生产与运作设备管理

1、华中科大管理学院陈荣秋马士华1生产与运作管理生产与运作管理Production & Operations Management华中科技大学管理学院The School of Management，HUST陈荣秋 马士华Rongqiu Chen and Shihua Ma华中科大管理学院陈荣秋马士华2第15章 设备维修管理15.1 设备管理概述15.2 生产维修15.3 基本维护决策15.4 企业资产管理系统15.5 设备维护业务外包华中科大管理学院陈荣秋马士华315.1 设备管理概述n15.1.1 设备维修的概念n15.1.2 设备维修的发展阶段n15.1.3 设备综合工程学华中科大管理学院陈

2、荣秋马士华415.1.1 设备维修概念定义：n英国标准3811号给“维修”下的定义是：“各中技术行动与相关的管理行动向配合，其目的是使一个物件保持在或者恢复达到能履行它所规定功能的状态。”n设备维修管理：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备物质运动形态和价值运动形态进行的综合管理工作。华中科大管理学院陈荣秋马士华515.1.1 设备维修概念（续）设备管理的影响n设备管理水平的高低直接影响企业的计划、交货期、生产过程的均衡性等方面的工作；n设备管理水平的高低直接关系到企业产品的产量和质量；n设备管理水平的高低直接影响着产品制造成本的高低；n设备管

3、理水平的高低关系到安全生产和环境保护；n设备管理水平的高低影响着企业生产资金的合理使用。华中科大管理学院陈荣秋马士华615.1.2 设备维修发展阶段设备维修发展五阶段n事后修理n预防维修n生产维修n维修预防n设备综合管理n基于状态维修（Condition-based Maintenance）和智能维修（Intelligent Maintenance）等新方法。华中科大管理学院陈荣秋马士华715.1.3 设备综合工程学设备综合工程学特点n把设备的最经济寿命费用作为其研究目的n把与设备有关的工程技术、财务、管理等方面结合起来进行综合性管理n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n把

4、设备的一生，即整个寿命周期作为管理和研究的对象n强调设备的设计、使用和费用的信息反馈华中科大管理学院陈荣秋马士华815.2 生产维修n15.2.1 综述n15.2.2 机器零件磨损的规律n15.2.3 设备故障曲线n15.2.4 设备维修体制华中科大管理学院陈荣秋马士华915.2.1 综述设备维修的理论有两种基本观点：n第一种观点建立在摩擦学基础之上，以研究机械磨损规律的“设备修理周期结构”理论。n第二种观点是建立在故障物理学基础之上，以研究故障规律和设备可靠性的“故障分析与状态管理”理论。华中科大管理学院陈荣秋马士华1015.2.2 机器零件磨损的规律零件从投入使用到磨损报废一般可以分为三个

5、阶段：n初期磨损期 零件的表面宏观几何和微观几何都要发生明显变化，磨损速度很快。这一阶段对设备来说没有什么危害，而是设备进入正常运转的必经阶段，称“跑合”、“磨合”。n正常磨损期 经跑合磨损后，设备各个部分进入了正常工作状态。n急剧磨损期 零件是有一定寿命的。经过一段时间以后，正常磨损关系破坏了，这时候的磨损速度非常块，短时间内就可以使零件丧失应有的精度或强度。华中科大管理学院陈荣秋马士华1115.2.2 机器零件磨损 的规律（续）零件磨损示意图华中科大管理学院陈荣秋马士华1215.2.3 设备故障曲线设备故障曲线n第一段为初期故障时期。这段时期的故障主要使由于设计 上的原因，操作上的不习惯，

6、新装配零件没有跑合，质量不 好等。n第二段为偶发故障期。设备处于正常运转阶段，故障率较低，一般由于维护不好和操作失误引起的偶然故障。n第三段为磨损故障期。零件开始老化，故障率逐渐上升。I IIIII正常区恶劣区t( ) t0( )t图图142：设备故障曲线：设备故障曲线华中科大管理学院陈荣秋马士华1315.2.4 设备维修体制计划预修制n计划预修制是根据零件的一般磨损规律和设备故障规律，有计划地进行维修，在故障发生之前修复或更换已磨损或老化的零件。日常维护设备的维护 定期清洗换油定期检查计划预修制小修计划修理 中修大修华中科大管理学院陈荣秋马士华1415.2.4 设备维修体制（续）计划预修制n

7、由于设备的重要程度和结构的繁简程度不同，以及对零件使用寿命的掌握程度不同，因此，规定了三种不同的实现计划修理的方法。u标准修理法，又叫强制修理法u定期修理法u检查后修理法华中科大管理学院陈荣秋马士华1515.2.4 设备维修体制（续）全面生产维修制（Total Production Maintenance，简称TPM） 基本思想：全效益，是指要求设备一生的寿命周期的费用最小、输出最大。 设备综合效率 n全系统，从设备的设计、制造、使用、维修、改造到更新的设备一生的管理。n全员参加，凡是和设备规划、设计、制造、使用、维修有关的部门和人员都参加到设备管理行列中 设备寿命周期的输出设备寿命周期的输入

8、华中科大管理学院陈荣秋马士华1615.2.4 设备维修体制（续）TPM的基本特征n以提高设备综合效率为目标n建立以设备一生为对象的生产维修总系统n从最高领导到第一线工人全体成员参加n从加强生产维修保养思想教育，开展班组自主活动，推广生产维修华中科大管理学院陈荣秋马士华1715.2.4 设备维修体制（续）TPM的主要内容n日常检点n定期检查n计划修理n改善性维修n故障修理n维修记录分析n开展5S活动（整理（Seiri）、整顿（Seiton） 清洁（Seisoh）、清扫（Seiketsu）、教养（Shitsuke）华中科大管理学院陈荣秋马士华1815.3 基本维护决策n15.3.1 几种维护决策n

