过程装备维修管理工程分析

资 金输入物输出物（P）产量（Q）质量（C）成本（D）交货期限（S）安全、环保（M）劳动情绪管理方法

人设备原材料管理方法生产管理质量管理成本管理交货期限管理安全、环保管理劳动管理人事设备管理物资供应输出物/输入物管理管理=生产率图1-1设备及管理在生产生活中的地位与上级及有关单位进行业务联生产计划系；收集市场技术经济信息购买新设备、备件安装和试运行报告兼长报告、工作总结进行可行性研究顾远新技术、新材料、新设备设备运行和维护保养制度近利期益管理工作程序、标准维修计划及修理任务书设备运行 日常维（包括备用） 护保养设备运行性能（运转率、出力率、故障率、产品合格率⋯⋯）

设备运行和故障报告

维修管理目标维修规程、工作程序、标准维修工程（计划修理、故障维修计划和控制备件库存情况消耗修理）设申废设备备请报检修报告维修工程控制查理（维修质量、报报备件设维修进度、维告告修资源利用、备设备性能预测工作（定期和连续检查）

报维修费用解决）废设备技术经济比较图1-2 维修管理工程系统维修管理基本理论维修计划和工程管理设备 设备运行管理维修管理工 维修后勤保障系统程维修组织维修财务管理维修管理效果评价

故障原理及预测可靠性工程设备技术经济分析（寿命周期费用分析）单体设备维修计划管理系统（装置）维修计划管理维修工程施工计划与控制维修资源调度和工程外包设备检查作业设备运行中的日常维护保养设备运行中的检查设备运行状态管理外购件管理（购买计划及定货数量预测）库存管理（入库、保管、出库）及库存数量合理储备机构设置、人员配备维修费用预算与决算故障损失统计计算设备改造、更新预算与决算设备利用情况；维修费用率；工时利用情况；大修完成率；故障统计分析；故障率；设备技术状况；完好率；维修总结、评比、奖励

向下一个工作计划及有关部门反馈，并使设备维修管理工程的水平进一步提高图1-3 设备维修管理工程的主要内容表1-1 寿命周期各阶段后勤的功能寿命周期各阶段 后勤的主要功能确定用户要求 了解用户对系统功能的要求及以往系统的缺陷规划与初步设计 市场分析、可行性研究、任务要求分析、使用要求、维修方案、设计准则、后勤计划初始系统设计 系统分配、系统分析、优化、综合、技术设计、设计保障预测及初始后勤保障分析，方案确定系统细节设计、设计物质保障分析、设计评审、后勤保障分析、后勤保障要素的供给，系统试细节设计与研制验与鉴定，资料数据的收集、分析与反馈系统生产与施工，原材料采购、流通与库存，包装、储存、分配、运输、交通管理、通信、数据处理、用户服生产与施工务、后勤管理，后勤保障要素的供给、能力评价，数据收集、分析与反馈系统使用，维修保障—一供应保障、测试与保障设备、人员培训、设施、运输与安装、用户服务系统使用与寿命周期保障与后勤管理，后勤保障能力评价，数据收集、分析与反馈系统淘汰 系统淘汰决策、系统回收与处理及后勤保障要求，原材料供应中止费用效果全寿命费用系统有效度研究费用设置费用利用率可依赖性系统性能其他使用与维护费用系统淘汰费用功能设计维修计划可靠性测试与保障设备设维修性备品备件后计勤属人的因素人员与培训保性障可生产性技术资料要素其他各种设施运输及安装图1-5 费用效果研制费用系统管理系统规划系统研究工程设计编制设计文件编制系统软件系统试验鉴定

系统寿命周期总费用生产与施工费用 使用与维护费用生产与施工设备寿命管理周期管理工程管理分析系统使用制造（设备、系统分配材料、生产装系统维护配、检验）备件与物资保障设施（设备环境）操作与维修工培训质量控制技术文件资料初始后勤保障系统技术改造图1-6 设备系统寿命周期费用的构成

