設(shè)備維修與管理的基本理論

設(shè)備維修與管理的基本理論顧煜炯 教授、博士華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院

Telobaxmail：gyj@設(shè)備維修與管理的基本理論1.設(shè)備維修與管理的基本策略2.三種有影響的設(shè)備維修理論3.維修模式的最新發(fā)展

1.設(shè)備維修與管理的基本策略設(shè)備的基本概念設(shè)備維修的基本概念設(shè)備維修的三種基本模式

事故維修（BDM）

預(yù)防維修（PM）

改善維修（CM）設(shè)備的基本概念企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的三要素：勞動(dòng)力（Man）；原材料（Material，包括輔助材料、燃料和動(dòng)力）；設(shè)備（Machine，包括運(yùn)輸工具和建筑物等）。設(shè)備的定義：為進(jìn)行生產(chǎn)而投入高額資金配置的建筑物和器物所形成的固定資產(chǎn)。生產(chǎn)設(shè)備的特點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)容量大型化，流程連續(xù)化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，運(yùn)行自動(dòng)化，投資大額性，人機(jī)匹配性等。設(shè)備管理的基本概念設(shè)備管理的定義：是指設(shè)備“一生”的管理，包括研究設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造（或選擇購(gòu)置）、安裝調(diào)試，以及使用、維護(hù)、更新改造一直到報(bào)廢為止的設(shè)備“一生”所經(jīng)歷的全部過(guò)程的管理。設(shè)備“一生”的管理也稱(chēng)設(shè)備的全壽命管理。設(shè)備管理：可分為技術(shù)管理、經(jīng)濟(jì)管理和經(jīng)營(yíng)（計(jì)劃、組織）管理。設(shè)備管理的內(nèi)容組成設(shè)備的技術(shù)管理：包括設(shè)計(jì)制造、診斷、修理；技術(shù)基礎(chǔ)：可靠性維修性分析。設(shè)備的經(jīng)濟(jì)管理：包括投資、折舊，劣化、維修、大修更新；技術(shù)基礎(chǔ)：壽命周期費(fèi)用分析。設(shè)備的經(jīng)營(yíng)管理：包括規(guī)劃、運(yùn)行、信息反饋；技術(shù)基礎(chǔ)：設(shè)備一生的綜合管理系統(tǒng)。設(shè)備維修的基本概念設(shè)備維修的定義：為保持和恢復(fù)設(shè)備良好工作狀態(tài)而進(jìn)行的一切活動(dòng)，包括維護(hù)和修理工作。維護(hù)—為保持設(shè)備良好工作狀態(tài)所做的所有工作，包括：清洗擦拭、潤(rùn)滑涂油、檢查校驗(yàn)等；修理—為恢復(fù)設(shè)備設(shè)計(jì)功能狀態(tài)所做的所有工作，包括：檢查、故障診斷與排除、全面翻修(大修、中修、小修)。設(shè)備維修的三種基本模式事故維修（BDM）預(yù)防維修（PM）改善維修（CM）事故維修（BDM）故障維修，非計(jì)劃性；1950前占主導(dǎo)地位；操作工專(zhuān)門(mén)操作，維修工專(zhuān)門(mén)維修；壞了修，不壞不修；用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性要求不高或有備用設(shè)備的系統(tǒng)。預(yù)防維修（PM）通過(guò)檢查、檢測(cè)發(fā)現(xiàn)故障征兆，為防止故障發(fā)生，使其保持設(shè)計(jì)功能狀態(tài)，在故障發(fā)生之前進(jìn)行的維修活動(dòng)。預(yù)防維修目的是為了消除故障隱患，防范于未然。前蘇聯(lián)（中國(guó)）的計(jì)劃預(yù)修制美國(guó)的預(yù)防維修制（補(bǔ)充了維修的經(jīng)濟(jì)性）預(yù)防維修可減少事故停機(jī)，消除部分潛在故障預(yù)防維修有三類(lèi)：定期維修，預(yù)知維修，狀態(tài)維修預(yù)防維修體制的發(fā)展歷史（1）前蘇聯(lián)：1923－1955期間的不斷實(shí)踐、完善形成；1939年，出版《機(jī)器制造企業(yè)設(shè)備定期修理制度》，開(kāi)始向制造企業(yè)推廣，二戰(zhàn)后得到廣泛推行。1955年，頒布《機(jī)器制造企業(yè)工藝設(shè)備的統(tǒng)一計(jì)劃預(yù)修制度》；預(yù)防維修開(kāi)始作為全蘇統(tǒng)一的設(shè)備修理制度得到全面推廣，對(duì)所有的機(jī)械、電氣等設(shè)備都規(guī)定了修理復(fù)雜系數(shù)和修理周期結(jié)構(gòu)，所有的設(shè)備維修都按照計(jì)劃實(shí)施。到80年代，逐步認(rèn)識(shí)到預(yù)防維修體制的一些弊端。防維修體制的發(fā)展歷史（2）

