維修及可靠性管理.ppt

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(píng)估其實(shí)際狀態(tài)的措施。維修是維護(hù)、檢查及修理的總稱。（德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DIN31051） 維護(hù)是對(duì)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(píng)估設(shè)備實(shí)際狀態(tài)的措施，由于查明和確定設(shè)備的磨損并對(duì)設(shè)備實(shí)際狀態(tài)與額定狀態(tài)的差別進(jìn)行評(píng)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(jī)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(shí)間后，其功能也將逐漸消失。 維修除對(duì)設(shè)備的磨損與消耗在物資形態(tài)上給予補(bǔ)償外，還補(bǔ)償了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。從投資觀點(diǎn)來看，每一次維修都是一次價(jià)值上的補(bǔ)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(jià)值量上的補(bǔ)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(jì)上來看，對(duì)磨損及消耗的設(shè)備進(jìn)行物資形態(tài)上的補(bǔ)償及價(jià)值形態(tài)上的追加，便存在一個(gè)決策優(yōu)化的問題。何時(shí)進(jìn)行維修，維修到何種程度，也就是維修計(jì)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(shí)現(xiàn)確定的維修目標(biāo)而制定的的總體方案的計(jì)劃與實(shí)施

3、。 常用的維修策略有基于時(shí)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(duì)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(shí)間、工作量的策略，亦可采用基于狀態(tài)的策略，對(duì)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(jìn)行的調(diào)查表明，約有50%的企業(yè)實(shí)施事后維修策略（最高90%，最低5%），32%實(shí)施預(yù)防維修策略（最高90%，最低5%），18%實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測維修策略（最高60%，最低5%）。 維修

4、不僅與企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)，而且對(duì)國民經(jīng)濟(jì)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(dòng)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(dá),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(huì)上就明確提出“維修為了未來的投資”的概念，改變了以往認(rèn)為設(shè)備維修屬于局部更新，是恢復(fù)性投資的狹義觀點(diǎn)，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(jì)效益的長期性、戰(zhàn)略性投資。 從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)來看，維修也是一項(xiàng)關(guān)鍵性

5、技術(shù)。可持續(xù)發(fā)展要求經(jīng)濟(jì)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(duì)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(dá)到上述目標(biāo)的途徑可以是： 產(chǎn)品的再利用（維修作業(yè)的目標(biāo)）； 原材料的回收利用。 上述途徑的共同目標(biāo)都是在經(jīng)濟(jì)過程和消耗過程終結(jié)時(shí)減少對(duì)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(shí)間兩方面內(nèi)容。就時(shí)間而言，產(chǎn)品壽命總是位于原材料循環(huán)之前，因時(shí)間和使用兩者造成的材料及能源的磨

6、損與消耗所導(dǎo)致的失效是一種固有的、不停頓和不可逆轉(zhuǎn)的過程。對(duì)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(diǎn)來看，維修就如同購置新的資產(chǎn)。此外，通過諸如改進(jìn)設(shè)計(jì)和現(xiàn)代化改裝等手段，維修可以使資產(chǎn)的利用更加強(qiáng)化。 維修還可以為避免產(chǎn)生廢物作出貢獻(xiàn)。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(biāo)，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(shí)現(xiàn)的。這些成就體現(xiàn)在： 1、改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)： 改型（重新制造）和改進(jìn)裝備（修改設(shè)計(jì)，現(xiàn)代化改裝）；實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多功能化：采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；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

7、使用時(shí)間視同產(chǎn)品”，以此作為對(duì)產(chǎn)品在其整個(gè)壽命周期內(nèi)所承擔(dān)的責(zé)任，同時(shí)也作為通過維修手段達(dá)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(bào)廢）的費(fèi)用。 從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)來看，系統(tǒng)維修的目標(biāo)應(yīng)該是： 技術(shù)上可行； 經(jīng)濟(jì)上合理； 生態(tài)上允許： 與各項(xiàng)法規(guī)相適應(yīng)； 符合社會(huì)/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(biāo)體系）是維修管理目標(biāo)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(duì)維修管理中某一環(huán)節(jié)的計(jì)劃與實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)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

