11第11章-生产维护与设备管理

1第11章生产维护与设备管理21.掌握系统可靠性的衡量方法。2.掌握设备维护改进策略。3.了解全员生产维护。31、设备

也称为装备或机器，通常是指在人类生产活动或其它活动中能起到工具作用的物体。在企业生产中，主要指除土地和建筑物以外的有形固定资产，如各种机器、机械电子装置、各种车辆等。11.1设备管理在企业生产管理中的地位11.1.1设备及设备管理的概念4从设备在生产中的不同用途，可分为以下几类：（1）生产工艺设备：指用以改变工作对象形状或性能，使其产生物理或化学变化的各种设备。（2）辅助生产设备：指用于生产服务的各种设备。（3）科学研究设备：指用于科学试验的各种设备。（4）管理用设备：指用于企业管理机构中的各种设备。（5）公用福利设备：指用于企业公用福利服务的各种设备。52.设备管理（1）选择和购置企业生产所需的设备；（2）组织安装和调试将投入运行的设备；（3）正确合理地使用投入运行的设备；（4）精心维护和及时检修设备；（5）适时改造和更新设备。前两项属于设备的前期管理，后三项属于设备的后期管理。11.1.2设备及设备管理的概念设备管理是工业企业生产顺利进行的前提；设备管理是企业安全生产和环境保护的保证；设备管理是保证产品质量的基础工作；11.2设备可靠性原理11.2.1可靠性的定义（教材P206应用范例）可靠性---指在一定条件下设备或产品正常运行一定时间的概率，记为R(%)。

可靠性测量的基本单位是产品故障率（FR）。故障率----是指在所有测试的产品中出现故障的产品比率，记为FR(%)，或者在一定时间内出现故障的次数，记为FR(N)。可靠性计算公式R(%)=1-FR(%)平均故障间隔期（MTBF）是FR(N)的倒数例：某生产线布局如下：设备B和C之间，设备E、F、G之间是并联的，设备A、（B，C）、D、（E、F、G）、H在整个系统中是串联的。11.2.2串并联系统的可靠性1、串联系统：系统可靠性（Rs）=R1*R2*R3*R4*…*Rn随着系统中串联机件数量的增加，整个系统的可靠性快速下降。2、并联系统：

系统可靠性（Rs）=1-（1-R1）*(1-R2)*（1-R3）…*(1-Rn)随着系统中并联机件数量的增加，整个系统的可靠性也增加。3、串并联综合系统应用范例11-3，11-4，11-5101.设备在使用过程和闲置过程中都会发生磨损，设备的磨损分有形磨损和无形磨损两种形式。11.3零件磨损与设备故障规律11.3.1零件磨损规律（1）

有形磨损：是指设备的实体磨损（物理磨损）。第一类有形磨损设备运行时，由于摩擦、应力或化学反应的影响，使实体发生磨损，也称为使用磨损。第二类有形磨损设备由于自然力的作用引起生锈、腐蚀等所产生的磨损，也称为自然磨损。11（2）

设备的无形磨损

第一类无形磨损由于设备制造工艺和管理水平的提高，某种设备的生产成本降低，产品的市场价格下调，使设备的原有价值贬值。第二类无形磨损由于科学技术的进步，出现性能更完善、效率更高的新型设备，使原有设备显得陈旧落后，丧失部分或全部使用价值。这类磨损也称为技术性无形磨损。12设备的磨损大致可以分为三个阶段。①初期磨损阶段在这个阶段中，机器零件表面上的高低不平处，以及氧化脱炭层，由于零件的运转、互相摩擦力的作用，很快被磨损。这一阶段的磨损速度较快，但时间较短。2、设备有形磨损的规律13②正常磨损阶段在这个阶段中，零件的磨损基本上随时间匀速增加,零件磨损非常缓慢。③急剧磨损阶段在这个阶段中，零件正常磨损关系被破坏，磨损急剧增加。设备的精度、性能和生产效率降低。一般不允许零件使用到急剧磨损阶段，当零件到正常磨损阶段后期就应修复或更换。141、故障设备在其寿命周期内，由于磨损或操作使用等方面的原因，发生丧失其规定功能的状况称为故障。

