浅谈常见设备的维修策略

浅谈常见设备的维修策略

1状态维修的概念目前，设备维修主要采用三种维修策略：后维修、定维修和状态维修。事后维修是设备运行直到发生故障而停机后才进行的维修。事后维修的特点是发生故障后维修、被动维修。定期维修也称作周期性预防维修,是为降低故障发生率和部件的功能衰退,根据预先确定的时间间隔或指定标准执行的维修。定期维修的特点是周期性预防维修、主动维修。状态维修也称作状态监测维修或计划性预测维修,是基于实时或接近实时评估设备状态,在设备出现了明显劣化后实施的维修策略。状态维修的特点是预测性维修、主动性维修、关键设备状态监测维修。尽管欧美等发达国家和地区已将设备故障诊断与状态监测技术广泛应用于航空、航天、军事、冶金、发电等各行业,并取得了极大的经济效益和社会效益,但相比而言,状态监测、状态维修在我国还是个新生事物,发展比较缓慢。近年来,很多企业开始引进或研制各类在线监测装置和不同功能的综合诊断软件,将重心偏移到状态维修策略,但却对状态维修的实际运行效果估计不足,主要存在以下3个方面问题。1.1状态维修的前提条件和手段状态维修一般没有固定的间隔期,维修技术人员根据监测数据的变化趋势做出判断,再确定维修计划。实现状态维修必须包括3方面的内容:状态监测、故障诊断与状态维修。因此,开展状态维修必须具备一定的基础条件。首先,先进的设备生产制造条件是实现状态维修的必要条件。例如,为了实时监测设备状态,为实施状态维修提供可靠的数据,需要在自动化程度高的设备中集成在线监测系统。其次,齐全的监测手段是实施状态维修的前提条件。状态维修是随着故障诊断技术的进步而发展起来的。如果检查手段落后,设备的劣化不能及时、准确地诊断出来,也就无法进行有效的状态维修。第三,科学的设备综合管理是开展状态维修的支撑条件。与国外相比,我国的维修管理现状不尽人意,其中非常重要的一个原因是企业对设备的维护管理不重视,各种原始记录,如设备的故障史、诊断与维修经验的积累和理论性的总结工作,大部分储存在部分技术人员和维修人员头脑中,未形成系统的资料,维修工作的科学性较差。显然,落后的设备综合管理无法为状态维修的故障诊断提供历史数据进行比较。1.2设备状态监控管理的策略尽管通过对设备状态的客观分析和在维修过程中采用动态控制和管理,状态维修能够有效地减少维修活动中的不确定性,但并不是所有设备都适合开展状态维修工作。在实际的设备管理工作中,根据设备的重要程度、优先等级和故障模式的特征,往往应采取不同的维修策略。本文将设备区分为关键设备、主要设备和次要设备。关键设备作为企业资产的重要组成部分,它们的运行状态直接影响到企业生产的整个运行过程,它们的停机或失效会造成生产过程的终止。因此,关键设备必须采用实时在线的手段对它们进行机械保护和状态监测管理。主要设备的失效会造成部分生产过程的终止或负荷减小,应采取定期维修的策略。次要设备是在生产过程中不重要、它们的失效对整个生产过程影响甚微的设备,因为要实现被测设备的状态检测必须花费相应的代价(人力、物力),所以对于大量重要性不大、价位不高的次要设备,采用事后维修的策略更为经济合理。此外,有些设备尽管关键,但由于其故障模式特征的识别在技术上存在困难,目前也不宜采用状态维修策略。状态维修是涉及到经营、管理、技术等的综合性问题,并不是只涉及到检修设备的微观问题。1.3在线监测设备的选择问题目前,已有不少企业不同程度开展了状态维修工作。但是,一些企业的效果并不是很理想,与期望值有一定的差距,总体看来,投入产出比、性能价格比都很不理想。究其原因,一是设备状态管理的初始费用投入很高。为了开展状态维修工作,企业需要安装在线检测设备,组建设备状态监测中心,配备相应数量的专业技术人员,配齐必要的监测仪器、仪表、设备等。