《煤矿机械设备维修问题研究8000字【论文】》

煤矿机械设备维修管理系统的问题研究摘要：随着我国经济的迅猛发展，煤矿企业作为我国经济发展的支柱企业起着举足轻重的作用。因此，煤炭企业的设备信息管理也已成为现代企业管理的一个重要组成部分。然而，我国大多数的煤炭企业仍采用最原始的手工模式来实现设备信息的管理，就会给企业的生产经营带来数据采集周期长、过程繁琐、出错率高、不能及时准确的反映设备现状等问题，对企业造成不利影响。为了解决这些问题，提高企业的信息化程度，建设一个高效、适用面广的煤炭设备维修管理系统是本文研究的主要内容。关键词：煤矿设备；维修管理；RCM系统一、引言我国是一个富煤少油的国家，煤炭在我国能源产业和消费结构中占70%左右，是我国首屈一指的战略性能源。在煤炭的勘探开发与生产过程中，要投入和使用大量的设备。设备是社会生产力的重要组成部分，是国发经济重要的技术物质基础，也是企业的主要生产手段。煤矿企业的设备费用支出占煤矿开采成本的20%以上。提高煤矿设备可靠性，延长设备使用寿命，是现代化煤矿企业生产管理的重要考核指标。由于煤矿生产设备的逐年老化。设备的维修费用也在增加。如何管理好这些设备，降低设备维修费用，使煤矿设备资产能够有效地发挥其效益，是现代化煤矿企业管理者面临的一项重要研究课题。另外，近年来，中国煤炭工业取得较大发展。据了解，到2018年，我国大中型煤矿采掘机械化水平将达到85%以上。这就意味着今后我国采煤机、掘进机等综机设备市场有着非常广阔的空间。现代化的设备在提升企业竞争能力、提高企业经济效益方面，设备管理尤为重要，如何管理好、使用好这些设备，改革原有的管理模式，提升设备管理现代化水平，是提高我国煤炭企业经济效益的重要途径。因此，本文研究旨在在深化我国煤炭企业体制改革的背景下研究设备管理，对我国煤炭企业建立现代企业制度、推进企业管理的现代化水平、提高经济效益具有重要的现实意义。二、RCM系统的维修步骤RCM实际上是一个通过一定的程序，对系统或设备“是否该修”、“如何修”等一系列问题进行分析以及决策的过程，从RCM实施的具体情况来看，RCM用于系统分析及决策工作时，主要由以下三步组成：(1)确定研究的重要功能系统；(2)设备故障模式与后果分析；(3)选择设备维修方式。（一）维修功能系统RCM进行决策分析以及制定维修计划时，需要解决两个基础问题，一是划分系统；二是确定需要研究的系统。这两个问题的解决涉及到技术资料、系统图纸、系统运行情况以及系统维修所有历史数据等一系列信息的收集、处理以及分析。RCM能否做出正确决策的关键在于能否准确定义以及划分系统。可以把要研究的设备系统分成几个功能系统，然后再进一步分成各个分系统、各个零部件。进行RCM工作时，以设备系统为单位来分析最为适宜，优先考虑运用RCM方法的几个系统为：（1）预防维护工作量相对比较大的系统；（2）近几年中事故维修工作量比较大的系统；（3）近几年内事故维修费用相对较高的系统；（4）近几年中致使设备非计划停机相对较多的系统；（5）与环保、能耗以及安全等有紧密联系的系统。（二）故障模式、影响和危害度分析故障模式、影响及危害度分析，简称FMECA，它的英文全拼为FaultMode,EffectandCriticalityAnalysis，它是实施RCM方法时最关键的一个工作。在这个工作完成之后，设备故障发生的部件位置、故障模式以及发生故障的原因就可以确定，并且还可以根据这个工作确定应该使用何种预防维修工作来避免设备故障、减小故障造成的后果或者可以有助于检测故障。