淘汰与处理费用不可修复件处理系统淘汰编制文件设备综合工程财务经济管理组织管理工程技术管理图1-9 设备综合工程的三个方面设备工程设计工程 制造工程 维修工程财务经济图

1-10

科学技术设备工程结构

组织管理企业经营效益最大化改进人的观点、精神面貌、改善设备、改良工作环境前自难期教计主点动育划维攻态培维修关管训修理图1-11TPM的五大支柱函数名称分布函数

表2-1可靠度和维修度相对应的函数可靠度可靠度函数：R（t）不可靠度函数： F（t）失效难易程度

维修度1—M（t）维修度函数：M（t）维修的难易程度分布函数密度（单位时间的）率

f（t）=故障率

dF（t）d（t）

m（t）=修复率

dM（t）d（t）指数分布时的分布函数和平均时间

λ（t）=f（t）／R（t）F（t）=1—e-λtMTBF=1／λ

μ（t）=m（t）／【1—M（t）】M(t)=1—e-μtMTTR=1／λLCCAC Ai寿设 研究开发费命置周 A2费期 设计费

表2-2寿命周期费用的构成体系(CBS)开发规划费，市场调查费，试验费，试制费、技术资料费试验设备器电子数据处理费(EDPCost)材费，试验用消耗品费，试验用动力费办公费设计费，专利使用费IE（工业管理），QC（质量管理），EE（经济管理）等所需人费制造费，包装费，运输费，库存费，安装费，员的费用A3用操作指导书的编印费，操作人员的培训费，培图书费制造或构筑费训设施费，备品购置费与合同有关的费用A4试运行费试运行费操作人员费、辅助人员费、动力费（电、气、燃料、油、蒸S1汽、空气等），消耗品费、水费、操作人员培运行费训费、专利使用费、空凋费维修材料费、备件费，企业内的维修劳务费，S2外委劳务搬运费维修费费，改造费，维修人员培训费调查费SC库存器材费，备用设备费,维修用的器材用具办公经费维费，试验设电子数据处理费持备费，租赁费，仓库保管费，图纸、说明书、IE，QC．EE等所需人员的费用费指导书的编制图书费S3（设备停机损失）费，维修合同的费用，安全措施费，保险费，后勤支援费固定资产税，汽车税，同销售人员有关的费用，销售经费，用户服务费，质量保证费S4售出价，拆除费报废费用规划计划估算工程费用估算①比率估算法②系数估算法费③初步估算法用估合同算建设费用确定编制预算研究开发初步设计费用评价详细设计费用评价费研制试验用控制估算分析制造安装决算分析试运转交付使用

估算资料案例分析降低费用费用资料和情报反馈实际费用图2-9 规划工程费用估算和控制程序规划计划估算工程费用估算费①比率估算法②系数估算法用估③初步估算法算预算费用确定编制详细预算设备安装投产早期管理费用分析维修运行费用备件库存费用控制维修培训、资料维修决算分析设备更新、改造设备报废

