維修及可靠性管理要點ppt課件

1、1-84,1,設(shè)備的維修管理 一. 基本概念 維修：維持和恢復(fù)設(shè)備的額定狀態(tài)及確定和評估其實際狀態(tài)的措施。維修是維護、檢查及修理的總稱。（德國工業(yè)標準 DIN31051） 維護是對現(xiàn)有設(shè)備的保養(yǎng)及日常管理，使設(shè)備在正常條件下最大限度地發(fā)揮其功能。 檢查是確定和評估設(shè)備實際狀態(tài)的措施，由于查明和確定設(shè)備的磨損并對設(shè)備實際狀態(tài)與額定狀態(tài)的差別進行評估。 修理是恢復(fù)設(shè)備額定狀態(tài)的措施。修理可用于消除設(shè)備產(chǎn)生的機械磨損，恢復(fù)其正常履行功能的能力，是企業(yè)維持簡單再生產(chǎn)的最基本手段,1-84,2,維修的必要性在于：任何形式的設(shè)備在使用過程中都不可避免地存在有形及無形磨損，在特定條件下，設(shè)備即使未投入使用，

2、但經(jīng)過一定時間后，其功能也將逐漸消失。 維修除對設(shè)備的磨損與消耗在物資形態(tài)上給予補償外，還補償了其經(jīng)濟價值。從投資觀點來看，每一次維修都是一次價值上的補償與追加，也是唯一可以替代設(shè)備重新籌措的方法。這種價值量上的補償與追加是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營所必需的條件。 從技術(shù)上、經(jīng)濟上來看，對磨損及消耗的設(shè)備進行物資形態(tài)上的補償及價值形態(tài)上的追加，便存在一個決策優(yōu)化的問題。何時進行維修，維修到何種程度，也就是維修計劃和維修層次的問題，連同維修組織等因素便構(gòu)成了一種策略上的考慮，將其規(guī)范化后,1-84,3,就形成了不同的維修策略。 維修策略（Strategy）：為實現(xiàn)確定的維修目標而制定的的總體方案的計劃與實施。

3、 常用的維修策略有基于時間或工作量的維修策略；基于故障的維修策略；基于狀態(tài)的維修策略。第一種通常為預(yù)防維修模式，第二種為事后維修模式，第三種則為狀態(tài)監(jiān)測維修模式。在企業(yè)中三種策略都不可或缺，對于一般設(shè)備或故障損失較小的設(shè)備可采用基于故障的策略，主要生產(chǎn)設(shè)備可采用基于時間、工作量的策略，亦可采用基于狀態(tài)的策略，對于涉及安全、環(huán)?；蛄鞒躺a(chǎn)的設(shè)備則可采用基于狀態(tài)的策略,1-84,4,1995年德國漢諾威大學(xué)34家企業(yè)進行的調(diào)查表明，約有50%的企業(yè)實施事后維修策略（最高90%，最低5%），32%實施預(yù)防維修策略（最高90%，最低5%），18%實施狀態(tài)監(jiān)測維修策略（最高60%，最低5%）。 維修不僅

4、與企業(yè)自身的經(jīng)濟效益息息相關(guān)，而且對國民經(jīng)濟的發(fā)展也起著重要的作用。在美國汽車維修業(yè)提供的就業(yè)崗位較之汽車制造業(yè)要多10倍；在聯(lián)邦德國，在某些自動化程度較高的企業(yè)中，從事設(shè)備維修的員工占全體員的20%，用于維修方面的支出占企業(yè)總支出的612%，全國用于維修的投資每年達,1-84,5,45千億馬克，占其國內(nèi)生產(chǎn)總值的1315%。1990年10月召開的歐洲國家維修聯(lián)盟第10屆年會上就明確提出“維修為了未來的投資”的概念，改變了以往認為設(shè)備維修屬于局部更新，是恢復(fù)性投資的狹義觀點，將其引伸為為企業(yè)生存和發(fā)展，贏得市場競爭和經(jīng)濟效益的長期性、戰(zhàn)略性投資。 從可持續(xù)發(fā)展的觀點來看，維修也是一項關(guān)鍵性技術(shù)

5、?？沙掷m(xù)發(fā)展要求經(jīng)濟的發(fā)展速度與自然界的再生能力相適應(yīng)，這就要求： 閉環(huán)是生產(chǎn)循環(huán)和生產(chǎn)系統(tǒng)，如生物圈那樣； 物品的長使用壽命,1-84,6,對物品的使用壽命或壽命周期施加影響； 優(yōu)化各種物資和資產(chǎn)的保存（提高資源利用率）； 回收之前的再利用（以“避免產(chǎn)生廢物”代替“廢物的再生”。 達到上述目標的途徑可以是： 產(chǎn)品的再利用（維修作業(yè)的目標）； 原材料的回收利用。 上述途徑的共同目標都是在經(jīng)濟過程和消耗過程終結(jié)時減少對原材料的需求和廢料的生成量,1-84,7,產(chǎn)品壽命周期包括延長產(chǎn)品壽命和使用時間兩方面內(nèi)容。就時間而言，產(chǎn)品壽命總是位于原材料循環(huán)之前，因時間和使用兩者造成的材料及能源的磨損與消耗

