OM-可靠性与维护课件

可靠性与维护可靠性与维护1不恰当的设计：戴姆勒-奔驰公司的案例—1997年11月，A型小车获得了德国一家报社评选的“黄金车轮”大奖，但该汽车在ELK测试（65公里/小时的速度做两个急转弯）中翻车，研发费25亿德国马克。承诺换轮胎，并归咎于固特异（Goodyear），许诺收回售出车辆，并免费安装驱动控制的电子元件，11月11日10万订单的2%取消，公司承认该车型在极端情况下是不安全的，建议用新车型，该车型将降低车身高度，提高轴承的稳定性，并要求轮胎的抓地性更好。重新设计费3亿多德国马克（约1.75亿美元）。—一个月后，再遇窘境，被迫推迟其双座轻便汽车的销售计划。原因是该汽车再一次在ELK测试中失败，在随后的质量检查中发现了一些技术问题，其中一些与供应商提供的部件有关。公司CEO下令延迟6个月生产，加宽底盘，降低重心，并重新改进生产线，更换5000个部件。耗费约3亿德国马克（约1.691亿美元）。意想不到的事不恰当的设计：戴姆勒-奔驰公司的案例意想不到的事2不恰当的维护：美国航空公司的案例—1979年5月25日，美国航空公司N110AA航班的麦道DC-10飞机从芝加哥飞往洛杉矶，在从俄亥俄机场起飞仅仅31秒后，发动机便从机翼上脱落，而飞机的左翼撞到地面上，立刻化为一团火球，279名乘客和机组人员全部遇难。另外，地面还有两人丧生。——原因为连接机翼与发动机的一个螺钉折断脱落。该螺钉的非正常状态没能在安全维护中被察觉。—1979年6月6日，美国联邦航空局（FAA）收回了270架麦道DC-10飞机的许可证，其中58架属于欧洲航空公司。——航班取消，损失数百万美元，大量的诉讼赔偿。—6月12日欧洲航空公司在法国斯特拉斯堡会议上决定采用自己修订过的飞机维护计划，6月18日瑞士苏黎士投票通过允许DC-10飞机飞行。而FAA拒绝允许欧洲飞机飞越其领空，美国的138架DC-10被禁飞，直到1979年7月13日，FAA才迫于压力和多方调查结果解禁。—经常出现错误以及较差的维护计划，使乘客转而喜欢波音747飞机——麦道商用飞机份额下降、DC-10停产、商用飞机制造厂关闭，1997年被波音收购。意想不到的事不恰当的维护：美国航空公司的案例意想不到的事3可靠性：就是人们对一种产品、生产过程、售后服务及工作团队或个人在预期条件下，没有错误、故障或不停止运行状态下产生的一种信任。连续系统中的组成部分及其可靠性可靠性R1、

R

2等表示单个组件的可靠性。假设组件间相互独立，且每个组件的可靠性与其他组件无关。组件1组件3组件2XY连续系统组件1组件2组件3平行系统XY可靠性：就是人们对一种产品、生产过程、售后服务及工作团队或个4两个组件：R1=99%，

R2=95%，则系统的可靠性：Rs=R1×R2=94.05%多个组件：R总是小于1。相同的可靠性：Rs=Rn

可靠性组件数量151050100250500系统的可靠性99.095.1090.4460.5036.608.110.66系统中组件数量的增加及其可靠性的变化100%99%98%97%96%95%组件的平均可靠性整个系统的可靠性100806040200%

n=500

n=250

n=100

n=50

n=10

n=5

n=1两个组件：R1=99%，R2=95%，则系统的可靠性5平行或备用系统—医院、银行、飞机、人体……—例：1998年3月4日星期三正遭受着12天停电的新西兰奥克兰市中心的商业活动和居民得到更坏的消息——停电将要持续10多个星期。商人们估计他们每星期要损失6000万美元。四条电缆被热浪摧毁，两条修理失败，新铺设需10周时间。没备用系统。 备用系统提高系统的可靠性Rs=1-（1-R1）×（1-R2）×（1-R3）×…×（1-Rn） 两个组件的系统Rs=1-（1-0.99）×（1-0.95）=0.9995 多个组件的系统：FAA要求飞机在水面上飞行1小时以上备3个发动机，直到最近才允许商用机备两个（不必要的成本、可靠性好）Rs=1-（1-R1）×（1-R2）×（1-R3）×…×（1-Rn）

相同的可靠性

Rs=1-（1-R）n可靠性平行或备用系统可靠性6系统的可靠性()%60504030100809070备用系统=3（4个部件）备用系统=2（3个部件）备用系统=1（2个部件）备用系统=0（1个部件）可靠性平均组件可靠性100.0095.0090.0045.0040.0055.0050.0065.0060.0075.0070.0085.0080.00系统的可靠性()%6050403010080907可靠性差错率—是对产品可靠性的一种度量。可以用所有测试的产品中出现失败的数量来反映，可以百分率表示差错率（%）=测试中失败的产品数量/参加测试的产品总数量另外，差错率还可以表示为某一特定时期内的差错次数差错率（N）=失败的产品数量/运作时间内的工时数

