（工商管理专业论文）晋城煤业集团长平公司设备维修管理探讨.pdf

中文摘要 如何建立适应煤炭企业的设备维修模式是本文研究的内容。本文在研 究分析了国内外设备维修模式发展及一些国外矿山设备维修现状的基础 上，对晋城煤业集团长平公司设备维修管理中的设备使用与维护、检修、 检查、验收等制度进行了评价，对设备的使用状况及故障原因进行了分析， 从而确定了长平公司维修管理中存在的缺陷。本文用故障分析理论做指 导，依据设备故障重要度对设备进行了分类，对设备的事后维修、预防维 修和状态维修进行了比较，利用故障模式对设备维修方式的应用进行了选 择。并对长平公司的点检维修、状态维修和设备的外包维修等方式的实际 应用做了一些研究。 煤炭企业由于生产的特殊性和设备使用环境的特殊性，其设备维修管 理一向是一个制约企业安全生产的关键环节，而随着矿山设备的现代化进 程的加快和现代化大型煤矿企业的建设，必须要有与之相适应的设备维修 管理，只有这样，才能保证企业的安全生产和职工的生命安全，并能提高 煤矿企业的生产效率，改善企业经营管理，为企业的发展提供有利的保障。 关键词：维修管理故障分析预防维修 a b s t r a c t w h a tt h et h e s i ss t u d i e si sh o wt ob u i l dt h em o d e lo ft h ee q u i p m e n tm a i n t e n a n c e f i t t i n gf o rc o a lm i n i n ge n t e r p r i s e t h r o u g hs t u d y i n gt h ed e v e l o p m e n to ft h em o d e lo f e q u i p m e n tm a i n t e n a n c ei no u rc o u n t r ya n do u t s i d ea n dt h es t a t e m e n to fo v e r s c r s m i n i n ge q u i p m e n tm a i n t e n a n c e , t h et h e s i se s t i m a t e st h es y s t e mo ft h ee q u i p m e n t u s i n g , m a i n t e n a n c e ，e x a m i n ea n dr e p a i r , c h e c k - u p ，c h e c ka n da c c e p ta n d8 0o i li nt h e e q u i p m e n tm a n a g e m e mo fc h a n g p i n gc o m p a n yo fj i n c h e n gc o a li n d u s t r yg r o u pa n d a n a l y z e st h eu s i n gs t a t e m e n ta n df a u l tc a u s e s ，t h e r e f o r e ，r e c o g n i z e st h ep r o b l e m si nt h e e q u i p m e mm a n a g e m e mi nc h a n g p i n gc o m p a n y a st h eg u i d ew i mt h ef a u l ta n a l y s i s t h e o r yt h et h e s i sc l a s s i f i e st h ee q u i p m e n t s ，c o n t r a s t st h eb r e a k d o w nm a i n t e n a n c e 、t h e p r e v e n t i v em a i n t e n a n c ea n dt h ec o n d i t i o nb a s e dm a i n t e n a n c eo ft h ee q u i p m e n tb y t h ei m p o r t a n c eo ft h ee q u i p m e n tf a u l t ，a n dc h o o s e st h em a i n t a i n i n gw a yb yf a u l t m o d e l t h et h e s i ss t u d i e st h ep r a c t i c a lm o d e lo ft h em a i n t e n a n c ea tt h ec h e c k i n gt i m e ， c o n d i t i o nb a s e dm a i n t e n a n c ea n dt h es u b c o n t r a c tm a i n t e n a n c eo f t h ee q u i p m e n t t h em a i n t e n a n c eo fe q u i p m e n tm a n a g e m e n