（管理科学与工程专业论文）工业维护管理系统rom理论与方法研究.pdf

中文摘要 中文摘要 随着世界经济一体化步伐的加快和市场全球化竞争态势的逐步形成，使得 各个企业面临着越来越严峻的竞争环境。在这种新的环境下，维护维修理论与 实务的相对滞后问题日益凸显出来。因此，对新的维护管理理论和方法的研究 不仅是工业维护管理理论自身发展的需要，而且也是企业在新时期整体集成发 展战略的客观要求。 本文在对现有维护管理理论与方法综述的基础上，指出了在该领域的理论 与实践中所存在的问题，提出了面向需求维护( r o m - - - - r e q u i r e m e n t o r i e n t e d m a i n t e n a n c e ) 的理论与方法体系。论文的主要内容和创新点概述如下： 第一，提出了面向需求维护r o m 的基本思想和概念，并分析了r o m 的需 求导向、多元目标、整体优化、综合运用的基本特征，探讨了面向需求维护r o m 概念模型、面向需求维护r o m 的工作流程模型和r o m 的技术体系模型： 第二，在总结q f d 理论与应用成就的基础上，提出了维护功能配置 【f d 的理论与方法，探讨了m f d 蒸馏塔式配置过程，研究了m f d 的维护屋h o m 的基本构造及其相互关系，研究了维护管理域的多目标优化模型； 第三，研究了m f d 的维护需求获取途径，提出了维护需求层次理论，研究 了维护需求的层次梯阶结构问题，研究了m f d 中维护需求的模糊聚类分析方法， 探讨了各项维护需求重要度的分析方法，并以a h p 方法为基础提出了权重概率 综合系数法这一新的分析方法； 第四，指出了维护管理域的4 类1 9 项因素及其结构化问题，设计了维护管 理域的运行轴承图及其水平展开图； 第五，研究了m f d 的组织管理与信息交流技术，主要探讨了m f d 交叉功 能小组的组织问题、交叉功能小组成员的选拔与培训以及m f d 实施中的信息交 流技术； 第六，探讨了r o m 的应用环境问题，借鉴c i m o s a 等c i m s 体系结构的 理论构造了集成化工业维护管理系统的阶梯形映射多维视图体系结构框架模 型，并展现了从概念模型开始向实用模型、实现模型、发展模型和未来模型阶 梯形映射的示意过程； 第七，基于r o m 的理念提出了以可靠性为中心的维护r c m 的改造模型一 一概率r c m 模型，这种模型有效地拓宽了r c m 的决策集，由此所产生的决策 可以更好地吻合于实际的维护需求。 关键词：工业维护维护管理集成化面向需求维护功能配置可靠性 a b s t r a c t a b s t r a c t a st h e p a c e o fw e t l de c o n o m y i n t e g r a t i o ni sa c c e l e r a t i n ga n dt h e s i t u a t i o no fg l o b a lc o m p e t i t i o ni s f o r m i n g ，g r a d u a l i ye n t e r p r i s e sa r e f a c e dw i t ham o r ea n dm o r e c o m p e t it i v e e n v i r o n m e n t u n d e rt h i sn e w c i r c u m s t a n c ei ti se v i d e n tt h a tt h er e l a t i v e l y l a g g i n go fm a i n t e n a n c et h e o r ya n d p r a c t i c eh a v eb e c o m eap r o b l e m s ot h es t u d yo nn e wt h e o r ya n dm e t h o do f r e p a i r i si n n e e d ，f o rt h eg o o do fi t s e l f ，a sw e l la sf o rt h eo b j e c t i v e r e q u i r e m e n to fi n t e g r a t i n gs t r a t e g yi nn e wt i m e s b a s e do np r e s e n tt h e o r i e sa n dm e t h o d so fm a i n t e n a n c em a n a g e m e n tt h i s p a p e rp o i n to u ts o m ep r o b l e m si nt h et h e o r i e sa n dp r a c t i c eo ft h i sf i e l d t oa d v a n c et h ed e v e l o p m e n to fm a i n t e n a n c em a n a g e m e n tt h e o r i e sw ed i s c u s s