設備維修與管理的基本理論顧煜炯 教授、博士華北電力大學能源與動力工程學院

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

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

事故維修（BDM）

預防維修（PM）

改善維修（CM）設備的基本概念企業生產活動的三要素：勞動力（Man）；原材料（Material，包括輔助材料、燃料和動力）；設備（Machine，包括運輸工具和建筑物等）。設備的定義：為進行生產而投入高額資金配置的建筑物和器物所形成的固定資產。生產設備的特點：單機容量大型化，流程連續化，結構復雜化，運行自動化，投資大額性，人機匹配性等。設備管理的基本概念設備管理的定義：是指設備“一生”的管理，包括研究設計、生產制造（或選擇購置）、安裝調試，以及使用、維護、更新改造一直到報廢為止的設備“一生”所經歷的全部過程的管理。設備“一生”的管理也稱設備的全壽命管理。設備管理：可分為技術管理、經濟管理和經營（計劃、組織）管理。設備管理的內容組成設備的技術管理：包括設計制造、診斷、修理；技術基礎：可靠性維修性分析。設備的經濟管理：包括投資、折舊，劣化、維修、大修更新；技術基礎：壽命周期費用分析。設備的經營管理：包括規劃、運行、信息反饋；技術基礎：設備一生的綜合管理系統。設備維修的基本概念設備維修的定義：為保持和恢復設備良好工作狀態而進行的一切活動，包括維護和修理工作。維護—為保持設備良好工作狀態所做的所有工作，包括：清洗擦拭、潤滑涂油、檢查校驗等；修理—為恢復設備設計功能狀態所做的所有工作，包括：檢查、故障診斷與排除、全面翻修(大修、中修、小修)。設備維修的三種基本模式事故維修（BDM）預防維修（PM）改善維修（CM）事故維修（BDM）故障維修，非計劃性；1950前占主導地位；操作工專門操作，維修工專門維修；壞了修，不壞不修；用于結構簡單、可靠性要求不高或有備用設備的系統。預防維修（PM）通過檢查、檢測發現故障征兆，為防止故障發生，使其保持設計功能狀態，在故障發生之前進行的維修活動。預防維修目的是為了消除故障隱患，防范于未然。前蘇聯（中國）的計劃預修制美國的預防維修制（補充了維修的經濟性）預防維修可減少事故停機，消除部分潛在故障預防維修有三類：定期維修，預知維修，狀態維修預防維修體制的發展歷史（1）前蘇聯：1923－1955期間的不斷實踐、完善形成；1939年，出版《機器制造企業設備定期修理制度》，開始向制造企業推廣，二戰后得到廣泛推行。1955年，頒布《機器制造企業工藝設備的統一計劃預修制度》；預防維修開始作為全蘇統一的設備修理制度得到全面推廣，對所有的機械、電氣等設備都規定了修理復雜系數和修理周期結構，所有的設備維修都按照計劃實施。到80年代，逐步認識到預防維修體制的一些弊端。防維修體制的發展歷史（2）