它是一种运用表格的方式把所要研究的系统中的每一个可能会发生的故障模式以及这种故障模式对设备造成的影响后果一个个进行分析，并且把对设备造成的影响按照严重程度的高低再分级别进行评价的故障诊断方法。从本质上来讲，这种方法是一种定性化的逻辑归纳推理方法。它的思想是从下而上地研究每个零部件发生故障对上一级系统所造成的影响。故障模式、影响以及危害度分析主要有以下三方面的内容：（1）设备故障模式分析；（2）设备故障产生的影响以及对其影响进行危害度分析；（3）故障预防措施。FMECA能够分析设备故障模式以及其产生的影响，可以是对系统任何一个层次(功能层次)的分析。RCM主要重视要明确故障类型以及它给设备造成的影响后果。然后根据其具体的故障类型以及后果，最终确定设备应该实行何种维修工作。设备故障按照故障类型可以分为：（1）功能故障，也就是指项目或者产品不能完成预先规定功能的故障。（2）隐蔽功能故障，指的是平时使用设备的人员不易或者不能发现的功能故障。（3）潜在故障，指的是项目或者产品不能完成预先规定功能的可鉴别状态。设备故障按照故障后果可以分为：（1）环境性以及安全性后果如果故障发生后，产生的后果会违反国家环境保护的相关要求，那么该故障就存在环境性后果；如果故障发生后，产生的后果可能会造成设备损坏或者人员伤亡，那么此故障就存在安全性后果。（2）隐蔽性后果它指的是设备的一个隐蔽功能故障和另外一个或者其它几个隐蔽功能故障相结合给设备造成的多重故障的影响结果。它不是简单的一个功能故障所造成的直接影响，而是设备多重故障共同作用的结果。正常情况下，该种故障是不容易被操作人员发现的，但是它很容易引发设备其它故障，会大大增加多重故障发生的可能性。一旦发生多重故障，往往就会对设备造成环境性以及安全性等比较严重的后果。（3）使用性后果假如故障的发生会影响到设备的生产能力或者使用能力，那么该故障对设备就存在使用性后果，它最终主要体现在经济性上。（4）非使用性后果假如故障发生后不会影响到设备环境保护以及安全使用的相关要求，只是涉及到设备修复性的维修费用，那么该故障就存在非使用性后果，它最终主要体现在经济性上。对设备不同部件按照某一种故障模式发生故障的次数进行统计，计算其故障频率以及故障频数，从中可以得出故障频数最高的设备部位，最终可以确定出最易发生故障的故障模式以及设备部件。在分析的过程中，列出各个部件以某一种故障模式发生故障的次数，找出系统中关键部件以及重要零件，然后分析每一种故障模式对设备造成的后果。对设备的后果主要包括对设备、部件以及零件的性能和功能的影响，对相邻设备以及周围环境的影响，对人员安全的影响，对设备维修以及经济等方面的影响。（三）选择维修方式按照设备故障对系统的影响程度可以把故障划分成三大类：A类故障、B类故障、C类故障。其中A类表示的是会影响到人身安全的故障，B类表示的是影响设备开机运行的故障，C类表示的是故障只是对经济造成损失。如果采用设备诊断或者检查的方式把设备隐蔽故障也加进去后，设备故障则分为D/A,D/B,D/C三大类。其中D代表的是隐蔽性故障。在确定好故障模式后，接着需要做的工作就是对每一种故障模式选择一种最适合它的维修方式。所说的最适合指的是选定的维修方式不但可行性好，而且相比较其它的维修方式而言，经济性最好，效果最佳。确定维修方式的步骤为：首先：判别是不是能够了解清楚设备的寿命或者所研究的系统和可靠性这两者之间的联系。假如对设备发生故障的规律了解的比较清楚，可以思虑采取定期维修(TBM)方式；其次：判定使用TBM是否可行，假如某些部件或者设备发生故障是随机的，与时间无关，那么就没有办法对它的维修间隔期做出准确的判断。