质量管理学-第十一章-设备管理

第十一章设备管理

第一节设备管理概述一、设备管理的概念根据企业经营目标，通过一系列的技术、经济的组织措施，对设备的规划、购置、安装、调试、使用、维修、改造、更新及报废等全过程进行，包括设备的物质运动的价值运动的综合管理工作。

设备管理的基本任务是以较少的费用的消耗，提高设备的可靠性、维修性，保持设备的精度的性能，使之经常处于良好的技术状态，为企业发挥设备效率，顺利进行生产，提高效益积极创造条件。管好、用好、维修好设备是企业管理的重要任务之一。

二、设备管理的发展设备管理是随着设备的进步而发展起来的一门科学。发展过程大致分为三个阶段。1、事后修理阶段这个阶段的主要特点是设备坏了才修，不坏不修2、预防性的定期维修阶段计划预修﹝修理﹞制度是预防性的定期维修的一个典型代表。

这种维修是进行有计划的维护、检查和修理，以保证设备经常处于完好状态。其特点在于预防性与计划性，即在设备未曾发生故障时就有计划地进行预防性的维修。这种按事先规定计划进行的设备维修是一种比较科学的设备维修制度，有利于事先安排维修力量，有利于同生产进度安排相衔接，减少了生产的意外中断和停工损失。运用这种维修制度，要求了解和掌握设备的故障理论和规律，充分掌握企业设备及其组成部分的磨损与破坏的各种具体资料与数据。在设备众多、资料有限的情况下，可以在重点设备以及设备的关键部件上应用。计划预修制的内容主要有：日常维护、定期检查、清洗换油和计划修理。3、设备综合管理阶段

设备综合工程学的特点为；﹝1﹞把设备的寿命周期费用最经济作为其研究目的。﹝2﹞是关于设备技术、经济和管理的综合学科。﹝3﹞重点研究设备的可靠性与维修性设计。﹝4﹞把设备管理的范围扩展到设备的寿命周期，即对设备进行全过程管理。﹝5﹞设备综合工程学是关于设计、使用．费用信息反馈的管理学。

三、设备管理的基本要求一生管理、两个目标、五个结合1、对设备的一生实行系统管理设备的一生，是指设备从规划、设计制造（或选型、外购）、安装调试，到使用、维修、改造，直至报废为止的全过程，又称设备的寿命周期2、以追求设备寿命周期又用最低。设备综合效率最高为目标设备的寿命周期费用，是指设备在整个寿命周期内的总费用，也就是设备本身在各个阶段所发生的费用总和。从构成内容来看，设备寿命周期费用是由设置费和维持费两大部分组成的。设备综合效率包括产量、质量、成本、劳动情绪、交货期、安全六方面的成果。设备一生管理活动的经济效果，可以用设备的综合效率与设备寿命周期费用之比来表示，并取名为设备费用效率，即：CE=CPE/LCC

3、强调“五个结合”设备综合管理的特征之一是坚持“五个结合”。即设计、制造与使用相结合；维护与计划检修相结合；修理、改造与更新相结合；专业管理与群众管理相结合；技术管理与经济管理相结合。

第二节设备的选型外购设备的选型．是指通过技术上与经济上的分析、评价和比较，从可以满足相同需要的多种型号、规格的设备中选购最佳者的决策过程。一、设备选型应注意问题选择设备时，应遵循的总原则是技术上先进．经济上合理、生产上适用只有坚持这些原则．才能有利于使设备寿命周期费用最经济．具体考虑以下几个方面；1、设备的效能设备的效能，是指设备的生产效率和功能。设备生产效率取决于它的功率、行程速率等一系列技术参数．2、设备的可靠性设备的可靠性，是指设备在规定的时间内，规定的条件下，完成规定功能的可能性。设备的可靠性，直接影响到产品质量的稳定性、设备的生产效率的发挥，生产的安全等。因此，选购设备时，特别要注意这个方面。3、设备的维修性设备的维修性，是指设备在规定的条件下进行维修时．在规定时间内完成维修的可能性。维修性的尺度有维修度、不可维修度、修复率和维修延续的间等。设备的维修性是决定设备可利用率大小的主要因素。4、设备的耐用性设备的耐用性，是指设备的使用寿命长短。这里所说的是物质寿命和技术寿命。5、设备的能源消耗能源消耗，是指驱动设备的一次能源或二次能源的消耗，一般以设备单位开动时间的能源消耗量来表示。6、设备的成套性设备的成套性，是指设备的配套程度。设备配套大致有下列三类：单机配套、机组配套、项目配套。设备的成套性，对于充分发挥设备效能，提高设备的投资效益关系密切。7、设备的环保性设备的环保性，是指设备的噪声和设备排放的有害物质对环境污染的程度。8、设备的安全性设备的安全性，是指设备预防人身安全事故发生的能力。9、设备的操作性设备的操作性，是指设备在操作方便和操作可靠方面的性能。10、设备的经济性

