石大设备维修管理工程学课件01绪论

设备维修管理工程学工业工程专业石河子大学机械电气工程学院动力车辆教研室绪论一、本学科的研究对象、任务及内容一）本学科的研究对象机械设备维修工程学是一门新兴的综合学科，近一百年来，这门学科的理论和重要地位已经在生产实践中得到了发展和考验，已得到了世界公认，1974年世界联合国教科文组织将其列入技术科学学科分类目录。因此它属于一门技术学科。从科学学的角度，作为一门科学必须具备三项条件：1、必须有自己独特的研究对象；2、必须有自己独特的研究领域；3、必须有自己独特的概念和范畴研究对象：有故障的机械设备。研究领域：机械设备的故障机理和规律，以及相应于这一套机理和规律的、符合客观经济规律的维修组织和维修技术。研究的概念和范畴：涉及到的主要概念是故障、故障率、故障间隔时间、修理极限、允许不修值、维修性、维修度、可靠度、有效度等。维修工程学把维修作为一种重要而具有普遍意义的现象来研究，考察维修在现代技术装备使用及其管理中的地位和功能，揭示现代维修的客观规律，分析其体系结构，探讨现代维修管理的理论和方法，使人们在具体的维修实践及自觉地认识和驾驭现代设备维修方面，有感性认识上升到理性认识。二）维修工程学的任务

1、研究机械工程设备性能恶化的规律和机理，寻求延长机械设备寿命和改善设备可靠性的途径——建立具有本学科特点并能指导维修工程时间的机械维修理论体系；

2、运用现代科学技术成果，研究适用的维修安装技术和工艺，为维修生产提供先进手段；

3、以系统最佳经济效益为准则，研究维修管理的理论和方法，为维修决策提供科学的依据。研究设备维修工程学的目的：

是寻求科学的维修手段（装备、技术、方式），在特定的条件下，以最小的劳动消耗去获取系统最佳的经济效益（直接和间接的）三）维修工程的理论体系和内容1、维修科学所特有的矛盾

按照唯物辩证的观点，对于某一现象的领域所特有的某一矛盾的研究，就构成某一门学科的对象。维修工程学的研究对象是各种故障机械或设备的维修。

马克思在《资本论》第二卷（人民出版社1975）指出“一台机器的构造，不管怎样完善无缺，但进入生产过程后，在实际使用时就会出现一些缺陷，必须用补充劳动来纠正。另一方面，机器越是超过它的中年期，因为正常的磨损越是增多，构成机器的材料越是消耗和衰老，使它维持到平均寿命的末期所需要的修理劳动就月频繁、越多”

这说明,任何机械设备都有从设计、制造、使用、维修、再使用、再维修，直到退役、淘汰的不同运动的发展阶段——这个总过程就称之为全寿命周期

全寿命周期的机械或设备维修的特殊矛盾性，正是通过故障与维修这两个矛盾方面相互斗争的运动形式而体现的。围绕这一总的特殊矛盾，全寿命周期的不同阶段还具有不同的物质运动形态的矛盾：

1）在机械或设备设计制造阶段可靠性与维修性等维修性能（品质）设计同使用性能设计的矛盾，同维修保障要求的矛盾；加工工艺、原材料同设计要求的矛盾等，这些都是这一阶段物质运动的特殊矛盾。2）使用阶段物质运动形态则是机械或设备工作能力的丧失与恢复，老化与更新等一系列矛盾的斗争。维修科学这门新兴学科正是综合分析机械或设备全寿命各阶段的物质运动的不同矛盾，研究他们之间的有机联系，把各阶段许多有关的分支科学统一起来，从而构成一个完整的知识体系。2、维修科学的理论体系