80年代后期，依沃奇和卡巴闊夫在《機(jī)器和設(shè)備修理的經(jīng)濟(jì)性》中提出了改善預(yù)防維修體制的一些建議：應(yīng)把設(shè)備的合理運(yùn)行（即維護(hù)保養(yǎng)）放在第一位，把修理放在第二位。企業(yè)應(yīng)重視預(yù)防性維護(hù)，重視設(shè)備狀態(tài)診斷，以便從根本上改變預(yù)防維修制度。應(yīng)考慮設(shè)備的物理老化規(guī)律。修理周期結(jié)構(gòu)應(yīng)更加靈活多樣，修理間隔期和修理周期都應(yīng)是變化的。不應(yīng)提倡分散式的修理體制（以手工業(yè)方式進(jìn)行修理），應(yīng)實(shí)現(xiàn)修理工作的專(zhuān)業(yè)化和機(jī)械化。防維修體制的發(fā)展歷史（3）大部分故障依靠事后維修，存在相當(dāng)?shù)倪^(guò)量維修。應(yīng)提倡有效的技術(shù)診斷方法，科學(xué)確定設(shè)備維修周期結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮機(jī)器的潛力。在確定維修工作量和修理間隔期方面應(yīng)考慮設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的要求，修理工作量應(yīng)隨修理復(fù)雜等級(jí)的提高和易修程度的降低有所增加，修理間隔期也應(yīng)靈活確定。對(duì)維修活動(dòng)應(yīng)有統(tǒng)一的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法。修理復(fù)雜系數(shù)要考慮設(shè)備的役齡、負(fù)載和類(lèi)型，反映設(shè)備修理與技術(shù)維護(hù)所需的實(shí)際材料和勞力消耗量。在維修周期結(jié)構(gòu)中，應(yīng)重新確定技術(shù)維護(hù)和修理的比重。防維修體制的發(fā)展歷史（4）1988年，前蘇聯(lián)對(duì)預(yù)防維修體制做了重大修改。保留了原制度中的一些基本規(guī)定，如用修理復(fù)雜系數(shù)作為每臺(tái)設(shè)備大修的評(píng)價(jià)依據(jù)、各類(lèi)設(shè)備的修理周期結(jié)構(gòu)等。新制度中強(qiáng)調(diào)預(yù)防維修的目標(biāo)是減少設(shè)備運(yùn)行總費(fèi)用。新制度中把技術(shù)維護(hù)放在首位，把修理放在第二位；強(qiáng)調(diào)維修應(yīng)按設(shè)備狀況進(jìn)行，可不按規(guī)定的時(shí)間維修。維修部門(mén)實(shí)行獨(dú)立經(jīng)濟(jì)核算；強(qiáng)調(diào)在日常維修和計(jì)劃性檢查時(shí)，要利用各種設(shè)備診斷方法和手?jǐn)?，確定設(shè)備的實(shí)際技術(shù)狀態(tài)。防維修體制的發(fā)展歷史（5）美國(guó)：1925年提出預(yù)防維修的概念，其內(nèi)涵大體與前蘇聯(lián)相同，只是注意了維修的經(jīng)濟(jì)性。1954年，在預(yù)防維修體制的基礎(chǔ)上提出了生產(chǎn)維修的思想。生產(chǎn)維修體制采用的四種維修方式維護(hù)預(yù)防：在設(shè)計(jì)制造階段就考慮設(shè)備的可靠性和維修性，從根本上防止故障和事故發(fā)生，以減少和避免維修。事后維修：最早期的維修方式，出了故障再修；對(duì)于簡(jiǎn)單或不重要的設(shè)備，采用這種維修方式比較經(jīng)濟(jì)。預(yù)防維修：包括定期維修和預(yù)知維修兩方面的內(nèi)容。改善維修：不斷利用先進(jìn)的工藝方法和技術(shù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，改正設(shè)備的某些缺陷和先天不足，提高其先進(jìn)性、可靠性及維修性，提高設(shè)備的利用率。（同技術(shù)改造）預(yù)知維修（PDM）產(chǎn)生于傳統(tǒng)預(yù)防維修之后，改進(jìn)了定期維修方式，向傳統(tǒng)的以時(shí)間為基礎(chǔ)的預(yù)防維修體制提出了挑戰(zhàn)。預(yù)知維修依賴(lài)于硬件和軟件來(lái)記錄故障和評(píng)價(jià)系統(tǒng)的早期故障階段。