MRO的相关背景与现实意义--—专访我国著名的PLM专家莫欣农教授

2011年03月22日e-works

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莫欣农.毕业于清华大学工程数学力学系流体力学专业，后续攻清华大学力学系动力学与控制专业硕士学位。先后参加水利建设、船舶制造、卫星总体设计、CAD/PDM系统开发和应用、组建合资计算机公司、担任外资软件公司顾问等工作。参与上百家企业PDM/PLM系统的咨询.参与和组织十几个PDM/PLM项目的实施。现为清华大学软件学院兼职教授.担任国家863计划的PLM通用业务参考模型、实施效益评价和实施方法论研究课题组组长.参与国家863计划的MRO课题研究.

莫欣农教授

记者：您是我国著名的PLM(Product Life Cycle Management。产品生命用期管理)专家，在我国信息化界有“中国MRO第一人”的美誉.您亲身见证和参与了MRO从国外引进到中国自己的MRO研究与应用初见成效的历程。请您先谈谈国外MRO发展的有关情况。

莫欣农：我给大家介绍一个国外典型的MRO成功案例。这个话题与美国F一35战斗机的研制过程有着密切关系。众所周知美国新型的F一22战斗机性能虽然很优越，但购置价格过于昂贵，维护保养和修理的费用也很高，限制了美国五角大楼的采购数量，阻碍了其大规模发展。所以美国军方亟需要发展一种相对价格较低，战技术性能也很不错的替代机型，由此F一35战斗机的方案便被推向前台。在开始立项时军方提出了几个约束条件，其中之一是要在一个平台上开发出空军、海军航母、海军陆战队在长距离、短距离和垂直起降等条件下均能使用的多用途新型固定翼隐形战斗机，以满足采购数量大、在全球部署范围广的需要。针对数量如此之大、装备如此精密复杂的飞机进行有效的维修保障，对美军的后勤维修保障系统提出了更高的要求。遍布全球的维修站点，要对经常变化驻地的F一35战斗机进行维修，零备件、检测手段、维修程序、修理质量等都要统一标准，难度之大可想而知。在1997年，制造厂商搭建了一个从设计制造到使用的统一平台，提出了一个全球化的MRO解决方案。这个MRO是一个庞大的信息化系统，美国和盟国所有F一35战斗机的信息数据全部储存在这个系统里面，不管这些飞机是在哪个国家使用，飞到哪个机场，都要进行密切跟踪。这些数据全球各维修站点共享，当某架飞机飞抵某机场，其飞行小时数、该进行什么级别的保养、该换什么部件等，均可在系统中查到。F一35战斗机上装置了很多传感器，将各个设备和仪器实时运行的技术状态信息采集下来，自动记录在记录器中。停航时通过物联网导入MRO系统，直接反馈到原制造厂家，一方面为使用者提供维修的指导，同时可以及时改进设计和制造工艺，提高飞机的性能和质量。这些在信息化时代以前是做不到的，有了这个网络之后才使MRO得以实现。由于MRO的支持，产品越来越智能，分工也越来越明确，使用者只管使用，其他一切维修保养责任交给制造厂商或专业维修公司去管。这是在国际上第一个使用由供应商保障飞机正常运行的MRO的成功案例。

记者：研究和应用MRO对我国经济发展有什么重大意义?

莫欣农：我国研究和应用具有中国特色的MRO，主要体现在这么两个方面。

一、促进我国制造业进行结构转型。原来我国制造业有很多是属于来料加工，市场在哪里也不知道，就是拼劳动力。我国经济建设要继续高速发展下去，就要转变这种状况。转型中有两个基本要素：一是要有自己的知识产权。有了知识产权才有国际市场上的话语权、定价权。二是要有产业信息化的支持。由于有计算机和信息化系统作支撑，产品后端的服务就有了利润。以前的后端服务(如售后服务)被不少企业视为一个额外的包袱。现在产品的后端服务是一个利润增长点。用户修不了，只有制造厂来修，这就是制造服务。发达国家的GDP中，制造服务业占到70%以上，现在制造服务业的概念很宽了，例如餐饮业中的加工食品、饭店中的炒菜均视为制造业的一种，这种服务业的比例超过70%才可以称之为制造强国。我国才占到30%多，算不上制造强国。在发达国家，传统制造业才占到20%多，我国是50%多，大部分还是在靠消耗原材料和能源，把资源变成产品，把产品变成价值，名副其实的制造大国。结构化转型就是把制造的比例压下来，一方面把后面的服务延伸出去，扩大制造服务的比例。另一方面把前面的设计提上去，不能总是设计低端的产品。结构化转型就是向产品全寿命周期的两端延伸，以制造为中点，向前把设计的价值提上去，向后往服务上发展。