对于这样的部件或者设备则应该酌情采取视情维修的方式；再次：判定使用视情维修是否可行，假如不可以非常准备地判断出设备故障发生的部位以及原因，那么就无法选择比较恰当的视情维修方式。那么就需要来判断设备故障是不是隐蔽性故障；然后：判定设备故障是不是隐蔽性故障，假如是隐蔽性故障，那么就要斟酌是否采取主动查找故障的维修方式；最后：比较所有安排的维修项目是否有效，如果维修项目是有效的，就采取检修计划；如果维修项目是无效的，那么就要斟酌是不是需要修改设计方案。不能修改的项目，要对其进行事故风险预测。三、煤矿设备维修FMECA分析（一）采煤机牵引电机的故障模式和影响分析对采煤机现场运行情况进行统计分析可以得出，采煤机牵引电机的故障模式主要有：不能启动、电动机有异常噪声或振动过大、电动机温度过高、电动机冒烟、轴承过热。根据采煤机牵引电机的故障模式和故障次数，计算出采煤机牵引电机各故障模式的故障频率，见表3.1所示。表3.1采煤机牵引电机故障模式模式序号故障模式故障次数频率影响结果模式1电机不能启动650.2731A模式2电动机有异常噪410.1723B声或振动过大模式3电动机温度过高350.1471C模式4电动机冒烟290.121B模式5轴承过热680.2857C总计238在表3.1中，影响后果A代表危及设备安全及生命安全的故障类型，影响后果B代表需停采煤机进行检测维修的故障类型，影响后果C代表不需要停机只是对煤矿造成少量经济损失的故障类型。由表3.1可知，采煤机牵引电机故障发生最频繁的模式依次是轴承过热(28.57％)、不能启动(27.31％)、电动机有异常噪声或振动过大、电动机温度过高、电动机冒烟。其影响后果最为严重的故障模式是电机不能启动，其次是电动机有异常噪声或振动过大、电动机冒烟；最后为电动机温度过高、轴承过热。（二）确定维修策略及制定维修计划通过对采煤机牵引电机YBQYS-55进行故障模式、影响、危害度分析之后，找出其薄弱环节以及危害度较大的部位。在制定设备维修策略时，首先应对煤矿设备重要程度进行分类，从经济性的角度针对每一个设备选择适用的维修方式，优先选用视情维修，也就是把计划维修方式更换为有针对性的维修，进而实行视情维修。假如缺少相对应的诊断设施，或者采用视情维修花费太高，从技术经济角度分析不够合适，则能够考虑选用定期维修。正常情况下，对煤矿设备进行以下维修决策：一些比较重要的设备，它的故障有一定的发展过程且可以通过现有技术监测到其故障发展过程，并且它的维修成本非常高，对于这一类重要设备应该采取视情维修。对于另一类设备，它的可靠性以及安全性性能标准非常高，其故障类型归于寿命型并且不容易监测到，这类设备应该选择定期预修方式，这时需要不断改善维修内容以及维修间隔期；对于故障率比较恒定、故障不容易监测并且故障发生后危害度比较小的设备，一般选择采取事后维修的方式；对于一些暂时想不出切实可行的办法去处理的问题，需要考虑采用技术改动、改装以及重新设计等适用的措施；因此，根据采煤机牵引电机各重要设备的重要等级、故障频率和危害度。要对这些维修计划进行整体安排协调、统筹规划实施，不但要避免因为维修太过频繁而导致维修资源白白浪费，而且也要避免因为维修不够而导致的设备停机所带来的经济损失以及事故发生。同时也要注意与煤矿制定的生产计划合理地联系到一起。按照时间的进程，可以将煤矿设备维修计划划分为年度计划、季度计划以及月度计划。（三）RCM在煤矿设备维修管理的应用要求RCM是目前被国际社会广泛接受的一种非常领先的维修方法。