ti sa l w a y st h ek e yt a c h ep r e v e n t i n g t h ec o m p a n yf r o mp r o d u c i n gs a f e l ya c c o r d i n gt ot h ec o a lm i n i n g e n t e r p r i s e s p a r t i c u l a r i t yo fp r o d u c i n ga n de q u i p m e n tu s i n ge n v i r o n m e n t t h em a i n t e n a n c eo f e q u i p m e n tm a n a g e m e n th a s t os u i tf o rt h er i s eo fe q u i p m e n tm o d e r n i z i n gp r o c e 站a n d t h eb u i l d i n go ft h em o d e r n i z i n gb i gc o a lm i n i n ge n t e r p r i s e d o i n gi ta b o v ei st h eo n l y w a yt og u a r a n t e et h ee n t e r p r i s ep r o d u c i n gs a f e l ya n dp r o t e c tw o r k e r sl i f es a f e l y , a n d r i s et h ep r o d u c i n gr a t e ，i m p r o v et h em a n a g e m e n to ft h ec o a lm i n i n ge n t e r p r i s ea n d p r o v i d et h ea d v a n t a g e o u sg u a r a n t e ef o rt h ee n t e r p r i s e sd e v e l o p m e n t k e yw o r d s ：m a n a g e m e n to f m a i n t e n a n c e ，f a u l t a n a l y s i s ，p r e v e n t i v em a i n t e n a n c e 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，也不包含为获得盘洼盘堂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己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：勿揿 签字日期：了力6 年7 月，e l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼盘堂有关保留、使用学位论文的规定 特授权苤盗盘鲎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：豸；f 灭 名：袋 签字日期：w 矿歹年7 月“日 签字日期：弘彩年7 月日 绪论 绪论 1 问题的提出与课题的意义 随着我国煤炭工业的迅速发展，煤炭设备的现代化装备水平的提高， 煤炭设备维修的灵敏性、准确性的要求也越高，先进设备与落后维修能力 的矛盾日益严重地困扰企业，而且，机电设备在煤炭企业资产中所占的比 重也十分巨大，据调查，我国煤炭企业固定资产中6 0 以上为机电，机电 系统费用占生产总成本的4 0 以上，可见，机电设备在煤炭企业中的重要 地位。晋煤集团长平公司的设备维修状况除了具有煤炭企业一般设备维修 的特征外，还存在以下问题： ( 1 ) 0 5 以计划维修为主。目前的维修方式仍是按照设备的磨损规律制订 检修计划、修理周期、周期结构等。计划维修方式虽然在很大程度上保证 了设备的安全运行，但它缺乏灵活性，没有针对设备的使用环境、状况等 做出灵活、准确的判定，使设备在使用中突发事故可能性增大。 ( 2 ) 重生产轻维修。生产和维修本不是一对矛盾体好的维修是高效、 安全生产的有力保障，但实际情况是为了完成生产任务，不惜挤掉维修时 间，甚至拼设备，最终出现设备故障加剧。 ( 3 ) 人员素质低。设备维修基础薄弱，煤矿职工队伍素质普遍偏低，基 础文化素质差，专业技术素质低。特殊岗位人员不稳定，职工思想不稳定 等原因，造成设备深层次使用、维修力量薄弱。 ( 4 ) 设备维护与使用的脱节。在实际的使用中，设备的操作者和维护者 之间存在脱节现象，在计划的维修时间、周期内，维修工根据计划维修内 容进行维护、保养，在生产时间内，操作者不需要过多考虑维护，如果出 现大的问题，只需要报与维修即可，不注意“使用中的维护和保养”。 ( 5 ) 设备种类多，技术含量要求需要不断提高，企业在册的设备种类中， 分项不同，技术要求也不同，涉及到机电、液压、光电、流体等学科。一 个良好的组织和管理环境的要求与落后的组织管理矛盾口益突出。 