估算资料典型分析、降低费用费用资料和情报反馈实际发生费用图2-10 维修工程费用估算和控制程序表2-3几种设备的系统效率指标系系战斗机民用飞机生产设卡车地下铁道电气除尘器电动洗衣机统效统率备要素销售量○○○○产量○综利润○○○○合最低利益○○○○性毛利○○○○指销售量○○○标产量○运输量○○○可利用率○○○○○○○完成任务的可靠性○○○○○○○单能力○○○○○○○项舒适性△○○○○○○指多能性△○○○○△△标技术简单性○○○○○○○可靠性○○○○○○○维修性○○○○○○○后勤支援性○○○○○△△注：1.“综合性指标”是指反映效率总体的指标。 “单项指标”是分成几个要素对效率作出评价，最后再加以反映出整体的效率。2.本表并未包括所有的指标，只列举出了典型性的指标。3.符号“○”表示需要，符号“△”表示该系统中与其他指标相比为次要者。表2-4计算表设备寿命周期费用／万元生产效率／（吨／日）费用效率／【吨／（日·万元）】A120162013.5B110151013.7C100141014.1表2-5 设备技术改造前后的变化 单位：万元费用项目A(改造前)B(改造后)设备原值1018每年运行维护费用86平均年输出费用2026表3-1严酷度分级级别程度注释Ⅰ灾难的这是一种引起人员死亡或系统破坏的故障Ⅱ致命的这是故障会引起人员严重伤害、重大经济损失或导致任务失败的系统严重损坏Ⅲ临界的这种故障会引起人员轻度伤害、一定的经济损失或导致任务贻误或降级的系统轻度损坏Ⅳ轻度的这是一种不足以导致人员伤害、一定的经济损失或系统损坏的故障，但它会导致非计划性维修或修理表3-2故障发生概率等级水平范围发生程度水平范围发生程度A0.2＜p≤1.0经常发生D0.001＜p≤0.01很少发生B0.1＜p≤0.2有时发生E0＜p≤0.001极少发生C0.01＜p≤0.1偶尔发生表3-3 故障模式及影响分析 (FMEA)表头项目起始分析等级：约定层次：

任务：分析人员：

审核：

第批准：

页 共 页填表时间：产品或

任务阶

故障影响故障

故障

故障检

补偿

严酷度代号

功能标

功能

段与工

局部

高一层

最终

备注模式

原因

测方式

措施

类别志

作方式

影响

次影响

影响表3-4危害性分析(FMECA)表头项目起始分析等级： 任务： 审核： 第 页 共 页约定层次： 分析人员： 批准： 填表时间：任务故障产品故故障概故障故障阶段严酷故障工作模式产品或功障故障率或故模式影响代号功能与工度类率时间危害危害备注能标模原因障率数频数概率作方别λp比djt度度Cr志式式据源βjCmj表3-5故障影响概率βj值选择范围影响故障实际散失很可能丧失有可能丧失无影响βjβj=1.00.1＜βj≤1.00＜βj≤0.1βj=0表3-6因素等级划分等级因素1234u1轻微一般严重致命u2T1010T2020T30T30~~~~~~u3P100100P500500P2000P2000~~~~~~注：T—排除故障所需工时；P—经济损失（元）；~—表示模糊性，如T10表示模糊数T~小于10.表3-7事件符号符号名称含义圆形基本事件，有足够的原始数据矩形由逻辑门表示出的失效事件菱形原因未知的失效事件双菱形对整个故障树有影响，有待进一步研究的、原因尚未知的失效事件屋形可能出现也可能不出现的失效事件三角形连接及传输符号符 号

表3-8名 称与门或门禁门顺序门异或门

逻辑符号因果关系输入端所有事情同时出现时才有输出输入端只要有一个事件出现时就有输出输入端有条件事件时才有输出输入端所有事件按从左到右顺序出现时才有输出输入端事件中只能有一个事件出现时才有输出系统失效状态（顶端事件）按由上而下顺序逐级用“与门”、“或门”或其他逻辑符号来表示导致系统失效的中间事件（原因）及其相互逻辑关系在逻辑符号上方或对于其他有待分析其原因的事件用矩形的事件符号来表示并用文字加以说明到最后一级即不能或不需要再进一步分解的基本事件用圆形的事件符号来表示导致系统失效的基本原因图3-8 故障树的基本结构可靠性框图故障树ABF系统故障概率：系统可靠度：F=P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A)P(B)R=P(A∩B)=P(A)P(B)=RARB=FA+FB-FAFB或门与门系统不可靠度：F=P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A)P(B)=FA+FB-FAFB或门ABFF=P(A∩B)=P(A)P(B)=FAFB与门系统可靠度：R=P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A)P(B)=RA+RB-RARB 或门系统不可靠度：∩与门F=P(AB)=P(A)P(B)=FAFB图3-9 可靠性框图与故障树对应关系顶端事件FA BC DE图3-10故障树顶端事件FA B C图3-11 用最小割集表示的故障树顶端事件FGx21G G2 3G G G4 5 6图3-12 故障树表3—9求最小割集基本事件任意给定的素数割集x12{x1}x23{x2}x35{x3}x47{x4，x6}x511{x4，x7}x613，x{x56}x717{x5，x7}x819{x6}{x8}