t h ei d e aa n ds t r u c t u r eo fi n t e g r a t i n gi n d u s t r i a lm a i n t e n a n c em a n a g e m e n t s y s t e mo n t h e b a s i so f c l ma n di t sa p p l i c a t i o np r o j e c tt h e o r y f u r t h e r m o r e w ea l s op u tf o r w a r dt h et h e o r ya n dm e t h o do fr o m ( r e q u i r e m e n t o r i e n t e d m a i n t e n a n c e ) t h ef o l l o w i n ga r et h em a i nc o n t e n t sa n dt r e a t i v ed o i n t so ft h i sp a p e r ： f i r s t l y ，w ep u tf o r w a r dt h ec o n c e p ta n dt h eb a s i ct h o u g h to fr o ma n d a n a l y z eb a s i c c h a r a c t e ro ft h ed e m a n do fr o m m u l t i v a r i a t eg o a la n d s y n t h e s i z e u t i l i z a t i o n w ea l s od i s c u s st h e c o n c e p t m o d e la n d w o r k i n g p r o c e s sm o d e ia n dt e c h n o l o g ys t r u t t u r em o d e lo fr o m s e c o n d l y ，o n t h ef o u n d a t i o no fs u m m a r i z i n gt h ea c h i e v e m e n to fq f d t h e o r ya n da p p l i c a t i o n ，w ep u tf o r w a r dt h et h e o r ya n dm e t h o do fm f da n d d i s c h s st h ed i s t i l l i n gt o w e rd e p l o y m e n tp r o c e s so fm f d ，s t u d yt h eb a s i c s t r u c t u r ea n dr e f a t i o n so fh o m ( h o u s eo fm a i n t e n a n c e ) o fm f d w ea l s o s t u d y t h e m u l t i g o a lo p t i m i z a t i o n m o d e lo fm a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t r e g i o n t h i r d l y ，w es t u d yt h eg a i n i n ga p p r o a c ho fm a i n t e n a n c ed e m a n do fm f d d e m a n d ，a n dp u tf o r w a r dm a i n t e n a n c ed e m a n d l a y e rt h e o r y ，s t u d y t h el a d d e r s t r u c t u r a l p r o b l e m o fm a i n t e n a n c e t h e f u z z yc l u s t e r in ga n a l y s i so f m a i n t e n a n c er e q u i r e m e n to fm f da n dt h ea n a l y z i n gm e t h o do fr e q u i r e m e n t w e i g h t i n e s s a r ed i s c u s s e d an e wm e t h o d 一一t h e w e i g h t p r o b a b i l i t y s y n t h e s i sc o e f f i c i e n tm e t h o d i sp o i n t e do u tb a s e do na h p f o u r t h ，p o i n to u tt h e4k i n d so f1 9f a c t o r so fm a i n t e n a n c em a n a g e m e n t r e g i o n a n di t