6、所導(dǎo)致的失效是一種固有的、不停頓和不可逆轉(zhuǎn)的過程。對磨損和消耗過程施加影響是以未來使用為目的的維修的原定職能，所以，從投資的觀點來看，維修就如同購置新的資產(chǎn)。此外，通過諸如改進設(shè)計和現(xiàn)代化改裝等手段，維修可以使資產(chǎn)的利用更加強化。 維修還可以為避免產(chǎn)生廢物作出貢獻。制造產(chǎn)品,1-84,8,而不產(chǎn)生廢物，這是生態(tài)工業(yè)所追求的目標，而沒有維修工程在模擬和消耗過程方面的研究成果是不可能實現(xiàn)的。這些成就體現(xiàn)在： 1、改進產(chǎn)品的設(shè)計： 改型（重新制造）和改進裝備（修改設(shè)計，現(xiàn)代化改裝）；實現(xiàn)產(chǎn)品的多功能化：采用標準化設(shè)計；提高產(chǎn)品維修性。 2、通過維修人員的高質(zhì)量作業(yè)取代使用新的資源。 3、“把使用時間

7、視同產(chǎn)品”，以此作為對產(chǎn)品在其整個壽命周期內(nèi)所承擔(dān)的責(zé)任，同時也作為通過維修手段達到所要求的可利用率的職責(zé)，這些職責(zé)由,1-84,9,制造廠商承擔(dān)。 4、減少制造和退役（報廢）的費用。 從可持續(xù)發(fā)展的觀點來看，系統(tǒng)維修的目標應(yīng)該是： 技術(shù)上可行； 經(jīng)濟上合理； 生態(tài)上允許： 與各項法規(guī)相適應(yīng)； 符合社會/公眾/政治的需要。 二. 設(shè)備維修的參數(shù)系統(tǒng) 設(shè)備維修中的參數(shù)系統(tǒng)（或稱指標體系）是維修管理目標的重要組成部分，借助于維修參數(shù)及參數(shù)系,1-84,10,統(tǒng)可對維修管理中某一環(huán)節(jié)的計劃與實際情況進行評估和比較，為管理層在維修方面的決策提供依據(jù)。我國企業(yè)現(xiàn)有的以設(shè)備完好率為中心的參數(shù)體系已難以全面

8、考核和評估新形勢下維修管理中如費用控制、計劃程度、勞動組織、物質(zhì)管理等諸多方面的管理水平和經(jīng)濟效果，因而有必要對現(xiàn)有的參數(shù)系統(tǒng)加以補充和完善，使之適應(yīng)新形勢下維修管理工作發(fā)展的需要。 維修參數(shù)體系可考慮由以下參數(shù)組成： 1.維修費用參數(shù)： 維修費用強度 = 100,1-84,11,維修費用強度表明單位生產(chǎn)費用中維修費用所占的比值，從費用上反映了企業(yè)維修工作的效果，也是考核和評估維修費用控制的參數(shù)。維修費用強度可由業(yè)財務(wù)部門加以統(tǒng)計并考核。 主要生產(chǎn)設(shè)備維修費用強度 = 100% 備件費用強度 = 100% 此兩項參數(shù)表明設(shè)備單位重置價值所消耗的年度維修費用及備件費用，從費用上反映了主要生產(chǎn),1

9、-84,12,設(shè)備年度維修工作的強度及備件消耗的情況，可用于主要生產(chǎn)設(shè)備維修費用和備件費用控制的考核和評估。這兩項參數(shù)可由企業(yè)財務(wù)部門及設(shè)備維修管理部門共同加以統(tǒng)計并考核。 維修材料費用比 = 100% 維修工時費用比 100,1-84,13,上述兩項參數(shù)分別反映了單位維修費用中維修材料及維修工時所占的比例，通過不同企業(yè)（部門）之間的考核可以分析、判斷維修材料及維修工時費用的合理性，據(jù)此制訂相應(yīng)的費用控制措施。這兩項參數(shù)可由企業(yè)財務(wù)部門及設(shè)備維修管理部門共同進行統(tǒng)計并考核。 單位產(chǎn)品維修費用= 100% 維修工人工資費用率 = 100,1-84,14,維修管理人員工資費用率 = 100% 維修