但是从我国目前煤矿设备维修体系的现状以及国外发达国家在使用RCM开发时的经验来看，要真正使用RCM需要解决很多问题。1、领导对RCM的态度以及与之相关的政策领导对RCM的态度主要指的是相关领导对RCM认知接受的程度以及对RCM在实施中的协调支持力度；与之相关的政策指的是在RCM实施过程中，和它相关联的，并且能够推动RCM应用的具体程序。RCM在实施中，需要作大量的工作，比如需要准备大批的图纸资料、系统依据什么划分、系统在运转中以及维修过程中的一些历史数据以及相关规范以及标准的制定。这些工作的开展不仅要花费大量的人力以及物力，而且还需要很长的时间。RCM在实施中还需要各个部门比如生产部门、技术部门、维修部门等的共同加入。2、需要建立一套完备的煤矿设备维修管理系统RCM在分析决策中，需要作大量的信息查询以及处理工作。要想使这些工作能够顺利开展，要求大量计算机以及管理系统的参与。并且在RCM相关工作中，使用RCM花费统计、煤矿设备对一些状态参数的监控信息以及设备运转中的可靠性数据的处理分析，这些工作也离不开计算机以及管理系统的参与。因此，开发设计一套煤矿设备维修管理系统是应用RCM过程中一个非常关键的工作。3、要求一些熟练应用RCM的专业技术工作人员的参与从技术角度来说，要真正实施RCM，需要克服的最大的难题是缺少熟练应用RCM工作方法的专业技术人员。需要经过系统培训，培养一批能够熟练运用RCM工作方法的专业技术人员。4、要求不断优化相配套的技术支持体制RCM是在监测技术、诊断技术及其它相对应的新技术的推广和应用的基础上建立的。在RCM实施的进程中，应该逐步优化相对应的技术辅助体系。四、基于RCM的煤矿设备维修管理系统设计（一）系统需求分析在了解清楚煤矿设备维修工作基本业务流程后，分析用户需求意图以及目的，确定用户需要系统实现的功能，可以给开发人员提供依据。通过与煤矿使用人员反复沟通和交流，用户需要系统实现的功能为：（1）实现对现有信息资源高效的管理煤矿设备大部分都是高科技产品，其维修中涉及到的信息资源比较庞大，包括：维修人员信息、备件信息、技术资料等。这些信息的管理一般都是使用手工录入的方法，非常低效、不规范，查询、汇总以及统计工作很难开展。为了对这些信息进行更充分地利用、更有效地管理，必须进行集中、规范、统一的管理。把计算机引入其中，就能解决这个问题，实现对现有信息的高效规范管理。（2）实现资源信息共享想要在全矿范围内更好地利用现有资源信息，在使用计算机辅助资源信息管理时，应该使资源信息能够共享。在资源在全矿范围内得到共享之后，相关部门就可以及时获取到设备资源信息，从而使工作效率大大提高。（3）实现有效监控和规范管理生产维修任务煤矿设备在维修时涉及很多业务部门以及人员，在过去的管理中，因为没有办法及时对这些维修任务进行有效监控和管理，导致维修任务有时无法按时完工。在问题出现后，没有办法明确是谁的责任，反馈也非常缓慢，解决一个问题会耗费很长时间，使工作效率大大降低。因此实现有效监控和规范管理生产维修任务显得非常重要。实现有效监控维修业务后，能够及时发现问题，并快速明确是谁的责任，从而可以有效解决问题。使工作效率得到大大提高。（4）实现对维修任务的成本核算以及未来维修任务的合理预测根据以往数据和现有数据，相关决策管理人员能够用本系统对煤矿未来维修任务有一个合理的预测；同时也可以实现对某一段时间内的维修任务或者某一项维修任务的成本进行核算，通过对成本的核算最终做一个年终评估。