两次差错间的平均时间（MTBF）等于差错率的倒数MTBF=1/差错率（N）=运作时间内的工时数/失败的产品数量寿命期差错率责任与供应链链上各成员都“尽力而为”地承担责任全球解决“千年虫”问题费用高达6000亿美元（60年代）可靠性差错率8偶发故障期磨损故障期初期故障期差错率时间产品寿命期差错率初期磨损阶段剧烈磨损阶段使用磨损阶段使用磨损曲线时间磨损量产品寿命期偶发故障期磨损故障期初期故障期差错率时间产品寿命期差错9可靠性防止不经意的差错(PokaYoke)ShigeoShingo新乡重夫提出，主要是为了防止在产品、过程、服务或环境中出现差错，在避免错误的同时保持其质量。它基于这样一种假设：每个人都会犯错误，人们偶尔会做些错事。直径不同：无铅汽油汽车的油箱输油口的直径比一般的要小引导槽：汽车灯装配可选择配件：型号不同可防止120V的插头插在240V电源插座相反的开门方向：汽车车门几何形状：容器的盖是圆形而不是方形装配作业：红绿容器对应左右手边上的配件先进先出：两条传送带轮流工作可靠性防止不经意的差错(PokaYoke)10实例：盥洗系统概况波音对747大型飞机的盥洗设施进行测试。该型号飞机平均飞行时间为11小时12个盥洗设施50小时测试一个在20小时后出现问题，一个在25小时后出现问题，另外一个在45小时后出现问题问题差错率百分比FR(%)一段时间内的差错数量FR(N)差错之间的平均间隔时间747飞机每个航班过程中的差错估计实例：盥洗系统概况11实例：盥洗系统解决方案FR(%)=3/12=25%一段时间内的差错数计算：总的运营时间=12*50=600小时三个出错的系统的未运行时间为30+25+5=60小时，实际运营时间600-60=540小时运营中的差错率=3/540=0.005556差错率之间的平均间隔时间为：1/0.005556=180小时每次航班过程中的估计差错数=11*0.005556=0.06111次实例：盥洗系统解决方案12故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，简称FMECA。故障模式、影响及危害度分析（FMECA）是指对产品设计、生产制造作业或者销售网络进行详细研究，以确定对于各种不同的差错模式来说，哪些特征是重要的。20世纪50年代产生于美国，尤其是用于提高军事装备和航空器材的可靠性，NASA(美国航天局)将其用于太空计划。故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEff13故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，简称FMECA。FMECA分析的要素