9、15.3.2 备用设备问题n15.3.3 预防性维修和事后修理n15.3.4 更换年限决策华中科大管理学院陈荣秋马士华1915.3.1 几种维护决策集中维修n在集中维修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。n优点：有利于提高维修技术水平，集中力量完成复杂、技术难度大的维修任务。n缺点：易出现生产与维修的脱节，不能及时处理故障。华中科大管理学院陈荣秋马士华2015.3.1 几种维护决策（续）分散维修n在分散维修就是由企业的各个下层部门分别设立维修小组，每一个小组复杂本部门的设备维修工作。n优点：把各部门的生产与维修统一起来，维修时间灵活。n缺点：分散了维修力

10、量，难以处理技术难度大的维修任务。委托维修与自行维修华中科大管理学院陈荣秋马士华2115.3.2 备用设备问题备用设备问题n某些情况下，一旦设备出现故障，就有可能造成很大的损失。备用设备就是为了缓解这种情况而出现的。然而，备用设备会占用大量的资金，造成成本上升。设备管理就是的任务之一就是要找到一个平衡点。华中科大管理学院陈荣秋马士华2215.3.3预防性维修 与事后修理预防性维修与事后修理n是采取预防性维修还是采取设备发生故障后再来抢修，这也是一个设备维修的决策问题。通常，管理人员从成本的角度衡量，寻求总成本最低的预防性维修水平，避免造成过渡维修。华中科大管理学院陈荣秋马士华2315.3.4

11、更换年限决策在讨论总费用最低的零件更换年限的确定问题。n假设：机器维护费用随着机器的使用年限而增加。这里所讨论的模型既使用于连续工作的设备，也适用于间歇工作的机器。n不妨假设，更换某个零件的费用是K，该零件在工 作在年限为u时的运行费用是C（u），且C（u）的初始值是au。边际更换费用随时间的推移而降低，边际运行维护费用随时间推移而上升。总费用是零件更换费用与维护费用之和，这里要找到总费用最低的更换时间点。华中科大管理学院陈荣秋马士华2415.3.4 更换年限决策（续）为了简化问题，假设n机器连续运转；n不考虑停机修理时间；n机器上的每一个新零件具有相同的特征；n只考虑更换费用和运行维护费用；

12、n目标是取得长期总费用最低；n维护一个零件运行费用是au，更换一个零件的费用是K。华中科大管理学院陈荣秋马士华2515.3.4 更换年限决策（续）20032( )/2( ),( )1( )()220,( )145*,( )20,*2ttkC u duauduatG ttG tatKatG tKtttG ttTG taKTta每一周的更换费用每一周的维护总费用设单位时间总费用为，更换周期为 则可由下式给出由于G (t)=K/是变量 的凹函数，如图 所示。目标是求出总费用最低的更换周期由于是凹函数，其最优解满足：KG (t)=-解得华中科大管理学院陈荣秋马士华2615.3 企业资产管理系统n15.

13、3.1 概念n15.3.2 EAM管理思想n15.3.3 EAM的功能构成n15.3.4 EAM的应用华中科大管理学院陈荣秋马士华2715.3.1 概念概念n一般认为，企业资产管理（Enterprise Asset Management，简称EAM）是在CMMS基础上发展起来的，以现代化的计算机及网络通信技术为运行平台，以企业有形资产（如生产设备、厂房设施、交通工具、库存等）为管理对象，以降低总体维修成本、提高维修效率和投资汇报为目标，融合先进设备管理思想，集企业各项设备管理功能为一身，并能对企业各种维修资源进行有效协调与控制的计算机管理系统。华中科大管理学院陈荣秋马士华2815.3.2 EA

14、M管理思想EAM管理思想n先进维修管理思想n成本控制思想n集成化管理思想n知识管理思想华中科大管理学院陈荣秋马士华2915.3.3 EAM功能构成EAM功能构成华中科大管理学院陈荣秋马士华3015.3.4 EAM的应用EAM的应用 实施EAM能达到以下目标：n降低设备故障率n缩短维修相应时间和维修工作时间n提高设备的可利用率和可靠性指标n延长设备寿命n控制维修费用，提高企业投资回报率n改善工人的安全保障n降低维修设备库存水平n提高采购效率，降低采购成本n更有效的配置生产设备、人员及其他维修资源华中科大管理学院陈荣秋马士华3115.4 设备维护业务外包n15.4.1 有关业务外包n15.4.2

15、设备维护业务外包管理的内容n15.4.3 设备外包业务决策华中科大管理学院陈荣秋马士华3215.4.1 关于业务外包业务外包是现代企业普遍采用的一种运作策略。业务外包（outsourcing）,是Outside Resource Using的意思，即利用外部资源的意思。一般认为，业务外包是以合约方式将原本应由企业运作的业务，交由外面的服务商，由他们完成，以维持企业的运营。华中科大管理学院陈荣秋马士华3315.4.1 关于业务外包（续）推动企业开展业务外包的原因n企业自身资源约束n竞争环境的变化n新的管理思想的推动华中科大管理学院陈荣秋马士华3415.4.2设备维护业务外包 管理的内容设备维护业务外包管理的内容n设备维护业务外包战略分析n设备维护业务外包决策分析n设备维护承包商的评估与选择n外包业务执行过程的管理n设备维护外包终止华中科大管理学院陈荣