（二）系统体系架构设计1、系统架构设计原则煤矿设备维修管理系统的开发好坏，一方面影响到煤矿设备生产维修效率，另一方面还关系到煤矿生产能否正常运行。因此，系统在开发时应该遵守几个原则：（1）原则一：易修改软件系统可以对软件对象进行增删操作并且对系统本来的结构不会造成太大的影响，可以使系统拥有比较强的应对变化的需求的能力。这样做的好处在于它可以使得系统的使用周期延长。用户可以像在计算机中插入新的硬件一样，使得系统的功能得到扩展。系统可以方便地将软件对象动态链接到系统里，但是传统的方法需要系统进行重新编译连接。（2）原则二：可靠性要高系统的基本构成单元是对象，如果把每一个对象作为独立的个体进行系统测试，可以非常容易地确保测试对象的可靠性，从而也能够确保系统的整体可靠性.（3）原则三：兼容开放，易于操作系统可以有效兼容传统的系统软件，并且对其它系统软件要提高有效接口。系统中的原始数据应该都有相关部门的人员来进行录入工作，应该尽可能地减少系统操作人员的信息录入量。录入数据时，能够使用下拉列表框的，尽量选择用下拉列表框录入。这样一方面录入比较方便，另一方面也可以避免录入数据时异常的发生。在系统开发时，应该将用户实际需求放在第一位。（4）原则五：可维护要确保系统具有很好的可维护能力，一方面需要有比较精确详尽的资料，另一方面在系统进行功能设计时，也要将可扩展能力考虑进去。2、系统架构设计目标依据科学规范化管理需求，本文设计的煤矿设备维修管理系统一方面需要实现设备管理过程中的每一个业务流程，使各个部门之间的协作能力得以加强，使整个煤矿的信息资源共享；另一方面系统把信息资源有效转化成知识，并且把知识融合到整个煤矿设备管理系统中，可以实现对整个煤矿设备维修流程的全面管理。系统在设计时的目标主要是：（1）系统人机界面交互功能强大丰富，使用起来方便灵活；系统安全可靠、易维护。（2）开发一套技术完善、安全可靠稳定、整体统一的煤矿设备维修管理系统，能够给设备管理部门提供有效优质的维修管理业务流程。（3）根据系统中的状态监控模块，能够清楚设备当前状态、对设备故障做到及时发现处理。（4）通过信息集成技术能够使设备维修业务的工作强度大大降低，使工作效率得到提高。3、系统功能模块设计煤矿设备维修管理系统在设计实现之前要对整个系统有一个非常清晰的认识，必须将系统结构合理地组织起来，最终使系统的设计目标得以实现。依据煤矿实际情况，煤矿设备维修管理系统具体由以下几个功能模块构成：系统登录、用户信息管理、设备信息管理、备件信息管理、设备维修信息管理、制造商供应商管理、统计报表管理、系统信息查询管理、系统维护管理和RCM分析等模块。（1）用户信息管理用户管理是对本系统使用人员的管理，主要有以下几个功能：用户添加、用户删除、用户密码修改及用户资料修改。根据用户的使用权限，进行相应的操作。（2）设备信息管理设备信息管理有设备基础信息管理以及设备状态信息管理构成。设备基础信息管理是对和设备有紧密联系的基础信息的管理。设备状态信息是设备实际运行过程的信息。这部分信息是进行故障模式及影响分析(FMEA)的依据。判断是否将其列为RCM分析项目的主要依据是故障部位、次数及影响，设备故障规律确定的依据是故障时间及故障次数。（3）备件信息管理包括备件基础信息管理和备件计划管理备件信息管理是将从设备生产商那里获得的设备的一些技术信息进行统一管理，能进行添加、浏览、删除等功能操作。备件计划管理是依据设备检修、改造等项目计划编制的，是对备件需求的一个计划安排管理工作，按计划期的长短，可分为年计划、月计划和周计划。（4）设备维修信息设备维修