FMECA分析包括三个主要的研究领域，差错模式、差错带来的影响以及差错的危险性分析。可用于规划、设计、开发、生产或者最终使用等任何一个阶段。FMECA的目标是防止差错，更多用于设计阶段。1986年1月28日发射的“挑战者号”——7名宇航员故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEff14故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，简称FMECA。1差错模式分析对产品或过程的操作进行分析，以检查差错最容易在什么地方以什么样的模式发生，包括环境条件的描述、所包含的各个组件、时间要素以及所在的位置等。2差错的影响分析研究潜在差错对整个产品、服务或相关要素的工作情况带来的最可能的影响。3差错的危害性分析通过对产品或服务的潜在差错进行检查，确定这些差错的重要性和危险性。这种危险性通常包括消费者抱怨、工作绩效下降、工厂的暂时停工、安全问题或者带来的环境污染在内等故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEff15故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，简称FMECA。FMECA分析的程序——主要步骤在某个产品或过程中，首先确定作业系统中的所有配件和部件。对系统中每个组件和配件可能出现的差错模式进行分析，并列出详细的表格。分析每种差错模式的所有可能原因。按下列标准为每个差错的出现指定一个数值P，每个差错模式发生的可能性S，差错的严重性或危险性D，在产品或服务被顾客使用前就发现错误的困难程度。故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEff16故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，简称FMECA。FMECA分析的程序——主要步骤例如，用1-10表示，1表示低或者容易，10表示高或者难。下表是反映汽车液压刹车系统的差错分析数值。对于每一个可能的差错模式，首先要确定产品P*S*D的值，作为差错风险的危害性指数或风险的优先级数值（RPN）。最大值（最高优先级)为1000，最小值（最低优先级）为1，本例中为90。该指数表示在防止差错的研究中每一个差错模式的相对优先级。取值12345678910P*S*D*故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEff17故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，简称FMECA。FMECA分析的程序——主要步骤（续）确定避免差错问题的必要手段措施，并确定对该手段措施负责的相关部门。按照RPN值对差错进行排序，其目的是可以依据可用资源依次采取必要的手段措施。在医药行业的实际应用某种非处方药的配方中需要考虑的某些要素选择注意：由于RPN值是由三个值相乘得到的，在实际工作中，如果S值很大，那么D的取值往往是很小的。故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEff18组成或过程差错模式差错原因差错的影响检查PSDRPN溶解各种成分的纯水混合导管中有臭氧加水时处理不当产品被氧化使用臭氧活动警报26336溶解各种成分的纯水被污染水处理系统的故障最终产品被污染处理设施的质量检查17642活性成分产品数量不足在注入管中时损耗产品效力低操作者检查24648活性成分未按说明书使用粉末混合作业不对产品不一致质量控制检查38248氢氧化钠被污染使用不干净的器具产品有毒质量控制检查27228氢氧化钠浓度太高称重不准确一批产品不合格质量控制检查2418各种成分的混合混合不均匀搅拌时的温度太低胶合不好使用温控器3216各种成分的混合在混合物中出现泡沫搅拌过度胶合不好视觉观察检查47256胶合胶合不均匀机器调整不好产品不一致，不合格最终质量检查26336将胶体放入漏斗被污染转移管不干净一批产品不合格装填前检查38372装入30毫升管管密封不好封口盖质量不好产品报废质量控制检查装入30毫升管空间太小装注机调整不好产品量不一致质量控制检查26336某种非处方药的FMECA组成或过程差错模式差错原因差错的影响检查PSDRPN溶解各种19维护涵义维护包括监控、检查、调整、修理等必须做的所有工作，以保证机器、设备、装备或运输车辆进入或保持适当的工作秩序。维护程序包括紧急维护、简单的预防性维护以及更复杂的管理性预防性维护（TPM或RCM）。紧急维护即故障紧急维护，在故障发生后修理机器或设备。家用设备：洗衣机、电视机。灯泡缺点：1）没有安全性，给使用者造成不便。2）设备在运行中需要进行紧急维护时，系统性能降低，生产人与那空闲，直接劳动成本提高。3）紧急维护需要紧急部件和其他一些组件，导致成本提高。4）不能按主生产计划完成产品，不能按时交货，客户服务水平下降。维护涵义20维护预防性维护预防性维护是在定时检查系统的基础上设定维护程序的工作行为，其检查维护是为了发现潜在问题，并且进行必要的修理，以确保系统在正常运转时不发生故障。研究表明，如果预防性维护管理得好，且与其他作业配合得好，可以减少35%或者更多的费用预防性维护的水平维护成本包括：维护人员的工资、为维护而准备的库存、机器的空闲和设备停工检修损失的时间故障成本：停产成本、生产工人无事可做维护预防性维护21维护的频率成本维护的频率与相关的成本故障成本维护成本总成本维护的频率成本维护的频率与相关的成本故障成本维护成本总22维护全员生产维护(TotalProductiveMaintenance,TPM）产生于日本，要求进行团队协作、共同建设和可持续发展。可靠性和TPM原则要求避免危机，要信赖团队协作，实现效能最大化，费用最小化，并持续改善制造工序过程。