生产运作与管理第十五章设备维修管理

1、生产与运作管理第十五章第十五章 设备维修管理设备维修管理主要内容：主要内容： 设备管理概论设备管理概论 生产维修生产维修 基本维护决策基本维护决策 企业资产管理系统企业资产管理系统 设备维护业务外包设备维护业务外包生产与运作管理15.1 15.1 设备管理概论设备管理概论一、设备维修管理的概念一、设备维修管理的概念 英国标准3811号给维修（Maintenance）下的定义是： 维修维修 ：各种技术行动与相关管理行动相配各种技术行动与相关管理行动相配合，其目的是使一个物件保持或恢复达到能履行它合，其目的是使一个物件保持或恢复达到能履行它所规定功能的状态。所规定功能的状态。 设备维护：设备维护：

2、是指消除在生产中不可避免的不正常技术状况（零件的松动、干磨擦、异常响声等）的作业。 设备修理：设备修理：是指修复由于正常和不正常原因而造成的设备损坏，更换已磨损、腐蚀的零部件，使设备的效能得到恢复。 生产与运作管理设备维修管理设备维修管理： 是指依据企业的生产经营目标，通过一系列的是指依据企业的生产经营目标，通过一系列的技术、经济和组织措施，对设备寿命周期内的所有设技术、经济和组织措施，对设备寿命周期内的所有设备物质运动形态和价值运动形态进行的综合管理工作。备物质运动形态和价值运动形态进行的综合管理工作。 设备管理的意义：设备管理的意义： 1.设备管理水平的的高低直接影响企业的计划、交货期、生

3、产过程的均衡性等方面工作。 2.设备管理水平的的高低直接关系到企业产品的产量和质量。 3.设备管理水平的的高低直接影响着产品制造成本的高低。生产与运作管理 4.设备管理水平的的高低关系到安全生产和环境保护。 5.设备管理水平的的高低影响着企业生产资金的合理使用。设备管理的主要内容：设备管理的主要内容： 设备管理的主要内容包括：技术、经济、组织等几个方面，具体可分为以下几个方面：（1）依据企业经营目标及生产需要制定设备规划。（2）选择、购置、安装和调试所需设备。（3）对投入的设备正确、合理地使用。（4）精心维护保养和及时检修设备，保证设备正常运行。（5）适时改造和更新设备。生产与运作管理二、设备

4、维修发展概况二、设备维修发展概况发展过程可划分成五个阶段：1.事后维修2.预防维修3.生产维修4.维修预防5.设备综合管理6.其它基于状态维修、智能维修等。三、设备综合工程学三、设备综合工程学 设备综合工程学是20世纪70年代初在英国首创的，74年美国工商部对其的解释是：生产与运作管理 为了谋求经济寿命周期费用而把适用于有形资产的有关为了谋求经济寿命周期费用而把适用于有形资产的有关工程技术、管理、财务以及其它业务工作加以综合的科学。工程技术、管理、财务以及其它业务工作加以综合的科学。设备综合工程学有如下5个特点： 1. 把设备的最经济寿命周期费用作为研究目的。 设备寿命周期设备寿命周期 ：指从

5、方案研究、设计、制造、安装、试验、投 入正式使用、维修改造、更新直至报废为止的全过程。 寿命周期费用：寿命周期费用：指设备在寿命周期内支出的各种费用总和，包括设置费用和维持费用两大部分。费用费用时间时间设计制造安装运转改造报废更新设置费用维持费用失效点生产与运作管理 设备寿命周期费用最低是评价和选择设备的经济指标之一。 2.把与设备有关的工程技术、管理、财务等方面结合起来进行综合性管理。 3.研究提高设备的可靠性、维修性设计，提高设计的质量和效率。 4.把设备当作一个系统，并以它的整个寿命周期为管理和研究对象。 5.强调设备的设计、使用和费用的信息反馈。 1.设备综合工程学 2.全员维修制度生

6、产与运作管理全员维修制度 全员维修制度是日本在吸收欧美研究成果的基础上，结合本国的管理经验，提出了富有特色的全员生产维修制度。是日本式设备综合工程学。 其基本特征如下：1.其目标是使设备效率最高。2.建立包括设备整个寿命周期的生产维修全系统。3.涉及与设备管理有关的所有部门。4.从最高管理部门到基层工人全体人员都参与。5.加强思想教育，开展小组自主活动，推动生产维修。生产与运作管理四、设备管理的任务四、设备管理的任务（1）根据技术先进、经济合理、生产可行的原则正确的购置所需设备，使其能保证企业生产与服务的发展需要。（2）保证设备经常处于良好技术状态；（3）不断的提高设备管理的经济效益；（4）促

