（载运工具运用工程专业论文）基于cwbt的管理信息系统研究.pdf

武汉理l 大学硕士学位论文 摘要 随着我国航运事业的发展和国际航运市场竞争的日益激烈，对于船舶维 修保养管理的要求也越来越高。多年来，我国船舶维修管理直沿袭原苏联 五十年代所推行的传统管理模式，即采用计划预防维修制。这种维修体制是 以工作时间为基础的，忽略了设各的实际运行情况，使得维修管理费用居商 不下，同时也造成了船舶维修管理管理“重修轻养”、“重用轻管”的局面， 严重制约了我国航运事业的发展。因此迫切需要采用先进的维修管理体制来 保障船舶安全、提高营运效率、降低营运成本、提高企业竞争力。 本文通过大量的资料收集和整理，提出了将船舶维修保养体制( c w b t ) 和针对性维修策略相融合的基于设备状态的维修管理模式，运用灰色预测的 方法进行维修周期系数k 决策，并采用d s 证据理论建立维修决策模型，同 时运用计算机实现了基于c w b t 的船舶维修管理信息系统。论文主要包括以 下几个方面的内容： 1 在分析、总结我国船舶维修保养管理理论及其应用现状的前提下，提 出了基于设备状态的维修管理模式：一方面对设备维修分级分类，采取系统 的、全面的管理；另一方面对不同的设备采用不同的维修方式，并且对采用 状态维修的设备进行维修类型决策，确定维修时机和维修内容，以此为依据 安排维修计划； 2 在对设备进行状态监测的基础上，提出了采用设备状态预测方法一 灰色预测进行维修周期系数k 的决策； 3 在分析设备维修方式和设备运行状态的基础上，提出了基于d s 证据 理论的设备维修方式决策和设备技术状态决策方法； 4 详细探讨了基于c w b t 的船舶维修管理信息系统的功能、结构，并提 出了系统数据库设计、数据库管理的具体实施方案。该系统实现了维修方式 决策、维修类型决策、维修计划的编制、维修数据库管理等重要功能。 关键词：c w b t ，船舶维修管理，维修决策，灰色预测，d s 证据理论 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t i 竹西西。d e v e l o p m e n to fs h i p p i n gi n d u s t r 2 9a n d t h ei n c i e a s i n gc o m p e t i t i o n o fs h i p p i n gm a r k e t ，i ti s r e q u i r e d t h a t s h i p p i n gc o m p a n i e s s h i pm a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t i ss t r i c t e rt h a ne v e r f o r m a n yy e a r s ，t h es h i p m a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t o fo u rc o u n t r yi ss i m i l a rw i t ht h ef o r m e rs o v i e tu n i o n ，w h i c ha d o p t s c h e d u l em a i n t e n a n c e t h i sm a i n t e n a n c es y s t e mi sb a s e do nt h eo p e r a t i n gt i m e ， a n di g n o r et h es t a t i o no f e q u i p m e n t a d o p t i n gs c h e d u l em a i n t e n a n c e ，l e a dm o r e e x p e n s e a n dt h e e n t e r p r i s e se m p h a s i z e o n r e p a i r r a t h e rt h a n m a i n t e n a n c e ， e m p h a s i z eo nu s i n gr a t h e rt h a nm a n a g e m e n t s oi t r e s t r i c tt h ed e v e l o p m e n to f s h i p p i n gi n d u s t r y a n di ti s e x t r e m e l yu r g e n tt oa d o p ta d v a n c e dm a i n t e n a n c e m a n a g e m e n tt og u a r a n t e et h es h i ps a f e t y , i n c r e a s eo p e r a t i o nr a t e ，d e c r e a s et h e o p e r a t i n gc o s ta n ds t r e n g t h e n t h ec o m p e t i t i v ea b i l i t yo f s h i p p i n ge n t e r p r i s e s