80年代后期，依沃奇和卡巴闊夫在《機器和設備修理的經濟性》中提出了改善預防維修體制的一些建議：應把設備的合理運行（即維護保養）放在第一位，把修理放在第二位。企業應重視預防性維護，重視設備狀態診斷，以便從根本上改變預防維修制度。應考慮設備的物理老化規律。修理周期結構應更加靈活多樣，修理間隔期和修理周期都應是變化的。不應提倡分散式的修理體制（以手工業方式進行修理），應實現修理工作的專業化和機械化。防維修體制的發展歷史（3）大部分故障依靠事后維修，存在相當的過量維修。應提倡有效的技術診斷方法，科學確定設備維修周期結構，充分發揮機器的潛力。在確定維修工作量和修理間隔期方面應考慮設備實際運行的要求，修理工作量應隨修理復雜等級的提高和易修程度的降低有所增加，修理間隔期也應靈活確定。對維修活動應有統一的經濟評價方法。修理復雜系數要考慮設備的役齡、負載和類型，反映設備修理與技術維護所需的實際材料和勞力消耗量。在維修周期結構中，應重新確定技術維護和修理的比重。防維修體制的發展歷史（4）1988年，前蘇聯對預防維修體制做了重大修改。保留了原制度中的一些基本規定，如用修理復雜系數作為每臺設備大修的評價依據、各類設備的修理周期結構等。新制度中強調預防維修的目標是減少設備運行總費用。新制度中把技術維護放在首位，把修理放在第二位；強調維修應按設備狀況進行，可不按規定的時間維修。維修部門實行獨立經濟核算；強調在日常維修和計劃性檢查時，要利用各種設備診斷方法和手斷，確定設備的實際技術狀態。防維修體制的發展歷史（5）美國：1925年提出預防維修的概念，其內涵大體與前蘇聯相同，只是注意了維修的經濟性。1954年，在預防維修體制的基礎上提出了生產維修的思想。生產維修體制采用的四種維修方式維護預防：在設計制造階段就考慮設備的可靠性和維修性，從根本上防止故障和事故發生，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；對于簡單或不重要的設備，采用這種維修方式比較經濟。預防維修：包括定期維修和預知維修兩方面的內容。改善維修：不斷利用先進的工藝方法和技術，對設備進行改造，改正設備的某些缺陷和先天不足，提高其先進性、可靠性及維修性，提高設備的利用率。（同技術改造）預知維修（PDM）產生于傳統預防維修之后，改進了定期維修方式，向傳統的以時間為基礎的預防維修體制提出了挑戰。預知維修依賴于硬件和軟件來記錄故障和評價系統的早期故障階段。由于缺乏完整、連續的數據采集系統，故預測不夠準確。從預知維修到狀態維修隨著監測手段的進步和計算機的發展，80年代形成了更為完善的體制，即狀態維修（CBM）。狀態維修是相對事后維修和以時間為基礎的預防維修而提出的，其定義是：在設備出現了明顯的劣化后實施的維修，而狀態的劣化是由被監測的機器狀態參數變化反映出來的。狀態維修（1）對設備進行各種參數測量，隨時反映設備實際狀態。根據參數的變化，可以在足夠的提前期間發出警報，或采取適當的維修措施。維修作業一般沒有固定的間隔期，需要由維修人員根據參數的變化趨勢或變化幅值作出判斷，再確定設備的維修計劃。設備狀態監測和故障診斷技術的應用十分重要。狀態維修（2）每一臺設備都應有一套監測或狀態檢查方法。檢查可以是定期的，也可以是連續的，手段多樣化。只有數據表明必須進行維修時才安排維修活動。故障狀態是預知的維修，可周密計劃，因而大大提高了維修效率，減少維修停機時間。狀態維修，也稱視情維修，基于故障診斷技術的發展。狀態維修可分為三個等級：最高級，配永久性監測系統；最簡單級，配簡易手提式狀態檢測儀器，對設備進行巡回檢查；中間級，介于兩者之間。改善維修（CM）對設備進行局部結構或部分系統的改造，消除設備的先天缺陷；為防止特定故障的重復發生；為日常維護、檢查、修理方便而進行的改良性維修，目的是提高設備的可靠性、維修性和安全性水平；改善維修常常是設計的修改，應屬于設計、制造部門的工作范疇，是維修工作的擴展。2.三種有影響的維修理論和體制后勤工程學設備綜合工程學全員生產維修體制后勤工程學（Logistics）（1）后勤工程學起源于軍事工程，是研究武器裝備存儲、供給、運輸、修理、維護的新興學科。維修方案的確定：根據維修作業復雜程度、對人員技術水平的要求和所需設施來劃分，可分為三級：使用部門維修：即用戶的現場維修，如定期檢查，清掃、維護、調整、局部更換零部件等；中間維修：由固定的專職部門和設施，以流動或半流動方式對設備進行專業化維修；基地維修：這是最高級的維修，由基本固定的專業修理廠進行設備的維修。后勤工程學（Logistics）（2）維修策略，是指從一定的技術經濟因素考慮，對設備或其零部件所進行的維修方式和程度的規定。在實施具體的維修策略之前，可以先列出若干可行的維修策略，然后按照對設備性能的影響，從經濟、技術等方面作綜合評價，選出最優方案實施。按照維修策略的要求，設備可分為不可修復的、局部可修復的和全部可修復的。不可修復的設備（零部件）一般在使用一定時間后自行報廢，即采用“棄件”方式處理；局部可修復的設備，可以通過各種靈活方式進行，如修補、部分零件更換等；全部可修復的設備則要求從外到內、從部件到元件均可作無替換的修復。設備綜合工程學（1）一種尋求設備壽命周期費用最經濟的設備管理方法。設備壽命周期費用：設備一生所花費的總費用（設備設置費＋設備維持費〕。設備設置費：研究、設計、制造、購置、運輸、安裝調試等費用。設備維持費：能源、維修、操作工人工資、報廢費及與設備有關的各種雜費。設備綜合工程學（2）研究表明，有些設備的設置費高，但維持費較低；而另一些設備，設置費雖低，但維持費卻較高。因此，以設備壽命周期費用最經濟為目標進行綜合管理是十分必要的。設備一出廠已經決定了設備整個壽命周期的總費用：設備的價格決定著設置費，而可靠性又決定其維持費。設備綜合工程學（3）設備綜合管理的三個方面：工程技術管理、組織管理和財務經濟管理。設備管理的具體內容：設備規劃、選型和購置；設備安裝和調試；設備驗收和移交；設備分類和檔案管理；設備報廢和更新；設備管理機構的設置；維修體系的建立；目標管理；人員管理；各種責任制；使用維護管理；維修管理；故障管理；事故管理；備品配件管理；設備技術和精度管理；材料管理；文件資料管理；等。設備綜合工程學（4）設備綜合工程學是在維修工程基礎上形成的，它把設備可靠性和維修性問題貫穿到設備設計、制造和使用的全過程，其研究重點在可靠性和可維修性的設計。強調在設計、制造階段就爭取賦予設備較高的可靠性和可維修性，使設備在后天使用中，長期可靠地發揮其功能，不出或少出故障，即使出了故障也便于維修。設備維修與管理是一個系統工程問題，需要從技術、經濟、組織各方面進行整體規劃和優化，以達到低成本、高效益的目標。全員生產維修體制（TPM）TotalProductiveMaintenance，1970年由日本提出。對美國生產維修體制的繼承，有英國綜合工程學的思想，吸收了中國鞍鋼憲法中“工人參加、群眾路線、合理性建議、勞動競賽”的做法。定義：以最高的設備綜合效率為目標；確立以設備一生為目標的全系統預防維修；設備的計劃