10、人員人均設(shè)備重置價值 = 100% 2.維修計劃參數(shù) 維修計劃程度= 100,1-84,15,維修計劃程度以企業(yè)內(nèi)部用于計劃維修的費用在實際發(fā)生費用中的比值來表示維修工作計劃程度的高低，可用于考核和評估企業(yè)預(yù)防性計劃維修的狀況及規(guī)模。 這一參數(shù)可由企業(yè)的財務(wù)部門及設(shè)備維修管理部門共同進行統(tǒng)計并考核。 維修費用預(yù)算偏差度,100,1-84,16,維修費用預(yù)算偏差度表明了企業(yè)維修費用預(yù)算編制的實際效果，反映了費用的計劃程度。計算的結(jié)果為正說明費用超支，反之則為節(jié)余?？捎糜诳己撕驮u估企業(yè)年度維修費用控制的情況，分析發(fā)生偏差的原因并為下一年度維修費用預(yù)算的編制提供依據(jù)。這一參數(shù)可由企業(yè)財務(wù)部門進行統(tǒng)計

11、并考核。 計劃維修實施率= 100,1-84,17,計劃維修實施率通過企業(yè)計劃維修工時的實際完成值與計劃值的比值反映了維修計劃制訂在工時上的偏差，可用于檢查和考核本年度計劃維修執(zhí)行的情況并為下一年度編制維修計劃（時間方面）提供依據(jù)。這一參數(shù)可由企業(yè)設(shè)備維修管理部門進行統(tǒng)計并考核。 3. 維修管理的組織參數(shù) 人均固定設(shè)備資產(chǎn)價值 = 100,1-84,18,此項參數(shù)從維修人員人均分攤的設(shè)備固定資產(chǎn)價值（原值或重置價值）上反映了企業(yè)維修管理部門的工作效率，可用于企業(yè)內(nèi)部相同生產(chǎn)部門或同行業(yè)不同企業(yè)之間的評估或比較。一般應(yīng)由企業(yè)財務(wù)部門及勞動人事部門共同統(tǒng)計并考核。 維修人員構(gòu)成比 = 100,1-

12、84,19,維修人員比例 = 100% 上述兩項參數(shù)反映了企業(yè)維修管理部門的員工素質(zhì)及數(shù)量構(gòu)成情況，可用于企業(yè)內(nèi) 部各部門或不同企業(yè)之間的評估與比較。這兩項參數(shù)應(yīng)由企業(yè)勞動人事部門進行統(tǒng)計并考核。 4.維修專業(yè)化參數(shù) 外委維修費用比 = 100,1-84,20,外委維修費用比是通過企業(yè)外委維修費用在企業(yè)總的維修費用中的比值來評估企業(yè)維修專業(yè)化的程度，既可用于同一企業(yè)不同年度的比較，也可用于不同企業(yè)之間的比較，比值越大則說明專業(yè)化維修程度越高。此項參數(shù)可由企業(yè)財務(wù)部門及設(shè)備維修管理部門共同加以統(tǒng)計并考核。 維修集中化程度 = 100,1-84,21,此項參數(shù)反映了大型或特大型企業(yè)內(nèi)部實施維修的集

13、中化程度，在一定程度上也反 映了企業(yè)內(nèi)部維修的專業(yè)化水平，可用于企業(yè)內(nèi)部不同年度之間或不同企業(yè)之間的比較。該項參數(shù)應(yīng)由企業(yè)設(shè)備維修管理部門進行統(tǒng)計并考核。 維修管理參數(shù)系統(tǒng)應(yīng)該是一種動態(tài)的系統(tǒng)，組成它的各項參數(shù)應(yīng)該是根據(jù)實際情況不斷補充、不斷完善的。首先，管理參數(shù)應(yīng)該著眼于降低成本、提高效益的一系列技術(shù)經(jīng)濟指標和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的總體目標，而不僅僅是作為一種評比的手段；其次，參數(shù)的制訂應(yīng)結(jié)合企業(yè)實際，及時反映企管理的現(xiàn)實狀況,第一節(jié) 基本概念 一. 設(shè)備的可靠性 1. 可靠性定義 ：產(chǎn)品在規(guī)定條件、規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力,規(guī)定條件：環(huán)境條件、使用條件、維護保養(yǎng) 條件,可靠性工程在設(shè)備管理中的

14、應(yīng)用,2. 可靠度R(t)：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和在規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。 可靠度表示為時間 t 的函數(shù)，其值在01之間。 固有可靠度R1：產(chǎn)品在設(shè)計、制造過程中形成的可靠度； 使用可靠度R2：操作及維護保養(yǎng)條件降低固有 可靠度的概率,規(guī)定時間：通常指經(jīng)濟壽命（ELT, Economic Life Time ) ; 規(guī)定功能：設(shè)備應(yīng)有的技術(shù)性能,4.平均故障間隔期 M T B F (Mean Time Between Failures): 可修復(fù)系統(tǒng)相鄰兩次故障之間正常工作的平均時間,工作可靠度R0: 產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi) 完成規(guī)定功能的概率。 R 0=R1R2,不可靠度（累積故障