t h e p a p e rb r i n g s f o r w a r dt h e m a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t b a s e do n e q u i p m e n t ss t a t i o nb yc o l l e c t i n ga n dc l e a n i n gu pal a r g eo fi n f o r m a t i o n a n d g r a y m o d e li s p r e s e n t e d t od e c i d et h em a i n t e n a n c e c y c l e c o e f f i c i e n t k d e m p s t e r s h a f t e v i d e n t i a l t h e o r y i sa l s o p u t f o r w a r dt om a i n t e n a n c e d e c i s i o n m a k i n g a tt h es a m et i m ei tp r o g r a m st h em a i n t e n a n c em a n a g e m e n t s y s t e mb a s e d o ne q u i p m e n t ss t a t i o n t h em a i nc o n t e n t sa r ea sf o l l o w s ： 1 i t b r i n g s f o r w a r dt h em a i n t e n a n c em a n a g e m e n tb a s e do n e q u i p m e n t s s t m i o nb ya n a l y z i n ga n ds u m m a r i z i n gc h i n e s es h i pm a i n t e n a n c es y s t e ma n di t s a p p l i c a t i o n i nt h i sm a i n t e n a n c em a n a g e m e n t ，i ts o r t st h em a i n t e n a n c ea n da d o p t s s y s t e m a n d e n t i r e m a n a g e m e n t ；o n t h eo t h e r h a n d ，i tt a k e st h e d i f f e r e n t m a i n t e n a n c em o d e lo nd i f f e r e n te q u i p m e n ta n dm a k e sm a i n t e n a n c ep l a nb a s e do n m a i n t e n a n c ed e c i s i o n ； 2 b a s e do ne q u i p m e n t w o r k i n gs t a t i o nm o n i t o r i n g ，g r a ym o d e li sp r e s e n t e d t od e c i d et h em a i n t e n a n c ec y c l ec o e f f i c i e n tk 3 i tp r e s e n t st h ed e c i s i o nm o d e lo fm a i n t e n a n c em o d ea n dm a i n t e n a n c e t y p e b a s e do n d e m p s t e r s h a f e re v i d e n t i a lt h e o r y ； 4 t h e p a p e r d i s c u s s e st h ef u n c t i o n sa n ds t r u c t u r eo f m a i n t e n a n c e i i 武汉理工大学硕士学位论文 m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nc w b t i na d d i t i o n ，i tp r e s e n t st h ep r o j e c to ft h e d e s i g n i n ga n dm a n a g e m e n to nt h ed a t a b a s e t h i ss y s t e mi m p l e m e n t st h em a i n f u n c t i o n ss u c ha sm a i n t e n a n c em o d e ld e c i s i o n ，m a i n t e n a n c e t y p ed e c i s i o n ， m a i n t e n a n c ep l a na r r a n g e m e n ta n dd a t a b a s em a n a g e m e n t k e yw o r d s ：s h i pm a i n t e n a n c em a n a g e m e n t ，c w b t , m a i n t e n a n c ed e c i s i o n ， g r a ym o d e l ，d e m p s t e r s h a f e re v i d e n t i a lt h e o r y i i l 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题研究的目的、意义 维修活动存在于设备的生命周期之中。