現(xiàn)代設(shè)備管理與故障診斷技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代設(shè)備管理與

故障診斷技術(shù)的發(fā)展李葆文廣州大學(xué)信息與機(jī)電工程學(xué)bwli@163.com設(shè)備管理發(fā)展歷史回顧事后維修（第一代）

兼修階段分工淡化壞了操作工＝維修工才修專修階段分工清楚不壞我操作，你維修不修設(shè)備管理發(fā)展歷史回顧

預(yù)防維修階段（第二代）

計(jì)劃預(yù)修制強(qiáng)調(diào)計(jì)劃性維修（前蘇聯(lián)）強(qiáng)制計(jì)劃過剩預(yù)防維修制強(qiáng)調(diào)預(yù)防性維修（美國等）檢查計(jì)劃不足設(shè)備管理發(fā)展歷史回顧

生產(chǎn)維修階段（第三代）

事后維修(breakdownmaintenance)

預(yù)防維修(preventivemaintenance)糾正維修(correctivemaintenance)維修預(yù)防(maintenanceprevention)設(shè)備管理發(fā)展歷史回顧

各種方式并行階段（第四代）綜合工程學(xué)強(qiáng)調(diào)壽命周期（英國）強(qiáng)調(diào)多部共管全員生產(chǎn)維修強(qiáng)調(diào)全員參與（日本）強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)保養(yǎng)設(shè)備綜合管理強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)綜合（中國）強(qiáng)調(diào)兼容并蓄從預(yù)知維修到狀態(tài)維修

預(yù)知維修（PredictiveMaintenance)通過檢測、連續(xù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件來記錄和評估設(shè)備狀況，預(yù)測故障，決定維修策略的程序和方法。

最早向以時間為基礎(chǔ)的維修（TBM－TimeBasedMaintenance)模式挑戰(zhàn)的概念！

檢測手段落后－計(jì)算機(jī)落后

預(yù)測準(zhǔn)確性不夠。

從預(yù)知維修到狀態(tài)維修

狀態(tài)維修(ConditionBasedMaintenance)基于設(shè)備的檢查和檢測，通過計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，掌握和評估設(shè)備狀態(tài)、預(yù)測故障，進(jìn)行維修決策的管理方法。

是預(yù)測維修的發(fā)展和延續(xù)。是預(yù)測維修的更完善形式。從預(yù)知維修到狀態(tài)維修

CBM（III）：初級，費(fèi)用最低。離線、簡單手提數(shù)據(jù)采集器，輔之以人工巡回點(diǎn)檢，計(jì)算機(jī)分析處理數(shù)據(jù)。

CBM（II）：中級，費(fèi)用中等。在線與離線相結(jié)合，效果中等。

CBM（I）：高級，費(fèi)用較高。設(shè)備配備永久性在線監(jiān)測系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)智能檢測、報(bào)警，專家系統(tǒng)決策。以利用率為中心的維修

以利用率為中心的維修

(AvailabilityCenteredMaintenance)把設(shè)備按照故障對利用率的影響排序，按照利用率為主要參考值，再根據(jù)不同的故障特征，選擇定期維修、視情維修、事后維修、機(jī)會維修和改進(jìn)維修等不同維修策略的管理模式。以利用率為中心的維修序號設(shè)備名停機(jī)次數(shù)停機(jī)小時對利用對可靠（2年內(nèi)）率影響性影響1反射爐10次309大小2澆鑄機(jī)55次77小大

按照以利用率為中心的原則，我們更應(yīng)該重視反射爐。

ACM管理模式流程確定單臺關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)流程以利用率為中心評估排序維修數(shù)據(jù)按故障模式故障分析確定維修方式狀態(tài)監(jiān)測視情定期機(jī)會改進(jìn)事后維修維修維修維修維修編制單臺設(shè)備維修計(jì)劃生產(chǎn)空隙時間

編制成套設(shè)備維修規(guī)劃維修資源全面計(jì)劃質(zhì)量維修全面計(jì)劃質(zhì)量維修(TotalPlanningQualitativeMaintenance)