8、難以全面考核和評(píng)估新形勢下維修管理中如費(fèi)用控制、計(jì)劃程度、勞動(dòng)組織、物質(zhì)管理等諸多方面的管理水平和經(jīng)濟(jì)效果，因而有必要對(duì)現(xiàn)有的參數(shù)系統(tǒng)加以補(bǔ)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(fèi)用參數(shù)： 維修費(fèi)用強(qiáng)度 = 100% ,1-84,11,維修費(fèi)用強(qiáng)度表明單位生產(chǎn)費(fèi)用中維修費(fèi)用所占的比值，從費(fèi)用上反映了企業(yè)維修工作的效果，也是考核和評(píng)估維修費(fèi)用控制的參數(shù)。維修費(fèi)用強(qiáng)度可由業(yè)財(cái)務(wù)部門加以統(tǒng)計(jì)并考核。 主要生產(chǎn)設(shè)備維修費(fèi)用強(qiáng)度 = 100% 備件費(fèi)用強(qiáng)度 = 100% 此兩項(xiàng)參數(shù)表明設(shè)備單位重置價(jià)值所消耗的年度維修費(fèi)用及備件費(fèi)用，從費(fèi)用上反映了

9、主要生產(chǎn),1-84,12,設(shè)備年度維修工作的強(qiáng)度及備件消耗的情況，可用于主要生產(chǎn)設(shè)備維修費(fèi)用和備件費(fèi)用控制的考核和評(píng)估。這兩項(xiàng)參數(shù)可由企業(yè)財(cái)務(wù)部門及設(shè)備維修管理部門共同加以統(tǒng)計(jì)并考核。 維修材料費(fèi)用比 = 100% 維修工時(shí)費(fèi)用比 100%,1-84,13,上述兩項(xiàng)參數(shù)分別反映了單位維修費(fèi)用中維修材料及維修工時(shí)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(shí)費(fèi)用的合理性，據(jù)此制訂相應(yīng)的費(fèi)用控制措施。這兩項(xiàng)參數(shù)可由企業(yè)財(cái)務(wù)部門及設(shè)備維修管理部門共同進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并考核。 單位產(chǎn)品維修費(fèi)用= 100% 維修工人工資費(fèi)用率 = 100%,1-84,14,維修管理人員工資費(fèi)用率 =

10、 100% 維修人員人均設(shè)備重置價(jià)值 = 100% 2.維修計(jì)劃參數(shù) 維修計(jì)劃程度= 100%,1-84,15,維修計(jì)劃程度以企業(yè)內(nèi)部用于計(jì)劃維修的費(fèi)用在實(shí)際發(fā)生費(fèi)用中的比值來表示維修工作計(jì)劃程度的高低，可用于考核和評(píng)估企業(yè)預(yù)防性計(jì)劃維修的狀況及規(guī)模。 這一參數(shù)可由企業(yè)的財(cái)務(wù)部門及設(shè)備維修管理部門共同進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并考核。 維修費(fèi)用預(yù)算偏差度=,100%,1-84,16,維修費(fèi)用預(yù)算偏差度表明了企業(yè)維修費(fèi)用預(yù)算編制的實(shí)際效果，反映了費(fèi)用的計(jì)劃程度。計(jì)算的結(jié)果為正說明費(fèi)用超支，反之則為節(jié)余。可用于考核和評(píng)估企業(yè)年度維修費(fèi)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(fèi)用預(yù)算的編制提供依據(jù)。這一參數(shù)可

11、由企業(yè)財(cái)務(wù)部門進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并考核。 計(jì)劃維修實(shí)施率= 100%,1-84,17,計(jì)劃維修實(shí)施率通過企業(yè)計(jì)劃維修工時(shí)的實(shí)際完成值與計(jì)劃值的比值反映了維修計(jì)劃制訂在工時(shí)上的偏差，可用于檢查和考核本年度計(jì)劃維修執(zhí)行的情況并為下一年度編制維修計(jì)劃（時(shí)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jià)值 = 100%,1-84,18,此項(xiàng)參數(shù)從維修人員人均分?jǐn)偟脑O(shè)備固定資產(chǎn)價(jià)值（原值或重置價(jià)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(píng)估或比較。一般應(yīng)由企業(yè)財(cái)務(wù)部門及勞動(dòng)人事部門共同統(tǒng)計(jì)并考核。 維修人