随着可靠性理论和维修性理论的相继成熟，又为维修科学所研究的两个相互矛盾方面——故障（主要方面）与维修找到了理论依据，这两大理论就是维修科学所特有的基础理论。在国外近二、三十年来，维修科学这一领域中，首先逐个产生了许多分支学科，研究范围十分广阔，跨及基础科学、技术科学、工程技术和社会科学，同时又正在形成维修科学本身从基础理论到应用的综合而统一的学科体系。机械设备维修工程学维修设计理论维修技术理论维修生产理论可靠性工程维修性工程维修人素工程维修环境工程全寿命后勤保障研究专业理论无损检测——测试技术修理工艺及原理故障分析（工程诊断学）维修技术研究维修系统维修运筹学物料搬运学维修组织管理维修信息管理维修技术经济状态监测故障诊断技术现代维修科学的组成部分及相互关系关于维修设计问题

保证设备的设计便于维修，并同时能提供一个经济有效的保障体系，这是维修科学的首要目的维修设计理论就是维修科学在装备设计阶段的具体理论，内容包括：维修性能品质设计和保障设计两部分，

1）维修性能设计的主要工程技术理论有：可靠性工程、维修性工程、环境工程、人素工程等；

2）维修保障设计的理论（又叫全寿命后勤保障研究）有：全寿命费用分析，维修组织与设备、设施，维修人员与训练，器材、备件、技术文件等。

维修科学要求设备设计阶段的维修性能设计与维修保障设计两者之间必须保持最佳平衡。关于维修生产问题

设备维修具有生产性质，它的“产品”是“最大数量的设备经常保持良好的工作准备状态”。

维修生产就是指“从设备使用阶段到淘汰这一其间的全部维修活动”随着现代科技的发展，维修生产已分为：维修生产管理和维修生产技术两部分。

维修生产管理的基本目的：科学合理地组织与实施设备在现场和工厂的维修，并经济有效地控制与管理维修保障能力。

维修生产技术的研究内容除上述外，还包括专业理论、维修手段和故障分析。3、维修工程技术学科总体构架维修工程学科三大组成部分：维修设计、维修生产管理、维修技术主要由可靠性与维修性理论、设备维修管理学、设备维修经济学、维修工艺学、设备故障诊断技术、设备故障诊断学等内容构成。其中可靠性与维修性理论（故障理论）是本学科的理论基础，在学科中起支配作用；维修管理工程是保证，是维修理论的核心；维修技术属于具体的生产技术，它是手段，诊断是维修的基础，设备故障诊断学是诊断技术的基础;而设备维修管理学、设备维修经济学又是管理科学和经济学向设备工程领域的渗透，追求经济效益是目标，这就构成了维修学科的体系。可靠性与维修性理论故障统计理论故障物理故障形状的研究维修理论老化理论失效理论维修理论的基础

维修理论的基础有两部分：一部分是现代科学技术体系中的基础科学；另一部分是与维修科学有关的技术科学。它们是直接指导各类维修工程技术研究的基础理论。故障理论是本学科的理论基础，在学科中起支配作用，它揭示了机械设备投入生产后的运动规律，是维修战略（维修方式、策略、管理、改造、更新等）的决策依据，并对维修技术的应用和发展有重要的影响。

故障理论是在可靠性、维修性、摩擦磨损润滑学、工程诊断学、金属物理、断裂物理等学科的基础上，以及运用先进测试技术和手段，在同维修实践相结合的过程中，建立和发展起来的一门综合性理论。