(1)突发故障（损坏故障）由偶然性、意外性原因造成。(2)渐发故障（劣化故障）由于设备功能逐渐劣化而引起的故障。11.3.2设备故障曲线152、故障率曲线

故障率是指设备在单位时间内的故障发生比率。在设备的不同使用时间阶段，设备的故障率是不同的。设备典型故障率曲线其形状似浴盆，又称为浴盆曲线。16(1)初期故障期故障主要由于设计缺陷，制造质量欠佳，安装不细心和操作者不适应而引起，故障率开始较高，然后逐渐减少。(2)偶发故障期设备已进入正常运转，一般是由于维护不好或操作失误而引起，属偶然性故障。(3)磨损故障期这个阶段，设备的某些零部件已经老化，因而故障率上升。要在零件将要达到急剧磨损以前，进行更换修理。11.4基本设备维护决策11.4.1维修组织形式决策集中维修分散维修委托维修与自行维修11.4.2备件库存决策11.4.3设备更换决策18设备管理的历史发展主要体现在设备维修方式的演变上，可大致划分为以下几个发展阶段。1.事后修理2.预防维修3.生产维修4.维修预防5.综合设备管理6.智能设备维护11.5设备维修制度11.5.1设备维修发展191.事后修理在这一时期，机器设备出了故障才进行修理。其显著特点是，坏了再修，不坏不修。由于事前不知道故障会在什么时候、什么部位发生，往往缺乏修理前的准备，导致设备的修理停歇时间过长，且修理的内容和修理的时间都有很大的随机性，常会打乱生产计划，影响交货期。2.预防维修这种制度强调以预防为主，平时做好设备的维护保养，设备尚未发生故障就进行修理。预防维修可以有效地提高设备利用率。203.生产维修预防维修有许多优点，但因不能准确预测故障日期而造成过剩维修，增加了维修工作量和维修费用。为此，1954年，美国提出以提高企业生产经济效益为目的来组织设备维修。将生产上重要的设备实行预防维修，次要的实行事后维修，以便集中力量做好重要设备的维修工作，并可节省维修费用。4.维修预防1960年，美国出现了维修预防的设想。要求在设计设备阶段就提高设备的可靠性和维修性，使它不易损坏，在报废之前不需修理，或很易修理。这是设备管理体制上的突破，认为设备管理应从维修部门扩展到设计、制造等部门。215.综合设备管理设备综合管理是在维修预防的基础上，从行为科学、系统理论的观点出发，以提高设备综合效益和实现设备寿命周期费用最小为目标的一种新型设备管理模式。设备综合管理有两种典型的代表理论：一是设备综合工程学，二是全员生产维修制。设备综合工程学是设备综合管理的主要代表理论。1974年，英国工商部对设备综合工程学所作解释是:“为了谋求设备的最经济寿命周期费用，而把适用于有形资产的有关工程技术、管理、财务以及其它业务工作加以综合的科学”。6.智能设备管理20世纪90年代，随着计算机技术的发展，出现了把计算机技术与人工智能技术结合起来的新的设备维护方法。

通过计算机技术与人工智能技术，可以实现对设备更加精确的监督与检查，实时做出设备维护决策。23全员生产维修制是日本式的设备综合工程学，两者在本质上是一致的，只是设备综合工程学更侧重于理论，全员生产维修制更具有操作性。11.5.2全员生产维护制度（TPM）全效益（要求设备一生的寿命周期费用最小、输出最大）全系统（也称全过程）（强调设备一生的管理）全员参与（要求企业所有部门和全体员工都要参与）1、TPM的基本思想以提高设备综合效率为目标。建立以设备一生为对象的生产维修总系统。设备的计划、使用、保养等所有部门参加。从最高领导到一线员工的全体成员参加。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。2、TPM的基本特征（五大支柱）3、全员生产维护的内容（1）日常检查在交接班时，由操作工人结合日常保养进行检查。（2）定期检查在操作工人的参加下，由专职维修工人按计划定期对设备进行检查。26（3）计划维修小修：对设备进行局部的修理，拆卸部分零部件进行清洗、修正、更换和调整。中修：要对设备进行部分解体，修复或更换磨损的部件，校正设备的基准。大修：对设备进行全面的修理，要把设备全部解体，修复或更换全部磨损件，修理和更换电气部分以及外表翻新，全面恢复设备原有工艺水平。（4）改善性维修：对设备进行结构性改善修改；（5）故障维修：出现故障时及时修理；（6）维修记录分析

故障记录为今后进行日常检查与维护计划的修订提供参考，能够有针对性制定设备维修与保养的重点对象。2813.2设备的维护和修理

设备投入使用后，设备管理最重要的工作就是设备的维护和修理。工作人员要掌握设备磨损和故障发生规律，应用科学的维护和修理方法，合理使用设备。2913.2.3设备的合理使用