15、概率）F(t)： 產(chǎn)品在規(guī)定 條件下和規(guī)定時間內(nèi)不能完成規(guī)定功能的概率,R (t)+F (t)=1 R (0)=1, R ()=0 ; F (0)=0, F ()=1,瞬時故障率(t): 到某一時刻t 為止尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品在隨后的 dt 時間內(nèi)可能發(fā)生故障的條件概率； 平均故障率：產(chǎn)品單位時間內(nèi)發(fā)生故障的次數(shù)。,平均故障間隔期常用來表示可修復(fù)系統(tǒng)的可靠性,5. 平均壽命MTTF ( Mean Time To Failure): 產(chǎn)品從開始使用到失效為止使用時間的平均值。 平均壽命常用來表示不可修復(fù)系統(tǒng)的可靠性,6. 故障率：產(chǎn)品壽命期內(nèi)發(fā)生故障的概率,2. 維修度 M (t)：產(chǎn)品在規(guī)定時間

16、及規(guī)定條件下完成維修任務(wù)的概率。 維修度即以概率表示的產(chǎn)品進行維修時的難易程度,二. 設(shè)備的維修性 1.維修性定義：給定條件下產(chǎn)品進行維修時的 性能,維修性是一項設(shè)計參數(shù)，維修則是其結(jié)果。 維修性是通過可達性、易置換性、易拆卸性、 易調(diào)節(jié)性等產(chǎn)品的內(nèi)在特性加以實現(xiàn)的。 維修性取決于：產(chǎn)品的規(guī)劃設(shè)計、維修管理,三. 設(shè)備的有效度A (t) 1. 定義：產(chǎn)品在規(guī)定時間內(nèi)履行其功能的概 率,規(guī)定條件：備件及維修用設(shè)備、工具的準備、維 修策略的選擇、維修標準及相關(guān)技術(shù)資料的準備、維 修人員的專業(yè)素質(zhì)及勞動情緒、社會化協(xié)作條件等,3.平均修理時間 M TTR (Mean Time To Repair)：

17、 經(jīng)多次故障修理而得到的修理時間的平均值。 相同條件下，平均修理時間越短則維修性越好,2.可靠度、維修度與有效度的關(guān)系 A (t,）=R(t)+1R(t)M() =R(t)+F(t)M()=R(t)+M(t,) M(t,): 通過維修得到的有效度增量,對于不可修復(fù)的系統(tǒng)，產(chǎn)品的有效度就是其可 靠度；對于可修復(fù)系統(tǒng)，產(chǎn)品有效度則是其可靠度與 維修度的統(tǒng)一表現(xiàn)形式,提高可靠度，MTBF，A1; 提高維修度，MTTR0, A1,第二節(jié) 可靠度函數(shù) 一. 可靠度的基本函數(shù)式 由于可靠度是產(chǎn)品在某段時間內(nèi)無故障運行的概率，故可靠度可以用時間 t為隨機變量的分布函數(shù)R(t)來表示。 1. 故障概率密度函數(shù)

18、,2. 累計故障概率密度函數(shù),f(t,R(t,0,t,t i,二. 可靠性工程中常用的概率分布 1. 指數(shù)分布 可靠度函數(shù)由不同的故障形式而服從不同的分布 規(guī)律。機械設(shè)備中最常見的失效形式隨機故障服從 于指數(shù)分布規(guī)律,3. 可靠度函數(shù),上式可用右圖加以表示。 4. 故障率函數(shù),對于指數(shù)分布來說，故障是隨機發(fā)生的，因而每個相同時間間隔內(nèi)出現(xiàn)故障的幾律是相等的，即指數(shù)分布中的故障率是一個常數(shù)。 指數(shù)分布條件下，故障率與平均故障間隔期MTBF互為倒數(shù)，即,指數(shù)分布下的可靠度函數(shù): 故障概率密度函數(shù)： f(t)=et 累計故障概率密度函數(shù)：F(t)=1et 可靠度函數(shù),f(t,f(t)=e-e,t (

19、a,0,t,0.632 F(t)=1e-e,F(t,0,t,t (b,R(t,0.368 R(t)=1-ee,0,t,t,c,當工作時間 t 等于平均故障間隔期時，此時產(chǎn)品的可靠度為0.368，相應(yīng)的不可靠度為0.632。即： 不同的檢修周期將使使用中的產(chǎn)品具有不同的可靠度， 檢修周期越短，產(chǎn)品的可靠度越高,1-84,33,例題：故障遵從指數(shù)分布的產(chǎn)品有10件，其故障前的工作時間分別為30、70、110、120、140、250、320、360、400、450小時，試求其平均壽命、故障率、工作300小時無故障的可靠度及可靠度為99%時的工作時間。 解：平均壽命 故障率 =0.044 工作300小