但是,不少在线监测设备仍然难以长期正常运行,有的给出的数据不稳定或不真实,以致本来有可能及时发现的缺陷未能发现。二是对使用某些监测设备后所带来的效益以及所需的投入缺乏全面评估。例如,有些在线检测设备获得的状态数据不够理想,投入费用大大超出了产出。因此,在是否选用某种在线监测设备时,既要注意选择那些有实效、能稳定可靠实现其功能的设备,也要考虑其经济性。只有能提供设备有效、真实的状态信息,而且性能价格比高的才值得考虑。2维修策略的选择在事后维修、定期维修和状态维修这3种常见的维修策略中,应该从设备运行可靠性及经济性的更高要求出发,合理选择维修策略来降低设备使用的费用,提高生产经济效益,从而增强企业的竞争能力和发展能力。本文主要从设备特点和故障模式特征这两个角度来阐述维修策略的合理选择。设备维修策略的合理选择方法如图1所示。2.1维修策略的选择对于关键设备,由于其运行状态直接影响到企业生产的整个运行过程,因此在技术可行和经济可行等条件满足的前提下,首选采用状态维修策略,不可行时也必须采取定期维修策略;对于主要设备,除了在故障突发的特殊情况下,都应采用定期维修策略;对于次要设备,由于其失效对整个生产过程影响甚微,采用事后维修的策略更为经济合理。2.2注重设备运行的前期评估和日常维护主要从后果是否严重、状态是否渐变、状态是否聚集和状态是否可测等方面渐进判断并合理选择维修策略。对于后果不严重、状态突变的设备故障,主要采用事后维修的策略;对于状态渐变、离散且不可测的设备故障,主要采用定期维修策略;对于后果严重、状态渐变、聚集且可测的设备故障,在技术、经济可行的条件下,应采用状态维修策略。合理选择设备维修策略的基本步骤如下:(1)设备基本情况汇总。企业选择何种维修策略,必须紧密联系企业和设备的实际情况。在实施之前,需要对设备进行充分的调查研究,为维修方案的制定、实施和最终的效果评估提供详实的资料。汇总的内容主要包括:①设备的基本属性;②设备的性能参数;③设备维修的基本情况;④设备维修的期望目标;⑤维修工作的考核指标等。(2)设备运行管理模式评估。通过对现行的设备管理体系进行评估,判断已有的技术、维修设备和管理模式等能否支持状态维修;为达到预定的目标,还需要哪些技术支持和管理手段。(3)设备分类及可靠性评价。通过对设备进行分类和可靠性评价,判断哪些设备适合状态维修。可靠性评价的目标是从成本、效益、安全等角度系统评价不同设备在整个生产过程的重要性,可确定设备的薄弱环节、关键部位和重要程度,以及各种可能的潜在性故障及应采取的措施,揭示各种故障模式及其内部的联系,指导故障诊断和维修方案的制定,确定系统检测装置的最佳配备等。一般按以下步骤进行:①确定可靠性评价范围及评价程序,提出对设备重要程度的评价程序;②设备分类并对设备参数重要性排序,为可靠性评价选择基本参数;③选择实施状态维修的关键设备后,对其进行全面的可靠性评价。(4)设备维修策略的选择。主要任务是根据设备对系统可靠性以及对维修费用的影响,合理选择设备的维修策略。不管采用哪一种维修策略,目的都是为了降低维护、维修成本,提高企业的效益。事后维修、定期维修和状态维修这3种维修策略是可以相互结合的,并不应该绝对排斥。(5)设备维修计划评价和优化。通过经验总结和教训分析,评价采用的维修策略,明确现有维修策略的优缺点,优化并实施新的维修策略。3维修策略集成式不同的企业、不同的设备决定了不同的维修策略。一个完善的维修决策构架是由维修目标的设立经判别分析,然后合理选择维修策略,最终到具体实施维修等一系列步骤组成的。它将事后维修、定期维修、状态维修等几种维修策略集成,通过统一规划设计,不断改进和优化维修计划,将原来独立的方法组成一个协同工作的、功能更强的新体系。