二、设备选型的定量评价选购设备时．在定性分析的基础上，要做好定量评价。设备的定量评价方法有很多。下面介绍常用的几种。1、投资回收期法

设备投资回收期．按以下公式计算：N=

N：设备投资回收期﹝年﹞；P：采用新设备后年平均节约额﹝元／年﹞；R：设备设置费。

选择投资回收期最短的设备。

2、寿命周期费用法寿命周期费用法，是以寿命周期费用最低作为选择设备的准则．适用于技术状态相同的设备之间的评价。﹝1﹞现值法将设备在寿命周期内各年度所发生的费用，换算成购置年度的现值，然后计算寿命周期费用。LCC现值=P+S·[P/A，i，n]=P+S·A：设备年度总费用；P：设置费；S：年维持费[P/A，i，n]：现值系数

例：有A、B两种型号的设备，其有关数据如表所示，试用现值法选择最优设备。

序号内容设备A设备B1234设置费﹝元﹞年维持费﹝年/元﹞年利率i﹝％﹞使用寿命﹝年﹞80002500810100002000810解：[P/A，i，n]==6.71

由题意，A、B两种型号的设备寿命周期费用现值计算过程如下表

设备设置费维持费现值寿命周期费现值AB8000100002500×6.71=167752000×6.71=134202477523420计算结果表明，设备B为最优。

﹝2﹞年费用法年费用法是将设备的寿命周期费用，换算成相当于逐年等额支出的年度总费用。然后进行比较，选择年费用最低的设备。设备的年度总费用，按以下公式计算；A=P·[A/P，i，n]+S=P·+SA：设备年度总费用P：设置费S：年维持费

[A/P，i，n]：资金回收系数

仍以上例说明，[A/P，i，n]==0.149

设备设置费年值年维持费年度总费用AB8000×0.149=119210000×0.149=14902500200036923490

计算结果表明，设备B为最优。

第三节设备的使用、维护、检查一、设备的合理使用设备物质寿命的长短，生产效率和工作精度的高低，主要决定于设备本身结构和性能的好坏，但在很大程度上也取决于设备的使用情况。如果设备使用合理，操作正确，就能够减轻磨损，延长寿命并保持其应有的精度，发挥其应有的工作效率。1、合理使用设备应注意以下几点：﹝1﹞正确地配备设备根据工业企业的生产过程和工艺特点，正确地配备各种类型的机器设备，使各种设备在性能和生产效率上相互协调匹配。同时，各种设备之间的比例关系应根据不同时期的生产任务，进行及时地调整。﹝2﹞安排合理的负荷不同设备的性能、结构、精度、使用范围、工作条件是各不相同的。在使用过程中应按照设备的具体条件安排相应的合理的负荷，以保证设备正常运转。﹝3﹞提高设备的利用率设备闲置或设备利用率低往往是以计划经济下“大而全，小而全”观念为出发点购置设备的结果。因此，必须强化购置设备的经济责任制及厂内的设备有偿占有制，同时大力开展对外的协作生产，来提高精密、大型设备的利用率。﹝4﹞制订和贯彻执行设备使用和维护方面的规章制度制订和贯彻执行有关设备使用和维护方面的规章制度，以提高设备使用的经济性。如建立设备安全操作规程和检查保养规程，坚持操作人员的培训制度，严格凭证操作设备，以及规定合理的能耗、物耗定额与费用定额等。﹝5﹞为设备创造良好的工作条件在生产过程中，为设备创造良好的工作条件。一方面为设备配备相应工种的、熟练的操作者；另一方面保持设备本身和工作环境的整洁和正常秩序，必要时安装防护、防潮、防震、保暖、降温等装置。2、设备使用规程包括的内容﹝1﹞设备技术性能和允许的极限参数，如最大负荷、压力、温度、电压、电流等；﹝2﹞设备交接使用的规定，两班或三班连续运转的设备，岗位人员交接班时必须对设备运行状况进行交接，内容包括：设备运转的异常情况，原有缺陷变化，运行参数的变化，故障及处理情况等；﹝3﹞操作设备的步骤，包括操作前的准备工作和操作顺序；﹝4﹞紧急情况处理的规定；﹝5﹞设备使用中的安全注意事项，非本岗位操作人员未经批准不得操作本机，任何人不得随意拆掉或放宽安全保护装置等；﹝6﹞设备运行中故障的排除。