作为现代化企业的长平公司未来的发展是“煤、气、电、化”体的 发展方向，现代企业发展模式要求现代的设备装备，根据“管理、装备、 培训并重”的原则，新的设备维修管理体制的建立可以有力地保障安全生 产，可以保障企业正常的运作和发展，所以研究新形势下企业设备维修是 绪论 十分必要和必须的。 2 本文主要研究内容 针对上面所述的现状，必须找出一种适合长平公司设备维修的模式， 以保证企业的安全生产，以适应现代化煤矿企业的建设和发展，先进的维 修模式的变迁告诉我们，只有不断的根据企业的发展现状对设备维修模式 进行适应性的变革，才是找出一条可行、可靠和高效的维修体制。 本文从国内外维修模式的发展和国外矿井企业设备维修方式出发，对 长平公司设备维修环境进行了分析和探讨。主要工作如下： ( 1 ) 分析、比较现行各种维修方式的特点及其适用范围，尤其是对各 种维修方式的互补性进行分析，并介绍了国外矿山设备的维修方式。 ( 2 ) 就长平公司的设备维修管理体制进行了探讨，找出了存在问题和原 因，从多方位对于长平公司设备的故障原因进行了判断。 ( 3 ) 依据故障理论和故障树分析理论对长平公司设备故障原因进行了 重要度分析，研究适合煤炭企业设备维修方式。 ( 4 ) 对点检维修、状态维修和外包设备维修模式等在长平公司的实际 应用进行了论述。 本文针对长平公司的设备进行了维修模式的探讨，具有一定的可行性，尤其 是对中型煤炭生产企业的设备维修有一定的借鉴作用。 第一章设备维修管理在煤炭企业中的重要地位 第一章设备维修管理在煤炭企业中的重要地位 设备是现代企业的物质基础，也是企业生产力发展的水平与企业现代 化程度的主要标志，马克思曾经高度评价设备为。生产的骨骼和肌肉系 统”。设备在企业中的重要地位主要表现在以下两方面：第一、设备是企 业固定资产的主体，据统计，在企业的固定资产总额中，机器设备的价值 所占的比例最大，一般都在6 0 一7 0 ；第二、设备涉及企业生产经营的全 局，设备同现代化企业的产品质量、产薰、交货期、成本、效益以及环保、 劳动情绪等都有密切的关系。 作为我国重要的基础能源之一的煤炭行业，随着技术的进步和需要的 稳定增加，设备在其中的作用和地位日益增长，尤其是近年来煤炭行业向 现代化、大型化、多功能化发展，使得煤炭行业设备技术型、高速化、自 动化和复杂化成为现代煤炭企业发展的必然趋势，特别是为适应煤炭生产 特殊环境下的生产而发展起来的设备，成为煤炭生产中的重要管理环节， 从而为煤炭企业设备的维护、管理增加了具有本行业特点的内容。 1 1 我国煤炭企业现代化进程 我国煤炭企业的现代化进程和中国煤炭生产需求的发展是密不可分 的。中国是一个煤炭生产和消费大国，根据2 0 0 2 年国土资源部全国矿 产资源储量通报公布的数据显示：我国煤炭基础储量3 3 4 0 8 8 亿吨，资 源董6 8 6 0 6 2 亿吨，届世界第一，可开采储量达2 0 4 0 亿吨，居世界第二， 储量优势决定我国以煤炭作为主要能源( 煤炭在我国能源产业和消费结构 中占7 0 左右，是我国首屈一指的战略性能源。) ，随着经济的快速发展， 中国对能源的需求将不断增加。就我国富煤缺油少气的资源格局而言，中 国的能源问题，更直接的表现为煤炭问题。 1 。1 1 我国煤炭事业发展的几个阶段 1 1 1 1 第一阶段：( 19 4 9 年一1 9 8 9 年) 自1 9 4 9 年新中国成立以来，经过三年的经济恢复和“一五”到“五 五”时期的大规模建设，中国工业化进程取得了巨大成就。伴随这一进程， 产业结构也发生了重大变化。相对耗能低的农业、商业地位下降，耗能高 第一章设备维修管理在煤炭企业中的重要地位 的工业成为国民经济的主导部门。工业结构中高耗能的钢铁、建材、化工 等部门增长很快、地位提高，高耗能的产业结构也就是高耗煤的产业结构。 这种产业结构造就了煤炭产业的支柱性地位和对国民经济的决定性作用。 因此，煤炭供不应求就影响到国民经济的整体建设速度。为尽快改变这一 状况，中国政府制定了“以钢为纲，以煤保钢”和“煤炭工业是国家工业 化的先行工业”的方针战略，并采取了一系列加快煤炭增长和促进煤炭节 约的政策措施在计划经济时期，由于煤炭供不应求，为保障煤炭供应，国 家对煤炭产业采取鼓励生产快速增长的倾斜政策，国家对煤炭产业采取了 “大中小煤矿并举”的鼓励性政策。在继续加大国有煤矿投入、特别是在 加快国有重点煤矿建设的同时，大力发展乡镇小煤矿。1 9 8 3 年初，国家放 宽了办矿政策，鼓励农民开办小煤矿，倡导“有水快流”、“国家修路， 群众办矿”。1 9 8 5 年，国家又制定了“国家、集体、个人一齐上，大、中、 小煤矿一起搞”的发展煤炭产业新方针、新战略，同时采取了一系列措施， 以充分调动各方办矿的积极性。中国的煤炭事业迅猛发展，全国煤炭总产 量由1 9 4 9 年的0 3 2 亿吨增长到1 9 8 9 年的1 0 5 4 亿吨，3 1 年间增长3 3 倍， 使中国一跃成为仅次于美国和前苏联的第三大产煤国。 1 1 1 2 第二阶段：( 1 9 9 0 年一2 0 0 0 年) 进入9 0 年代，煤炭供应紧张局势逐步缓解，并转而走向生产过剩， 1 9 9 7 年开始煤炭市场持续供大于求，因此，国家对煤炭生产采取关井压产、 调整结构、平衡总量的限制性政策，以控制煤炭产量盲目增产。