由于缺乏完整、連續(xù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，故預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確。從預(yù)知維修到狀態(tài)維修隨著監(jiān)測(cè)手段的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，80年代形成了更為完善的體制，即狀態(tài)維修（CBM）。狀態(tài)維修是相對(duì)事后維修和以時(shí)間為基礎(chǔ)的預(yù)防維修而提出的，其定義是：在設(shè)備出現(xiàn)了明顯的劣化后實(shí)施的維修，而狀態(tài)的劣化是由被監(jiān)測(cè)的機(jī)器狀態(tài)參數(shù)變化反映出來(lái)的。狀態(tài)維修（1）對(duì)設(shè)備進(jìn)行各種參數(shù)測(cè)量，隨時(shí)反映設(shè)備實(shí)際狀態(tài)。根據(jù)參數(shù)的變化，可以在足夠的提前期間發(fā)出警報(bào)，或采取適當(dāng)?shù)木S修措施。維修作業(yè)一般沒(méi)有固定的間隔期，需要由維修人員根據(jù)參數(shù)的變化趨勢(shì)或變化幅值作出判斷，再確定設(shè)備的維修計(jì)劃。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的應(yīng)用十分重要。狀態(tài)維修（2）每一臺(tái)設(shè)備都應(yīng)有一套監(jiān)測(cè)或狀態(tài)檢查方法。檢查可以是定期的，也可以是連續(xù)的，手段多樣化。只有數(shù)據(jù)表明必須進(jìn)行維修時(shí)才安排維修活動(dòng)。故障狀態(tài)是預(yù)知的維修，可周密計(jì)劃，因而大大提高了維修效率，減少維修停機(jī)時(shí)間。狀態(tài)維修，也稱(chēng)視情維修，基于故障診斷技術(shù)的發(fā)展。狀態(tài)維修可分為三個(gè)等級(jí)：最高級(jí)，配永久性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；最簡(jiǎn)單級(jí)，配簡(jiǎn)易手提式狀態(tài)檢測(cè)儀器，對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡回檢查；中間級(jí)，介于兩者之間。改善維修（CM）對(duì)設(shè)備進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)或部分系統(tǒng)的改造，消除設(shè)備的先天缺陷；為防止特定故障的重復(fù)發(fā)生；為日常維護(hù)、檢查、修理方便而進(jìn)行的改良性維修，目的是提高設(shè)備的可靠性、維修性和安全性水平；改善維修常常是設(shè)計(jì)的修改，應(yīng)屬于設(shè)計(jì)、制造部門(mén)的工作范疇，是維修工作的擴(kuò)展。2.三種有影響的維修理論和體制后勤工程學(xué)設(shè)備綜合工程學(xué)全員生產(chǎn)維修體制后勤工程學(xué)（Logistics）（1）后勤工程學(xué)起源于軍事工程，是研究武器裝備存儲(chǔ)、供給、運(yùn)輸、修理、維護(hù)的新興學(xué)科。維修方案的確定：根據(jù)維修作業(yè)復(fù)雜程度、對(duì)人員技術(shù)水平的要求和所需設(shè)施來(lái)劃分，可分為三級(jí)：使用部門(mén)維修：即用戶(hù)的現(xiàn)場(chǎng)維修，如定期檢查，清掃、維護(hù)、調(diào)整、局部更換零部件等；中間維修：由固定的專(zhuān)職部門(mén)和設(shè)施，以流動(dòng)或半流動(dòng)方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化維修；基地維修：這是最高級(jí)的維修，由基本固定的專(zhuān)業(yè)修理廠進(jìn)行設(shè)備的維修。后勤工程學(xué)（Logistics）（2）維修策略，是指從一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素考慮，對(duì)設(shè)備或其零部件所進(jìn)行的維修方式和程度的規(guī)定。