素 数 乘 积235911191431871319顶端事件FGx21G2 G3G4

G5

G6图3-13 图2-12故障树的对偶树装置的效能可用性可信性能力开则能动动而可信具有能力可靠性维修件可靠性维修件能力可靠性维修性能力可靠性寿命水平维修性测试水平性能水平外界环境维修存维修在与故障发生发展维修性使测试性用诊断修理过程故障排除故障排除可靠性水平可维修性水平寿命水平可测试性水平性能水平图4-1可靠性系统工程理论框架装置效能装置效能装置效能装置效能可靠性功用维修性及任任任任精度测试性务务务务功率人为因素可可可可靠靠靠靠⋯⋯保障资源性性性性图4-2 影响装置效能的主要因素A1 A2 An图4-3 串联系统A1A2An图4-4 并联系统A BC D图4-5 组合系统框图表4-1布尔真值表序号ABCD状态概率序号ABCD状态概率0.90.80.70.60.90.80.70.610000F101001S0.032420001F111010F30010F121011S0.075640011S0.0084131100S0.086450100F141101S0.129660101F151110S0.201670110F161111S0.302480111S0.0336∑0.870091000FA检测C装置C图4-6 并联表决储备系统1S2n图4-7 非工作储备并联顶替系统修理S F故障图4-8 单元系统状态转移图1-λΔt μΔt 1-μΔt0 1λΔt图4-9 单个部件系统状态转移1-(λ+μ)μμ0122λλ1-2λ1-μ图4-11串联系统状态转移1-(λ+μ)μ2μ0122λλ1-2λ1-2μ图4-12串联系统状态转移1-(λ+μ)μ2μ0121-2λ2λλ1-2μ图4-13工作储备系统状态转移1-(λ+μ)μ

μ0

1

2λ

λ1-λ

1-μ图4-14 非工作储备并联顶替系统状态转移图V-1 V-2V-4 V-3大泵1# 大泵2#V-5 V-5V-7V-7小泵1#小泵2#脱气塔吸收塔图4-15脱碳装置流程输送吸收液(KCO+CO)2 3 2脱去CO2大泵1#脱气塔大泵2#工艺气输送KCO23大泵1#脱气塔大泵2#尾气图4-16 脱碳系统方块图系统失效F大泵子系统 小泵子系统大泵1# 大泵2# 小泵1# 小泵2#图4-17 脱碳系统故障树大泵1# 小泵1#大泵2# 小泵2#图4-18 脱碳系统可靠性框图表4-2脱碳系统大、小泵一年故障统计数据泵月份123456789101112号小1#A732647.569558322135088.5312550449.5344292泵N0001101101122#A024.53213551737051753217024405376105N001201001101大1#A709142444800000200148泵N1001000000002#A23658703270138720605.5744720704720249N111100000101注：表中，A代表无故障工作时间，h；N为故障次数；表中工作时间不足月份工作总时间时，为厂内其他原因影响；泵的顶替有非故障原因，从而未计入故障停机次数。表4-3小泵的假设检验计算表无故障工作故障故障累加FN（x）=iF0（x）FN(X)-F0(x)Fm（x）=（i-0.3）Fm（x）时间／h次数次数i／N／（N+0.4）-Fo(x)56.5110.06666670.098334247-0.0316675810.045454545-0.0528867.5120.13333330.1163233380.0170099960.11038961-0.00593467.5130.20.1163233380.0836766620.1753246750.0590013146140.26666670.2346949450.0319717220.240259740.0055648146150.33333330.2346949450.0670533440.3051948050.0704999221160.40.3329466560.0670533440.370129870.0371832244.5170.46666670.3610561310.1056105360.4350649350.0740088312180.53333330.4353802140.0979531190.50.0646198344190.60.4675299570.1324700430.5649350650.0974051438.51100.66666670.5521774910.1144891760.629870130.07769264811110.73333330.5857231710.1476101620.6948051950.1090828871120.80.803095654-0.0030956540.75974026-0.043355999.51130.86666670.8397698360.0268968310.824675325-0.01509511191140.93333330.8712747690.0620585640.889610390.0183356265811510.9923166490.0076833510.954545455-0.037771