二、设备的维护设备维护是指为了保持设备良好的技术状态而进行的活动。设备维护保养的内容是保持设备清洁、整齐、润滑良好、安全运行，包括及时紧固松动的紧固件，调整活动部分的间隙等。简言之，即“清洁、润滑、紧固、调整、防腐”十字作业法。实践证明，设备的寿命在很大程度上决定于维护保养的好坏。维护保养依工作量大小和难易程度分为日常保养、一级保养、二级保养、三级保养等。

三、设备的检查设备检查，是指对设备的运行情况、工作精度、磨损或腐蚀程度进行测量和校验。通过检查全面掌握机器设备的技术状况和磨损情况，及时查明和消除设备的隐患，有目的地做好修理前的准备工作，以提高修理质量，缩短修理时间。

检查按时间间隔分为日常检查和定期检查。日常检查由设备操作人员执行，同日常保养结合起来，目的是及时发现不正常的技术状况，进行必要的维护保养工作。定期检查是按照计划，在操作者参加下，定期由专职维修工执行。目的是通过检查，全面准确地掌握零件磨损的实际情况，以便确定是否有进行修理的必要。

日常检查和定期检查一般采用点检制。所谓点检，指的是按一定标准对设备的规定部位，进行有无异常的检查。点检要求做到定点、定项目、定周期、定方法、定判定标准、定路线、定人。

检查按技术功能，可分为机能检查和精度检查。机能检查是指对设备的各项机能进行检查与测定，如是否漏油、漏水、漏气，防尘密闭性如何，零件耐高温、高速、高压的性能如何等。精度检查是指对设备的实际加工精度进行检查和测定，以便确定设备精度的优劣程度，为设备验收、修理和更新提供依据。

第四节设备的修理一、设备修理的定义、修理方式、修理类别1、设备修理的定义设备技术状态劣化或发生故障后，为了恢复其功能和精度而采取的更换或修复磨损、失效的零件（包括基准件），并对整机或局部进行拆装，调整的技术活动，称为设备修理。

设备修理是使设备在一定时间内保持其规定功能和精度的重要措施。

2、设备修理方式

定期修理预防修理状态修理修理方式改善修理事后修理﹝1﹞预防修理通常有两种预防修理方式，即定期修理和状态修理。a、定期维修这是一种以时间为基准的修理方式。它具有对设备进行周期性修理的特点，根据设备的磨损规律，事前确定修理类别，修理间隔期及修理工作量，所需的备件，材料可预计。因此，可以作较长时间的安排。定期维修方式适用于已掌握设备磨损规律和在生产过程中平时不准以停机进行维修的流程生产，自动线以及大批量生产中使用的主要设备。b、状态（监测）修理这是一种以设备技术状态为基础的预防修理方式，又称预知修理。它是根据设备的日常点检，定期检查，状态监测和诊断提供的信息，经过统计分析，处理，来判断设备的劣化程度，并在故障发生前有计划地进行适当的修理，由于这种修理方式对设备适时有针对性地进行修理，不但能保证设备经常处于完好状态，而且能利用零件的寿命，因此比定期修理更加合理，缺点是进行状态监测往往需要停机和使用价格昂贵的监测仪器﹝2﹞改善修理对有些设备只按照原计划结构和技术要求进行预防维修，往往不能从根本上改善和提高其可能性和维修性。在可能条件下应对设备进行"改善修理"。为了消除设备的先天性缺陷或频发故障，对设备的局部结构或零件的设计加以改进，结合修理进行改装以提高其可靠性和维修性的措施，称为改善修理。它也是预防维修的一项重要内容。﹝3﹞事后修理设备发生故障或性能，精度降低到合格水平以下时所进行的工作计划性修理，称为事后修理，并称为故障修理生产设备发生故障后，往往会给生产造成较大损失，也会给修理工作造成被动和困难。但对故障停机后再维修并不会给生产造成损失的设备，则采用事后修理的方法往往更经济。例如，对利用率低，修理技术不复杂，能及时提供备件，实行预防修理经济上不合算的设备，便可采用这个修理方法。3、维修类别与划分根据修理范围的大小、修理间隔期长短、修理费用多少，设备修理可分大修、小修、中修、项修。