20、時的可靠度 =0.263=26.3% R=0.99時的工作時間,隨機變量 t 平均值的估計值； : 隨機變量 t 方差的估計值,2. 正態(tài)分布 正態(tài)分布又稱高斯分布。在數(shù)理統(tǒng)計的各種分布 中居于首位。設(shè)備管理中主要用于描述磨損階段的 故障特性，軸承、齒輪、密封件等磨損件的壽命分 布大多服從正態(tài)分布,故障概率密度函數(shù),一般用N (,2 )表示正態(tài)分布。參數(shù)表示曲線對稱軸距縱軸的距離，參數(shù)則決定曲線的形狀，數(shù)值越大曲線越呈扁平狀。如圖示,f(t,0,t,參數(shù)=0、=1的正態(tài)分布，即N（0，1）稱 為標準正態(tài)分布，其故障概率密度為,標準正態(tài)分布N（0，1）隨機變量的標準離差 u 定義為,標準正態(tài)分布

21、的可靠度函數(shù),1-84,37,例題： 從某批故障服從正態(tài)分布的儀器中抽取5臺進行壽命試驗，各臺儀器到發(fā)生故障的時間分別為10.5、11、11.2、12.5、12.8（103h），試求該批儀器工作12103h 時的可靠度。 解,求正態(tài)分布下的可靠度，只需求出參數(shù)、并據(jù)此求出參數(shù) u 即可查表求出（u）值，在此基礎(chǔ)上計算可靠度的數(shù)值,3. 威布爾分布 威布爾分布是對指數(shù)分布和正態(tài)分布的擴展， 指數(shù)分布是威布爾分布的一種特殊情況，正態(tài)分布 則可運用威布爾分布作近似計算。 對于疲勞和磨損而失效的系統(tǒng)，威布爾分布 是最好的描述。 威布爾分布的可靠度函數(shù),故障概率密度函數(shù),故障率函數(shù),m:形狀參數(shù)； t0

22、: 尺度參數(shù),m=1,m=4,m=3,m=2,f (t,0,t,形狀參數(shù)有改變威布爾曲線形狀的作用，如 f(t) 曲線。當 m=24時，威布爾分布的故障概率密度曲線形狀接近于正態(tài)分布（m=3.3086時為正態(tài)分布）；m=1時，曲線呈指數(shù)分布。對于威布爾分布，改變 m 即可得到其它故障形式的函數(shù)式,只需求出參數(shù) m、t0 即可計算產(chǎn)品的可靠度。實際應(yīng)用中一般是通過威布爾概率紙加以估算。 1). 威布爾概率紙的結(jié)構(gòu)原理： 將式 兩邊取自然對數(shù)，得： 將其變形為： 兩邊再取對數(shù)： 令 、 、 使其具有直線方程的形式，即：Y=AX+B,2). 威布爾概率紙的結(jié)構(gòu)： a. 兩組坐標： X軸和Y軸構(gòu)成的直

23、角坐標系。X軸：概率紙上邊線，lnt；Y軸：概率紙右邊線 t 軸和 F(t) 軸構(gòu)成的威布爾坐標系。t 軸：概率紙下邊線，對數(shù)坐標刻度；F(t) 軸：概率紙左邊線，威布爾刻度。 b.橫主軸：平行 t 軸，過F(t)=63.2%和 c.縱主軸：垂直于橫主軸，過 t=1和 lnt=0點。 d.形狀參數(shù)m值估算點：位于X軸（1）和Y軸（0）點,1-84,43,3) 威布爾概率紙實用程序 a.作數(shù)據(jù)表。 從實測數(shù)據(jù) ( 或按某段時間的統(tǒng)計數(shù) ) 求累積故障概率 F(t), 不同時間內(nèi)的累積故障率為,式中：Ki到時間ti的故障累計數(shù)； n設(shè)備或零件數(shù)目。 求出Ki后，將不同的t值及相應(yīng)的F(t)值列表,

24、F(t1,1-84,44,1-84,45,1-84,46,例題： 某企業(yè)有100臺設(shè)備，按110月份的故障統(tǒng)計，每月故障數(shù)和累積故障數(shù)如下表所示：試用威布爾概率紙求m、t0、（10）、R(10)的值,月 份,故障數(shù),累積 故障數(shù),累 積 故 障 率 F(t,月 份,故障數(shù),累積 故障數(shù),累 積 故 障 率 F(t,1 3 3 3% 6 2 22 22% 2 3 6 6% 7 8 30 30% 3 4 10 10% 8 2 32 32% 4 5 15 15% 9 8 40 40% 5 5 20 20% 10 2 42 42,1-84,48,解：將表中數(shù)據(jù)描在威布爾概率紙上，將各點 擬合成一條直線