在實(shí)施具體的維修策略之前，可以先列出若干可行的維修策略，然后按照對(duì)設(shè)備性能的影響，從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面作綜合評(píng)價(jià)，選出最優(yōu)方案實(shí)施。按照維修策略的要求，設(shè)備可分為不可修復(fù)的、局部可修復(fù)的和全部可修復(fù)的。不可修復(fù)的設(shè)備（零部件）一般在使用一定時(shí)間后自行報(bào)廢，即采用“棄件”方式處理；局部可修復(fù)的設(shè)備，可以通過(guò)各種靈活方式進(jìn)行，如修補(bǔ)、部分零件更換等；全部可修復(fù)的設(shè)備則要求從外到內(nèi)、從部件到元件均可作無(wú)替換的修復(fù)。設(shè)備綜合工程學(xué)（1）一種尋求設(shè)備壽命周期費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備管理方法。設(shè)備壽命周期費(fèi)用：設(shè)備一生所花費(fèi)的總費(fèi)用（設(shè)備設(shè)置費(fèi)＋設(shè)備維持費(fèi)〕。設(shè)備設(shè)置費(fèi)：研究、設(shè)計(jì)、制造、購(gòu)置、運(yùn)輸、安裝調(diào)試等費(fèi)用。設(shè)備維持費(fèi)：能源、維修、操作工人工資、報(bào)廢費(fèi)及與設(shè)備有關(guān)的各種雜費(fèi)。設(shè)備綜合工程學(xué)（2）研究表明，有些設(shè)備的設(shè)置費(fèi)高，但維持費(fèi)較低；而另一些設(shè)備，設(shè)置費(fèi)雖低，但維持費(fèi)卻較高。因此，以設(shè)備壽命周期費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)進(jìn)行綜合管理是十分必要的。設(shè)備一出廠已經(jīng)決定了設(shè)備整個(gè)壽命周期的總費(fèi)用：設(shè)備的價(jià)格決定著設(shè)置費(fèi)，而可靠性又決定其維持費(fèi)。設(shè)備綜合工程學(xué)（3）設(shè)備綜合管理的三個(gè)方面：工程技術(shù)管理、組織管理和財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)管理。設(shè)備管理的具體內(nèi)容：設(shè)備規(guī)劃、選型和購(gòu)置；設(shè)備安裝和調(diào)試；設(shè)備驗(yàn)收和移交；設(shè)備分類(lèi)和檔案管理；設(shè)備報(bào)廢和更新；設(shè)備管理機(jī)構(gòu)的設(shè)置；維修體系的建立；目標(biāo)管理；人員管理；各種責(zé)任制；使用維護(hù)管理；維修管理；故障管理；事故管理；備品配件管理；設(shè)備技術(shù)和精度管理；材料管理；文件資料管理；等。設(shè)備綜合工程學(xué)（4）設(shè)備綜合工程學(xué)是在維修工程基礎(chǔ)上形成的，它把設(shè)備可靠性和維修性問(wèn)題貫穿到設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和使用的全過(guò)程，其研究重點(diǎn)在可靠性和可維修性的設(shè)計(jì)。強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)、制造階段就爭(zhēng)取賦予設(shè)備較高的可靠性和可維修性，使設(shè)備在后天使用中，長(zhǎng)期可靠地發(fā)揮其功能，不出或少出故障，即使出了故障也便于維修。設(shè)備維修與管理是一個(gè)系統(tǒng)工程問(wèn)題，需要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、組織各方面進(jìn)行整體規(guī)劃和優(yōu)化，以達(dá)到低成本、高效益的目標(biāo)。全員生產(chǎn)維修體制（TPM）TotalProductiveMaintenance，1970年由日本提出。對(duì)美國(guó)生產(chǎn)維修體制的繼承，有英國(guó)綜合工程學(xué)的思想，吸收了中國(guó)鞍鋼憲法中“工人參加、群眾路線、合理性建議、勞動(dòng)競(jìng)賽”的做法。定義：以最高的設(shè)備綜合效率為目標(biāo)；確立以設(shè)備一生為目標(biāo)的全系統(tǒng)預(yù)防維修；設(shè)備的計(jì)劃