进入二十一世纪，随着经济全球 化进程的不断深入，高新技术产品的更新换代步伐加快，并且性能更优越、 技术更综合、结构更复杂、可靠性更高。世界三大恶性事故：博帕尔毒气泄 漏事故、切尔诺贝利核电站事故和阿尔法石油气爆炸事故，其中就有2 次是 由于维修工作不当造成的。现代船舶维修是一项复杂、庞大的系统工程。 多年来，我国船舶维修管理一直沿袭原苏联五十年代所推行的传统管理模式， 即采用计划预防维修制。计划预防维修制以磨损补偿原理为依据、以维修周 期结构为核心，但是预先制定的计划不能确切地反映设备运行的实际情况， 存在维修过剩或维修不足的现象，影响了维修的技术和经济效果。因此如何 进行合理的专业化维护和维修就成为急需解决的问题。 本课题研究的目的就是为了适应当今信息时代的发展趋势，利用网络这 一信息载体，探索现代维修管理与网络的新型合作方式，实现设备故障诊断、 维修决策和日常维护等科学管理。在科学技术高速发展的今天，只有将维修 管理技术和故障检测诊断技术、计算机技术、现代网络通讯技术相结合，才 能具有更强大的生命力和更广阔的发展前景，因此本课题的研究具有深刻的 理论和实际意义： ( 1 ) 有利于船舶维修保养体系( c w b t ) 的应用和推广，保证了设备维 修保养工作的整体性、连续性、定量性，提高了设备的安全性、可靠性； ( 2 ) 能有效地避免设备重复拆检或漏检，有利于改变“重修轻养”、“重 用轻管”的倾向，降低船舶维修费用； ( 3 ) 对重要设备实施状态监控，采取远程维修决策，有利于提高维修的 响应速度和专业化水平； ( 4 ) 采取维修决策和计算机辅助维修管理，有利于维修资源共享和知识 的积累，从而提高维修理论水平，有助于高新技术推广。 武汉理工大学硕士学位论文 1 。2 国内外研究现状分析2 1 4 1 12 1 维修理论 设备维修在西方发达国家经历了不断适应经济发展要求的演变过程，各 种设备维修管理体制相互渗透，如英国的设备综合工程学( t e r o t e c h n o l o g y ) 、 美国的后勤工程学( l o g i s t i c s ) 、日本的全员生产维修制( t p m ：t o t a lp r o d u c t i o n m a i n t e n a n c e ) 、前苏联的计划预修制等设备维修体制各具特色。近年来一些 新的设备维修管理理论应运而生，其中有代表性的有新一代t p m 、以可靠性 为中心的维修( r c m ：r e l i a b i l i t yc e n t e r e dm a i n t e n a n c e ) 、以利用率为中心的 维修( a c m ：a v a i l a b i l i t yc e n t e r e dm a i n t e n a n c e ) 等。 ( 1 ) 设备综合工程学( t e r o t e c h n o l o g y ) 设备综合工程学由英国人丹尼斯巴克思于1 9 7 0 年提出。1 9 7 4 年英国工 商部将设备综合工程学定义为：为使资产寿命周期费用最经济，把相关的工 程技术、管理、财务及业务加以综合的学科。设备综合工程学将设备的一生 作为研究对象，把最经济的设备寿命周期费用作为研究目标，重视设备的可 靠性和维修性设计，运用工程技术、财务经济和现代化经营管理等科学技术 对设备进行综合管理。 ( 2 ) 后勤工程学( l o g i s t i c s ) 后勤工程学是美国于2 0 世纪6 0 年代形成和发展起来的研究资源的需求、 设计、供应和维修，并以后勤保障、计划作为研究对象的管理艺术、管理科 学和工程技术。后勤工程学强调可靠性和维修性，追求产品、机构、程序、 设备等最低的周期性成本，着重于全过程的后勤支援，是集综合经营管理、 工程学及其他科学技术于一体的一门综合工程学。 ( 3 ) 全员生产维修制( t p m ) 和新一代的t p m 全员生产维修( t p m ) 是日本前设备管理协会( 中岛清一等人) 在美国 生产维修体制创立之后，在日本n i p p o n d e n s o 电器公司试点的基础上，于1 9 7 1 年正式提出的。它主要突出一个“全”字：全效率、全系统和全员参加。三 个“全”之间的关系在于：全员是基础。全系统是载体，全效率是目标。t p m 在全世界产生了较大的影响，并得到了企业界的广泛认同。 全员生产维修缺乏对设备寿命周期内全系统的思考和设计。改进后的 2 武汉理工大学硕士学位论文 _ 一 r f p m 被赋予了新的意义，提出了更高的标准，即由原来的三“全”变为四“全”： 全面效益管理、全员生产管理、完善生产、全员生产维修与管理。