必要措施修复设备，使其达到新的状态在设备的维护方面配备相关人员提高维护的效率和效能进行劳动力培训，提高其职业技能进行设备管理和预防维护，这是最根本的可靠性策略各种预防维修技术的有效使用维护全员生产维护(TotalProductiveMai23TPM的原理：如果设备运转良好，且按照设计运转，则绝大部分问题源于人为错误。因此，公司应该采用容易操作且不易出错的设备。在这种情况下，TPM可以把重点放在增强整个制造系统的可靠性、减少供应链中的不确定性、降低订货提前期以及提高客户服务水平上。所有这些活动将不会提高库存水平。OM-可靠性与维护课件24维护以可靠性为中心的维护（RCM）源于1960年代的民用航空工业技术重点是要找到设备正确维护的准确含义，而不是对设备进行全面的经常性维护。目的是要确定怎样做才能确保所有的物质资产能够持续地按照其现有的情况运营，确保设备和系统按照设计进行运作，且出现的问题最少。重点在于功能而不是设备，最终效益是降低总的维护成本，并且减少与停工和与停工时间相关的费用。维护以可靠性为中心的维护（RCM）25维护以可靠性为中心的维护（RCM）例，美国Madawaska造纸厂实行RCM时，制定的计划目标：把计划维护率从2%降低到1.5%；把计划外维护率从2%降低到1.5%；总的制造效率提高1.5%。例：英国Hudderfield的Zeneca工厂，一家生物科学公司。投资11000英镑在一家有20年历史的制冰厂中实行RCM.1995年实行RCM后，停工时间减少约1500小时，节省150万英镑。采用RCM方式需要维修部门采纳计划和预知情况的维护原则，而不是“修过即忘”。——改善了工程与生产人员的关系维护以可靠性为中心的维护（RCM）例：英国Hudderfie26复印机的例子概况伦敦一家咨询公司有一台为客户复印合同材料的复印机。目前这台复印机正处在接近损坏的边缘。公司估计，若复印机损坏了，每次损失成本为500英镑。基于过去两年半的历史信息，复印机每月坏的次数以及出现的月份见如下的统计表。当地的一家服务公司提出了对该复印机进行预防性维护的建议，每月收费900英镑。该公司保证，实行预防性维护后，复印机坏的次数将减少到每两个月一次。问题请确定公司是否应该改变维护策略，并接受该服务工的预防性维护服务？坏的次数012345出现的月份数量254973复印机坏的次数统计复印机的例子概况坏的次数012345出现的月份数量2549727复印机的例子解决方案通过期望值来解决出错的次数出错的月数出现的频率（%）出错的频率026.670.001516.670.172413.330.273930.000.904723.330.935310.000.50总计301002.77复印机出错的分析复印机每月出错的期望成本：2.77*500=1383.33英镑预防性维护合约下期望成本：900+500*0.5=1150英镑复印机的例子解决方案出错的次数出错的月数出现的频率（%）出错28从出错中恢复对于所有可靠性和维护的说法，即使是用最好的程序、在最好的组织中，仍然难免出现由于不恰当的设计、操作和不恰当的维护所带来的出错。在这种情况下，公司必须替换过去的程序或系统，以使其从差错中恢复，并使生产运作回到正常的条件下，并使损失最小。准时供应（JIT）JIT运作的原理是建立在从差错中迅速恢复的前提上的。多面手——作业团队——维护系统正常运转，缩短停机时间——容易？？？1960年代的一家制造公司:一个螺丝钉从钻机上松动脱落——操作工人几分钟就能轻易地解决，但却不能——工会规则：填写工单，请修理工来解决——装配线停工一小时。从出错中恢复对于所有可靠性和维护的说法，即使是用最好的程序、29从出错中恢复分包商/供应商网络拥有一个可靠的分包商或者供应商网络，对于公司的帮助很大。如果某些环节出现了问题，例如机器故障、卡车坏了或者原材料不符等，公司可以通过对外联络采购以防止紧急事态。从出错中恢复分包商/供应商网络30没有谁知道什么原因引起了1997年2月1日星期六早晨烧毁AisinSeiki公司第一工厂的火灾。这场大火焚毁了丰田公司最重要的刹车阀来源。该阀价值每个5美元，绝大部分的丰田工厂只保持该阀4个小时的供应，丰田在日本的20家汽车厂每天能生产14000辆汽车。一些专家认为丰田公司在几周内恐怕难以恢复过来。但是仅仅5天后，丰田公司的汽车厂又开始生产了。秘密在于丰田与供应商的密切联系。火灾后数小时内，他们就开始制定刹车阀的生产计划，改进工具系统，建立临时生产线。到下一个星期四，36个供应商在150个分包商的帮助下，建立了50条单独的生产线，生产小批次的刹车阀。其中有一个例子，一个从未做过汽车配件的缝纫机制造商花了大约500个工时改装磨床，而一天只做了40个阀。从出错中恢复丰田公司从工厂大火中恢复显示了公司的力量没有谁知道什么原因引起了1997年2月1日星期六早晨烧毁Ai31从出错中恢复危机管理大公司、政府部门——重要职能。使公司很快从差错中反映并恢复过来在危机管理中，最终目标是减少差错或危机带来的冲击。危机管理的措施主要包括：进行风险评估分析，以确定可能发生的问题；为了对差错做出反应，需要制定适当的行动计划和战略计划；为了记录和报告危机的发生，应建立差错信息系统；如果可能，设立一定的团队对施压群体做出反应，对公众和媒体做出反应。危机管理的最终有效性可以通过组织恢复的速度、恢复的程度、恢复过程中运作和组织提高的幅度，以及危机抵抗能力的提高程度来衡量。例：Heathrow国际机场事故从出错中恢复危机管理32从出错中恢复Heathrow国际机场在1997年12月12日星期五有过一场危机，那是在一座房屋顶的火灾后，关闭了机场最繁忙的乘客1号通道半天，严格限制行动并且被迫取消了10个航班。幸运的是，火灾是在凌晨发生，这样就避免了1996年横扫Dusseldorf国际机场的火灾悲剧重新上演。那次火灾造成17人死亡，损失总计5500万美元。Heathrow吸取了德国火灾的教训，在火灾的检测、警报和其他安全系统中，投入了165万美元，从而能够快速控制火势。从出错中恢复