备注工作时间总和为8187.5h，MTBF为545.8333h，失效率λ为0.00183206表4-4大泵的假设检验计算表无故障工作故障故障累（x）（x）F（x）-F（x）F（x）=（i-0.3）（x）-F（x）备注FNF0N0mFm0时间／h次数加次数i／／（N+0.4）=iN23110.1250.0243971580.1006028420.0833333330.058936175工作时270120.250.024397158-0.001701260.202380952-0.049320311间总和486130.3750.406617107-0.031617110.321428571-0.085188535为658140.50.506694292-0.006694290.44047619-0.0662181027449.5h，703150.6250.5299666830.0950333170.559523810.029557126MTBF为709160.750.532985560.217014440.6785714290.145585869931.1875969170.8750.6467605420.2282394580.7976190480.150858506h，失效36321810.9797554130.0202445870.916666667-0.063088747率λ为0.0010739计算机GUI 硬件驱动函数调用仪器化界面 数据处理 数据采集卡测量对象

图

5-2

传感器虚拟仪器系统

信号处理i j i j图5-3事项(i)、事项(j)、作业(i-j)的画法32-4-652-3-46-7-1413-4-53-7-11271-2-3 2-3-43-4-54 6图5-4 示例性作业计划网络图3450.81630.11181.155427170.111230.1110.1114460.111图5-5示例性作业计划网络图预计完成周期Te和方差σ2A B一级计划网络图中的一件作业A B二级计划网络图(或二级计划网络图的一部分)，其最初事项(A),最终事项(B)图5-6计划网络图与作业(a)0-0-0(b)图5-7 虚作业的画法抽调人员1-2-3天决定开始熟推广1悉资料2复制资料2-3-5天图5-8 平行作业的错误画法2-3-51 21-2-3 0-0-03图5-9平行作业的正确画法1 2 3 4 5图5-10 反复过程的错误画法1 2 3 4 2' 3' 4' 5图5-11 反复过程(反复一次)的正确画法41 3错误画法之一1 43错误画法之二图5-12衍生作业的错误画法41 2 3图5-13 衍生作业的正确画法3下料1下料310下料5514划线1划线2划线3划线4划线51246812下料2 下料47 9 13图5-14 一名划线工、数名下料工的交替作业画法写技术文件产品考核图5-15 两个最终事项(a)没有后继作(b)没有先行作业的孤立事项业的孤立事项图5-16孤立事项的表示有所遗漏正确画法图5-17因漏画作业箭头线而产生独立事项126 718图5-18孤立作业、孤立线、独立计划网络乙 甲1 4 1 2 4乙 甲2丙 丁丙丁3532'5(a)不正确(b)正确图5-19虚作业的正确引入242412123310310365565544(a)12+4=16(周) (b)12+0+5+3=20(周)图5-20 虚作业的箭头方向不可随便更换2222设计第三设计第三件产品件产品8标准化标准化审查10108设计第二审查第第二件产品二件产品设计第二件产品件产品设计第一2标准化审查工艺审查设计第一2标准化审查工艺审查134134件产品第一件产品第一件产品件产品第一件产品第一件产品(a)(b)图5-21 虚作业使用不正确的两个例子2223标准化审查2425工艺审26设计第三第三件产品查第三件产品件产品89标准化审查1011工艺审查12第二件产品第二件产品设计第二件产品设计第一标准化审查3工艺审查412第一件产品件产品第一件产品图5-22用成对虚作业表示作业衔接关系3 4 5 6 73 7图5-23 一条线上几件作业综合成一件作业119 10 9 1012(a)简化前 (b)简化后图5-24 将局部流程简化成一件作业18 19 189 20 10 9 1021 22 22(a)简化前 (b)简化后图5-25 流程简化时应保留对外的事项联系2 52 4 51 3 61 3 