1.根据设备的性能、结构和其他技术特征，恰当地安排生产任务和工作负荷。2.为设备配备具有一定熟练程度的操作者。3.为设备创造良好的工作环境。4.经常对职工进行正确使用和爱护设备的宣传教育。5.制定有关设备使用和维修方面的规章制度，建立健全设备使用的责任制。3013.2.4设备的维护和检查1.设备的维护保养按其工作量的大小，可分为以下类别。(1)日常保养（例行保养）清洗、润滑、紧固松动的螺丝，检查零部件状况。这类保养项目和部位较多，大多数在设备的外部，由操作工人承担。(2)一级保养普遍进行清洗、润滑、紧固，对部分零部件进行拆卸、清洗。以及部分的调整。通常是在专职维修工人指导下，由操作工人承担。31(3)二级保养进行内部清洗、润滑、局部解体检查和调整。由专职维修工人承担，操作工人协助。(4)三级保养。对设备主体进行解体检查和调整，同时更换磨损零件并对主要零件的磨损情况进行测量、鉴定。由专职维修工人承担。32(2)按技术功能，可分为：①机能检查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、高压的性能等。②精度检查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劣化程度，为设备验收、修理和更新提供依据。3313.2.5设备的修理指通过修复或更换零部件，调整精度，排除故障，恢复设备原有功能而进行的技术活动。恢复性修理是通过更换或修复已经磨损、腐蚀或老化的零部件，以恢复设备的功能，延长其物质寿命。通常所说的设备修理多是指恢复性修理。改善性修理则是结合修理，对设备中故障率高的部位进行改装或改造，使故障率减少或不再发生故障。342.计划预修制、计划保修制和全面生产维修制(1)计划预修制计划预修制是我国在五十年代从苏联引进的一种预防性维修制度。规定设备开动若干时间后，就需有计划地进行检查和修理，其具体内容与措施如下：①确定各种类型设备的修理复杂系数②确定各类设备的修理定额③确定维护和修理工作类别及其内容35(2)计划保修制实现计划预修制，设备的修理次数较多,且易造成过剩维修，经济效益差。我国很多企业采取加强维护保养的方法来减少修理次数，就形成了计划保修制。计划保修制就是有计划地进行设备的三级保养加大修理。36

(7)开展5S活动、TMP教育①以彻底消灭故障为目标，推行三全，即全系统、全效率、全员参加。②推行5S（整理、整顿、清洁、清扫、素养）管理活动。③对设备进行ABC分类，突出重点设备的维修工作。37设备ABC分类法企业中的设备数量多，管理工作量大，发生故障后对生产的影响程度不一，如同等对待，将造成人力物力的浪费。因此有必要将设备分为A（重点设备）、B（一般设备）、C（次要设备）三类。重点设备是指发生故障后对产量、质量、成本、交货期、安全卫生和劳动情绪（PQCDSM）各方面影响较大的设备。38第11章结束

39④履行日常检查和定期点检。⑤规定一系列技术经济指标，作为评价维修工作的标准。⑥坚持预防为主，重视润滑工作。⑦完整维修记录，重视设备规律研究。⑧重视人员培训，注意多能工的培养。TPM制中很多做法已被我国修改采用。404.设备修理计划的编制与执行修理工作定额是编制修理计划的重要依据，包括：(1)修理周期和修理周期结构(2)修理工时定额(3)停机时间定额41是指设备从投入生产开始，经过有形磨损和无形磨损，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。从不同角度考虑，设备的寿命可以表现为以下四种形式：自然寿命技术寿命经济寿命折旧寿命设备的寿命（四种形式）421.设备的物理寿命（自然寿命）---是指设备从全新状态投入生产开始，经过有形磨损，直到在技术上不能按原有用途继续使用为止的时间。物理寿命的长短取决于设备的质量高低、使用程度和维修保养的好坏。一般来说，设备的物理寿命较长，延长设备物理寿命的措施是修理。随着设备物理寿命的延长，设备的年经营费用会逐渐增加。432.设备的技术寿命----是指设备从全新状态投入生产以后，由于新技术的出现，使原有设备丧失其使用价值而被淘汰所经历的时间。通常，此时设备的物理寿命并未结束，但由于市场上已出现技术更完善，经济效益更好的新设备，继续使用旧设备会使企业的产品丧失竞争力。技术更新的速度越快，设备的技术寿命就越短。443.设备的经济寿命----是指设备从全新状态投入生产开始，到经济上不宜继续使用为止的时间。在设备物理寿命的后期，由于设备的磨损老化，必须支出高额的使用费用来维持设备的寿命，这时，设备的继续运行，从经济上看已经不合适了，设备的经济寿命已经终止。设备的经济寿命是设备综合管理的一个重要概念，是设备更新、改造决策的重要内容。454.设备的折旧寿命财务部门把设备投资逐渐摊入成本，以收回设备投资。设备从购入到其在财务账上价值为零所经历的时间，称为设备的折旧寿命。折旧寿命对企业是否作出淘汰旧设备的决策影响很大。46设备更新是指用新的设备或技术更先进的设备，更换在技术上或经济上不宜继续使用的设备。1.设备更新期的确定可以从设备的物理寿命、技术寿命、经济寿命、折旧寿命等多个因素出发考虑。设备更新47根据设备的经济寿命来确定设备更新期的方法。设备经济寿命的计算依据是设备的年均总费用，设备的年均总费用由设备的年均折旧费和年均使用费组成。当设备的残值不为零，且设备的折旧按直线折旧法计算时，设备的年均总费用的计算公式为：式中，C为设备的年均总费用，K为设备的购置费，L为设备的残值，T为设备的使用年限，Q为设备的年均使用费。48随着设备使用年限T的增长，按年分摊的设备折旧费逐渐减少，而设备的年均使用费会因设备年限的增长，导致设备劣化程度的增加而增大，年均总费用C随着设备投入使用后逐年下降，到TE年时为最低，超过TE年后又逐年上升，设备的年均总费用达到最低值的年限即为设备的经济寿命期，也即设备的更新期。49