在这一阶 段中国正处于经济转型关键时期，在由计划经济到市场经济的转化过程 中，从1 9 4 9 年到1 9 8 9 年的传统计划经济时期，煤炭留给我们的除了恢弘 的感性场景之外，还留下了数量巨大的土法上马，用最原始的方法，挖出 支撑现代工业的煤炭小煤矿。从卖方市场转为买方市场，国民经济由以往 的“以煤定产”转变为煤炭“以销定产”，这也表明经过前些年的个体 即兴发挥，中国煤炭市场开始向整体成熟化迈进。特别是进入1 9 9 8 年以 后，市场容量的趋于恒定，使得许多煤炭企业经营困难，不得不考虑减产、 破产，或并入优势企业，据统计，从1 9 9 7 年底到2 0 0 0 年底的3 年时间里， 小煤矿数量由8 0 0 0 0 处锐减到3 3 0 0 0 万处，下降了4 1 。小煤矿产量占全 国煤炭总产量的比重也由1 9 9 7 年的4 3 1 下降到2 0 0 0 年的2 7 o ，下降 了1 6 个百分点。 1 1 1 3 第三阶段：( 2 0 0 0 年至今) 在国家限制性产业政策和市场需求减缓的双重压力下，中国煤炭总产 第一章设备维修管理在煤炭企业中的重要地位 量终于被控制在合理的范围之内，数以万计的小煤窑被强制性关闭，市场 竞争个体大幅减少。与此同时国家政策向建设超大型国有重点煤矿倾斜， 特别是神华、大同、兖州、中煤、晋煤等国有重点煤矿的成长和发展，集 中化生产优势显著，使得中国的煤炭产量结构发生了很大的变化，国有重 点煤矿产量占全国煤炭总产量的比例由3 9 9 提高到5 3 6 ，上升了1 4 个 百分点，产业组织状态有所改观。跨行业、跨地区、跨所有制的煤炭大公 司和企业集团成为了中国煤炭企业发展的主流趋势。 纵观我国煤炭事业的发展，可以看出，我国煤炭总产量从1 9 9 0 年以 后虽有下滑阶段，但总体呈现上涨趋势( 如图1 - 1 所示) ，其实质是我国 现代化煤炭企业的不断成长和壮大的过程。煤炭生产的模式由传统的“炮 采”转变为现在的“综采”，尤其是机械化程度的飞跃式提高，使得超大 型煤炭企业在煤炭生产中占据了极其重要的地位，现代化煤炭企业的发展 进入了一个新时期。国家有关方面明确提出“十一五”期间，我国煤炭工 业科技工作的重点是全面推进矿井机械化生产，并努力实现煤炭工业重大 技术装备国产化。到2 0 1 0 年，我国大中型煤矿采掘机械化水平将达到8 5 以上。 产量( 亿吨) 1 8 1 6 1 4 1 2 l o 8 6 4 2 o 图卜l我国煤炭年产量图 1 1 2 我国煤矿生产设备的发展 自从1 9 7 2 年我国大力推广综合机械化采煤技术以来，我国煤炭机械化 进入了一个新的阶段，尤其是8 0 年代以来，在国家的大力支持下，国家多 渠道投资，用与更新、开发新技术和引进国外先进技术、设备，使我国的 煤炭生产的机械化程度达到了相当水平，基本上能满足我国煤炭生产机械 第一章设备维修管理在煤炭企业中的重要地位 化的需求。煤炭生产设备主要特征表现在以下几方面： 1 开发了适应特殊煤层条件下的综采技术装备。 2 设备的大功率化装备。 3 设备的可靠性提高。， 4 设备的成套配套的性能提高。 5 机一电一光技术的一体化。 煤炭生产设备的现代化一方面为煤炭的大规模的生产带来了可能和 基础的支持，另一方面也使设备的使用、管理、维修出现了一系列的新问 题。非计划的停机时间始终影响着设备的生产率和企业的经济效益，很小 的故障也极有可能导致整个生产线的瘫痪。 1 2 设备维修是煤炭安全生产的重要保障 随着我国煤炭工业高效集约化生产的发展，企业的经济效益越来越强 烈地依赖于设备的性能，这无疑对煤矿机电设备的性能及维修管理模式提 出了更高的要求长期以来，我国煤矿机电设备的维修仍普遍采用以时间 为基础的传统计划维修管理模式，致使约三分之一的工作量是由于时机不 准而做的无效维修，开机率低，维修时间长，严重影响了生产的正常进行。 1 2 1 煤炭生产的特点 煤炭是我国的重要基础能源之一，煤炭产业突飞猛进的发展，为我国 经济建设做出了巨大贡献。它由于自身的生产环境和方式，具有自己比较 独特的特点： 1 以地下作业为主。在我国，煤炭生产主要是地下作业，约占总数的 8 0 。 2 自然环境具有高危险性。作业地点时刻受到水、火、瓦斯、粉尘、 有毒有害气体的威胁。 3 作业卒间狭小，阴暗潮湿，环境条件恶劣 4 受地质条件的制约较大，地下开采技术复杂，工作面不断移动，地 质条件常有变化，不安全因素多。 5 连续作业，煤炭生产采用的是2 4 t j 、时生产制。 6 生产区域的分散性，一般煤炭企业的生产区域都在十几公里的范围 内，尤其是老矿生产或多井口生产，生产区域可达到几十甚至上百公里。 7 机械化、自动化一方面受到经济因素的制约，另一方面受到地质条 第一章设备维修管理在煤炭企业中的重要地位 件的制约，因此不可能在煤炭生产的所有区域都实现机械化。 8 生产设备多是大型化的重型设备，必须按照它们自身的特点和运行 规律组织生产活动，实行标准化的操作，进行严格的科学管理。 9 现代煤炭生产属于高消耗、大产出每天都要消耗大量的能源、原 材料，尤其是电、钢铁、水、木材，同时排放大量的废水、煤矸石等重污 染物。 1 2 2 煤炭生产设备的使用环境 由于煤炭生产的特殊性，使得煤炭设备的使用环境也具有一定的特殊 性，主要表现在以下几方面： 1 以“安全第一，预防为主”作为使用、维护设备的第一原则。