以設(shè)備整個壽命周期內(nèi)的可靠性、有效利用率以及經(jīng)濟(jì)性為總目標(biāo)的維修技術(shù)和資源管理體系。

TPQM強(qiáng)調(diào)維修范圍的全面性、維修過程的系統(tǒng)性、標(biāo)準(zhǔn)化及維修技術(shù)的基礎(chǔ)性。全面計(jì)劃質(zhì)量維修

TPQM維修職能的十要素質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)

維修技術(shù)管理組織維修任務(wù)

維修職能工作控制

后勤保障信息系統(tǒng)組態(tài)管理人力資源技術(shù)文件全面計(jì)劃質(zhì)量維修TPQM強(qiáng)調(diào)綜合、整體化管理其中一個要素發(fā)生變化，其它要素也要相應(yīng)調(diào)整。TPQM強(qiáng)調(diào)程序化和組織化的管理以規(guī)范化代替隨意性。TPQM強(qiáng)調(diào)維修工藝研究和質(zhì)量管理

把維修技術(shù)作為維修質(zhì)量保障的基礎(chǔ)

TPQM實(shí)施過程－PDCA循環(huán)企業(yè)方針工作任務(wù)指令維修維修維修開發(fā)后勤維修評價對象分析計(jì)劃維修保障數(shù)據(jù)結(jié)果選擇3W程序工具記錄維修1H備件效果人員文件

反饋

選擇開發(fā)實(shí)施準(zhǔn)備執(zhí)行評價

適應(yīng)性維修適應(yīng)性維修(AdaptiveMaintenance)

以最小綜合費(fèi)用為目標(biāo)，綜合生產(chǎn)、設(shè)備劣化、診斷技術(shù)各種因素來制訂維修策略的管理模式。

綜合費(fèi)用＝維修費(fèi)用＋設(shè)備因素生產(chǎn)損失適應(yīng)性維修

追求綜合費(fèi)用最小費(fèi)綜合費(fèi)用用最小點(diǎn)

維修費(fèi)用生產(chǎn)損失維修方式適應(yīng)性維修

適應(yīng)性維修實(shí)現(xiàn)的條件

維修費(fèi)用和生產(chǎn)損失的可度量性

計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的支持維修模式計(jì)算機(jī)生產(chǎn)損失組合成本信息處理費(fèi)用綜合費(fèi)用最小方式維修管理模型設(shè)計(jì)可靠性維修可靠性維修(ReliabilityBasedMaintenance)

以設(shè)備可靠性為基礎(chǔ)，以主動維修為導(dǎo)向的維修體制。這一模式旨在通過系統(tǒng)地消滅故障根源，盡最大努力削減維修工作總量，最大限度地延長設(shè)備壽命，把主動維修、預(yù)測維修和預(yù)防維修結(jié)合起來，形成一個統(tǒng)一的維修策略?？煽啃跃S修

主動維修利用先進(jìn)的方法和修復(fù)技術(shù)，立足于永久消滅故障，特別是重復(fù)性故障。

1找出重復(fù)性故障，通過改進(jìn)設(shè)計(jì)加以消除；2通過性能檢驗(yàn)，確保維修后的設(shè)備無故障隱患；3按照嚴(yán)格的精度要求維修和安裝；4辨認(rèn)和消除各種影響設(shè)備壽命的因素。

可靠性維修

維修模式發(fā)展和功能進(jìn)步主動維修

立足根除故障，根本改變系統(tǒng)預(yù)測維修

監(jiān)測設(shè)備，預(yù)知狀態(tài)，既可避免維修過剩又可避免維修不足，沒考慮根除故障預(yù)防維修

減少非計(jì)劃停機(jī)，易產(chǎn)生維修過?；虿蛔悖瑳]考慮根除故障可靠性維修

設(shè)備早期故障根源重設(shè)計(jì)水平低要制造質(zhì)量差程安裝不當(dāng)度試運(yùn)轉(zhuǎn)不當(dāng)操作不正確不必要的日常維修過多的損壞性維修工人技術(shù)不佳早期失效原因時間t