25、，如圖所示，可求得： 形狀參數(shù)：m=1.35 尺度參數(shù)：t0=38.5,第三節(jié) 設(shè)備故障分布的規(guī)律,一. 設(shè)備故障分布的基本類型 故障：產(chǎn)品喪失其規(guī)定功能的現(xiàn)象。 1. 故障率遞減型：故障率(t)隨時間增加而單調(diào)降低，出現(xiàn)于產(chǎn)品的磨合階段。 2. 故障率恒定型：故障率(t)=常數(shù)，與時間無關(guān)，出現(xiàn)于產(chǎn)品的正常使用階段。 3. 故障率遞增型：故障率(t)隨時間增加而逐步上升，出現(xiàn)于產(chǎn)品使用后期的磨損階段。 在遞減型中，故障的出現(xiàn)通常是由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、制造工藝、裝配質(zhì)量及材料上的缺陷造成的,對于恒定型故障來說，故障形成的原因完全是隨機的，沒有一種特定的故障機理在起主要作用。故障密度函數(shù)呈指數(shù)分布。

26、故障是由使用不當、操作疏忽、維護不良造成的，由于發(fā)生故障的時機難以預(yù)測，因而事前更換零部件的意義不大。 遞增型的故障是由產(chǎn)品耗損及老化引起的，故障一般集中在某一段時間內(nèi)發(fā)生，其故障密度函數(shù)近似于正態(tài)分布。 三種類型的(t)、f(t)曲線形態(tài)如圖示,f(t,f(t,f(t,t,t,t,t,t,t,遞增型,遞減型,恒定型,0,0,0,二.設(shè)備故障發(fā)生的規(guī)律 1. 浴盆曲線：故障率變化三階段：初期故障期、偶發(fā)故障期、磨損故障期,偶發(fā)故障期,初期故障期,磨損故障期,t,t,0,1） 初期故障期：發(fā)生于設(shè)備投產(chǎn)前的調(diào)整或試運轉(zhuǎn)階段。故障較多，故障率較高，隨著磨合及故障的排除，故障率逐步降低并趨于穩(wěn)定,2

27、）偶發(fā)故障期：發(fā)生于設(shè)備正常使用階段。故障率較低，為一常量。故障不可預(yù)測，不受運行時間影響而隨機發(fā)生。 3）磨損故障期：發(fā)生于設(shè)備使用后期。由于機械磨損、化學(xué)腐蝕及物理性質(zhì)的變化，設(shè)備故障率開始上升。 初期故障期的故障形態(tài)反映了產(chǎn)品設(shè)計、制造及安裝的技術(shù)質(zhì)量水平，也與調(diào)整、操作有直接關(guān)系。對于大修及改造的設(shè)備，初期故障率則反映了大修或改造的質(zhì)量。 偶發(fā)故障期是設(shè)備的最佳工作期，即設(shè)備的有效壽命。除設(shè)備本身質(zhì)量外，管理在很大程度上決定了這一階段持續(xù)時間的長短,B0,B1,B2,0,1,2,3,T0,T1,T2,t,0,設(shè)備全壽命周期特性曲線由若干個浴盆曲線組成。 由于大修未改變原設(shè)計結(jié)構(gòu)，也未提

28、高其固有可靠度； 大修僅更換了磨損嚴重的零部件，其余未經(jīng)更換的某些零部件繼續(xù)使用將容易造成損壞； 大修的各項技術(shù)標準一般低于制造廠家的制造標準，因而大修設(shè)備質(zhì)量及可靠性要低于新設(shè)備。 大修后浴盆曲線的變化： 最高及最低故障率,偶發(fā)故障期,如按固定的大修周期安排大修計劃，將造成前期維修過剩，后期維修不足。因此應(yīng)按設(shè)備的實際狀態(tài)科學(xué)、合理地制定大修計劃。 第四節(jié) 設(shè)備的可靠性管理 一.設(shè)備系統(tǒng)的可靠度計算 1. 串聯(lián)系統(tǒng) 設(shè)備系統(tǒng)中只要有一個子系統(tǒng)發(fā)生故障，將造成整個系統(tǒng)的故障。,大修周期,并聯(lián)系統(tǒng)中，系統(tǒng)可靠度大于任意子系統(tǒng)的可靠度。并聯(lián)系統(tǒng)在液壓、自動化及電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。 3. 串、并

