第十七章设备维护和可靠性

第十七章设备维护和可靠性设备维护和可靠性的战略重要性可靠性维护全面生产维护制定维护策略的方法学习目标区别和定义设备维护平均故障间隔期冗余预防维护停工维修初期故障率描述或解释如何衡量系统可靠性如何改进设备维护如何评估设备维护绩效设备维护和可靠性的战略重要性设备维护和可靠性的目标是维持系统能力同时控制成本。良好的系统维护能减少系统偏差。维护：指所有保持系统设备处于正常工作状态的活动。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。有关可靠性的策略：1.提高每个零部件的可靠性；2.提供备用零部件。有关设备维护的策略：1.实施和改进预防维护；2.提高修理能力或速度。可靠性●生产系统是由一系列相互独立又相互关联的零部件组成，每种零部件都发挥着独特的作用。如果其中任何一个零部件出现问题，无论是什么原因，那么整个系统将出现故障。可靠性改进单个单元随着系统中串联的零部件数量的增加，整个系统的可靠性快速降低。可靠性测量的基本单位是产品故障率（FR）。故障率指在所有测试的产品中出现故障的产品比率，记为FR（%），或者说在一定时间内出现故障的次数，记为FR（N），公式如下：FR（%）=出现故障的产品数/检测的产品总数*100%FR（N）=出现故障的次数/运行时间的累计小时数*100%也许衡量设备可靠性应用最多的方法是计算平均故障间隔期（MTBF），是FR（N）的倒数：MTBF=1/FR（N）提供冗余冗余：指同时并行使用某些零部件以提高系统可靠性。维护有两种类型的设备维护：预防维护和事后维修。预防维护：指通过实行例行检查和保养使设备处于良好的维护状态，以防止出现故障。这些活动是为了找出系统潜在的问题，并采取措施预防故障的出现。预防维护不仅仅是维持机器设备的正常运行，还包括设计技术和人员系统，以便提高效率的生产过程在规定的可靠性范围之内正常运行。预防维护强调对生产流程的理解，并保证生产流程不间断。事后维修：指补救性的设备维修，实在设备出现故障时，必须进行紧急维修或优先进行维修的情况。维护实施预防维护预防维护意味着我们可以知道系统何时需要维护，或者何时需要修理。因此要实施预防维护，就需要知道系统何时需要维护，或者何时可能出现故障。在产品生命周期中，不同阶段的故障率是不同的。产品投入使用的初期故障率比较高，通常称为初期故障率—指在产品使用或生产过程的初期出现的故障率。一旦产品、设备和生产流程“到位”后，便可以着手对平均故障间隔期（MTBF）的分布情况进行研究。这种分布通常服从正态分布。当这些分布出现小的标准差时，就说明有必要进行一次预防维护，即使维护费用比较高昂也要实施。在确定了有必要进行一次预防维护后，还需确定何时维护比较经济。保持良好的记录，企业可以知道每个过程、每台设备或机器的运行状况。通过这些记录既可以分析出所需的维护形式，又可以分析出设备维护的时间。维护实施预防维护传统的预防维护和事后维修之间的相互关系，如图17—4（a）所示。然而图17—4（a）中的费用曲线没有考虑到停工的所有费用。在考虑到所有的停工费用后，设备维护费用曲线可以通过图17—4（b）来表示。系统没有出现停工时，系统维护费用处于最低水平。维护总费用事后维修费用预防维护费用设备维护工作最优点（费用最低的设备维护策略）（a）传统的设备维护观点费用总费用总停机费用预防维护费用设备维护工作最优点（费用最低的设备维护策略）（b）设备维护的总费用观点费用图17—4设备维护费用维护提高修理能力由于设备可靠性和预防维护很少是十全十美的，很多公司通常还是会保持一定水平的设备修理能力。良好的设备维护涉及下列六个方面：1.经过良好培训的员工；2.充足的资源；3.制定计划并排定先后顺序的能力；4.制定物料计划的能力和权力；5.识别故障原因的能力；6.延长故障间隔期的能力。几种设备维护的选择策略—图17—5越向右维护能力越强越向左预防维护费用越少，速度越快操作者维修部门设备商的现场服务维修站服务（设备送修）17-5运作管理人员有必要确定如何进行设备维护全面生产维护全面生产维护（TPM）：将全面质量管理的思想与战略性设备维护观点结合起来，贯穿从流程设计和设备设计到预防维护的整个过程。这种方法通过员工参与来减少偏差并保持良好的维护记录。此外，全面生产维护还包括：●设技高可靠性、便于操作、便于维护的设备。●购买设备时考虑整个生产成本，因此维护成本和服务费用已经包括在成本之中。●按照操作人员、维护部门和维修站最好的方法来对设备进行预防维护。●通过培训使员工掌握操作和维护自己设备的能力。制定维护策略的方法运作管理的另外两种方法在制定高效设备维护策略时很有用：仿真和专家系统。仿真：某些设备维护的决策制定起来很复杂，通过运用计算机仿真工具则可以很好地评估各种策略所造成的影响。专家系统：运作管理人员可以借助专家系统来帮助员工分离出各种设备故障，并进行修复机器和设备故障。小结运作管理人员致力于不断改进设计并通过使用备用零部件来提高设备可靠性。提高可靠性还可以通过实施预防维护和采用优良的维修设施来实现。有些公司采用自动传感器和其他控制措施，当生产设备将要出现故障，或者由于发热、震动或液体泄漏将要造成设备损坏时，这些仪器将会发出报警信号。实施这些措施的目的不仅是避免出现故障，而且是在设备损坏前进行预防维护。最后，很多公司让员工对其操作的设备有某种“拥有”感。当员工承担起对所操作的设备进行修理或预防维护的责任时，设备故障就会少得多。经过良好培训和授权的员工通过预防维护来保证系统的可靠性。反过来，可靠和保养良好的设备，不仅能提高设备使用率，而且能提高质量和计划完成率。优秀的企业生产并且维护他们的产品，而且顾客信赖他们的产品和服务，相信他们的产品满足技术要求并能按时交货。