可靠性維修

主動維修技術(shù)1故障根源分析2精細(xì)的大修理和安裝3設(shè)備購置和維修的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范4建立修理驗(yàn)收合格證制度5可靠性維修可靠性維修

三種維修制度的平衡預(yù)防維修主動維修

預(yù)測維修以可靠性為中心的維修

以可靠性為中心的維修（ReliabilityCenteredMaintenance)

根據(jù)設(shè)備的可靠性狀況，以最少的維修資源消耗，運(yùn)用邏輯決斷分析法來確定所需的維修內(nèi)容、維修類型、維修間隔期和維修級別，制度出預(yù)防維修大綱，從而達(dá)到預(yù)防維修的目的。以可靠性為中心的維修

RCM原理之一

TBM（定時維修）對復(fù)雜設(shè)備的故障預(yù)防作用不大，但對簡單設(shè)備的故障預(yù)防有作用。設(shè)備老，故障不見得多；設(shè)備新，故障不見得少。設(shè)備故障與使用時間沒有直接關(guān)系，定時維修不普遍適用。

設(shè)備故障率曲線的變化第一階段第二階段第三階段4％2％非主流5％次主流7％主流14％右半浴盆典型浴盆68％（左半浴盆）1940195019601970198019902000結(jié)論：引進(jìn)新的初始高故障狀況定時預(yù)防大修理可能造成的危害故障修理周期率

壽命周期以可靠性為中心的維修

RCM原理之二

RCM提出潛在故障的概念，設(shè)備可以在不發(fā)生功能故障的前提下充分利用。視情維修由潛在故障發(fā)展為功能故障的間隔時間來確定。

潛在故障：臨近功能故障的漸變狀態(tài)，可觀察，可檢測，可鑒別。以可靠性為中心的維修

潛在故障P－F間隔

狀態(tài)檢測間隔期

A

P

視情維修Tc

F間隔期

P’

F’

tT

A：故障開始發(fā)生點(diǎn)P：能檢測到的潛在故障發(fā)生點(diǎn)

F：功能故障發(fā)生點(diǎn)以可靠性為中心的維修

例：滾動軸承同一故障模式在功能故障前的不同潛在故障點(diǎn)劣化起始點(diǎn)振動分析潛在故障點(diǎn)

AP1P2

油液分析潛在故障點(diǎn)P3噪聲分析潛在故障點(diǎn)P4手摸發(fā)熱潛在故障點(diǎn)F功能故障點(diǎn)P1’P2’P3’P4’F’時間t以可靠性為中心的維修設(shè)計(jì)研制部門可靠性依據(jù)同類型設(shè)備維修大綱無維修設(shè)計(jì)可維修性設(shè)計(jì)、制造、材料、試驗(yàn)數(shù)據(jù)思想早期類似設(shè)備初始預(yù)防性類似型號設(shè)備維修大綱維修大綱維修經(jīng)驗(yàn)使用維修部門依據(jù)設(shè)備使用工況條件，設(shè)備負(fù)荷和故障實(shí)況、后果、修復(fù)經(jīng)驗(yàn)修訂新工作環(huán)境新故障模式及后果成熟預(yù)防性維修大綱風(fēng)險(xiǎn)維修

風(fēng)險(xiǎn)維修以設(shè)備或部件的風(fēng)險(xiǎn)來制定維修策略的管理模式稱為風(fēng)險(xiǎn)維修。

風(fēng)險(xiǎn)＝后果×概率

后果：健康與安全環(huán)境耽誤的生產(chǎn)或服務(wù)材料損壞風(fēng)險(xiǎn)維修風(fēng)險(xiǎn)分析回答三個問題：

1什么地方可能出問題？故障

2有多大可能出問題？概率

3會出現(xiàn)什么后果？后果風(fēng)險(xiǎn)維修

風(fēng)險(xiǎn)維修的幾個重要概念

1直接成本日常維護(hù)成本（CBS）

預(yù)測與預(yù)防維修成本（CPM）糾正性維修即改善維修成本（CCM）2間接成本組織、管理、后勤支持3故障后果成本（CRISKEX）健康、環(huán)境與安全生產(chǎn)/服務(wù)的延遲材料損壞信譽(yù)損失風(fēng)險(xiǎn)維修各種維修成本之間關(guān)系成本

