第十章 设备维修管理

1、中北大学经济与管理学院1第10章 设备维修管理10.1 设备管理概述10.2 生产维修10.3 基本维护决策中北大学经济与管理学院2 10.1 设备管理概述n10.1.1 10.1.1 设备维修管理的概念设备维修管理的概念n10.1.2 10.1.2 设备维修的发展阶段设备维修的发展阶段n10.1.3 10.1.3 设备综合工程学设备综合工程学中北大学经济与管理学院310.1.1 设备维修概念1、定义：n英国标准英国标准38113811号给号给“维修维修”下的定义是：下的定义是：“各种技各种技术行动与相关的管理行动相配合，其目的是使一个术行动与相关的管理行动相配合，其目的是使一个物件保持在或者

2、恢复达到能履行它所规定功能的状物件保持在或者恢复达到能履行它所规定功能的状态。态。”n设备维修管理：设备维修管理：指依据企业的生产经营目标，通过指依据企业的生产经营目标，通过一系列的技术、经济和组织措施，对设备寿命周期一系列的技术、经济和组织措施，对设备寿命周期内的所有设备物质运动形态和价值运动形态进行的内的所有设备物质运动形态和价值运动形态进行的综合管理工作综合管理工作。中北大学经济与管理学院410.1.1 设备维修概念（续）2、设备管理的影响、设备管理的影响n设备管理水平的高低直接影响企业的计划、交货期、生产过程的均衡性等方面的工作；n设备管理水平的高低直接关系到企业产品的产量和质量；n设

3、备管理水平的高低直接影响着产品制造成本的高低；n设备管理水平的高低关系到安全生产和环境保护；n设备管理水平的高低影响着企业生产资金的合理使用。（50%-60%）中北大学经济与管理学院510.1.1 设备维修概念（续）设备维修概念（续）3、设备管理的主要内容：、设备管理的主要内容：n依据企业经营目标及生产需要制定设备规划；依据企业经营目标及生产需要制定设备规划；n选择、购置、安装调试所需设备；选择、购置、安装调试所需设备；n对投入运行的设备正确、合理地使用；对投入运行的设备正确、合理地使用；n精心维护保养和及时检查设备，保证设备正精心维护保养和及时检查设备，保证设备正常运行；常运行；n适时改造和

4、更新设备。适时改造和更新设备。中北大学经济与管理学院610.1.2 设备维修发展阶段4、设备维修体制发展的五个阶段n事后修理n预防维修n生产维修（50年代）n维修预防（维修预防（6060年代）年代）n设备综合管理（70年代）目的：提高企业生产经济效果；目的：提高企业生产经济效果；特点：根据设备重要性选用维修保特点：根据设备重要性选用维修保养方法。重点设备？一般设备？养方法。重点设备？一般设备？以预防为主，加强日常检查和定期以预防为主，加强日常检查和定期检查，根据零件磨损规律和检查结检查，根据零件磨损规律和检查结果，在设备发生故障之前有计划地果，在设备发生故障之前有计划地进行修理。进行修理。在设

5、备设计、制造阶段就在设备设计、制造阶段就考虑维修问题，提高设备的考虑维修问题，提高设备的可靠性和易修性。可靠性和易修性。产生于英国，日本：产生于英国，日本：TPMTPM，全，全面生产维修制。面生产维修制。 基于状态维修和智能维修等基于状态维修和智能维修等新方法。新方法。中北大学经济与管理学院710.1.3 设备综合工程学5、设备、设备综合工程学特点综合工程学特点n把设备的最经济寿命周期费用作为其研究目的。 （设置费、维持费）n把与设备有关的工程技术、财务、管理等方面结合起来进行综合性管理n研究提高设备的可靠性、维修性设计，提高设计的质量和效率n把设备的一生，即整个寿命周期作为管理和研究的对象n

6、强调设备的设计、使用和费用的信息反馈（生产商与用户之间）中北大学经济与管理学院810.2 生产维修n10.2.1 10.2.1 综述综述n10.2.2 10.2.2 机器零件磨损的规律机器零件磨损的规律n10.2.3 10.2.3 设备故障曲线设备故障曲线n10.2.4 10.2.4 设备维修体制设备维修体制n10.2.5 10.2.5 全面生产维修制全面生产维修制中北大学经济与管理学院910.2.1 综述1、设备维修理论的两种基本观点：n第一种观点建立在摩擦学基础之上，以研究机械磨损规律的“设备修理周期结构”理论。n第二种观点是建立在故障物理学基础之上，以研究故障规律和设备可靠性的“故障分析

7、与状态管理”理论。中北大学经济与管理学院102、维修术语：、维修术语：（1）平均故障期）平均故障期（mean time between failure, MTBF），为故障率的倒数。），为故障率的倒数。（2）平均维修时间）平均维修时间(mean time to repair, MTTR)（3）可用性（）可用性（availability） 可用性用机器运行时间的平均值加以衡量。可用性用机器运行时间的平均值加以衡量。 设备管理就是要缩短平均维修时间，提高设备设备管理就是要缩短平均维修时间，提高设备的可用性，减少故障率。的可用性，减少故障率。10.2.1 综述中北大学经济与管理学院1110.2.2