新一代t p m 五大支柱的新解释：追求企业综合效益最大化；现场生产系统寿命周期 损失最小化：零事故、零缺陷、零故障；涉及所有功能，包括生产、开发、 销售和管理：全员参与，从顶层达到一线工人：通过重叠的小组实现损 失为零。 ( 4 ) 计划预修制 汁划预修制是前苏联2 0 世纪3 0 年代从检查后修理制度、标准修理制度 和定期修理制度3 种形式中演变和发展起来的。计划预修制以磨损补偿原理 为依据、以维修周期结构为核心、以运行台时为决定因素，进行强制性的计 划维修。2 0 世纪5 0 年代计划预修制引入我国，逐渐成为我国设备管理的主 导形式。但是计划预修制预先制定的计划不能确切地反映设备运行的实际情 况，存在维修过剩或维修不足的现象，影响了技术和经济效果。 ( 5 ) 以可靠性为中心的维修( r c m ) 以可靠性为中心的维修( r c m ) 是美国在2 0 世纪6 0 年代提出并运用于 航空领域的。与其他维修理论不同，以可靠性为中心的维修( r c m ) 以设备 的可靠性和设备故障后果作为确定维修方式的依据，对设备潜在故障、安全 性和环境性故障以及隐蔽性故障要以故障后果作为确定维修方式的主要依 据，对设备使用性和费用性故障后果的确定以经济性和使用率作为主要依据。 ( 6 ) 以利用率为中心的维修( a c m ) 以利用率为中心的维修将设备的利用率放到首位，按利用率对设备的故 障模式和维修项目进行评估，然后结合生产实际、停机损失、维修成本选择 适当的维修方式。以利用率为中心的维修将设备维修方式分为定期维修、视 情维修、事后维修、机会维修和改进维修五类。以利用率为中心的维修韵维 修规划是在对设备利用率等因素分析的基础上做出的，因此需要大量的设备 维修数据统计记录以及更多的技术和经验的支持。 除上述设备管理模式以外，还有其他一些新的设备管理思想和模式，如 费用有效维修( c e m ：c o s t e f f e c t i v em a i n t e n a n c e ) 、适应性维修( a m ：a d a p t i v e m a i n t e n a n c e ) 、改进性维修( c m ：c o r r e c t i v em a i n t e n a n c e ) 、主动维修 ( p a m ：p r e v e n t i v ea c t i v em a i n t e n a n c e ) 等。 3 武汉理工大学硕士学位论文 1 2 2 我国设备维修管理的发展 我国设备维修管理大体上经历了以下三个阶段： 第一阶段：事后维修管理阶段( 1 9 5 2 年以前) 。这一阶段对于设备的维 修采取事后维修即“坏了再修”的做法。 第二阶段：预防维修管理阶段( 1 9 5 3 年至2 0 世纪7 0 年代) 。1 9 5 3 年第 一个五年计划提出以后，我国进入了社会主义国家的全面建设时期，由于生 产机械化程度的不断提高、对于机械设备的依赖性增强，再加上前苏联的设 备管理制度的引进，这一阶段设备维修采取预防维修制。预防维修是根据设 备故障率呈现浴盆形式的变化趋势，在事故发生之前进行检修或更换零部件 的维修方式。 第三阶段：现代维修管理阶段( 2 0 世纪7 0 年代至今) 。十一届三中全会 以来，我国设备管理工作进入了一个全面发展的新时期，各级政府部门、企 业的重视，各级设备管理机构的建立，各项设备管理法规的完善，设备管理 工作不断向纵深推进。我国的设备维修管理工作经过几十年的发展，已经进 入了一个健康发展的现代管理阶段。 随着船舶机械设备的日益复杂，对于维修管理水平、维修技术乃至维修 管理人员的要求也越来越高。改革开放以来，我国航运业在维修管理水平、 工艺技术、信息化水平等方面有较大的提高。先进的管理经验、维修技术在 一些企业得到了实行和推广，其中较突出的是船舶维修保养体系和设备针对 性维修管理体制的提出和实施。 ( 1 ) 船舶维修保养体系( c w b t ) ：船舶维修保养体系( c w b t ) 是“七 五”期间交通部重点科技( 通达) 计划中的一项重要的科研课题，1 9 9 2 年又 被列入“八五”期间国家重点新技术推广项目。随着改革开放的不断深入， 旧的船舶技术管理模式成为制约我国航运事业发展的瓶颈。c w b t 是以我国 传统的船舶维修管理模式为基础，吸收国外先进的管理经验，结合我国具体 实际而开发、研制的一种现代化船舶技术管理模式。c w b t 对船舶设备进行 系统分类、编码设计：对维修保养工作进行分级、分类处理；编写人员对单 船编写设备卡、建立工作卡、编制工作计划，船员按预订计划进行循环操作； 加之信息管理及配合计算机应用，从而实现对船舶各设备进行科学、全面的 质量管理，保证船舶维修保养工作的整体性、连贯性、定量性。简言之：c w b t 4 武汉理工大学硕士学位论文 试图从船舶技术管理的内容、方法和手段上进行变革，建立以机务监督为中 心的机务管理体制；把维修政策、指令的制定、落实、执行三级责任具体化， 逐步实现船舶技术管理的系统化、规范化、标准化。 ( 2 ) 针对性维修策略：针对性维修策略的基本原理是，从设备管理的 实际出发，在推行设备点检制的基础上，根据设备的类型、性能、使用条件 等特点，有针对性地采用不同的维修方式，且对实行状态维修的设备推行项 修、大修两修制，同时改革相应的组织管理、技术管理和经济管理制度，逐 步形成一个新的维修管理体制，以实现设备寿命周期费用最经济、综合效益 最高的目的。 