CRISKEX

CTOT（總成本）

（風(fēng)險(xiǎn)維修）

CMIN（最小成本）

CPM（預(yù)防維修）

CCM（改善維修）

CBS（基礎(chǔ)保養(yǎng)）

基礎(chǔ)保養(yǎng)如清潔、潤滑等0100％預(yù)防維修水平風(fēng)險(xiǎn)維修

風(fēng)險(xiǎn)檢查

設(shè)備設(shè)施：管道、容器、結(jié)構(gòu)件……。（非破壞性試驗(yàn)）檢查：磁粉檢測、超聲波試驗(yàn)、X光放射試驗(yàn)、渦流檢測……。

成果：優(yōu)化檢查方法優(yōu)化檢查間隔期提高可靠性和利用率

降低檢查成本風(fēng)險(xiǎn)維修

風(fēng)險(xiǎn)維修

設(shè)備類型：旋轉(zhuǎn)設(shè)備、過程儀器、電機(jī)、發(fā)電機(jī)……。

可檢測故障：高振動、磨損、滴漏，……。

分析方法：

RCM，分析分析，成本－效益分析

成果：潛在風(fēng)險(xiǎn)排序維修重要性水平維修程序優(yōu)化

風(fēng)險(xiǎn)維修

維修程序

維修對象建立維修程序分析維修計(jì)劃/日程維修實(shí)施結(jié)果報(bào)告與記錄TPM——全面生產(chǎn)維護(hù)TPM是以設(shè)備綜合效率為目標(biāo)，以設(shè)備時間、空間全系統(tǒng)為載體，全體人員參與為基礎(chǔ)的設(shè)備保養(yǎng)、維修體制TPM在設(shè)備維護(hù)體制中的定位

企業(yè)設(shè)備維護(hù)體制

TPM全系統(tǒng)

現(xiàn)場設(shè)備管理生產(chǎn)維修體制

清潔點(diǎn)檢保養(yǎng)潤滑預(yù)防事后改善維修自主維修維修維修維修預(yù)防如果設(shè)備是人體，TPM是：

設(shè)備（人體）

手段：TPM維修

相當(dāng)于人的：自我保健手術(shù)治療達(dá)到目的：增加免疫力驅(qū)除疾病設(shè)備目標(biāo)：保持基本狀態(tài)零故障修復(fù)故障四TPM的五大支柱

和三個“全”

最高設(shè)備全系統(tǒng)所有部門從領(lǐng)導(dǎo)到小組活動綜合效率預(yù)防維修全體參加每個員工動機(jī)管理TPM五大支柱里的三個“全”全效率是目標(biāo)全效率全系統(tǒng)是載體全系統(tǒng)全員是基礎(chǔ)全員TPM的5S活動整理：取舍分開，取留舍棄；整頓：條理擺放，取用快捷；清掃：清掃垃圾，不留污物；清潔：清除污染，美化環(huán)境；素養(yǎng)：形成制度，養(yǎng)成習(xí)慣。營建一個“綠色”的企業(yè)！TPM的5個S之間的關(guān)系企業(yè)核心是整理整頓素養(yǎng)素養(yǎng)清掃清潔文化TPM的自主維修漸進(jìn)過程自主管理的深入整理整頓規(guī)范化自主點(diǎn)檢總點(diǎn)檢臨時基準(zhǔn)與規(guī)范的編制對問題根源的攻關(guān)對策初始清潔綠色維修與再制造工程全球工業(yè)污染狀況：55億噸無害廢棄物+7億噸有害廢棄物平均2500萬輛汽車+2000萬臺計(jì)算機(jī)報(bào)廢處理環(huán)境經(jīng)濟(jì)和樸素經(jīng)濟(jì)社會資源的最佳利用

1綠色維修（可循環(huán)利用，可維修，保護(hù)環(huán)境的棄件處理）2再制造（環(huán)境周期壽命設(shè)計(jì)，精度恢復(fù)，再成型）綠色維修與再制造工程設(shè)備環(huán)境壽命周期的綠色維修和再制造