64(a)有交叉线，需改进 (b)改进后图5-26 减少不必要的交叉箭头线111688866(a)工作箭头(b)用折线(c)垂直时间线跨越事项代替直线坐标移动事项图5-27 作业箭头跨越事项时的改进系统码单位码 次序码图5-28 数码段结构103 455151674725112331839103图5-29事项的最早实现时间和最迟实现时间2550.220.760.4194670.20.5720.80.144.50.30.93360.4图5-31最关键线路例题表5-1 原始事项表事项编号 实际实现日期单位码 系统码 次序码 年 月 日表5-2 原始作业表作业编号 完成周期估计（ ）开始事项编号-结束事项编号 最短周期 a 最可能周期 m 最长周期 b——0 3 6 7 19 28图5-32 一条孤立的线31 2 54图5-33 不合格计划网络图5-96-10-61-22-93-56-34-710-118-109-107-30-42-82-516281003591147图5-34一张简单的计划网络图21112300613234684330310350246591114745712图5-35计划网络图上作业和事项的秩表5-3 原始作业表5-96-10-61-22-93-56-34-710-118-105-96-10-61-22-99-107-30-42-82-53-56-34-710-118-109-107-30-42-82-5表5-4 用表格作业法求事项的秩每遍结束时各事项的临时秩每遍结束时各事项的临时秩始事项表第1遍第2遍第3遍第4遍始事项表第1遍第2遍第3遍第4遍00000611111122271222223338344431233934554111110456653444113677表5-5 作业顺序表秩作业秩作业秩作业秩作业秩作业00-616-127-332-948-1000-416-333-532-559-1014-721-232-845-9610-11表5-6 事项顺序表秩事项秩事项秩事项秩事项00273359142145610163248711A10天11台/天B6天8台/天C4天9台/天图5-36 在同一时间段承担3件作业A,12A,20.5A,30.5A,40.5A,5B,11B,22B,30.5B,40.5B,5C,11C,21C,32C,41C,5图5-373 件产品每件都要经过4道工序(单位：h)A,1 2 A,2 A,20.5A,3B,1 1 B,2 B,2 2 B,3C,1 1 C,2 C,2 1 C,3工序1工序2A,30.5A,4A,40.5A,5B,30.5B,4 B,40.5B,5C,3 2 C,4 C,4 1 C,5工序3 工序4图5-38 每道工序同时做一件产品0220.52.50.530.53.5A,1A,2A,3A,4A,523555.55.56B,11B,23B,22B,3B,30.5B,4B,40.5B,5356891121C,1C,2C,3C,4C,5图5-39按ABC次序安排，周期9h0C,10C,1001

111C,212B,11B,22A,11.51C,20.5C,21.5B,121.5713163.5C3.525.5G3.5A2.52.52.5B511E5F67.59.5

22415C,3C,4C,52444.555.5B,22B,3B,30.5B,4B,40.5B,544.55.562A,20.5A,30.5A,40.5A,5图5-40按CBA次序安排，周期6h0.522415C,3C,4C,52.52.54.54.5555.51B,2B,22B,3B,30.5B,4B,40.5B,52.54.555.5620.50.50.5A,1A,2A,3A,4A,5图5-41 按CBA次序安排，使B和A的工序无间隔3623.521.529.51034.538.52.5309176.5ID2648771241341.546.549.5HJO341.546.549.5N13.524.53715516317ST13.524.5374.58111112.514RKQ996MP918L13.533.515.537图5-44 柠檬酸厂大修网络计划图8F7I10LG1A2B3C4D5K1112M#HJ9E6*5月5月5月5月5月8日3日4日6日7日上午U@13N14P15Q16R17S18T19V#$*E5月8日5月5月5月5月5月5