1 2 3 设备维修管理系统 计算机维修管理系统( c m m s ：c o m p u t e r i z e dm a i n t e n a n c em a n a g e m e n t s y s t e m ) 最早出现于8 0 年代，它提供关于设备状态、维修记录、备件库存等 基础信息，主要目的在于进行备件库存控制和维修成本核算，它的出现标志 着计算机进入了设备维修管理领域。北美维修和可靠性专业协会的调查表明： 所有工厂均有计算机化的维修管理系统，大多数单位认为利用率非常高。上 世纪末，c m m s 逐步发展为企业资产维护管理系统e a m ( e n t e r p r i s ea s s e t m a n a g e m e n t ) ，它主要面向资产密集型( a s s e t i n t e n s i v e ) 企业。e a m c m m s ， 是一种计算机化的资产维护管理系统。它是能够帮助企业、政府机构和其他 各种单位从有形资产上获得更佳业绩的信息管理工具，并提供逐步提高维护 效益和降低成本所需的所有功能。国外e a m 或c m m s 软件可以分为两类： 第一类是单纯的c m m s 软件，如p s d i 公司的产品m a x i m o 、1 n d u s 公司 的产品p a s s p o r t 、d a t a s t r e a m 公司的m p 2 等，产品围绕设备管理，可以单 独使用；第二类是产品中有设备管理模块，如德国s a p 公司的r 3 ( p m 为 其中的设备管理模块) 、美国s s a 公司的b p c s ( b u s i n e s s p l a n n i n g a n dc o n t r o i s y s t e m 商业计划与控制系统) ( p l a n t m a i n t e n a n c e 模块为其中的设备管理模块) 等，产品要与系统中其他模块结合，一般不能单独使用。 m s 2 0 0 0 是当今世界上较为先进的e f m s 系统之，其功能包括了一个 企业或设施中的资产维护管理的所有功能，包括资产的成本、分类、安装位 置、维护历史、日常维护、备件管理、维护文档管理、维护费用、资源、人 力规划、统计报表等。德国s a p 公司开发的软件s a p r 3 是一套较为完善的 5 武汉理工大学硕士学位论文 计算机辅助设备管理系统。其p m ( p l a n t m a i n t e n a n c e ) 系统可以实现：维修 组织结构管理；维修作业过程管理；维护、检查、修理措施计划；设备更新 与改造；维修人员编制：工时及物资计划：维修费用计划与确定；维修信息 系统及参数系统的管理。并且p m 系统可与s a p r 3 中的物资管理系统m m 、 项目管理系统p m 、服务管理系统s m 、质量管理系统q m 、财务管理系统f m 、 投资管理系统i m 、人事管理系统p m 、作业流程管理系统w m 等予系统组成 一体化的企业管理系统。 在我国计算机维修管理系统最早出现于8 0 年代，当时只提供关于设备状 态、维修记录、备件库存等基础信息，主要目的在于进行备件库存控制和维 修成本核算，标志着计算机进入设备维修管理领域。随着市场竞争的日益激 烈，企业对设备维修质量的要求也越来越高，为适应这一要求，新一代计算 机维修管理系统应及时掌握设备各项运行状态指标，运用先进的推理机制进 行维修决策，优化维修资源配置，保证设备维修准确、及时、有效地进行， 最大限度地提高设备利用率。 目前，c m m s 有两种模式：一种是将现有的传统管理思想计算机化，简 单的用计算机代替人工管理；另一种是引用移植国外的管理软件，利用国外 先进的管理思想来提高和规范设备检修工作。广东移动通信公司珠海分公司 最终决定引进珠海市伟诚科技有限公司的m s 2 0 0 0 资产管理系统。该系统于 2 0 0 0 年2 月立项，2 0 0 0 年6 月试运行，2 0 0 1 年8 月通过广东省移动总公司 的鉴定并投入使用。通过一年多的考核，系统功能完全实现了预定的要求， 并且达到了将维护费用减少1 0 - 2 0 的预期目标。此外，大亚湾核电站、东 方航空、深圳i b m 、三峡电力、上海地铁、北京轻轨、秦山核电站等一大批 国内也都耗巨资引进了m r o 公司的e a m 。 但这些计算机维修管理系统的使用效果并不理想，国内c m m s 仅仅针对 设备管理而开发，并且基本上局限于行业内部，以备件库存及设备台帐为主。 而1 9 8 9 年到1 9 9 2 年期间企业所购买的计算机维修管理系统中，仅有3 0 仍 在使用中，因此有必要根据我国的具体实际情况，借鉴国外先进的设备管理 思想和手段，开发出一套具有行业特色的计算机维修管理系统。 