故障统计理论就是应用可靠性理论，从宏观现象上，定性和定量描述系统运动过程的模型、特点和规律；

故障物理则采用先进的测试技术和理化方法，分析单元的损坏或老化过程，并从微观或亚微观的水平研究故障机理，从本质上揭示故障单元的发生和发展过程；

故障形状的研究，是把故障机理和故障分析的研究归结到故障的具体形态上，实质上是故障分类法和比较法的辩证统一。

维修理论（或称可靠性控制理论）研究的主要问题：维修及维修方式对设备可靠性特征量的影响；维修对设备可靠性改善的作用界限；维修参数的确定和计算及维修决策的理论根据。

维修工艺学属于具体的生产技术，其综合反映得更为突出，多数维修工艺是借用或移植有关工程技术学科的成果，它是手段。压力容器维修动力设备维修液压气动设备维修化工设备维修仪器仪表维修…..机械设备故障诊断学诊断物理化学学诊断信息学诊断逻辑数学原理非电量电子测量技术信号处理技术计算机技术机械设备故障诊断技术专门化诊断技术专业化诊断技术电子诊断技术电气诊断技术机械诊断技术振动分析油液分析无损检测……仪表检测线路分析设备维修工艺学专业化维修技术专门化维修技术电子维修技术电气维修技术机械维修技术压力容器维修动力设备维修液压气动设备维修化工设备维修仪器仪表维修…..弃件法参数调整法修改设计法喷涂刷镀机械加工维修管理工程

是维修理论的核心或主干学科。它实质上是一门研究维修管理规律性的学科，它从维修的整体出发，以系统为对象，对维修进行宏观分析和研究。

维修管理在维修工程学科中的主要任务（或职能）是：

研究维修的组织、计划控制的基本原理和法则，提出符合客观实际的维修思想、方针政策，对设备维修提供政策性的指导与最优决策；筹划维修资源保障；对维修生产计划进行控制。

维修管理吸取了运筹学、信息论、控制论、经营理论等现代管理手段和方法，运用可靠性工程、维修性工程等现代科学技术成果，采用系统工程的方法，以设备的一生（全寿命）为管理范围，在设计、研制阶段就开始着手规划和监督设备的维修性能设计和维修保障设计；在使用阶段，对维修活动加以组织、控制和改进；研究保证设备正常技术状态所需的人、财、物资、信息等资源与设备的最佳组合。由于它涉及整个维修理论体系的各个组成部分，而且起指导作用，因而成为维修理论的核心。设备维修管理学专业化设备管理专门化设备管理前期管理维修管理备件管理台帐管理故障管理精度管理润滑管理技改管理压力容器管理动力设备管理液压气动设备管理化工设备管理仪器仪表管理……

维修管理内容分为两部分：宏观——系统管理；微观——企业管理。

维修系统管理（维修宏观管理）——维修方针和维修方式：是研究消除故障和缩短维修时间的各种对策，根据不同设备系统的故障模型，确定维修方式，选择最佳维修时机。

维修企业管理（微观管理）：根据维修的特点研究维修企业（厂、场、站）内部计划管理、质量管理、技术管理、劳动组织，并研究涉及企业外部的经营管理。

维修信息管理是维修管理的基础。维修信息是指研究和实施维修所需的各种数据、资料、标准等。维修信息管理是指对维修信息进行收集、分类、整理、分析、加工、交流、反馈等。

维修资源保障是研究维修人员和维修设备的配套维修配件和器材的贮备及维修费用的预测等。设备技术经济分析投资效益分析折旧分析设备寿命周期费用分析设备综合效率分析设备维修技术经济学维修技术经济

经济效益是一切经营活动追求的目标，因此维修技术经济是本学科的重要内容，它用经济理论、价值工程原理和方法，研究维修技术政策、方针、措施的经济效益。二、维修在国民经济发展中的作用

当代工业发展的一个重要标志就是设备的技术进步。人类的发明和研究成果，多数都物化为具体的设备，设备已成为当代各种先进科学技术的荟萃。随着设备复杂程度不断提高，设备的操作日益简单，对操作人员的技术、技艺要求越来越低，而对维修人员的技术、知识水平要求越来越高。当代的设备维修，已经是传统概念下的维修工所难以胜任的工作。国内外统计资料表明，近10年工业的发展，企业生产能力提高了几倍或十几倍，设备操作人员却没有增加或略有减少，而维修人员(包括为企业服务的外部维修人员)却不断增加。