12、員構(gòu)成比 = 100%,1-84,19,維修人員比例 = 100% 上述兩項(xiàng)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(píng)估與比較。這兩項(xiàng)參數(shù)應(yīng)由企業(yè)勞動(dòng)人事部門進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并考核。 4.維修專業(yè)化參數(shù) 外委維修費(fèi)用比 = 100%,1-84,20,外委維修費(fèi)用比是通過企業(yè)外委維修費(fèi)用在企業(yè)總的維修費(fèi)用中的比值來評(píng)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(xiàng)參數(shù)可由企業(yè)財(cái)務(wù)部門及設(shè)備維修管理部門共同加以統(tǒng)計(jì)并考核。 維修集中化程度 = 100%,1-84,21,此項(xiàng)參數(shù)反映了

13、大型或特大型企業(yè)內(nèi)部實(shí)施維修的集中化程度，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(xiàng)參數(shù)應(yīng)由企業(yè)設(shè)備維修管理部門進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并考核。 維修管理參數(shù)系統(tǒng)應(yīng)該是一種動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，組成它的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)該是根據(jù)實(shí)際情況不斷補(bǔ)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(jì)指標(biāo)和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的總體目標(biāo)，而不僅僅是作為一種評(píng)比的手段；其次，參數(shù)的制訂應(yīng)結(jié)合企業(yè)實(shí)際，及時(shí)反映企管理的現(xiàn)實(shí)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(shí)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(hù)

14、保養(yǎng) 條件；,可靠性工程在設(shè)備管理中的應(yīng)用,2. 可靠度R(t)：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。 可靠度表示為時(shí)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(jì)、制造過程中形成的可靠度； 使用可靠度R2：操作及維護(hù)保養(yǎng)條件降低固有 可靠度的概率；,規(guī)定時(shí)間：通常指經(jīng)濟(jì)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(shí)間。,工作可靠度R0: 產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi) 完成規(guī)定功能的

15、概率。 R 0=R1R2,不可靠度（累積故障概率）F(t)： 產(chǎn)品在規(guī)定 條件下和規(guī)定時(shí)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(shí)故障率(t): 到某一時(shí)刻t 為止尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品在隨后的 dt 時(shí)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(shí)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(shí)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

16、內(nèi)發(fā)生故障的概率。,2. 維修度 M (t)：產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間及規(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(jìn)行維修時(shí)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(jìn)行維修時(shí)的 性能。,維修性是一項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，維修則是其結(jié)果。 維修性是通過可達(dá)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(shí)現(xiàn)的。 維修性取決于：產(chǎn)品的規(guī)劃設(shè)計(jì)、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(shí)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(zhǔn)備、維 修策略的選擇、維修標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)資料的準(zhǔn)備、維 修人員的專業(yè)素質(zhì)及勞動(dòng)情緒、社會(huì)化協(xié)作條件等。,3.

17、平均修理時(shí)間 M TTR (Mean Time To Repair)： 經(jīng)多次故障修理而得到的修理時(shí)間的平均值。 相同條件下，平均修理時(shí)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(duì)于不可修復(fù)的系統(tǒng)，產(chǎn)品的有效度就是其可 靠度；對(duì)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(shí)間內(nèi)無故障運(yùn)行的概率，故可

18、靠度可以用時(shí)間 t為隨機(jī)變量的分布函數(shù)R(t)來表示。 1. 故障概率密度函數(shù),2. 累計(jì)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(jī)械設(shè)備中最常見的失效形式隨機(jī)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(duì)于指數(shù)分布來說，故障是隨機(jī)發(fā)生的，因而每個(gè)相同時(shí)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(gè)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(jì)故障概率密度函數(shù)：F(t)=1et 可靠度函數(shù)：,f(t),f