具体流程见图2。3.1设备维修费用是中小企业生产效益的重要内容设备维修的首要目标就是保证设备的安全性和可用性,但更重要的是为了企业目标的实现,即降低生产成本、提高生产效益。一般而言,企业合理的设备维修费用占企业总产值的1%～3%。设备维修费用越高,说明设备故障停机时间越长,对企业的效益就影响越大。一个综合的维修目标可以被划分为若干个子目标,如产品质量、设备的可用性、寿命、安全性、灵活性等。在对设备进行维修决策的最初阶段,首先应该确立目标,然后才能开展下一步的工作。3.2非关键设备的识别这里的关键设备指的是生产中的核心设备、重大设备、维修费用较高的设备以及影响安全生产的设备。根据设备故障对于安全的影响、设备故障对于环境的影响、故障发生的难易、对于生产损失的程度、对于其他设备间接的损坏程度、系统的复杂度等进行判断。分析和鉴别关键设备的目的是因为这些设备发生故障后会影响和危及系统的运行或是对使用人员和环境造成危害。这里的非关键设备指的是生产中运行状态不会直接影响到企业生产的整个运行过程的设备。可以将非关键设备区分为主要设备和次要设备。主要设备的失效最多只会造成部分生产过程的终止或负荷减小,次要设备的失效对整个生产过程影响甚微。3.3状态维修与经济可行性分析在对设备分类之后和选择正确的维修策略之前,首先要进行技术可行性分析,尤其是状态维修,对状态监测技术和故障诊断技术要求很高,主要是分析这些技术是否有效、准确和可靠。此外,由于设备状态维修包括设备的日常监测、实时数据判定、故障诊断、维修方式,因此,管理技术水平、人员技术水平等也决定了设备是否具有状态维修的潜力。如果一个维修策略在技术上可行,那么还要进行经济可行性分析。企业要遵循的原则是,既考虑费用最小化,又要追求收益最大化,最终实现利润最大化。如果现有的维修策略经过技术、经济可行性分析后符合实际情况,就没有必要对其改进;反之,应选择更合适的维修策略。3.4定期维修的基本内容在技术、经济等条件允许的范围内,首先分析事后维修策略的利弊,还需要确定在设备损坏后,采取紧急维修还是一般维修;如果判断事后维修策略不可行,考虑定期维修策略的可行性,定期维修的基本内容就是“日常维修、定期检查、清洗换油、计划修理”;如果定期维修策略造成“维修过剩”或“维修不足”的现象比较严重,而状态维修策略可以将故障和重大事故消灭在萌芽状态,也可控制维修费用,即可实施状态维修策略。状态维修通过设备劣化分析、状态预测后,可采取例行维护、计划性矫正或紧急性抢修等措施。3.5制定设备维修计划,进行设备配置在维修实施之前,考虑设备的特点和实际使用、负荷情况要对维修工艺进行编排,并制定设备维修计划。维修计划决策的优先目标可归纳为高安全性、低环境危险性、高使用规范性和低维修费用。维修计划需要在维修实践中不断完善,满足企业适应环境的要求。维修计划应该是动态的。3.6维修效果评定。对于维修计划的改进效果维修活动按照维修计划来具体实施。设备维修效果评估的主要目的是对各项维修活动效果做出评价,检验制定出的维修计划;发现维修计划中的缺陷,及时采取更有效的措施。维修效果的评定对于进一步改进维修计划起着非常重要的作用。因为按照维修计划实施维修活动,很可能出现理论上可行但在实际工作中却行不通的情况。4状态维修策略的设备特点现代企业中各种维修模式纷呈,所以要对设备采取针对性的、动态的、灵活的维修策略。单纯地对设备实施严格意义上的状态维修策略是不可能的,也是不必要的。未来的状态维修策略不可能完全代替定期维修策略,具体要看企业的性质及其设备的特点。应该对不同的设备采取不同的维修策略,甚至对同一台设备的不同部件采取不同的维修策略。通常而言,状态维修策略更适合于大型流程