ss t r u c t u r a l p r o b l e m s a n dd e s i g nt h e o p e r a t i o nb e a r i n g p i c t u r ea n dh o r i z o n t a l o u t s p r e a dp i e t u r e s f i f t h ，t h eo r g a n i z a t i o nm a n a g e m e n t a n di n f o r m a t i o na l t e r n a t i n g t e c h n o l o g y o fm f dh a v e b e e ns t u d i e d t h eo r g a n i z a t i o np r o b l e m i n o v e r l a p p i n g f u n c t i o nt e a mo fm f d ，c h o o s i n ga n dt r a i n i n go fs t a f fa n d l i a b s t r a c t i n f o r m a t i o ne x c h a n g ei nt h ep r a t t i c eo fm f dh a sm a i n l yb e e nd i s c u s s e d s i x t h ，t h ea p p li c a t i o nc i r c u m s t a n c ep r o b l e mo fr o m i sd i s c u s s e d u s i n gf o rr e f e r e n c et h et h e o r yo fc i m o s aa n dc i m s s t r u c t u r e ，t h i sp a p e r c o n s t r u c t st h el a d d e r r e f l e c t i n ga n dm u l t i d i m e n s i o n a la r c h i t e c t u r ef r a m e o fi n d u s t r i a lm a i n t e n a n c em a n a g e m e n ts y s t e m ，a n dd i s p l a y sb a s i cl a d d e r r e f l e c t i o np r o c e s sf r o mc o n c e p tm o d e lt op r a c t i c a lm o d e la n dr e a l i z a t i o n m o d e l t h e nt od e v e l o p e dm o d e la n df u t u r em o d e l s e v e n t h a na l t e r a t i o nm o d e lo fr c m p r o b a b i l i t yr c mm o d e l i s p u t f o r w a r db a s e do nt h e i d e ao fr o m t h i sm o d e lw i d e n st h ed e c i s i o n a g g r e g a t i o no fr c me f f i c i e n t l ya n dt h e r e s u l to f t h i sm e t h o dm a yi n o s c u l a t e b e t t e rw i t ht h em a i n t e n a n c ed e m a n di nr e a l i t y k e y w o r d s ：i n d u s t r i a lm a i n t e n a n c e ：m a i n t e n a n c em a n a g e m e n t ：i n t e g r a t l o n r o m ；f u n c t i o nd e p l o y m e n t ：r e l i a b i l i t y i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得苤壅盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鑫鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特 授权：叁洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：导师签名 签字日期：年月日签字日期：年 月日 第一章绪论 工业维护管理系统r o m 理论与方法研究 1 1 问题的提出 第一章绪论 随着世界经济一体化步伐的加快和市场全球化竞争态势的逐步形 成，使得各个企业面临着越来越严峻的竞争环境，它要求企业要从全方 位和多角度上不断地发展和完善自己，才能够在激烈竞争的市场浪潮中 站稳脚跟，这里不仅包括各种新技术、新设备、新材料和新工艺的采用 和更新换代，更包括各种新的管理思想和方法的采纳应用与推陈出新。 