二、支持我国的低碳经济发展。现在地球资源短缺，以前是没有感觉的。随着信息化的发展，带动了世界范围内的生产力高速提升，意味着资源的消耗速度也是成倍增长，资源危机就摆在了整个人类面前。要克服和摆脱资源危机，对制造业提出了新要求，就是要推动资源的循环利用。循环利用资源是促进低碳经济的一个主要手段。举个例子：一台设备报废了，设备拆解前需要知道哪些零部件是不能使用的，哪些刚换上去不久基本上还是新的，哪些是通过再制造可以利用的等。如果没有一个系统详细记载的话，就只能全部报废。MRO的一个主要功能是把一个产品从出厂开始使用到报废的整个过程中所有信息都管起来。设备全生命周期共分3个阶段，BOL初始阶段(设计制造)、MOL中间阶段(运行维修)，EOL末期阶段(回收利用)。大型复杂的设备在MOL中间阶段是最长的。这么长的时间如果没有一个系统来有效管理，好多信息就要中途流失，到了EOL末期阶段就没有信息来源了。MRO就是支持MOL中间阶段的一个核心的信息化系统，有了这个系统就可进行正确合理的报废处理和回收利用工作，这就支持了循环再生经济。解决了人类持续生存的一个关键问题。

记者：请您谈谈我国部分企业已经投入应用的EAM与MRO有什么区别?

莫欣农：说到EAM与MRO的关系，他们之间的区别主要是角度不一样。EAM是从设备资产管理的角度，提高资产的完好率。而MRO是站在设备全生命周期的角度来看问题，重点是把MOL中间阶段的事情管好，同时支持企业结构转型，支持产品回收报废。因此二者的数据模型就不一样了。MRO以产品结构BOM(物料清单)为核心，驱动产品使用与维修的管理模型。BOM的结构是动态的，比如一架飞机里面安装的零部件，在一段时间里，有些是更新了，有些经过修理，如果没有一个系统对这些数据进行记录和跟踪，进行精益的管理是绝对做不到的，这就是MRO要起

的作用。EAM就做不到对设备使用过程中结构动态变化的管理。动态的BOM结构必须对应动态的维修，例如根据MRO系统的记载，上次哪些部件修过了，又没出问题，就没必要修了，避免重复维修或过度维修。并不是说EAM没用，有些设备就没必要用MRO来管理。例如智能化程度比较低的、价值比较低的、技术含量比较低的设备就没有必要使用MRO，因为使用MRO也是有成本的。

记者：我国在研究和应用MEO中遇到的最大困难有哪些?是否有“瓶颈”?

莫欣农：肯定是要遇到很多困难。要在我国发展MRO必须要解决以下几个问题：

一、产品技术含量要提高。信息化以后，产品可以做的越来越智能，越是智能的就越省能量。越能做到卓越。通过智能产品内外信息互通互联，才能够真正地支持MRO。对简单的、粗糙的、低附加值的、低科技含量的设备，使用MRO就没什么意义，也没有明显的效益，反而是浪费。MRO的作用之一就是要产生一个反推动力，加速推动高科技产品的发展。

二、企业的经营理念要转变。我国的许多企业还是以制造为中心，大量投钱给设备，在研发上面却舍不得多投钱，后面在服务上面投钱就更少。

三、企业的管理理念要转变。企业要改变小而全的管理思想，现在事实已经证明了这套管理思想不符合信息化时代的要求。但传统观念却顽固地束缚着一些企业管理者。一些企业不能适应信息化时代带来的新型制造业的新特点，是阻碍我国在MRO研究和应用发展上的“瓶颈”。

记者：请您谈一下国内MRO究与应用的发展路程。下一步要准备做什么工作?