7、进企业的技术进步。生产与运作管理五、设备的分类五、设备的分类 按照其用途，可将设备分为以下几类：（1）生产工艺设备。（2）辅助生产设备。（3）科学研究设备。（4）管理用设备。（5）用与第三产业的设备。 按照连续程度，可分为流程式设备和非流程式设备等。生产与运作管理 六、合理使用设备应做好以下工作：六、合理使用设备应做好以下工作：1.设备的合理配置。2.适当安排生产任务。3.协调好设备和操作者的关系。4.创造良好的设备使用环境。5.建立和健全设备合理使用的各项规章制度。6.经常教育职工增强正确使用和爱护设备意识。生产与运作管理15.2 15.2 生产维修生产维修设备维修的理论有两种基本观点： 1

8、.建立在摩擦学基础之上，研究机械磨损规律的“设备修理周期结构”理论。 2.建立在故障物理学基础之上，研究故障规律和设备可靠性的“故障分析与状态管理”理论。一一、维修术语、维修术语常用的维修术语:（一）平均故障期（一）平均故障期（MTBFMTBF）是指两次故障之间的期望时间，其大小为1/，为故障率。（二）平均维修时间（二）平均维修时间（MTTR）MTTR是修理时间R的期望值。生产与运作管理二、机器零件的磨损规律二、机器零件的磨损规律（一）设备的有形磨损（一）设备的有形磨损 有形磨损：有形磨损：设备在使用（或闲置）过程中发生的实体磨损或损失，称为有形磨损或物质磨损。（1）第种有形磨损。摩擦力等的磨

9、损。（2）第种有形磨损。自然力的磨损。（3）有形磨损曲线。见下图MTTRMTBFMTBFA（三）可用性（三）可用性T1T2T3R1R2R3生产与运作管理时间时间正常磨损剧烈磨损初期磨损磨磨损损量量有形磨损分类：可 修 复 性 磨 损不 可 修 复 磨 损按 可 修 复 情 况使 用 中 磨 损闲 置 中 磨 损按 产 生 的 原 因局 部 磨 损全 部 磨 损按 磨 损 程 度个 别 零 件整 个 设 备 或 系 统按 磨 损 对 象有 形 磨 损生产与运作管理（二）设备的无形磨损（二）设备的无形磨损 无形磨损：无形磨损：实体不发生变化，表现为设备原始价值的贬值。也称为经济磨损或精神磨损。（1

10、）第种无形磨损。由于生产率的提高。（2）第种无形磨损。由于技术进步。三、设备故障与故障率曲线三、设备故障与故障率曲线1. 设备故障：设备故障：设备在其寿命周期内，由于磨损或操作使用等方面原因，而暂时丧失其规定功能的状况称为故障。 设备的故障分两大类：偶发故障和劣化故障。生产与运作管理2.故障率和故障率曲线 故障率故障率：指单位时间发生故障的比率指单位时间发生故障的比率。 与时间的关系如下图：故障率曲线浴盆曲线。O时间时间故障率初期故障期偶发故障期磨损故障期生产与运作管理四、设备维修体制四、设备维修体制（一）计划预防修理制（一）计划预防修理制1.计划预修制的内容 包括设备维护和计划修理设备维护的

11、内容：（1）日常维护。（2）定期清洗换油。（3）定期检查。计划修理的内容：（1）小修。（2）中修。（3）大修。生产与运作管理2.实现修理的方法（1）标准修理法。（也叫强制修理法）（2）定期修理法。（3）检查后修理法。五、全面生产维修制（五、全面生产维修制（TPMTPM）1.TPM的基本思想：全效益全系统全员参加2.TPM的基本特征： 以提高设备综合效率为目标；生产与运作管理建立以设备一生为对象的生产维修总系统；涉及到设备计划、使用、保养等所有部门；从最高领导到第一线工人全体成员参加；加强生产维修保养思想教育，开展班组自主活动，推广生产维修。3.TPM的主要内容：日常检查； 定期检查；计划修理；