计算设备寿命周期有公式法和列表法。（1）公式法假定设备的使用费随时间呈线性增长，年增长量为固定值λ，则第T年的使用费为QT＝Q1+（T－1）λ式中，QT——第T年使用费，Q1——第1年使用费。那么，T年内的年均使用费就为Q1+

50年均总费用计算公式为：

Q1+K、L、Q1为常数，求极值，令可得出经济寿命若不计残值或残值为零，则

51[例1]某厂以15万元购入1台设备，该设备的第一年使用费为8000元，以后每年递增5000元，预计报废时的残值为2万元，试求该设备的更新期。解：购入设备的更新期，即设备的寿命周期，计算公式为＝即在不考虑其它因素的情况下，该设备的最佳更新期为7年。52（2）列表法设备使用费的年增长量有可能不是固定值，或其设备折旧不按直线折旧法计算，则可以参考有关资料，通过列表法计算每年的年均总费用，找出其中年均总费用最低的那一年，即设备的经济寿命周期（最佳更新期）。年均总费用的计算公式为532.设备更新的方式分为设备的原型更新和设备的技术更新。(1)原型更新是用结构相同的新设备，更换由于有形磨损严重，在技术、经济上不宜继续使用的旧设备。主要是解决现存设备的效能衰退问题，不具有技术进步的性质。(2)技术更新是用技术更先进的设备，更换技术上陈旧的设备。这种更新不仅是恢复原有设备的性能，而且使设备具有更先进的技术水平，具有技术进步的性质。应用技术更新方式，是企业实现技术进步的重要途径。5413.3.3设备的改造设备改造是指应用先进科学技术成就，改变原有设备的结构，提高原有设备的性能、效率，使之达到现代新型设备的水平。设备改造与更新都是解决设备陈旧问题的一种经常性手段，但两者各有特点。55设备改造的优点：1.改造与更新相比，针对性强，对生产的适应性好。2.改造较之全部更新投资少，时间短，人工省，收效快，具有更好的经济效益。设备改造的方式分为局部的技术更新和增加新的技术结构。经过改造的设备，应达到质量性能好，生产效率高，节约能源和原材料，不污染环境等方面的要求。第5讲设备管理设备管理概述设备类型、重要性设备管理发展进程事后维修阶段预防维修阶段设备综合管理全员维修制度（日,TotalProductiveMaintenance,TPM）设备综合工程学（英,Terotechnology）后勤学（美,logistics）全员设备管理（中）建立对设备整个寿命周期的生产维护涉及所有部门的活动全员参与小组自主活动设备综合效率最高

设备综合管理的内容和任务设备管理的基本内容选购/设计设备；安装调试设备；合理使用设备与日常管理；设备检修与维护；设备更新与改造。任务正确选择、购置设备；保证设备处于良好状态，发挥最大效率；提高经济效益，使寿命周期费用最低；促进技术进步。设备管理的基本模式生产部工程部财务部设备需求计划采购部设备设备采购计划设备维护保养计划设备维修计划设备操作规程设备维护规程设备维修规程设备使用记录设备维护保养记录设备维修记录设备档案验收记录设备档案设备的选择和评价设备选择考虑因素生产效率维修性成套性可靠性经济性安全性节能性环保性灵活性（柔性）设备的经济评价方法投资回收期法费用换算法年费法现值法设备的合理使用与维修保养设备合理使用的主要工作合理配置设备；适当安排生产任务；协调操作者和设备之间关系三好（管好、用好、维护好）；四会（会使用、会保养、会检查、会排除故障）；创造良好的设备使用环境；建立合理的规章制度；操作规程岗位责任制维修保养制度检修制度交接班制度加强职工培训。

主要的评价指标1、设备完好率=（完好设备台数/设备总数）*100%2、