由于 煤炭生产地下作业的高危险性，设备一旦出现故障或事故，容易对井下作 业人员健康和生命造成损害，所以“安全第一”的原则是必须遵循的。 2 具有极高的防爆性能。这种特性是针对井下生产过程中涌出的具有 爆炸性的瓦斯气体而定的。设备在使用中产生的电火花、漏电等极可能引 发矿井瓦斯爆炸，危及矿工的生命，煤炭设备的防爆性能就是为了防止上 述事故的发生。 3 安装、作业的空间狭小。井下作业场所空间有限，设备在安装使用 等方面受到限制，这为设备的维修、保养等带来了困难。 4 井下阴暗潮湿的环境和生产过程中产生的粉尘对设备有腐蚀和破 坏的作用，尤其是对电气设备。 5 煤炭设备的使用、维护等有自己的一套特定的规章、制度，主要有 煤矿安全规程、机电质量标准化标准等。 6 操作、维护人员整体素质的偏低和设备现代化程度的提高之间存在 矛盾。 1 2 3 设备完好是保证安全生产的重要一环 煤炭生产的特殊环境和设备的恶劣使用环境使得煤炭设备在保证完 好方面十分重要。据统计煤矿中无计划停风主要是由于电器引起的，约占 无计划停风总次数的9 0 5 以上。某年全国煤矿重大以上瓦斯爆炸事故火源 分析中，机电引起的约占3 1 。根据全国煤矿重特大事故的调查分析显示， 机电事故在各类事故中居第四位。另外，由于机电设备故障造成的损失严 重。据测算，美国的综采工作面因设备故障每停产1 小时造成的经济损失 达5 万美元以上。正是由于设备维修管理的重要性和复杂性对煤炭生产的 第一章设备维修管理在煤炭企业中的重要地位 重要性，才使得设备的维修管理成为保证安全生产的重要环节。设备的完 好，它该受到足够的重视，但实际的情况是只有在出现了设备故障或事故 后，才会引起关注。 第二章设备维修管理模式的发展 第二章设备维修管理模式的发展 2 1 设备维修管理模式的发展趋势 设备维修管理模式的发展是随着设备的发展历程进行的，它的发展体 现了设备与人、设备与设备、设备与环境等各方面关系的转变和融合，更 体现了设备在现代化生产中的重要作用。所以，研究设备维修管理模式对 保证企业的安全生产和综合利用设备有重大的意义。 2 1 1 国际上设备维修管理体系的发展 国际上设备维修管理体系的进程分大致分为四代。 2 1 1 1 第一代：事后维修阶段( b m ：b r e a k d o w nm a i n t e n a n c e ) ( 1 9 5 0 年 以前) 兼修时代：操作工等于维修工。 专修时代：分工，操作工专门操作，维修工专门维修。 特点：坏了才修，不坏不修。 2 1 1 2 第二代：预防维修( p m ：p r e v e n t i v em a i n t e n a n c e ) ( 1 9 5 0 1 9 6 0 年) 这一代有两个典型的代表：前苏联和美国。 1 前苏联为首的计划预修制( 含中国) 其内容是指在经过规定的开动时间后，进行预防性的定期检查、调整 和各类计划修理，各种不同的设备的保养、修理周期、周期结构、和问隔 期是确定的。 理论根据：摩擦学；磨损理论( w e a ra n dt e a r ) 。 优点：可以减少非计划( 故障) 停机时间，将潜在的故障消灭在 萌芽状态。 缺点：不能确切反映客观实际，管理层次过于繁复，经济性和技 术性考虑不够；强调操作人员和维修人员明确分工，忽视了广大操作工人 的参与和设备的日常维护和保养；由于计划的不确定性，可能产生维修过 剩或维修不足。 2 美国为首的预防维修制 第二章设备维修管理模式的发展 其内容是指以检查为主的维修体制，出发点是改变原有的事后维修的 做法，是以设备的实际状况为根据，安排维修计划。 理论根据：摩擦学；周期检查、分析。 优点：减少故障停机，检查后的计划维修可以减少维修的盲目性。 缺点：受检查手段和人经验的制约，仍可能使计划不准确，造成 维修冗余或不足。 2 i i 3 第三代：生产维修阶段( p m ：p r o d u c t i v em a i n t e n a n c e ) ( 1 9 6 0 - 1 9 7 0 年) 它是以生产为中心，为生产服务的一种维修体制，以美国为代表的西方国家 多采用此维修体制，生产维修由四部分组成： 1 事后维修( b m ) ：之所以仍保留这种维修方式，一是因为设备检查诊断 不可能发现所有的故障，另一方面，对于简单或不重要的设备，这种维修 方式是比较有较经济的。 2 预防维修( p m ) ：包含了定期维修和预知维修两方面的内容。 3 改善维修( c m ) ：是不断利用先进工艺、方法、技术对设备进行改造， 改正设备的某些缺陷和先天不足，提高其先进性、可靠性及维修性，提高 设备的利用率。 4 维修预防( h p ) ：提倡在设计制造阶段就认真考虑设备的可靠性和维 修性问题，从设计、生产上提高设备素质。 这一维修体制突出了维修策略的灵活性，吸收了后勤工程学的内容， 提出了维修预防，提高设备可靠性设计水平及无维修设计思想 2 1 1 4 第四代：各种设备管理模式并行阶段( 1 9 7 0 年至今) 1 综合工程学( t e r o t e c h n o l o g y ) 7 0 年代由英国丹尼斯巴克思提出，其定义为：“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”。