1 ，2 4 当前研究存在的主要问题 c m m s 经过2 0 多年的发展，在技术上已逐渐趋于成熟，但在使用过程 6 武汉理工大学硕士学位论文 中自身的缺点不足也暴露出来： ( 1 、主要针对计划维修管理模式，侧重于维修计划的编制和维修过程管 理： ( 2 ) 没有充分考虑到维修领域新挑战，对设备运行状态预测和设备故障 诊断分析功能不足，在与r c m 等技术的集成、关键设备及备件的故障知识 库、故障分析技术、维修技术是否具有电子商务功能等方面存在不足 ( 3 ) 在系统接口上，没有考虑与故障诊断及监控系统、测试仪器仪表、 条码、p d a 、多媒体文档、财务系统或其他e r p 模块等的集成性： ( 4 ) 大部分为国外c m m s 产品，针对性及适用性不强，并且价格昂贵。 1 3 论文研究目标、研究内容和关键技术 1 3 1 研究目标 船舶维修保养体系( c w b t ) 是一套新的、符合中国国情的现代化船舶 技术管理模式。计算机辅助设备管理体现了现代化的管理，是设备管理的 次飞跃，它实现了船舶设备管理的规范化、标准化、系统化，有利于提高设 备管理质量，降低维修成本，是2 1 世纪设备管理发展的必然趋势。随着网络 技术的迅猛发展，只有将船舶维修保养体系、计算机辅助设备管理与之相结 合，才能提高设备维修和管理的水平，实现整个船舶设备维修过程系统的、 科学的管理。本课题的研究目标是建立一套基于船舶维修保养体系( c w b t ) 的设备维修管理信息系统，实现船舶设备维修过程系统的科学化管理。 1 3 2 研究内容 基于上述研究目标，论文的研究内容包括： ( 1 ) 船舶维修保养体系( c w b t ) 系统的建立。 ( 2 ) 各类设备信息、维修信息、故障监测诊断结果的分析与共享。 ( 3 ) 设备维修管理决策模型的建立。 重点讨论船舶维修保养体系中设备维修管理的实施和维修决策模型的建 立、维修计划的编制等问题。 7 武汉理工大学硕士学位论文 1 3 3 关键技术 ( 1 ) 结合我国船舶机械设备的实际情况，将船舶维修保养体系( c w b t ) 、 维修决策技术、数据库技术和网络技术相结合，建立较为系统、完善的设备 维修管理体系。 ( 2 ) 解决维修决策系统与维修管理系统的集成、船舶维修保养体系中设 备维修管理和维修决策模型的建立等问题。 ( 3 ) 各类设各信息、维修信息、故障监测诊断结果的远程传输。 1 3 4 课题来源 本文来源于国家“十五”重大技术装备研制项目“具有首冲功能的3 0 0 方自航耙吸挖泥船”和长江航道局船舶维修保养体系( c w b t ) 推广项目。 8 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章基于设备状态的维修管理模式 2 1c w b t 概述 建国以来，我国航运业管理制度长期沿袭前苏联的管理模式，采用定期 制维修方式，致使船舶维修保养管理长期处于“重修轻养”、“重用轻管”的 状态，管理手段落后，修理和检验项目过于集中。随着改革开放的不断深入， 旧的船舶技术管理模式成为制约我国航运事业发展的瓶颈。 1 9 8 6 年中远上海远洋运输公司在其集装箱船舶1 7 0 0 t e u “松河”轮上引 进了当时国际上先进的船舶维修保养管理系统t s a r ；随后上远公司对该系 统进行了扩展性研究，并与交通部、原上海海运局等单位合作，研制开发了 我国标准化的船舶维修保养体系，简称c w b t 。船舶维修保养体系( c w b t ) 是“七五”期间交通部重点科技( 通达) 计划中的一项重要的科研课题，1 9 9 2 年又被列入“八五”期间国家重点新技术推广项目，并在1 9 9 6 年c w b t 有 关内容被制定为国家标准船舶维修保养体系( g b t 1 6 5 8 8 1 1 6 5 5 8 1 9 9 7 ) 。 为进一步推广c w b t ，1 9 9 7 年，交通部制定了船舶维修保养体系与检验导 则( j t t 3 3 6 1 9 9 7 ) 。 c w b t 是以我国传统的船舶维修管理模式为基础，吸收国外先进的管理 经验，结合我国具体实际而开发、研制的一种现代化船舶技术管理模式。 c w b t 对船舶设备进行系统分类、编码设计；对维修保养工作进行分级、分 类处理；编写人员对单船编写设备卡、建立工作卡、编制工作计划，船员按 预订计划进行循环操作；加上配合计算机应用进行信息管理，从而实现对船 舶各设备进行科学、全面的质量管理，保证船舶维修保养工作的整体性、连 贯性、定量性。简言之：c w b t 试图从船舶技术管理的内容、方法和手段上 进行变革，建立以机务监督为中心的机务管理体制；把维修政策、指令的制 定、落实、执行三级责任具体化，逐步实现船舶技术管理的系统化、规范化、 标准化。 9 武汉理工大学硕士学位论文 2 2o w b t 的组成 c w b t 共有五大组成部分： ( 1 ) 编码册：包括标准编码目录和单船编码册。标准编码目录是把船舶 设备进行分解，将设备按泛指、特指功能进行分类划分。它规定了现有运输 船舶各设备( 或主要组件、构件、附属设备) 所归属的主系统、子( 次) 系 统、设备单元和维修单元。单船编码册是根据某船固有设备，由标准编码目 录册中取出，汇编成册，为单船c w b t 编写工作提供了设备目录。 ( 2 ) 维修手册：包括设备卡和设备维修执行记录。设备卡由设备基本信 息和维修信息组成。维修执行记录是完成某级维修保养工作后所做的简要记 录、说明。 ( 3 ) 工作卡和工作计划板；工作卡用来传递设备卡中规定的某级别或多 级别的各项具体维修指令。将工作卡在工作计划板上按一定规律排列，便构 成月、季、半年、年、二年至四年( 或五年) 各周期时间间隔内的工作计划 表。 ( 4 ) 信息管理系统：为了适应企业现代化管理的需要，采用传真、电话、 网络等形式，快速、准确的传递各类信息。 ( 5 ) 计算机应用：将人工编排维修计划、下达维修指令的方式改为计算机 自动操作，实现设备维修的高效、自动管理。 2 3 o w b t 的维修策略和o w b t 运行 目前，维修理论讨论了四种维修方式：定期维修、定时维修、事后维修 和状态维修。在我国较常用的是定期维修、定时维修和故障维修。状态维修 是以设备的运转工况为依据，以工况数据的趋向分析为基础来决定设备是否 需要维修，它的特点是以先进的测试技术进行故障诊断、状态监测，通过监 测、比较、分析，确定设备或部件的技术状况和需要维修的对象。状态维修 是最有前途、最理想的现代维修方式。1 4 1 c w b t 所提倡的船舶设备维修方针是： 主要动力设备用定时维修方针，并向状态维修发展 耐用、低值、非生产型、维修价高而安全风险低的设备用事后维修方 式 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 船检项目，长期处于工作状态的设备用定期维修方式 c w b t 总结船舶设备养护规律，其养护内容与其相对应的时间问隔有密 切联系，各种保养形式的时间间隔在八种周期内，即：日、周、月、季、半 年、年、二年、四( 五) 年。 每相邻两次同一级维修保养工作之间的时间间隔称为“维修保养周期”， c w b t 把这八种周期定为c w b t 的八级保养，相对应的维修保养周期分别用 英文字母a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 、h 代表，如表2 1 所示： 表2 一l 各级维修保养周期及保养形式 维修级别 abcdefgh 定期制维修周期 日常周月季半年 年 二年四( 五) 年 定时制维修周期( 时)1 5 0 0 k3 0 0 0 k6 0 0 0 k1 2 0 0 0 k2 4 0 0 0 k 常规检查主要部件维修拆检 特、( 循) 检 保养形式 【n s p e c t l 0 nm a r n t e n a n c eo v e r h a l l s e r v e y 定期制维修是以日期为标准推算，安排维修内容和时间，即到期就修； 而定时制维修是以设备主要部件( 主要指磨损部件) 的运转小时推算，安排 维修保养。 由于设备材料、制作工艺的不同，即使是同类、同型设备或同台设备中 的多个相同组件，其保养周期也有差异，为使维修保养周期随之调整而设计 了k 这一周期系数： k = 给定周期值小时数，标准系列同级周期小时数 k 值可以等于1 ，可以大于1 或小于1 ，由船舶主管部门视情而定。般 情况下0 7 5 k 1 ，4 6 例如：因某轮主机工况不佳，将主机吊缸周期缩短为5 5 0 0 小时，则其周 期系数k = 5 5 0 0 6 0 0 0 = 0 9 2 但c w b t 对维修周期调整的幅度，即提前或推迟的时间做了些限制， 如表为2 2 所示。 武汉理工大学硕士学位论文 表2 - 2 各级维修保养的弹性极限值规定范围 - 绞 r 飞龋厨 defgh 制式 定期制( 月) l2346 定时制( 工作小时)5 0 0 1 0 0 01 5 0 02 0 0 03 0 0 0 c w b t 的操作运行如图2 - 1 所示。 图2 - 1 c w b t 操作运行图 2 4c w b t 的分析 c w b t 为航运企业提供了一套较为系统、完善的现代化管理模式，其优 点在于： 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 ( 1 ) c w b t 的实施提高了工作效率，降低了工作人员的劳动强度，大 大降低了维修费用。 ( 2 ) 能够有效的避免设备的拆检或漏检，有利于改变“重修轻养”、“重 修轻管”的局面。 ( 3 ) c w b t 维修管理模式的系统性保证了维修工作的整体性、连续性， 避免了由于人员的调动造成的工作脱节，有利于营造良好的生产工作秩序。 但c w b t 对设备管理仍局限在使用、维护、维修、报废这一过程，没有 对其全寿命周期进行管理，并且整个体系没有与其他生产管理系统进行很好 地结合：另一方面仍然采取计划维修方式，且以经验为依据开展维修活动， 缺乏科学的适时的维修决策。此外，c w b t 没有采用“状态维修”这一先进 的维修方式，因此不能很好的解决维修不足和维修过剩的问题。 2 5 针对性维修体制 针对性维修策略是按照设备综合管理原理和以可靠性为中心的维修思 想，从交通运输机械管理实际出发，在推行设备点检制的基础上，根据设备 的类型、性能、使用条件等特点，有针对性地采用不同的维修方式，并且对 实行状态维修的设备推行项修、大修两修制度，同时改革相应的组织管理、 技术管理和经济管理制度，逐步形成一个新的维修管理体制，以实现设备寿 命周期费用最经济、综合效益最高的目标。1 4 】1 1 8 1 针对性维修体制是具有中国 特色的一种先进的管理模式，其研究成果得到了省部级鉴定会的肯定，1 9 9 9 年被交通部定为重点科技成果推广项目，并于获得辽宁省科技进步三等奖。 