29、聯(lián)系統(tǒng),串聯(lián)系統(tǒng)中，系統(tǒng)可靠度小于任意子系統(tǒng)的可 靠度。機械設(shè)備中如減速器、變速箱等都是典型的 串聯(lián)系統(tǒng)。 2. 并聯(lián)系統(tǒng) 設(shè)備系統(tǒng)中，只要一個子系統(tǒng)在起作用就能維 持系統(tǒng)的功能,串、并聯(lián)系統(tǒng)由串聯(lián)部分子系統(tǒng)及并聯(lián)部分子系統(tǒng)組成。計算時應(yīng)首先將系統(tǒng)中的并聯(lián)部分簡化為等效的串聯(lián)部分，然后再按串聯(lián)系統(tǒng)加以計算。 二.可靠度目標值的確定與分配 企業(yè)生產(chǎn)計劃的完成在很大程度上取決于生產(chǎn)設(shè)備的有效度(可利用率)，而有效度又是可靠度與維修度的函數(shù)，因而對主要生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)確定其工作可靠度的目標值?？煽慷饶繕酥悼梢允荕TBF、MTTF、等可靠性特征值。 1. 可靠度目標值確定的依據(jù),1). 企業(yè)的維修能力及社會

30、化協(xié)作的外部條件； 2). 設(shè)備在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中所起的作用； 3). 經(jīng)濟性。 2. 冗余性設(shè)計的概念 為使設(shè)備達到規(guī)定功能，如使其具有兩種以上的手段，且其中任何一種都是隨時可供使用，當一種手段發(fā)生故障時，另一種還可使設(shè)備履行規(guī)定的功能。 冗余性設(shè)計的原理：并聯(lián)系統(tǒng)可靠度大于其組成子系統(tǒng)的可靠度,冗余性設(shè)計的兩手段功能相同，故障的發(fā)生必須獨立，即其工作原理必須不一樣或空間布置不一樣。 1). 工作儲備 工作儲備即并聯(lián)儲備。在工作儲備中，只要不是所有子系統(tǒng)都發(fā)生故障，系統(tǒng)即可履行規(guī)定功能。 工作儲備可靠度： RS=R1+R2R1R2,R1,R2,設(shè)兩子系統(tǒng)故障率分布為1、2，當子系統(tǒng)故障率服從指

31、數(shù)分布時，系統(tǒng)的可靠度為,如1=2=，則有,由于在單個子系統(tǒng)中，平均壽命為 ，因此工作儲備系統(tǒng)的平均壽命為子系統(tǒng)的1.5倍。 2). 非工作儲備： 當一個子系統(tǒng)發(fā)生故障，相同功能的另一子系統(tǒng)接續(xù)工作，使系統(tǒng)功能得以維持,R1,R2,C,如子系統(tǒng)相同，轉(zhuǎn)接及 故障檢測裝置100% 可靠， 其系統(tǒng)可靠度為,非工作儲備中，并聯(lián)子系統(tǒng)平時不工作，因而系統(tǒng)可靠度要高于工作儲備系統(tǒng)。 當非工作儲備系統(tǒng)中的一個并聯(lián)子系統(tǒng)發(fā)生故障，另一并聯(lián)子系統(tǒng)立即投入運行的轉(zhuǎn)接裝置可靠度為Rk，則系統(tǒng)可靠度為,系統(tǒng)的平均壽命,3. 可靠度的分配 可靠度分配：將設(shè)備或系統(tǒng)的可靠度目標值轉(zhuǎn)換為其零部件或子系統(tǒng)的可靠度的過程，即

32、可靠度計算的逆過程。 1)等分法：使各子系統(tǒng)具有相同的可靠度分攤值,由于Rk1，因此轉(zhuǎn)接裝置如發(fā)生故障將導(dǎo)致系統(tǒng)可靠度的降低,并聯(lián)系統(tǒng),串聯(lián)系統(tǒng),等分法無法反映各子系統(tǒng)之間的差別，在實際中較少采用。 2). 加權(quán)分配法：根據(jù)子系統(tǒng)的重要程度分配可靠度,重要度,加權(quán)后，第 i個子系統(tǒng)在 ti 使得可靠度Ri (ti)為,第 i個子系統(tǒng)平均壽命,S：系統(tǒng)可靠度目標值； ti：第 i 個子系統(tǒng)需要工作的時間； ni ： 第 i 個子系統(tǒng)組件數(shù)； N : 系統(tǒng)的基本組件數(shù)，,3). 相對故障率分配法：將系統(tǒng)預(yù)計的故障率 分配到各子系統(tǒng)。 對于串聯(lián)系統(tǒng),相對故障率分配法的步驟,a. 確定系統(tǒng)故障率S：