英 国政府以政府行为积极支持丹尼斯的理论。 2 全员生产维修( t p h ：t o t a p r o d u c t i o nm a i n t e n a n c e ) 日本在美国生产维修的基础上，吸收了英国的综合工程学和中国鞍钢 宪法群众路线的思想，提出“全员生产维修”的概念。主要特点是突出“全” 字，“全”有三个含义：全效率、全系统和全员参加，三个“全”之间的 联系是：全员是基础，全系统是载体，全效率是目标。 3 状态维修( c b m ：c o n d i t i o nb a s e dm a i n t e n a n c e ) 状态维修是根据对设备的日常监测、定期检查、状态监测和诊断所提 第二章设备维修管理模式的发展 供的信息，经统计分析处理，来判断设备的劣化程度，并在故障发生之前 有计划地进行适当的维修。其定义为：在设备出现了明显的劣化后实施的 维修，而状态的劣化是由监测的机器状态参数的变化反映出来的。在国内 通常称为视情维修。 在状态维修体制中，对每台设备都应有一套监测或状态检查的方法， 检查可以是定期的也可以是连续的。检查手段可以是多种多样的，只有数 据表明必须进行维修时才安排维修，它一般分为三个等级： ( 1 ) 三级：最简单，费用最低的一种，配备简易手提式状态检测一起， 有检测人员对设备进行巡回定期检查。 ( 2 ) 一级：最高级，费用最多的一种，设备上配备永久性的监测系统， 这些系统一般可以通过计算机进行自动故障检测功能，有相应的警报装 置，这种检测系统一般配备在关键( 瓶颈) 生产线或设备部位上，既那些 一旦出现故障会造成损失的设备上。 ( 3 ) 二级：在上述两级之间。 设备状态维修可以在保证生产需要的前提下，及时地避免由于零部件 异常失效造成损失，并尽可能避免过剩维修，延长设备寿命，减少停机时 间，节约维修费用。但设备状态维修是建立在能够准确判断设备状态和零 部件劣化程度的基础上的，也就是说，必须首先要建立一套适应生产现状 和设备特点的、完善的、较为可靠的监测诊断体系，配备相应的专业技术 人员和设备仪器。过去，由于技术原因，难以做到状态维修，而随着技术 进步，现在各种设备状态监测诊断技术己日臻完善，监测诊断仪器越来越 先进，特别是各种专家系统软件的开发，已经能够使得设备状态维修得以 实施。 设备状态监测通常通过测定设备的某些特征参数( 如振动、温度等) ， 来检查其状态是正常或异常。当特征参数小于允许值时便认为是正常，否 则为异常。用超过允许值的大小表示故障严重程度。当它达到某一设定值 ( 极限值) 时就应该停机检修。如果对设备进行定期或连续监测便可获得设 备故障发展的趋势性规律，对剩余的寿命作出估计，借此就可以对设备状 态进行预测预报，即趋势分析。趋势分析不但可以作为安排检修计划和生 产计划的依据，也作为制定配件采购计划和核定配件合理库存的重要依 据。 2 1 2 我国设备维修管理的发展历程 我国设备维修管理大体上经历了从事后维修、计划预修到综合管理 第二章设备维修管理模式的发展 既从经验管理、科学管理到现代管理三个发展阶段。 2 1 2 1 经验管理阶段( 1 9 4 9 1 9 5 2 年) 从1 9 4 9 年到第一个五年计划开始的三年属经济恢复时期，我国企业 一般都沿袭旧中国的设备维修管理模式，采用设备坏了再修的做法，处于 事后维修的阶段。 2 1 2 2 科学管理阶段( 1 9 5 3 2 0 世纪7 0 年代) 1 9 5 3 年，我国全面引进前苏联的设备维修管理制度，根据“计划预修 制”的模式建立各级设备维修管理组织，按照修理周期结构安排设备的大 修、中修、小修，把我国的设备维修管理从事后维修推进到定期计划预防 修理阶段。 1 9 5 8 年开始，经济建设片面追求高速度、高指标，重生产轻维修，挤 掉设备维修搞制造，导致设备大批失修、损坏，企业生产力遭到严重破坏。 1 9 6 2 年开始了“三年调整”，纠正了挤维修，拼设备的错误，恢复和 发展专业维修工厂，同时在“以预防为主，维护保养和计划检修并重”的 方针的指导下，还创造了“专群结合，专管成线，群管成网”、“三好四会” “润滑五定”、“定人定机”、“分级保养”等一系列具有中国特色的好经验、 好办法，使我国的设备维修工作在“计划预修制”的基础上有了重大的改 进和发展。 1 9 6 6 1 9 7 6 年的1 0 年里，设备管理与维修工作又遭到了空前的损失： 管理制度被废弃，技术资料被丢失，设备严重失修。文革后，设备维修才 逐渐重新进入恢复和发展新阶段。 2 1 2 3 现代管理阶段( 2 0 世纪8 0 年代至今) 1 9 8 1 年，国家在经委内设立了设备维修管理办公室( 后改为设备处) ， 并在1 9 8 2 年建立中国设备管理协会。这以时期的设备维修管理即大力借 鉴了外国的先进理论和实践，又总结和提高了建国以来我国自己的成功管 理经验，体现了“以我为主，博采众长，融合提炼，自成一家”的方针， 吸收了生产维修、综合工程学、后勤工程学和全员生产维修内容，提出了 设备综合管理思想，虽然这一思想尚无规范的模式，但其“三条方针，五 个结合，四项任务”的内容却体现了我国目前设备维修管理模式紧密联系 实际的现代化和灵活性。 