﹝1﹞大修

大修理的特点是：修理次数少，工作量大，每次修理时间较长

大修时,对设备的全部或大部分部件解体,修复基准体,更换或修复全部不和用的零件,解体、调整设备的电器系统,修复设备的附件以及翻新外观等,从而达到全面清除修前存在的缺陷,恢复设备的规定精度和性能。﹝2﹞小修小修理。小修理通常只需修复、更换部分磨损较快和使用期限等于或小于修理间隔期的零件，调整设备的局部结构，以保证设备能正常运转到计划修理时间。小修理的特点是：修理次数多，工作量小，每次修理时间短，修理费用计入生产费用。小修理一般在生产现场由车间专职维修工人执行。﹝3﹞中修介于大修与小修之间的一种定期修理。﹝4﹞项修项目修理(简称项修)是根据设备的实际技术状态,对状态劣化已达不到生产工艺要求的项目,按实际需要进行针对性的修理。项修时,一般要进行部分拆卸,检查,更换或修复零件,必要时对基准件进行局部修理和校正坐标,从而恢复维修部分的性能和精度。二、设备的定期修理1、设备的有形磨损规律对机械零件实行定期更换或修复的理论依据是设备的有形磨损规律。设备的有形磨损，是指设备在实物形态上的磨损，又称物质磨损。设备有形磨损按产生的原因，可分为使用磨损和自然磨损两类。

设备零件的有形磨损过程，其磨损量随运转时间的变化规律，如图所示．

M

III

I

II

A

B

a

Mmax

M1

0T2t

由图可见，零件的磨损过程大致可分为以下三个阶段：第1阶段，称为初期磨损阶段。在这一阶段中，零部件作相对运动时，其表面粗糙不平的部分，迅速磨去，因而这一阶段磨损的速度很快。

第II阶段．称正常磨损阶段。在这一阶段内,由于零部件表面趋向平滑．故磨损速度非常缓慢．如果零部件的工作条件不变或变化很小时，磨损量基本上随时间匀速地增加。

第III阶段。剧烈磨损阶段。当零部件磨损达到一定程度而仍继续使用的，因正常磨损关系被破坏。接触情况恶化。故磨损速度加快，设备的性能，精度和生产效率明显降低。机械零件需要更换的时间T．可由下列公式近似计算。

TT2

：零部件的正常磨损期Mmax：零部件允许的磨损量，即从原始尺寸磨损到剧烈磨损期开始时的磨损量；M1：零部件从原始尺寸至初期磨损阶段结束时（也即正常磨损阶段开始时）的磨损量．tga磨损曲线的斜率，表示零部件的正常磨损速度。

由上式可见，零部件的更换（或修复）时T主要取决于其正常磨损阶段的磨损量（Mmax－M1）和正常磨损速度，正常磨损速度决定于下列因素：设备的结构、工作条件．制造该零件所选用的材料质量，零件的加工精度和光洁度，摩擦表面的润滑状况，零件所承受压强的大小，设备的修理和装配质量。设备的操作和维护保养质量等．

根据上述原理，可以推理出以下几点。

①同一台设备中的各种零部件由于磨损不均衡，因此，它们的使用寿命不同。

②在—定的条件下，例如，设备的生产对象和工作负荷将固定，每次被换上的同种零件的使用寿命往往是相同的。因此，同一台设备中的每种零部件，只要它的故障与使用时间有关时，就有可能实行周期性的更换

2、设备的故障规律对于大多数设备，特别是机械设备，其寿命在不同阶段呈现不同的故障统计规律。设备的故障规律，是指设备在寿命周期内故障的发展变化规律。下面图中故障率曲线反映了设备使用时间t与故障率﹝t﹞的关系。曲线形似浴盆，故又称为浴盆曲线。﹝t﹞

IIIIII

初期故障阶段偶发故障阶段磨损故障阶段

第I阶段为初期故障发生阶段，又称饱和阶段。这个阶段由于摩擦，表面层迅速磨光压平，零件之间的间隙变动较快，需要及时调整间隙。另外，设备制造、安装上的缺陷也逐渐暴露。随着设备使用过程中的不断调整改进，故障发生率会随着时间延长而下降。