設(shè)備環(huán)境周期加工使用維修整體

可持續(xù)設(shè)計(jì)制造維護(hù)修復(fù)報(bào)廢

再利用解體節(jié)能節(jié)材

環(huán)保再再材環(huán)加工使制料保

回處

用造收理人的可靠性

對設(shè)備管理影響的研究統(tǒng)計(jì)表明：30％－80％的設(shè)備故障與事故和人為失誤有關(guān)！把人看成系統(tǒng)中的一個部件。材料人（系統(tǒng)中的部件）使監(jiān)用視

設(shè)備輸出人的可靠性

對設(shè)備管理影響的研究

SRK模型（JensRasmussen）

人的行為分為三類（駕駛汽車為例）*以技藝為基礎(chǔ)的行為（司機(jī)換檔）*以規(guī)則為基礎(chǔ)的行為（遵守交通規(guī)則）*以知識為基礎(chǔ)的行為（尋求最佳路線）人的可靠性

對設(shè)備管理影響的研究

人腦處理問題能力102比特/秒

信息輸入

信息處理

信息輸出

視覺技能語言聽覺規(guī)則動作其它（感知）知識表情

109比特/秒

102比特/秒

107比特/秒失誤：忽略，忘記，太早，太晚，太多，太少人的可靠性

對設(shè)備管理影響的研究

人類失誤分層模型

分類表現(xiàn)心理原因

失誤無意識滑過沒注意不正確潛意識中的錯誤習(xí)慣漏掉忘記

有意識錯誤規(guī)則性錯誤知識性錯誤技藝性失誤破壞故意人的可靠性對設(shè)備管理影響的研究

實(shí)踐證明：80％的人為失誤是管理不善造成的成也管理，敗也管理*組織結(jié)構(gòu)不合理；*工作劃分不科學(xué)；*定置化、目視化、規(guī)范化現(xiàn)場管理不善；沒有：讓容易發(fā)生的失誤很難發(fā)生；讓很難做好的事情易于實(shí)現(xiàn)；*員工培訓(xùn)不夠；*企業(yè)文化，員工愿景，心智模式不良結(jié)論：設(shè)備可靠性

人的可靠性

從管理做起設(shè)備管理是企業(yè)文化的一部分

世界級維修的概念

WorldClass

世界級企業(yè)Manufacturer

WorldClass世界級維修Maintenance

維修在世界范圍

維修已不再局限

新的維修管理已

互相滲透，已失

于維修，它已成

不限于組織和行

去明顯國界，全

為生產(chǎn)、質(zhì)量、

為的變更，而應(yīng)

球社會化維修成

安全與環(huán)保的綜

該是意識和文化

為歷史的必然。

和。

的變革。設(shè)備管理是企業(yè)文化的一部分

設(shè)備管理的內(nèi)勢和外勢強(qiáng)化功能

產(chǎn)量

人工

設(shè)

質(zhì)量

內(nèi)勢

成本

能源

安全

環(huán)保

材料

備

交貨期

外勢

勞動情緒設(shè)備管理的系統(tǒng)思考

設(shè)備管理系統(tǒng)的三維立體結(jié)構(gòu)

資源維資金材料信息能源選型采購人力規(guī)劃安裝調(diào)試反饋設(shè)計(jì)制造試運(yùn)行檢查時間維實(shí)施報(bào)廢運(yùn)行組織認(rèn)識改造修理維護(hù)計(jì)劃

功能維設(shè)備管理的系統(tǒng)思考

木桶效應(yīng)長板效應(yīng)短板效應(yīng)疏板效應(yīng)尋短策略

結(jié)語

工欲善其事，必先利其器；

君若利其器，首當(dāng)順其治?，F(xiàn)代故障監(jiān)測診斷技術(shù)為什么要發(fā)展故障監(jiān)測診斷技術(shù)？1設(shè)備是不會說話的嬰兒，但會動，會哭，會拉尿，它們用振動、噪音、泄露來抗議；2人們總是希望：又要馬兒跑