f 8 1 2 6 基于设备状态的船舶维修管理模式 在分析、总结船舶维修保养体系( c w b t ) 和针对性维修策略的基础上， 基于设备状态的维修管理模式一方面能够对设备进行系统的规范化管理，另 一方面根据设各的实际情况有针对性地开展维修工作，能够克服设备维修过 程中的随意性、管理水平的不稳定性，较好地解决了维修不足和维修过剩的 问题，并且采用科学的决策方法，确定设备的维修方式、维修类型和维修时 机，实现了由经验维修向科学维修的转变。有助于维修管理水平的提高。 武汉理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 基于设备状态的维修管理模式进行科学的维修方式决策。不同的 设备具有不同的特点和运行状态，因此不能笼统的采用一种维修方式，而应 根据实际情况采用不同的维修方式，这样才能充分发挥各种维修方式的特点， 获取最佳的维修效果。针对性维修策略强调维修方式应当根据实际情况灵活 确定。1 4 1 这一点与c w b t 的维修方针不谋而合。但针对性维修体制对于维修 方式的划分更为科学、合理。影响机械设备维修方式选择的主要因素有设备 在生产中的重要性、安全性、可靠性、维修性、经济性、检测性等，每个方 面又有若干个评价项目。”j 根据这些评价因素，可以采用综合目标逻辑判断 法、模糊数学分类法等方法，进行维修方式决策。 ( 2 ) 基于设备状态的维修管理模式以点检制为基础，实行分级分类的 检查维护和维修制。设备点检制是实行针对性维修策略的基础。【4 】所谓点检 制，是按照一定的标准、一定的周期对设备规定的部位进行检查，以便早期 发现设备故障隐患，及时加以修理调整，是设备保持其规定功能的设备管理 方法。【l9 j 对设备实施点检制，一方面可以掌握设备的运行状态，为维修决策 提供依据；另一方面在进行点检的同时，还完成了清洁、调整等日常维护工 作。c w b t 设计了八级四类维修保养制，并以设备卡的形式编辑成册，作为 机务部门进行设备日常维护和维修工作的依据。采用以点检制为基础的分级 分类检查维护和维修制，既可以对设备状态进行监控，又能有计划有步骤地 实施维修，实现了设备维修的系统化、规范化管理。 ( 3 ) 对于确定为采用状态维修的设备，在状态检测的基础上，进行维 修类型决策。所谓维修类型决策，就是依据机械设备特征性能参数，采用系 统的决策分析方法确定机械设备整体和总成的技术状态，并且根据设备整体 和总成的技术状态，结合设备维修能力等维修条件，确定设备的维修内容和 时机。【4 1 而c w b t 规定，计划维修内容是指令性的，但为了适应船舶实际 工作需要，允许对某级保养的维修周期进行合理、必要的调整，即对计划维 修的实施日期允许有弹性。根据设备的运行状态及维修条件建立数学模型， 对设备维修时机进行决策，确定其维修周期系数k ，并依照设备卡中的工作 内容，在c w b t 所规定的各级维修保养弹性极限范围内进行维修工作。基于 设备状态的维修管理模式对于采用状态维修的设备，根据设备运行技术状态， 确定维修的内容和时机，选定维修周期系数k ，安排维修工作。 1 4 武汉理工大学硕士学位论文 2 7 本章小结 本章介绍了c w b t 和针对性维修体制，分析了c w b t 维修策略及其优 缺点。在总结c w b t 和针对性维修体制特点的基础上提出了基于设备状态的 维修管理模式，并对其进行了阐述。 1 5 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章设备状态分析及预测 3 1 设备状态特征参数选择 设备状态监测是拾取设备运行的振动、温度、压力等各种性能参数，用 现代信息处理技术对这些参数进行处理，及时评价其运行状态，为设备维修 提供可靠的技术依据。 2 8 1 设备的各种运行参数是设备运行状态的反映。因此， 要了解设备的运行状态首先就必须获取设备的信息参数。但是在实际应用中 不可能也没有必要对设备的所有参数进行测试、分析、评价，而只需要选取 某些特征参数作为设备状态评价的依据。实践证明，设备状态特征参量的选 取应遵循以下原则： ( 1 ) 高度敏感性原则：即设备运行状态的微弱变化能引起设备状态特征 参数的较大变化。 ( 2 ) 高度实时性原则：即设备状态特征参数能够及时反映设备状态的变 化。 ( 3 ) 高度可靠性原则：即设备状态特征参数的变化能够反映设备状态的 变化情况。 ( 4 ) 实用性原则：设备状态特征参数应该是便于检测的，如果某一物理 参数对某种状态足够灵敏，但是出于经济、技术方面的考虑，这个参数不易 获得，那么这个物理参数也不适宜作为设备状态特征参数。 ( 5 ) 可知性原则：即目前已经对该特征参数有一定的研究。 确定了设备状态特征参量后，就需要采用一定的状态监测技术对其进行 状态监测。目前机械状态监测技术有直观检查、振动与噪声监测、温度监测、 油液监测等，采用的状态监测方式主要有：连续监测、巡回监测和定期监测 等，主要是使用便携式状态监测仪、专用状态监测系统以及以微机为基础的 多功能状态分析系统。 3 2 设备技术状态的评定 殴备的技术状态大致可分为以下三类 1 6 武汉理工大学硕士学位论文 ( 1 1 正常状态。设备具有规定的功能，憋机输入输出参数在允许范围内， 设备工作能力的耗损不超过其极限值，设备性能适于继续工作的状念a f 2 ) 异常状态。设备中已经存在了缺陷或损伤，设备