理迈上一个新台阶，减少设备故障，从而使设备停机时间大大减少，提高了生

产线的效率，降低了工人劳动时间和劳动强度，节约了维修经费，降低了损耗。且TPM的目标可以概括为四个

“零”，即停机为零、废品为零、事故为零、速度损失为零。因此如果TPM一直在进行，且实施到位的话，可

以使设备的故障时间减少为零。但由于但期内并不能达到四个“零”的目标，故在这里我们以设备故障时间减

少70%计算，则可得使二、三月份的设备故障时间减少分别为：

　　二月份：2359×70%=1651.3分钟

　　三月份：2196×70%=1537.2分钟

　　实施TPM是一项长期的过程，它的不止能给企业带来设备故障减少、维修经费降低等有形效益，还会带来许

多的无形效益，如：

　　1) 培育人才方面：

　　①. 养成勇于尝试的自信心。

　　②. 通过由自主保养活动来培养“自己的设备，自己维护”的意识。

　　③. 加强对竞争观念的重要性的认识，以提高主管领导统御的能力。

　　2) 设备方面：

　　①. 减少设备故障及短暂停机，使作业能顺利进行。

　　②. 改善生产流程，减少工程中的在制品，并配合物流改善的效果，产生相乘效应，让一个物流工厂的理想

具体化。

　　3) 管理方面：

　　①. PDCA的活动日渐活跃，目标达标率也逐步提高。

　　②. 工作上的指令、实施与报告，都朝着“组织性高的高效率”迈进。

　　4) 企业形象方面：

　　将积极展开TPM活动的心态，透过周围厂商、客户在工厂观摩的机会进行宣传，以提高公司的形象。

　　5.3.2 实施快速换线的效果预测

　　表5-5中为实施快速换线前后各项换线工作所耗时间的预测对比，可以看出实行快速换线前后，换线工作所耗

时间有了明显的变化。据统计，换型号、编程、换线前准备平均每月次数分别为73、26、42次，由此可知，实行

快速换线后总共节约时间为：

　　(46.7-25)*73+(119.2-75)*26+(56.7-10)*42=4680.1(分钟)

　　5.3.3 综合效果预测

　　综合以上两项的结果，由实行TPM和快速换线而使二、三月份使异常停机时间分别减少：

　　二月份：1651.3+4680.1=6331.4分钟

　　三月份：1537.2+4680.1=6217.3分钟

　　同时，我们假设减少的异常停机时间全部都用来生产产品，则可以增加的产量为：

　　二月份：6331.4×60/4.5=84418(pcs)

　　三月份：6217.3×60/4.5=82897(pcs)

　　其中的合格品为：

　　二月份：84418×98.0%=82730(pcs)

　　三月份：82897×97.5%=80824(pcs)

　　进而得出表5-6：

　　表5-6 改善后二、三月份OEE统计表格

　　统计月份 日历工作时间(min) 计划停机时间(min) 异常停机时间(min) 理论生产周期(s) 投入量(pcs) 不合格

品数(pcs)

　　二月份 43200 4500 5095.6 4.5 400868 8176

　　三月份 43200 4500 4106.7 4.5 440017 11884

　　改善后的效果预测如下：

　　① 时间开动率：

　　二月份：

　　计划生产时间=日历工作时间-计划停机时间=43200–4500=38700

　　实际生产时间=计划生产时间-异常停机时间=38700-5095.6=33604.4

　　时间开动率=实际生产时间/计划生产时间×100%=33604.4/38700×100%=86.8%

　　三月份：

　　计划生产时间=日历工作时间-计划停机时间=43200–4500=38700

　　实际生产时间=计划生产时间-异常停机时间=38700-4106.7=34593.3

　　时间开动率=实际生产时间/计划生产时间×100%=34593.3/38700×100%=89.4%

　　② 性能开动率

　　二月份：

　　性能开动率=速度开动率×净开动率=生产数量×理论加工周期/实际生产时间×100%=400868×4.5/

(33604.4×60)=89.5%

　　三月份：

　　性能开动率=速度开动率×净开动率=生产数量×理论加工周期/实际生产时间×100%=440017×4.5/

(34593.3×60)×100%=95.4%

　　③ 合格品率

　　二月份：

　　合格品数量=产品总数-不良品数=400868-8176=392692

　　合格品率=合格品数量/产品总数×100%=392692/400868×100%=98.0%

　　三月份：

　　合格品数量=产品总数-不良品数=440017-11884=428133

　　合格品率=合格品数量/产品总数×100%=428133/440017×100=97.5%

　　④ 设备综合利用率OEE

　　二月份：

　　OEE=时间开动率×性能开动率×合格品率=86.8%×89.5%×98.0%=76.1%

　　三月份：

　　OEE=时间开动率×性能开动率×合格品率=89.4%×95.4%×97.5%=83.2%

　　表5-7 改善前后各效率对比

　　类别 改善前 改善后

　　时间开动率 二月份 70.5% 86.6%

　　三月份 73.7% 89.4%

　　性能开动率 二月份 87.0% 89.5%

　　三月份 94.4% 95.4%

　　合格品率 二月份 98.0% 98.0%

　　三月份 97.5% 97.5%

　　OEE 二月份 60.1% 76.1%

　　三月份 67.5% 83.2%

　　从表5-7中可以看出，经过改善后的预测结果，无论是设备的时间开动率，还是设备的性能开动率都有了一定

的提高，从而使OEE得到了改善。

　　结论

　　对于BYD公司LCD厂设备利用率低的问题，本文通过对其典型设备的运行记录的分析，计算出该设备的

OEE，并结合因果图、排列图等工具，发现造成设备使用效率低的主要原因为TPM实施不到位和设备的换线

时间长，针对这两个问题提出相应的改善方案，分别为全面实施TPM和采取快速换线，并对实施的可行性和

效果进行了分析和预测。

　　随着科学技术的发展，设备的使用功能不断增加，机器设备成为企业获得良好生产效益的前提条件之一，因

此提高设备的效率也就成为提高企业效益的重中之重。本文的例子证明0EE 在制造业内的应用是卓有成效的，企

业通过OEE 在制造车间的应用，可以大大提高设备的利用率，缩短了生产周期，节约了制造成本。然而值得注意

的是，0EE 仅提供诊断、分析的作用，至于如何提高0EE、降低设备损失，则需要我们采取各种有效的措施来改

善现状，才能取得实质性的效果。

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　　24 McKellen, Chris. Total Productive Maintenance. Metalworking Production, 2005-4

　　致谢

　　本文的写作是在吴晓丹副教授的直接指导下完成的，吴老师以她渊博的知识和敏捷的逻辑思维能力给予了我

很大的帮助，同时她的悉心指导也让我有了很大的提高。大学四年中，吴老师不只在学业上对我进行耐心的教

导，在生活中也对我进行无微不至的关怀，在此表示衷心的感谢并致以崇高的敬意!

　　同时也要对工业工程系的全体老师和工业041班的全体同学表示由衷的感谢，感谢他们在学业上对我的指导

和生活中对我的帮助。

　　还要非常感谢比亚迪公司给了我们这次难得的学习机会。在实习过程中，我还得到了许多同事们的热心帮

助，这才使得我能够为论文的写作积累了良好的素材，在此再次向他们表示深深地感谢!

　　在此我还要对多年来一直在身后支持我、鼓励我的家人表示最亲切的问侯!