面对激烈的市场竞争，企业要提高自身的竞争能力，就必须从顾客的需 求和社会可持续发展的要求出发，解决好t q c s e ( 即上市速度t i m e 、高 质量q u a l i t y 、低成本c o s t 、优质服务s e r v i c e 和清洁环境e n v i r o n m e n t ) 五个核心的问题。近2 0 年来，特别是近1 0 年来，人们将制造技术与飞 速发展的信息技术、自动化技术、现代管理技术与系统技术有机结合， 逐渐形成了新一代先进管理模式和制造技术，如 i t ( 准时生产) 、l p ( 精益生产) 、a m ( 敏捷制造) 、m r p i i ( 制造资源计划) 、e r p ( 企业资 源计划) 、b p r ( 业务流程再造) 、c l o t s ( 计算机集成制造系统) 等等， 这些先进的管理模式和制造技术已经成为改善企业产品t q c s e 特性，提 高企业敏捷性、经济性、健壮性的关键手段，也正是这些管理方法和制 造技术推动着企业跨入了自动化、信息化、智能化、集成化的新的历史 时期，这种新的历史环境要求有与之协调一致的新的维护管理理论和方 法相配合。 随着工业技术和管理方法的不断进步，企业生产的机械化、自动化、 集成化程度也越来越高，这些反过来也制约和控制着企业的生产与经营 活动，其中任何一台设备、任何一个环节出现异常都会导致整个企业生 产过程的停滞甚至瘫痪，造成以往所不可比的严重影响，对企业的经营 战略及t q c s e 目标构成直接威胁。目前，随着机械化和自动化的发展和 设备复杂性的增加，维护成本在企业总成本中的比重大大增加，欧美一 r 业维护管理系统r o m 理论与方法研究 些国家的维护成本平均每年增长l o 一1 7 ，美国自1 9 7 9 年开始，工业企 业的维护费用每年提高1 0 一1 5 。维护为生产停工的主要原因之一，在 有些企业旱已成为仅次于能源消耗的预算部分，一般占3 0 左右“：。 在这种残酷的竞争环境下，在向世界级制造前进的过程中，许多企业开 始认识到，他们需要一个敏捷、实用、有效的维护管理系统，以便对生 产经营系统、生产设旌及相应的产品实施及时有效的维护，确保企业能 有高的设备利用率、可信赖的产品质量、准时的交货能力、富有竞争性 的产品定价，所有这些都有赖于将维护管理集成于企业战略中来，并作 为核心内容加以深入研究、严格实施。由此，维护管理就由过去的幕后 二线走到了今天的竞争焦点的台前。正如怀尔曼( w i r e m a n ) 在他所著的 世界级维护管理( w o r l dc l a s sm a i n t e n a n c em a n a g e m e n t ) 一书中， 把维护管理称作是制造企业“最后的一个新领域”。”。 近2 0 年来，技术和管理的长足进步改变了对维护管理的要求和内 涵。例如：汽车的发展形成了遍布全世界的备件分配系统和维护服务网 络。后来其他许多工业产品( 例如，家用电器、通讯器材、飞机、轮船 等) 也步其后尘，设计了类似的备件和维护系统；空运、人造卫星、 核电站、宇航等高可靠性系统的发展，对系统的技术设计和保证这些系 统1 0 0 开动提出了新的维护标准；化学工业( 如石油化工、塑料、生物 化工、杀虫剂制造厂) 的发展也给维护管理增添了一些新闯题，如环境 问题和工人保护问题；同时信息技术的进步，特别是计算机技术和互联 网络的长足发展为提高维护效能、开拓新的维护技术和管理手段提供 了新的可能性。除技术上的变化以外，管理上出现的新理论、新方法及 其发展趋势同样也改变了工业企业对维护的看法。由于像j i t 、a m 、c i m s 等新的管理哲理把生产目标集中在缩短交货时间和提高产品和服务质 量上，因此也很大程度上改变了企业对维护管理的态度，增强了企业 改进维护管理的愿望。 以上论述表明，对新的维护管理理论和方法的研究是新时期企业严 酷竞争环境的客观要求，是与其它新的管理理论及制造技术相互协调一 致的需要，是企业集成发展战略的需要，是制造业“最后的一个新领域”， 也是维护管理理论自身发展的需要。为此提出了“面向需求维护r o m 第一章绪论 一r e q u l r e m e n t o f i e n t e dm a i n t e n a n c e ”的研究计划。 1 2 维护管理理论的发展与研究现状 i 2 。li m m 的溉念与发展历程 英国标准3 8 1 l 号给维护下的定义是：各种技术活动与相关的管理 活动相配合，其目的是使一个实体保持或者恢复达到能履行它规定功能 的状态【1 】。在工业上需要维护的对象包括生产产品的一切设施和系统以 及企业向用户提供的各种产品。 工业维护管理( t m m - - - - i n d u s t r ym a i n t e n a n c em a n a g e m e n t ) 是二十世 纪7 0 年代末随着全球市场竞争的不断加剧，经营者为提高企业的竞争 力而提出并逐步发展起来的，但就其发展的历史过程而言，1 m m 是伴随 着工业革命的发生发展起来的。