第二章设备维修管理模式的发展 2 2 国外矿山设备维修管理现状 国外的设备维修管理发展较快，尤其是在8 0 年代初的矿业市场的萧 条，迫使各国矿山企业寻求新和使用新的设备维修管理制度，在现有的设 备维修管理方面采取有效的措施以降低生产的成本，提高经济效益，表2 - 1 是对几个国家的矿山企业设备维修管理的分析对比。 表2 - i国外矿山企业设备维修管理分析 序 国家 维修方式 代表 维修内容 号企业 采用预防维修、预 亨德 采用a b c d 四级保养，制定维 测维修、控制维修 森钼 修计划“9 模块”制度，包含 1 美国及应用摩擦学机械 矿 了：预防维修服务、保养管理、 系统完整性管理信状态监测、问题管理、维修资 息系统。 源、维修费用记录等。 积极推行可靠性维 修原则，采用振动卡罗推行可靠性原则：( 1 ) 故障预 分析进行预测性维尔采防和预测；( 2 ) 分析故障，查 2加拿大 修并在井下推行维选公明根源；( 3 ) 避免故障的措施、 修信息系统、遥控 司 ( 4 ) 有效利用维修信息系统。 监测系统 针对故障的根本原因而不是 在预测性维修方面针对故障的征召，认为发生故 取得成功，并提出障一般可归纳为机械设备的 3 南非 了使用前维修的新使用不当和污染，因此，使用 维修概念。前维修首先要合理途径是对 油脂采取严格的防污染措旄 以利用率为主要维基鲁 顶测设备和关键部件的期望 4瑞典寿命，按时问按设备确定预期 修方式纳矿 的维修量。 2 3 现代设备的特征 现代设备为了适应现代经济发展的需要，广泛地应用了现代科学技术 第二章设备维修管理模式的发展 成果，正向着性能更高级、技术更加综合、结构更加复杂、作业更加连续、 工作更加可靠的方向发展，现代设备具有如下几方面特征： 1 日益大型化或超小型化。在煤炭行业中，设备的容量、功率、重量 都明显地向大型化方向发展。例如斗轮式采煤挖掘机，日产可达2 4 万立 方米。 2 高速化为了减少单位容量的设备体积和提高工效，设备运行的高 速化已成为许多机械产品的重要发展趋势。例如：现代铝箔轧机，2 0 世纪 7 0 年代时为1 5 0 0 m m i n ，8 0 年代已发展达到1 8 0 0 至2 0 0 0 m m i n 。 3 功能高级化。功能高级化既是现代设备的重要标志之一，又是设备 现代化的努力目标，世界各国对此都很重视。 4 连续化、自动化、复杂化。现代设备用于生产过程的连续化和自动 化控制程度越来越高，并由此导致了设备系统的复杂化。例如，在冶金、 石油化工系统，采用计算机进行生产过程全自动控制甚为普遍。 现代设备的上述特征是现代科学技术进步的必然产物，但应看到，机 器、设备的文明又反过来向使用者提出了挑战，设备越复杂越精密，出现 故障的环节与机会越多，进行故障的诊断和分析的难度也越大。发生故障 后，使其恢复到原有性能指标所要求的技术和条件也越苛刻，这就要求使 用者在管理上要提高设备的使用效率和维护检修质量，以确保人身安全， 降低生产成本，提高产品质量和减少环境损失。 现代化的设备更复杂，具有更强的系统性，因此，要求更先进的设备 维修管理，近几年的企业发展表明，随着设备的技术进步，企业的设备操 作人员不断减少，而维修人员保持不变或增加，另一方面，操作的技术含 量逐渐下降，而维修的技术含量却年年上升( 如图2 - 1 所示) 。 血4 缸 * 螂 h 墨 媒 图2 1现代设备维护需求发展趋势 第三章故障分析理论 3 1 磨损理论 第三章故障分析理论 磨损理论是计划预修制( 定期维修制) 的理论基础。计划预修制规定： 设备在经过规定的开动时间以后，要进行预防性的定期检查、调整和各类 计划修理。在这种修理制度中，各种不同设备的保养、修理周期、周期结 构和间隔期是确定的。显然，计划预修制是在研究了设备磨损规律后逐渐 形成的。 所谓磨损，是指物体工作表面的物质由于相对运动而不断损失的现 象。磨损会影响机器的效率，降低工作的可靠性，甚至促使机器提前报废。 一般来讲，一个机件的磨损，大致可分为三个阶段，其磨损规律如图 3 - 1 所示。 皿吲 皤 恤 a d 图3 一l 磨损曲线 3 1 1 跑合磨损阶段( a b 段) 间 由于机件加工后的表面总具有一定的不平度，在运转初期，摩擦副的 实际接触面积较小，单位面积上的实际载荷大，因此磨损速度较快，而且 在不断变化。但随着跑合的进行，如果摩擦副配偶材料及加工工艺选择得 当，润滑良好，则由于实际接触面积不断地增大，磨损速度在达到某一定 值后，即转入稳定磨损阶段。 第三章故障分析理论 3 1 2 稳定磨损阶段( 或称渐近磨损阶段) ( b c 段) 这个阶段内，设备以平稳而缓慢的速度在磨损，它标志着磨擦条件保 持相对恒定不变。这个阶段的长短就代表机件使用寿命的长短。同时在这 个阶段内，设备出现的故障也相对较低且故障点相对稳定。 经过稳定磨损阶段后，机件的表面遭到破坏，运动副中的间隙增大， 引起额外的动载荷，出现噪声和振动。这样就不能保证良好的润滑状态， 摩擦副的温升便急剧增大，磨损速度也急剧增大，这时就必须停机，进行 修理或更换零件。 3 1 3 剧烈磨损阶段( c d 段) 按照以上显示的规律，设备维修的最佳选择点，应该是在设备由渐近 磨损转化为剧烈磨损之前，即应选择在c 点附近，这就是定期维修的实质 与理论依据。