第II阶段为偶发故障阶段，又称正常磨损阶段。这段时间内摩擦表面已磨光，设备处于正常运转状态，故障率较低。偶发的故障是因操作失误、保养不善、使用不当等外部随机因素引起的。偶发故障期是设备的实际使用期，通常持续相当长的时间。在使用过程中应严格注意故障发生前的异常现象并及时消除，使故障率得到适当降低。

第III阶段是磨损故障阶段，又称过度磨损阶段。由于零件长时间的磨损与疲劳导致磨损故障率上升。通过有计划的更换零件与维护保养可以减少故障，延长设备的使用寿命。故障发生率的统计描述是决定设备修理管理的重要依据。在初期故障期，主要找出设备可靠性低的原因，进行调整和改进，保持设备故障率稳定；在偶发故障期，应注意提高操作工人与维修工人的技术水平；在磨损故障期，应加强设备的日常维护保养、预防检查和计划修理工作。3、设备修理计划

﹝1﹞修理周期定额，包括修理周期、修理间隔期和修理周期结构，这是编制设备修理计划的重要依据。修理周期，是指相邻两次大修理之间或新设备安装使用到第一次大修理之间的时间间隔。修理间隔期，是指相邻两次修理（无论大修理、中修理或小修理）之间的时间间隔。修理周期结构，是指在修理周期内，大、中、小修理的次数和排列的次序。

大小小小中小小小中小小小大

6个月

6年

﹝2﹞修理工作定额，是指确定修理工作量大小，计算修理工人人数，确定设备修理停工时间的依据。它包括修理复杂系数、修理工作劳动量定额、设备修理停歇时间等内容。

a、修理复杂系数，是指用来表示不同设备的修理复杂程度，计算不同设备修理工作量的假定单位。它是由设备的结构特点、工艺性能、零部件尺寸等因素决定的。b、修理劳动量定额，是指企业为完成设备的各种修理工作所需要的劳动时间标准。它通常用一个修理复杂系数所需要的劳动时间来表示。依据此，可以计算出企业在计划期内完成全部修理工作所需要的劳动力以及材料、配件定额和其它费用定额，这些定额资料是编制企业物资供应计划的依据之一。c、设备修理停歇时间，是指设备进行修理的时间长度，即从设备正式停止工作到修理工作结束，经质量检查合格验收，并重新投入生产为止，所经历的一系列时间。企业应尽量提高修理工作效率，缩短设备修理停歇时间，停歇时间越短，设备的实际工作时间就越长。第五节设备的改造和更新一、设备的磨损设备在使用或闲置过程中会逐渐发生磨损，磨损有两种形式：有形磨损和无形磨损。1、设备有形磨损设备在使用或闲置过程中发生实体磨损，称为有形磨损，又称物质磨损。估价设备有形磨损的公式如下：

：设备有形磨损程度；R：修复全部磨损零件所用的修理费；K1：确定设备磨损时该种设备的再生产价值。

2、设备的无形磨损设备在使用或闲置过程中，不是由于自然力作用或使用原因．而是随着时间的推移，引起设备价值的损失，称为无形磨损，又称精神磨损．按照产生原因的不同，设备的无形磨损，有两种类型：

（1）由于制造企业工艺和管理水平的提高，生产同样设备所需一的社会必要劳动耗费减少，因而使原设备相应贬值，叫第一类无形磨损。（2）由于不断出现性能更好，效率更高的设备而使原设备价值相对降低；叫第二类无形磨损．

设备无形磨损的程度。可按如下公式进行计算：

：设备无形磨损程度；K0：设备的原始价值

K1：考虑到第一、二类无形磨损时设备的再生产的价值

设备磨损的补偿方式有三种：修理、改造和更新。

设备磨损形式与补偿方式的关系如图所示：

设备磨损形式可消除性的有形磨损不可消除性的有形磨损第II种无形磨损

修理

更新现代化改装设备磨损的补偿形式二、设备的寿命设备寿命，是指设备从投入生产开始，经过有形磨损，直至在技术上或经济上不宜继续使用，需要进行更新所经历的时间。从不同角度可以将设备寿命划分为物资寿命、经济寿命、技术寿命和折旧寿命。

1、物质寿命物质寿命，是根据设备的物质磨损而确定的使用寿命，即从设备投入使用到因物质磨损使设备老化损坏，直到报废拆除为止的年限。

2、经济寿命经济寿命，是指设备的使用费处于合理界限之内的设备寿命。在设备物资寿命的后期，因设备故障频繁而引起的损失急剧增加。购置设备后，使用的年数越多，每年分摊的投资越少，设备的保养和操作费用