33、對于故障率服從指數(shù)分布的系統(tǒng),b. 確定各子系統(tǒng)的預(yù)計故障率 c. 計算各子系統(tǒng)加權(quán)系數(shù)Wi,d. 將S分配致各子系統(tǒng) i=Wi S,1-84,66,例題：設(shè)有一由三臺設(shè)備串聯(lián)組成的系統(tǒng)，設(shè)備1、2、3的預(yù)計故障率分別為 , 根據(jù)需要，系統(tǒng)運行 100h后可靠度RS(t)=0.70，試將其分別分配到設(shè)備1、2、3上。 解：系統(tǒng)故障率： 系統(tǒng)預(yù)計故障率： 各系統(tǒng)的加權(quán)系數(shù),1-84,67,子系統(tǒng)1、2、3的故障率分別為,當系統(tǒng)運行100h后，各子系統(tǒng)的可靠度為,第五節(jié) 設(shè)備的維修度 一. 維修度函數(shù) 維修度是表征設(shè)備在規(guī)定時間內(nèi)完成維修的概率。如以 M()表示維修度，即在時間內(nèi)完成維修的概率為M

34、()。相同時間內(nèi)，越容易維修的系統(tǒng)，其M()值越大，M()為時間的單調(diào)遞增函數(shù)。 1. 維修的概率密度函數(shù) m() m()表示某一時刻設(shè)備的修復(fù)概率,3. 指數(shù)分布中的維修度函數(shù) 維修度函數(shù)可以是按正態(tài)分布、指數(shù)分布或威布爾分布。當產(chǎn)品的工作時間遠大于其維修時間時，維修度函數(shù)一般服從指數(shù)分布,2. 維修度函數(shù) M(,維修率，指數(shù)分布中,3. 維修度與可靠度的比較,100,F(t,R(t,0,時間 t,0,時間,100,M(,兩者之間的比較如圖所示。 4. 有效度與可靠度、維修度的關(guān)系,1-84,71,5. 可靠性與維修性的關(guān)系 高可靠性意味著高費用?？煽啃允艿骄S修條件的制約，改善維修性可縮短故

35、障停機時間，彌補可靠性的不足。提高維修性較之提高可靠性更為經(jīng)濟。 例如：當設(shè)備的 , ，t=100h。 在工作儲備系統(tǒng)中，無維修條件下的系統(tǒng)可靠度為0.60，有維修則為0.91；非工作儲備中無維修時的可靠度為0.74，有維修時則為0.96；非冗余性設(shè)計的系統(tǒng)的可靠度僅為0.37,1-84,72,六、備件管理 備件：設(shè)備維修中為減少停機時間而事先采購、加工并儲備的各種零部件。 備件管理：備件的生產(chǎn)、訂貨、供應(yīng)及儲備的組織與管理工作。 搞好備件管理，可以減少維修停機時間，提高設(shè)備利用率；降低流動資金占用，提高資金利用率。 一、備件消耗定額的確定 備件消耗定額是一定條件下，生產(chǎn)單位產(chǎn)值或單位產(chǎn)量合理

36、消耗備件的數(shù)量標準，如萬元產(chǎn)值備件資金（或重量）。所謂一定條件是指影響消耗,1-84,73,定額的各種因素，如管理人員的素質(zhì)，企業(yè)經(jīng)營管理 狀況，生產(chǎn)技術(shù)條件，自然條件及備件質(zhì)量等。一般 可通過經(jīng)驗估算法，統(tǒng)計分析法及實測法估算備件的 消耗定額。 二、備件儲備定額的制定 經(jīng)常儲備那種備件取決于備件的使用壽命，儲備 數(shù)量則取決于備件的消耗量，本企業(yè)的維修能力及備 件的供應(yīng)周期。 一般可采用存儲理論求得備件的經(jīng)濟訂貨批量。 所謂存儲理論就是在備件資料（如月平均消耗量、訂,1-84,74,貨周期、費用、備件保管條件等）的統(tǒng)計基礎(chǔ)上，建立反映其變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型與公式，據(jù)此以系統(tǒng)費用（由備件建立費，存儲費，備件短缺損失費組成）最低的原則求得經(jīng)濟訂貨批量。這里的備件建立費是采購備件市發(fā)生的各種費用或自治備件所需的費用，與存儲量大小無關(guān)而與采購次數(shù)或生產(chǎn)備件的批數(shù)有關(guān)；存儲費包括備件因存儲在倉庫內(nèi)需支付的費用，備件資金積壓損失等；備件短缺費則是企業(yè)備件短缺引起的停工損失及相應(yīng)發(fā)生的費用,1-84,75,1、確定性存儲問題 前提：年需求量為確定的常數(shù)，月消耗量也較為 均勻。 （1）備件貨源充足且不允許缺貨，庫存用完后將立即獲得補充。庫存模型如圖示,1-84,76,經(jīng)濟訂貨批量為: Q= (件) 式中 Q：經(jīng)濟訂貨批量；R：備件月消耗量； C1：每個備件一月內(nèi)的存儲費；C2：每