关于i m m 的发展历程，般的观点划 分为四个阶段 4 1 ： ( 1 ) 1 9 5 0 年以前，是事后维修阶段。其特点是认为机械设备在使用中 发生故障是不可预知的，只有等出了故障再去维修它，不坏不修。 f 2 ) 1 9 5 0 一一1 9 6 0 年，发展到预防维修阶段。这一阶段维修有两大分 支，苏联形成了以固定保养期为特征的计划预防维修制，在英、美 等国则形成了以定期检查为特征的预防维修制。其特点是强调预防 为主。 f 3 ) 1 9 6 0 一一1 9 7 0 年，发展为生产维修制。即对重点设备实行预防维 修，对一般设备实行事后维修。在这一阶段，以预防维修为中心， 开始考虑设备生产、设计等环节的可靠性，出现了可靠性、无维修 性设计的思想。 ( 4 ) 从1 9 7 0 年开始，进入各种维修模式并行阶段，或称为工业维护阶 段。主要的代表理论有英国的设备综合工程学( t e r o t e c h n o l o g y ) 5 1 、 日本的全员生产维修( t o t a l p r o d u c t i v em a i n t e n a i l c e 一一t p m ) 和美 国的后勤学( l o g i s t i c s ) 【6 】【 。这三种典型的现代设备管理都是以 设备的一生为研究对象，追求寿命周期费用最优化。同时，这三者 都涉及到可靠性问题。三者的区别是后勤学的范围最广，不仅对设 1 业维护管理系统r o m 理论与方法研究 备，而且还谋求降低产品、系统、程序的寿命周期费用，设备综合 工程学虽然是仅针对设备，但也涉及到从制造到设备维修的全过 程，而全员生产维修制则是以主动、积极的态度进行设备的保养和 维修，管理的范围主要是企业内部，微观的设备管理和具体的管理 方法。这一阶段总的特点是不仅局限于技术方面的考虑，而且从经 济、管理等多方面入手。 7 0 年代初设备维护逐渐发展为工业维护。到了7 0 年代末，就提出 了工业维护管理的概念 2 67 。但在工业维护阶段就已经不仅仅局限于设备 维护，维护对象从设备扩展到了与生产有关的一切设施和产品，维护的 方法也从技术角度发展到技术、经济、管理并重。进入9 0 年代，i m m 的范围更加广泛，从工业领域扩展到了全社会，包括了公用设施，并且 更多的考虑了环保、安全和资源的有效利用。 i m m 主要是指一个经济或非经济实体依据社会与市场的需求、自身 的生产经营目标，综合考虑安全、环境保护、资源合理利用等各种因素， 确立维护管理目标，动员全体成员参与，通过各种技术、经济、管理手 段的相互配合，使其设备、设施、系统及产品在内的维护实体，在寿命 周期内保持、恢复或增强自身功能的综合管理学科。i m m 是在设备维护 的基础上，适应现代先进制造技术的发展和商业竞争的产物。i m m 立足 于企业战略位置，是建立世界级企业的必由之路，对提高企业的生产效 率和竞争力起着十分关键的作用。 1 2 2 国内外维护管理技术的研究现状 维护管理技术与方法是在不断发展变化的。随着设备及其系统的越 来越复杂，故障所带来的影响和损失越来越大，从而也促进了维护技术、 方法与模型的进化与发展，由最初级的纠正维护向预防维护、预知维护 发展，再向由检验决定的基于状态的维护、专家维护系统发展，现在则 朝着智能维护或“自维护”的未来观念发展。事实上。从企业的维护实 践而言，各种维护管理技术和方法是共存的、互补的。现将各种维护管 理技术与方法简介如下【1 1 ： f 1 ) 纠正维护( c o r r e c t i v em a i n t e n a n c e ) 纠正维护是指因系统产品 第一章绪论 故障，为把系统恢复到规定状态所进行的所有计划外的维修活动。 纠讵维护包括故障识别、定位和分离、拆卸、零件取下并置换， 或者在原地修理、重新装配、检查以及状态鉴定。 f 2 ) 预防维护( p r e v e n t i v em a i n t e n a n c e ) 预防维护包括为保持系统 或产品处于规定状态所进行的所有计划内的维护活动。这些活动 包括定期检查、状态监控、重要零件置换和校正。 ( 3 ) 预知维护( p r e d i c t i v em a i n t e n a n c e ) 预知维护就是在故障发生 之前进行维护，做到不让故障发生。计划进行这种维护的时间是 根据数据得出的，可以用这些数据近似的预测出故障发生的时间。 预知维护通常离线收集如振动、温度、声音、颜色等这些数据， 分析它们的走势，决策维护的途径。 ( 4 ) 基于状态维护( c o n d i t i o n b a s e dm a i n t e n a n c e ) 随着可编程逻辑 控制器( p l c ) 的出现并在系统中的使用，现在能够连续的监控 设备和过程参数。采用基于状态维护，把p l c 直接连接到台在 线计算机上，实时监控设备的状态。 ( 5 ) 专家维护系统( e x p e r tm a i n t e n a n c e ) 人工智能( a i ) 领域的发 展导致专家系统和神经网络的出现。