8、机器零件磨损的规律1 1、零件从投入使用到磨损报废一、零件从投入使用到磨损报废一般可以分为三个阶段：般可以分为三个阶段：n初期磨损期初期磨损期 零件的表面宏观几何和微观几何都要零件的表面宏观几何和微观几何都要发生明显变化，磨损速度很快。这一阶段发生明显变化，磨损速度很快。这一阶段对设备来说没有什么危害，而是设备进入对设备来说没有什么危害，而是设备进入正常运转的必经阶段，称正常运转的必经阶段，称“跑合跑合”、“磨磨合合”。如汽车的情况。如汽车的情况。n正常磨损期正常磨损期 经跑合磨损后，设备各个部分进入了经跑合磨损后，设备各个部分进入了正常工作状态。零件磨损比较缓慢。正常工作状态。零件磨损比较缓

9、慢。n急剧磨损期急剧磨损期 零件是有一定寿命的。经过一段时间零件是有一定寿命的。经过一段时间以后，正常磨损关系破坏了，这时候的磨以后，正常磨损关系破坏了，这时候的磨损速度非常块，短时间内就可以使零件丧损速度非常块，短时间内就可以使零件丧失应有的精度或强度。失应有的精度或强度。中北大学经济与管理学院1210.2.3 设备故障曲线设备故障曲线第一段为第一段为初期故障时期初期故障时期。这段时期的故障主要是这段时期的故障主要是由于设计上的原因，操由于设计上的原因，操作上的不习惯，新装配作上的不习惯，新装配零件没有跑合，质量不零件没有跑合，质量不好等。好等。第二段为第二段为偶发故障期偶发故障期。设。设备

10、处于正常运转阶段，备处于正常运转阶段，故障率较低，一般由于故障率较低，一般由于维护不好和操作失误引维护不好和操作失误引起的偶然故障。起的偶然故障。第三段为第三段为磨损故障期磨损故障期。零。零件开始老化，故障率逐件开始老化，故障率逐渐上升。渐上升。 t图图142：设备故障曲线：设备故障曲线I IIIII正常区正常区恶劣区恶劣区( ) t0( )t设备故障曲线设备故障曲线（浴盆曲线）（浴盆曲线）中北大学经济与管理学院1310.2.4 设备计划预防维修体制1 1、计划预修制、计划预修制n计划预修制是根据零件的一般磨损规律和设备故障计划预修制是根据零件的一般磨损规律和设备故障规律，有计划地进行维修，在

11、故障发生之前修复或规律，有计划地进行维修，在故障发生之前修复或更换已磨损或老化的零件。更换已磨损或老化的零件。日 常 维 护设 备 的 维 护定 期 清 洗 换 油定 期 检 查计 划 预 修 制小 修计 划 修 理中 修大 修中北大学经济与管理学院1410.2.4 设备维修体制（续）2 2、实现计划修理的方法：、实现计划修理的方法：n由于设备的重要程度和结构的繁简程度不同，以由于设备的重要程度和结构的繁简程度不同，以及对零件使用寿命的掌握程度不同，因此，规定及对零件使用寿命的掌握程度不同，因此，规定了三种不同的实现计划修理的方法。了三种不同的实现计划修理的方法。（1）标准修理法，又叫强制修理

12、法（重要设备，如（重要设备，如动力设备、自动线上的设备）动力设备、自动线上的设备）（2）定期修理法（3）检查后修理法中北大学经济与管理学院1510.2.5 全面生产维修制（Total Production Maintenance，简称，简称TPM） 1 1、TPMTPM的基本思想：的基本思想： （1 1）全效益，）全效益，是指要求设备一生的寿命周期的费用最小、是指要求设备一生的寿命周期的费用最小、输出最大，及设备综合效率最高。输出最大，及设备综合效率最高。 设备综合效率设备综合效率 （2 2）全系统）全系统，从设备的设计、制造、使用、维修、改造从设备的设计、制造、使用、维修、改造到更新的设备一

13、生的管理。到更新的设备一生的管理。（3 3）全员参加）全员参加，凡是和设备规划、设计、制造、使用、凡是和设备规划、设计、制造、使用、维修有关的部门和人员都参加到设备管理行列中维修有关的部门和人员都参加到设备管理行列中 设备寿命周期的输出设备寿命周期的输出设备寿命周期的输入设备寿命周期的输入中北大学经济与管理学院162、TPM的基本特征的基本特征n以提高设备综合效率为目标n建立以设备一生为对象的生产维修总系统n涉及设备的计划、使用、保养等所有部门n从最高领导到第一线工人全体成员参加n从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 10.2.5 全面生产维修制全面生产维修制中北大学经济