显然，从磨损规律上分析，计划定期预修制有其科学、合理 的内容。执行这种修理制度，可以减少或避免设备故障的偶然性、意外性 和自发性，可以减少意外故障停机造成的损失，减少因故障停机而增加的 维修工作量和维修费用。 但是，影响机器可靠有效地工作的因素，不仅只有磨损，而且磨损也 要受机器工况、润滑及操作水平等的限制，致使定期维修常造成过剩维修 与维修不足。因此，这种单一的维修制度已不能满足技术水平、设备需求 的现代化发展，己不适应现代维修越来越追求维修的可靠性、效益性的发 展要求。 3 2 故障理论分析 3 2 1 故障是设备劣化的最终表现 故障是设备经过运行一定时间后设备的某个零部件劣化的最终表现， 就象冰山的顶峰一样，而大量的问题是隐蔽的、潜在的、尚未形成功能故 障，就象冰i | | 藏在水中的部分( 如图3 - 2 所示) 。潜在故障中的某部分或 多项的存在和不断演变，都会最终导致功能故障的出现：例如：划痕就可 导致故障，其演变过程如下：划痕一存水一电化学反应一锈蚀一松动一振 动一疲劳一微裂纹一裂纹一断裂一最终故障。 第三章故障分析理论 图3 - 2 故障冰山 所以，减少故障损失要从初始的清洁开始，逐步深入到点检、润滑、 保养和维修各环节。 3 2 2 故障理论 故障理论是以可靠性为中心的维修的理论基础，重点在分析研究设备 的劣化、失效模式，以提出相应的维修策略。随着现代设备日趋复杂：自 动控制、机电液一体化、大功率及多功能等的发展，传统的预防维修思想、 理论及其指导下的维修制度己明显暴露出弊病，其实质是根据量变到质变 的发展规律将故障消灭在萌芽状态，其主要维修方式为定时拆卸分解维 修，即“定期全面检修”，认为预防工作做得越多，设备运行越可靠。但 事实并非如此，多年的实践证明：不少的故障不可能通过细而密的定期维 修得以解决，相反会因频繁地拆装出现更多新的故障设备的可靠性不可能 通过维修得到改善，分解检查不可能鉴定出运行中零件可靠性的下降程度， 复杂设备的偶然性故障是不可避免的。 3 2 2 1 传统故障失效理论 传统故障失效理论认为设备故障率随时间的变化规律，大部分都遵循 下图所示的规律，该图称为故障浴盆曲线( 如图3 - 3 所示) 。 第三章故障分析理论 糌 煎 辎 图3 - 3 故障浴盆曲线 1 早期故障期 设备处于早期故障期，开始故障率很高，但随时间的推移故障率迅速 下降，早期故障期对于机械产品又称为磨合期。此段时间的长短，随产品、 系统的设计与制造质量而异。此期间发生的故障，主要是由设计、制造上 的缺陷所致，或是使用环境不当所造成。 2 偶发故障期 设备进入偶发故障期，故障率大致处于稳定状态，趋于定值。在此期 间，故障发生是随机的。在偶发故障期内，设备的故障率最低，而且稳定。 因而可以说，这是设备的最佳状态期或称正常工作期。这个区段称为有效 寿命。偶发故障期的故障，多起因于设计、使用不当及维修不力。故通过 提高设计质量、改进使用管理、加强监视诊断与维护保养等工作，可使故 障率降低到最低水平。 3 耗损故障期 在设备使用的后期，故障率开始上升。这是由于设备零部件的磨损、 疲劳、老化、腐蚀等造成的。如果在此其初期进行大修，可有效地降低故 障率。 设备故障率曲线变化的三个阶段，真实地反映出设备从磨合、调试、 正常工作到大修或报废故障率变化的规律，加强设备的e l 常管理与维护保 养，可以延长偶发故障期。准确地找出拐点，可避免过剩修理或修理范围 扩大，以获得设备的最佳使用效果。 第三章故障分析理论 3 2 2 2 故障理论研究的发展 随着科学技术的发展，数控设备、加工中心等现代化设备不断出现。 这些精密、大型、数控等结构复杂设备的故障规律与传统的浴盆曲线相背 离，使人们开始对这些设备的故障规律进行研究。美国民航进行了3 0 年的 研究发现，除典型的浴盆曲线外，还有五种故障率曲线，分别如图3 - 4 所 示： 间 同 问 问 运行时间 图3 - 4 故障率曲线的演变 曲线a 显示了恒定的或者略增的故障率，接着就是磨损期。曲线b 显示 了缓慢增长的故障率，但没有明显的磨损期。曲线c 显示了新设备从刚出 厂的低故障率，急剧地增长到一个恒定的故障率。曲线d 显示了设备整个 寿命周期内的一个恒定的故障率。曲线e 显示，开始有高的初期故障率， 然后急剧地降低到一个恒定的或者是增长极为缓慢的故障率。研究表明， 4 的设备遵循典型的浴盆曲线，2 的设备遵循曲线a ，5 的设备遵循曲线 b ，7 的设备遵循典线c ，1 4 的设各遵循曲线d ，不少于6 8 的设备遵循曲线 e 。一般来说，故障曲线取决于设备的复杂性，设备越复杂，其故障曲线 越是趋向曲线d 和曲线e 。这个发现给人们以启示，传统的修理周期结构， 必须尽快地进行改革。事实上定期大修的确会增加总故障率，原因在于它 将初期的高故障率引入到设备低故障期。为此，我们提倡状态修理，特别 b c d e * 避格 替避辑 哥避辑 碍赶辑 井赶衽 第三章故障分析理论 是结构复杂的现代化设备，充分利用潜在故障己经发生并在其转变成为功 能性故障之前的这段时间做好状态监测，针对故障前兆，实施状态修理， 可使维修工作量和费用大大下降。 3 2 3 减少故障损失的