设备复杂性的增加，现代维 护问题的跨学科特点，维护专家的退休和离职，新的技术人员培 训时间减少以及前后相一致的良好策略，这些都是在维护上使用 专家系统的普遍理由。专家维护系统分成两大类：相关诊断和基 于模型诊断。相关诊断根据通过实验验证的故障概率分析来得出 结论，它的搜查树采用领域专家们的编码知识。基于模型诊断将 设备的实际性能与计算机的模拟性能进行对比，根据两者的差别 来推论故障。 专家维护系统的应用十分广泛。典型应用工业包括汽车、航 空航天、电子、加工、计算机和无线电通讯。据m i l a c i c 和 m a i s t o r o v i c 的份调查报告显示，到1 9 8 7 年就已经有6 0 个各种 各样的专家维护系统。例如：f s m 是波音公司用来对飞机报警进 行连续状态监控的专家系统；a t & t 公司维护专家用g e m s - t t s 专家系统把通讯线路上的故障分离出来，用t o p a s 专家系统实施 工业维护管理系统r o m 理论与方法研究 诊断可能在转接电路上产生的信号传输问题；通用汽车公司开发 的c h a r l e y 是一种最为成功的专家系统，它是根据查利安布 勒( c h a r l e ya m b l e ) 这位有经验的维护工程师的知识开发的，用来 渗断损坏机床的问题和给经验不多的人员上课，仅教学项每年 就可以为工厂节省培训费5 0 万元。 虽然在维护上应用专家系统的想法拥有光明的前途，但是使 用基于规则的编程在实施中遇到一些实际问题。如知识库的可维 护性、程序的可检测性、设备可靠性等诸多问题，致使大多数的 专家系统在维护上的实际应用受到限制。现在有人正在开发基于 约束推理的其它方法，来代替基于规则的系统。 神经网络就是把人的神经简化模型合并到与人脑网络相类似 的网络计算系统上，不是给神经网络编程，而是“教”它给出可 接受的结果。有人使用人工神经网络捕捉和保留飞机维护数据和 安全检查报告图之间存在着的复杂的非线性关系 8 j 。神经网络可 用于实施基于状态的维护，进行维护行动，以便自适应这些预计 的系统扰动。 ( 6 ) 智能维护( i n t e l l i g e n t m a i n t e n a n c e )智能维护包括专家维护系 统、神经网络系统以及更高形式的自维护系统。自维护系统包括 电子自动诊断系统和模块式置换装置。它是将远距离设施或机器 的传感器数据连续地提供给中央处理器，通过中央处理器，维护 专家可以得到专家系统和神经网络的智能支持而完成决策任务， 然后将向远方的现场发布命令，开始启动例行维护程序，这些程 序可能涉及调整报警参数、启动机器上的试验震动装置或驱动备 用系统等。例如，美国联邦航空管理局( f a a ) 正在开发远距离维护 监控系统( r m m s ) ，它是维护自动化未来发展方向的一个范例。 1 2 3 国内外维护管理理论与模型的研究现状 1 管理基准维护( b m - - - - b e n c h m a r k i n g m a i n t e n a n c e ) 管理基准是最有力且有效的执行管理工具之一，它可以强化一个组 织的所有业务方面。管理基准的最初定义是由x e r o x 公司于二十世纪7 0 第一章绪论 年代后期确立的【，自此之后，管理基准就被许多不同类型的工业企业 所采用，而且发行了许多其相关领域的出版物1 0 1 8 1 。当今管理基准被定 义为：它是一个企业与其可比的先进企业所进行的系统地、连续地检验 与比较的过程，其目的在于获得信息以帮助企业辨别现实执行中的优势 与不足 19 l 。管理基准不仅可以作为一种有价值的信息工具，以支持企业 质量导向的连续改进程序或企业流程再造，而且可以导致企业职工态度 与行为的改变。 ( 1 ) 管理基准维护程序 针对于维护管理的管理基准程序由下述步骤构成【2 0 】： 夺标示需要建立基准的关键维护特性变量： 夺为管理基准选择好的信息源； 夺收集并检测维护资料； 夺对所收集和检测的维护信息进行标准化处理并建立数据库： 令参照世界上超级企业的信息对维护资料进行分析； 夺改变和改进维护执行情况。 ( 2 ) 斯堪蒂那维亚( s c a n d i n a v i a n ) 国家的维护基准调查 1 9 9 2 年2 月北欧国家开始实行一项e u r e k a 计划，想制定出斯堪蒂 那维亚国家的维护基准。参加的国家有丹麦、挪威、瑞典、芬兰，丹 麦是东道主。北欧的一些主要维护协会，如丹麦维护协会、芬兰维护协 会、瑞典维护协会、挪威维护工程师协会都参加了这项计划。 丹麦对4 3 个工业企业进行征询调查。这些企业在营业额占丹麦工业 总营业额的1 2 左右，工业雇员数占总数的8 左右。被调查的工业部门 有石油化工、非金属矿产品、食品、饮料与烟草制造等，它们的营业额 占所有被调查的工业部门的营业额的大约6 4 。 从分析调查结果看，平均说来，这些企业1 9 9 1 年维护费用大约占企 业营业额的4 9 ，这与十年前的百分比保持一致。从1 9 8 1 年至1 9 9 1 年， 维护费用( 以投资值的百分数来表示) 有所增加，总的平均增长为0 6 9 。 生产、运输和储存设备的维护费用增长0 9 ，备件增长0 4 。 