14、与管理学院173、TPM的主要内容：n日常点检（点检卡）n定期检查n计划修理n改善性维修n故障修理n维修记录分析n开展5S活动（整理（Seiri）、整顿（Seiton） 清洁（Seisoh）、清扫（Seiketsu）、教养（Shitsuke）10.2.5 全面生产维修制全面生产维修制中北大学经济与管理学院18整理整理:区分要与不要的物品，现场只有必需品区分要与不要的物品，现场只有必需品整顿整顿:整理后科学布置与摆放整理后科学布置与摆放(定置管理定置管理)清扫清扫:现场干净现场干净清洁清洁:状态保持状态保持素养素养:作业习惯、行为规范，最终目标作业习惯、行为规范，最终目标10.2.5 全面生产维

15、修制全面生产维修制5S活动内容：活动内容：中北大学经济与管理学院19中北大学经济与管理学院20中北大学经济与管理学院21中北大学经济与管理学院22中北大学经济与管理学院23中北大学经济与管理学院24中北大学经济与管理学院25中北大学经济与管理学院26中北大学经济与管理学院27中北大学经济与管理学院2810.3 基本维护决策1 1、集中维修与分散维修、集中维修与分散维修2 2、委托维修与自行维修、委托维修与自行维修3 3、备用设备问题、备用设备问题4 4、预防性维修和事后修理、预防性维修和事后修理5 5、更换年限决策、更换年限决策中北大学经济与管理学院291、集中维修与分散维修集中维修与分散维修

16、（1）集中维修）集中维修n集中维修指把所有维修力量集中起来组成专集中维修指把所有维修力量集中起来组成专门的设备维修部门，负责整个企业的设备维门的设备维修部门，负责整个企业的设备维修工作。修工作。n优点优点：有利于提高维修技术水平，集中力量：有利于提高维修技术水平，集中力量完成复杂、技术难度大的维修任务。完成复杂、技术难度大的维修任务。n缺点缺点：易出现生产与维修的脱节，不能及时：易出现生产与维修的脱节，不能及时处理故障。处理故障。中北大学经济与管理学院30（2）分散维修）分散维修n分散维修就是由企业的各个下层部门分别设立维修小组，每一个小组负责本部门的设备维修工作。n优点：把各部门的生产与维修

17、统一起来，维修时间灵活。n缺点：分散了维修力量，难以处理技术难度大的维修任务。2、委托维修与自行维修、委托维修与自行维修1、集中维修与分散维修、集中维修与分散维修中北大学经济与管理学院313、备用设备问题n某些情况下，一旦设备出现故障，就有可能造成很某些情况下，一旦设备出现故障，就有可能造成很大的损失。备用设备就是为了缓解这种情况而出现大的损失。备用设备就是为了缓解这种情况而出现的。然而，备用设备会占用大量的资金，造成成本的。然而，备用设备会占用大量的资金，造成成本上升。设备管理就是的任务之一就是要找到一个平上升。设备管理就是的任务之一就是要找到一个平衡点。衡点。见书本见书本P428例题例题中

18、北大学经济与管理学院324 4、预防性维修与事后修理、预防性维修与事后修理n是采取预防性维修还是采取设备发生故障后再是采取预防性维修还是采取设备发生故障后再来抢修，这也是一个设备维修的决策问题。通来抢修，这也是一个设备维修的决策问题。通常，管理人员从成本的角度衡量，寻求总成本常，管理人员从成本的角度衡量，寻求总成本最低的预防性维修水平，避免造成过渡维修。最低的预防性维修水平，避免造成过渡维修。中北大学经济与管理学院335、更换年限决策更换年限决策讨论总费用最低的零件更换年限的确定问题。讨论总费用最低的零件更换年限的确定问题。n假设：机器维护费用随着机器的使用年限而增加。假设：机器维护费用随着机

19、器的使用年限而增加。这里所讨论的模型既使用于连续工作的设备，也这里所讨论的模型既使用于连续工作的设备，也适用于间歇工作的机器。适用于间歇工作的机器。n假设，更换某个零件的费用是假设，更换某个零件的费用是K，该零件在工作，该零件在工作年限为年限为u u时的运行费用是时的运行费用是C C（u u），且，且C C（u u）的初）的初始值是始值是auau。边际更换费用随时间的推移而降低，。边际更换费用随时间的推移而降低，边际运行维护费用随时间推移而上升。边际运行维护费用随时间推移而上升。总费用总费用是是零件更换费用与维护费用之和零件更换费用与维护费用之和，这里要找到总费，这里要找到总费用最低的更换时间点。用最低的更换时间点。中北大学经济与管理学院345、更换年限决策（续）更换年限决策（续）为了简化问题，假设n机器连续运转；n不考虑停机修理时间；n机器上的每一个新零件具有相同的特征；n只考虑更换费用和运行维护费用；n目标是取得长期总费用最低；n维护一个零件运行费用是auau，更换一个零件的费用是K。中北大学经济与管理学院355、更换年限决策（续）20032( )/2( ),( )1( )()220,( )145*,( )20,*2ttkC u duauduatG ttG tatKatG tKtttG ttTG