如瑞典，1971~79年，造纸业、制造业等部门维修工人实际增长10%左右，而工人总人数却减少了16.8%和6.8%。纺织工业总人数大幅度减少，而维修工人比例仍然增长了2%。机器制造业中，基本生产工人与维修工人之比，前苏联5:1,美国10:1。美国保养修理汽车的工人数量比汽车工业工人多10倍。维修费用几乎为原设备购置费用的3~20倍，飞机维修为购置费的5倍，汽车是6倍，机床是8倍。

上世纪50年代中期，美国国防部平均每天花费到武器系统上的维修费高达2500万美元，每年需90亿美元，约占当时国防费用预算的1/4。此外维修还带来5%的生产损失费（或销售费用），1967年美国对岸12000家大企业调查统计，发现这些企业平均没停工1分钟的损失达20000美元。美国、日本、英国和德国等国，役龄在10~20年的机床仍占据着主要工作位置，役龄在20年以上的，占总拥有量的20%以上。修理所用能耗只有全新制造的1/4~1/5。

美国有近3000家再生企业，再生件占市场销售情况：柴油机61~70%，气缸盖71~80%，水泵71~80%，离合器51~60%，曲轴>40%，交流发电机>80%。英国76年用于维修费用为25亿美元。再生价格为原件价格30~50%。

随着企业管理水平的提高和管理者的成熟，对设备维修也有了更高层次的认识。然而，设备技术容量的增加和维修人员技术水平低下的矛盾日显尖锐。不少进口设备发生故障，不得不从国外的设备生产厂请来工程师进行维修，既影响生产，又要为此付出高昂的费用。近10年来，整个珠江三角洲地区引进各种生产线、流水线几千条，高级自动化设备成千上万台套。企业急需了解这些设备性能、懂得维护保养、熟悉故障诊断、驾驭设备维修决策和维修技术的专门人才。三、维修在国内外发展简介

60年代至今，世界上先进的工业发达国家为适应激烈的市场竟争的需要，不断地寻求和创造新的、先进的管理理论和模式。在设备管理与维修方面也出现了重大的突破，相继出现了“后勤学”、“设备综合工程学”、“全员生产维修(TPM)”、“以可靠性为中心的维修(RCM)”、“适时管理(JIT)”等现代设备管理与维修理论和与之相适应的模式。

1966年美国军事工程方面“维修工程学”和“后勤工程学”；1973年日本提出“全员生产维修”；上世纪70年代英国形成“设备综合工程学”，1974年设立设备综合工程学委员会；同年欧洲十二国结成维修联盟，推广设备综合工程学理论；同年设备综合工程学被联合国教科文组织正式列入技术科学分类目录中。

后勤学、设备综合工程学和全员生产维修三种模式的共同点在于都是追求设备的寿命周期费用最经济。如图l所示。

后勤学是以产品、系统、计划、设备等所有资源为对象，追求寿命周期费用最经济，应用于各种资源的整个周期过程，包括系统管理、系统设计与开发和生产支援、流通过程的管理与服务。

设备综合工程学是以固定资产即设备为对象，是对设备的全寿命周期进行监控，以求达到更高的可用状态，并使设备的维修费用和维修造成的时间损失得到优化。

全员生产维修(TPM)是对设备综合工程学的发展，它旨在通过改善人和设备的素质来改善企业的素质，从而最大限度地提高设备的综合效率，实现企业的最佳经济效益。

TPM以提高设备的综合效率为目的，但其最终目的是充分发挥和保持设备的固有能力，即维持人和机器的最佳状态—极限状态。这里的极限状态是指达到最大限度的状态，就是向“使故障为零”、“使废次品为零”这一目标挑战，为逐步接近于零作最大限度的努力。