在这次调查中，丹麦的企业平均将维护预算的3 2 用在备件上，3 2 用在薪水与工资上，3 1 用在对外服务上。在一般的企业中，维护费用 工业维护管理系统r o m 理论与方法研究 的2 3 8 用与计划外的修理，2 8 7 用与防护维护，4 j 5 用与计划内的 修理。 调查研究表明，平均来说，5 8 的企业通过数字量化来计算和控制成 本，5 8 的企业使用计算有效利用率的数字，4 4 的企业使用衡量服务水 平的数字量化。关于维护机构，大约2 0 的企业有集中式的维护职能部 门，在部门中任用一名维护经理。在2 3 的企业里，生产经理负责管理 维护，只有在1 6 的企业里，生产与维护两种职能部门是集合在一起的， 在8 4 的企业里，维护职能部门已成为在设计和制定技术规范阶段具有 巨大影响的媒体。 在维护所用的时问里，约有3 9 的时间用于不可预见的修理，2 0 用于预防维护，3 7 用于计划内的修理。在4 5 的企业里进行预防维护的 计划和控制。用计算机控制备件已从1 9 8 1 年的1 0 增长到1 9 9 1 年的5 0 ， 在相同的这段时问里，用计算机控制预防维护从9 上升到6 0 。然而， 还有2 5 的企业没有任何合适的库存控制程序用于管理备件。 芬兰在芬兰，对8 0 家企业进行了调查研究。这些企业的营业额占 芬兰总营业额的约1 2 ，工业雇员人数约占总数的1 4 。平均来说，1 9 9 1 年企业把营业额的大约4 8 用于维护上。 瑞典瑞典对包括不同工业的7 1 2 0 0 家大中型企业进行维护调 查，如化工、造纸与纸浆、钢和金属材料、机器和运输设备、机电及食 品工业。调查表明，尽管在被调查的企业中存在维护资源分散的问题， 但是所用的维护资源中的大多数( 约7 0 ) 是集中统一安排的。在被调 查的企业中，6 2 有书面的维护方针。这些企业认为，最需要改进的重 点是生产工人的维护技艺，生产工人参与维护工作、坚持使用一些关键 性的性能指标、了解全企业的维护情况、维护对生产量影响大的控制。 对诸如技艺、且标、关键的度量标准等组织方面的问题通常给以很大的 重视，而对诸如计划、控制和跟踪等管理方面的问题则重视不够。调查 还表明，那些作业班数最少或生产时间最短的企业最需要改进。 挪威挪威对1 9 4 家企业进行维护调查，其中约6 0 是食品、工程 和化学工业企业，7 0 的企业是中小型企业( s m e s ) 。调查结果表明，约 5 6 的企业维护和有效利用率目标不明确。多数企业有集中式的维护职 第一章绪论 能部门。约4 5 的企业反映维护部门的工作负担繁重或极繁重，大约2 2 的企业反映说工作负担在加重，4 0 的企业有预防维护计划。在大约6 0 的企业星进行离线状态监控，包括目视检查、振动分析、污染控制和油 料分析。正常的磨损和丝裂是常见的发生故障和失败的原因，但是在生 产过程中设备使用不当也是个很大的因素。约7 7 的企业，由生产工 人进行简单的维护工作。只有约2 7 的企业使用基于计算机的维护系统。 4 0 的企业还没有适当的维护信息系统。在0 的企业里，维护活动是造 成生产停机和停工的主要原因。计划内的停工只占总停工数量的约3 0 。 4 0 的企业还未规定生产设备的有效利用率度量指标。 在挪威，6 0 的企业的维护活动是生产停工和终止的主要原因。计划 内停工仅占停工总数的约3 0 。4 0 的企业还没有确定出生产设备的有效 使用措施。 对斯堪蒂纳维亚诸国的维护基准的一般趋势研究表明：需要制定一 个明确的维护目标，确定关键变量来调整维护活动，以确保维护和生产 更好的连接、关注组织的争论点、运行计算机化的维护系统、疏散一些 维护活动、灌输更好的培训方法及深入研究现代维护方法。 ( 3 ) 美国的维护基准调查 怀尔曼( w i r e m a n ) 在美国进行了一个类似的维护基准的调查“3 。调 查研究指出，自1 9 7 9 年开始，美国工业企业的维护费用每年提高1 0 一1 5 。可是，在1 9 9 0 年，因维护不当而造成的过量支出这种总“浪费” 大约达到2 0 0 0 亿美元，相当于1 9 7 9 年的总维护费用。 怀尔曼的调查结果表明：美国企业需要制定更好的维护计划，进行 更多的维护研究与开发。在被调查的所有企业中，只有约三分之一的企 业正在应用维护计划系统。大多数时候，维护只是简单地更换一下不能 再使用的零部件，几乎不进行任何的失效分析。维护人员的加班时间通 常占总维护时间的1 4 ，1 。在典型制造企业中，维护和生产职能部门之 间在协调上有明显的难度。而且，调查中的许多企业都是通过用大量的 维护库存办法来解决要求及时维护的问题。正是由于上述问题，因此不 进行适当维护所造成的生产损失常常是维护所用费用的几倍甚至十多 倍，例如调查得到的生产损失维护费用比平均达到4 ：1 ，这应该是毫 工业维护管理系统r o m 理论与方法研究 不奇怪的。在有些情况下，这一比率甚至高达1 5 ：1 。一个企业如果真 要想参与世界级经济环境中的竞争，那么这样的情况是无法容忍的。 主要的维护问题反映在调度冲突、雇工、停产、培训、过量库存、 缺少管理支持、预算控制上。造成维护管理系统失灵的一个主要原因是 在企业中经常把计划和监控功能混淆起来。混淆引起混乱，结果造成采 用被动式而不是主动式的维护管理。 