12、 改善性维修；故障修理； 维修记录分析；开展5S活动、经常进行TPM教育。生产与运作管理15.3 15.3 基本维护决策基本维护决策 一、集中维修与分散维修一、集中维修与分散维修集中维修：集中维修：是指把所有维修力量集中起来组成专门的设备维修部门，负责整个企业的设备维修工作。分散维修：分散维修：就是由企业的各个下层部门分别设立维修小组，每个小组负责本部门的设备维修工作。 二者各自优缺点：二、委托维修和自行维修二、委托维修和自行维修 规模的较小企业，由于设备数量较少，如果设备需要维修，可以委托其它企业或专业维修公司进行维修保养；对于规模较大的企业，如果设备数量足够多，则应建立自己的维修部门。生产

13、与运作管理三、备用设备问题三、备用设备问题例：P428备用设备维持费备用设备维持费停工损失为用停工损失为用总成本总成本备用设备台数备用设备台数成成本本生产与运作管理每小时出故障的机器数每小时出故障的机器数出现次数出现次数相对频率相对频率62525/500=0.0557575/500=0.154125125/500=0.253175175/500=0.352100100/500=0.20总计总计5001.00下表设备故障的历史数据生产与运作管理S SNi65432总期望成本总期望成本6080160240320200.005150080160240131.50430015008016097.003

14、450300150080121.0026004503001500225.00P（SNi）0.050.150.250.350.20费用计算表费用计算表 总成本最低者为97.00元，最佳备用设备数量为4。生产与运作管理四、维修人员的确定四、维修人员的确定例：例：假设一组设备的数量足够大，使得到达率为常数并且到达间隔时间与服务时间服从负指数分布。设机器平均故障率为每周0.8，一个维修工人一个星期能修好一台机器，如果增加工人（最多到4人），则维修时间成比例下降，超过4个维修工人时，需要另外增加一个排队维修场地。若维修工人每周工资250元/人，一台机器停歇一周的费用是750元，问在这种情况下应该招聘多少

15、维修工人？ P365解：生产系统的平均故障设备数量：48 . 018 . 0 SL生产与运作管理当使用一个维修工人时，总成本= 1250 + 4750=3250元。当使用两个维修工人时，=2，则：6667. 08 . 028 . 0 SL总成本= 2250 + 0.6667750=1000元。当使用三个维修工人时，=3，则：3636. 08 . 038 . 0 SL总成本= 3250 + 0.3636750=1023元。生产与运作管理五、预防性维修与事后维修五、预防性维修与事后维修设备维修决策问题：预防性维修？故障后抢修？ 维修水平基于总成本最低。事后修理成本预防维修成本总成本预防维修程度成本

16、生产与运作管理六、更换年限决策六、更换年限决策 假设更换某个零件的费用是K，该零件在工作年限为u时的运行费用是C(u),单位时间的运行费用是a，则：C(u)=au。1、经济更换周期的基本模型 分析的目标是确定更换周期 t 的大小以使更换和维修的总费用最小。tG(t)o生产与运作管理每一周期的更换总费用为K每一周期的维护总费用=则：单位时间总费用 20021ataududuuCtt 2212attKatKttG 022 atKtG令令：aKt2* 生产与运作管理例：例：P367由题意,a=400元, K=10000元,则07. 74001000022* aKt年年最经济费用为： 元元4 .282

17、8207. 740007. 7100002 attKtG生产与运作管理备用设备维持费备用设备维持费停工损失为用停工损失为用总成本总成本备用设备台数备用设备台数成成本本例：P363生产与运作管理15.15.4 4 企业资产管理系统（企业资产管理系统（EAMEAM）一、企业资产管理的概念一、企业资产管理的概念EAM：二、二、EAMEAM的管理思想的管理思想（一）先进维修管理思想（二）成本控制思想（三）集成化管理思想（四）知识管理思想三、三、EAMEAM的功能构成的功能构成四、四、EAMEAM的应用的应用生产与运作管理15.15.5 5 设备维护业务外包设备维护业务外包一、设备维护业务外包兴起的背景一、设备维护业务外包兴起的背景（一）企业自身资源的约束（二）竞争环境的变化（三）新的管理思想的推动二、设备维护业务外包管理的内容二、设备维护业务外包管理的内容（一）设备维护业务外包战略分析（二）设备维护业务外包决策分析（三