莫欣农：设备全生命周期的全过程可细分为六个阶段，一是总体规划阶段，二是详细设计阶段，三是工艺准备阶段，四是生产制造阶段，五是使用维修阶段，六是报废回收阶段。我们在MRO研究的初始阶段，做出了这样的评价和规划：即在国家的“九五”“十五”期间完成了第二、三阶段的信息化支持系统研究开发工作， “十一五”期间除了加强第四阶段的MES系统研究以外，要突破第五阶段MRO系统的基础理论。“十二五”期间MRO的重点是进行实用性研究和推广。

我们从2007年开始进行MRO的理论探索和研究，重点参考了西门子公司的MRO体系，研究MRO系统的框架和数学模型。2009年开始进行软件的设计，编制出了有中国自己特点和知识产权的MRO软件。在2010年3月，清华大学在山西唐安煤矿进行了试点。虽然我们的MRO软件功能还不是十分完整，但试验是很成功的。MRO系统把唐安煤矿的设备管理水平提高了一大步。今年的4月17日，首届复杂装备MRO技术研讨会在清华大学召开，总结和交流了经验。

MRO涉及的企业有三类，第一类是原制造厂家;第二类是设备的拥有者，即业主企业;第三类是专业的维修服务企业，包括外包公司等。这三类企业都会用到MRO，在使用中有什么特点就和体制有关了，这一点我们还没有研究透。现在我们参考的MRO体系只是适合原制造厂商的。第三方使用这个系统还会有其他问题需要解决，比如如何从原制造厂家得到核心知识，如何从运行商那里得到设备的运行数据等。这些问题需要进行专门研究。设备全生命周期的前三个阶段已经有PDM(产品数据管理)系统来管理，中间阶段的管理将由MRO系统来完成，而末期阶段目前还没有一个系统。

记者：您能否再介绍一些国内外应用MRO的实例。

莫欣农：我为做好MRO项目，专门做过一些调研，受到了的不少启发。再举几个例子，对大家如何认识国外制造服务的发展提供参考。

第一。美国罗一罗公司是一家飞机发动机制造厂商，但他不卖发动机，也不是租赁，而是按使用小时数向使用发动机的航空公司收费。罗一罗公司通过自己的MRO系统详细掌握分布在各个航空公司的每台发动机使用小时数，到了什么时间段，发动机该进行什么级别的检修，就会派人去;发动机该大修了，就会送一台新发动机。通过掌握发动机大量的运行状态数据不断地进行分析，改进设计和提高制造质量。结果发动机的某检修项目间隔时间原来是700h逐步延长到900h，发动机利用率大幅度提高，维修成本也大大降低，公司和用户都满意，这是一个双赢的结果。

第二，德国的铁路由Deutsche Bahn公司(简称德铁集团)统一管理。在德国的铁路线上大约有350000辆车在运行，其中大约15000辆机车、13000辆客运车辆和货运车辆以及相关配套车辆。所有车辆都需要进行定期维护和按需维修。德铁集团设立130个维修工厂负责全部车辆的维护维修工作。集团在2003年开始实施集成维护系统(ISI)。ISI系统集中管理客运车辆、货运车辆、机车以及城际高速列车的维护维修工作。每年管理47万条维修计划，200万个维修订单，580万条设备主记录。每年365天、每天24h不停地运行。平均每个维护对象在每48hN达不同的地方，每个故障从接受订单到故障消除的平均周期在60min之内。通过预防性计划维修与临时性故障维修混合的维修管理模式，保证铁路的安全正常运行。

第三，国内进口欧洲空中客车飞机，航空公司除了买飞机之外，还要购买空客维修系统的使用权。每次飞行之后，将储存在黑匣子里的各种运行数据通过网络导人这个系统中，由设在欧洲的空客数据处理中心进行分析，然后反馈信息，告诉飞机该怎么修。如果你不进入这系统，出了问题他就不负责任，因此航空公司不得不用;使用系统是要付费用的。这种制造服务为空客赚取了丰厚的利润。第四，关于风电。欧洲的一些公司在向我国企业出让制造技术时，各种图纸都可以卖给你，唯独控制器技术和控制软件另当别论。风机安装的地方基本上都是很偏远的地方，风力发电的控制器通过安装在现场的工控机和互联网连接，各种运行数据实时地直接传送到欧洲总部。他们通过远程检测系统可以收到故障代码，判断风机出现了什么问题，再告诉修什么，怎么修。我国的企业依据他们图纸制造的风力发电机，安装好他们提供的传感器和控制器以后，虽然可以截获到故障代码，但不知道是何含义及如何处理，控制权完全控制在他们手中。如果想得到这些代码的含义，还要花大价钱去购买。