在进行维护基准调查的基础上，在有些国家和维护管理项目中还进 行了维护管理基准的结构化研究工作，如维护管理雷达图、维护效能审 计等。 2 特洛技术模型( t e r o t e c h n o l o g y 一- - - 设备综合工程学) 【2 2 ( 1 ) 基本特洛技术模型( b a s i ct e r o t e c h n o l o g ym o d e l ) 此模型 援0 1 自联合厂 王国的工i 作，是由丹j 麦的帕克斯f i ( p a r k e s ) 于 1 1 9 7 0 年领导j 开发的【2 3 】。l 它借鉴于质f 量专家，要j 求在维修系i 统生命周期i 的若干个环 今 节来反馈信 息。然而， 所有的反馈 设计卜一 详细说明 枉憔 置换k 剁运作与维护 采购 _ r = + 安装 j ! 一 委托制作 操作维护纪录i 1 分析资辩 西i d 簧冀羹鐾篓荐，鸶磊 _ 一 i操作维护人员 图1 - 1 ：特洛技术基础模型 都是针对设计者的，所以无论对于设计还是对于维护策略而言。都不要 期望很快看到实质性的改变。其基本思想见图1 1 。此模型强调对 f m e c a 的需要、新设计的测试以及操作者和维护者的培训，但并未刻 第一章绪论 鍪薰1 4 麓嚣藤 其结果受计划和控j 厂上斗。 r 雨面磊 制的影响。组成维护 i i 曼耋皇鬈曼，l i 一广= _ = _ = = 管理功能的个子 ji 、1 ，噬掣，i= 二 功能见表( 略) ，其几育_ r 。磊 l = l ：业维护管理系统r o m 理论与方法研究 相互关系用图1 2 表示。 虽然基瑞尔德( g e r a e r d s ) 教授本人并不完全信服他们所提供的模型 加以优化的价值，但毫无疑问e u t 模型为建立完整的集成维护系统、寻 求整体最优化提供了坚实的基础。 4 全面质量维护模型( t q m a i n 一t o t a lq u a l i t ym a i n t e n a n c e ) t q m a i n 模型是由贝西姆安纳杰( b a s i r na i n a j j a r ) 博士于1 9 9 6 年开 发的，这是其博士论文的一部分25 1 。t q m a i n 是完全建立在戴明环 ( p l a n d o c h e c k a c t i o n ) 基础上的，戴明环是t q m 的基础。除此之外还包 括了从l c c 到l c p 的发展。t q m a i n 的图表式表示见图1 3 。a 1 一n a j j a r 可用信息 i 圩l 与停j 剐 2 转莲与装载频车 3 润滑贤蚪 4 制造方沾： 5 材料 6 撵作者培训， 拄能等： 7 投堆着维护作用2 8 备件，数量，价格等 9 机器拄术资， 可用信息 l 信咛连费性持矗 2 趋势： 3 振动撑准填蔗： 4 肋坐资料； 5 警告与动作跟制： 6 动作的丈概时蜘 7 振动水平与时问； 9 整体水平r i l l s 1 0 幅度分折。 生产i 或运l 作程1 序f 传递信息 丌燃臻 lj 糯l i ll ：嚣；赫： fi7 备件请耗量 传递信息 l 在警告之后： 质量簧骼升折 质量缺陷谤断 2 其它工序条件 3 质量偏差的早期指出 4 频串趋势厦发展 质量控 制程序 通用数据库 if 传递信息 jf：；：i i 捧 l 勰 i 生4 环境翌量 控程序1 8 质量控制资树 传递信息l “盖 嚣蔷j kl i ：；i ；嚣9u 她作用 f 环境 j 条件 i 程序 可用信息 ls p c 羲据： 2 控制田： ，征兆与历史； 4 工序能力索引 的研究集中在通过振动分析而进行的条件监测上，因而很自然地在它的 维护管理模型中特别地包括观察与监测维护策略。 t q m a i n 模型的另一个基本原则是维护必须同生产集成起来并做出 计划安排，这一点也是强制性的，且具有双向性。即无论是基于时间的 还是基于状态的预防维护安排都应当避开生产忙期，但另一方面，生产 计划也要给维护安排一个恰当的时间，以使得在保证质量的前提下总的 停工时间最少。 t q m a i n 成就的检验采用用于测试t p m 成果的o e e ( o v e r a l l 能镞勰瀚 第一章绪论 e q u i p m e n te f f e c t i v e n e s s ) 的修f 版，称之为o p e ( o v e r a l lp r o c e s s e f f e c t i v e n e s s ) ： t q m a i n 也承认在制定维护策略时所考虑的各种因素的相对重要性 会因不同工程和管理者的观点而变化。安纳杰( a t n a j j a r ) 设计的图1 4 说明了这一点。 5 凯利哲理( k e l l y sp h i l o s o p h y ) 凯利博士( a ( t o n y ) k e l l y ) 多年来一直从事维护的研究工作，并著有 若干部著作 2 6 1 2 7 1 【28 1 。凯利认为维护就是可靠性的控制。他经常用类似 于工程系统物理控制的图来表述通过维护系统将输入转化为输出，而不 是仅仅描