以可靠性为中心的维修(RCM)与前三种模式相同之处在于都注重设备的经济效益，前三种模式是追求设备的寿命周期费用最经济，RCM则是通过优化设备的使用、维修、改进、更新等各环节，以最低的费用实现设备的期望值。不同之处在于RCM对传统的维修思维方式和维修行为方式提出了挑战，其维修策略是建立在故障模式、故障影响和故障后果上，是一种将预防维修、预知维修和主动维修等结合起来的总体维修模式。实施RCM更有助于企业提高设备的安全性和保护环境、提高设备运行性能、提高维修人员的主观能动性、降低设备维修费用。适时管理(JIT)与前面模式相同之处在于都注重设备维修的经济性，强调全员参与。不同之处在于它的全面生产维修强调了全面质量控制，认为设备维修和提高产品质量一样都是企业每个人的职责，要求在百分之百的时间里实现百分之百的优质。上述各种模式充分体现了市场竞争、设备效益、全系统、全员参与、质量控制等新的思想观念，同时还运用了行为科学理论作好对人的管理。

DKIN(德国维修协会)是与EFNMS(欧洲国家维修联合会)同年成立的，在1974年首先制定并出版DIN13105（国家级工业标准）《维修的术语定义及措施》，并历经1978年、1982年、1985年三次修订，且至今仍在修订中。以DIN31051为首，还有如DIN31052《维修说明书的内容与结构》、DIN31054《维修中确定时间和建立时间系统的基本准则》等若干标准。VDI（德国工程师协会）专门设有设备维修与管理的工作组，并积极从事以准则为形式的标准化工作，如1981年出版的VDI一1000，对标准制定工作的原则作出规定，并针对具体的维修领域中的活动，制定了一套较为系统的技术规范和准则。欧共体维修领域标准活动简况

在全面推进的欧洲一体化进程中，欧洲标准委员会也在积极工作，其中技术标准组织中CEN/TC319的维修分组也是其成员之一，它又分五个工作组，即维修活动的分类、维修中的档案、维修合同、术语和维修措施活动中的质量控制。其中维修合同、术语及维修措施活动中的质量控制三项由德国有关机构领衔或直接参与进行。五个小组的活动相互联系、支持，又各自独立。下面简单引述各组活动的梗概：

维修活动的分类:推荐分成10个领域;，维修对象也同样如此分类;

维修中的档案:制定一份维修中的档案结构清单;，描述对象的内容;对档案使用的提示;

维修措施活动中的质量控制:推荐维修部门应用ISO9000族标准;对设备维修系统的建议;

维修合同:改善维修合同的质量并避免讨论和调整;使维修合同的可比较性成为可能;维修合同的分类及其组成形式的展示;*改善与跨国用户之间的关系;

维修术语:维修重要概念的金字塔结构;概念的定义及界定。

在“广州’97设备维修与管理国际会议”上，由广州大学提出的“维修—中国教育的紧迫课题”，引起了与会者的广泛关注。1996年5月在丹麦召开的欧洲维修团体联盟国际会议上，瑞士维修协会主席沃尔特先生也呼吁国际社会对维修工程教育的重视。可见，维修工程教育问题已逐渐成为全世界工业界乃至教育界关注的热点。

我国改革开放以来，市场经济体制改革逐渐成熟，企业使用着大量的高速化、自动化设备，先进的设备和激烈的市场竞争都要求设备管理与维修现代化，要求认真研究和消化吸收世界上先进的设备管理与维修理论和模式，以尽快建立适合我国企业实际的设备管理与维修模式。改革开放以来，我国设备管理与维修方面的专家学者，各级领导和企业部门的行家，在引进工业发达国家先进设备管理理论、体系、方法方面作了大量工作。

1979年中国机械工程学会设备维修专业学会重新恢复活动，1982年成立中国设备管理协会，各部、各省市学会和协会都活跃起来，现代设备管理理论的著作和译作增多。党和国家有关领导对设备工作给以应有的重视，并加强了组织和领导，使我国设备管理维修工作发生了质的变化。尤其是1987年国务院发布了<全民所有制工业交通企业设备管理条例》，这是我国政府颁发的第一个设备管理工作的重要法规性文件。1998年5月25日至27日在北京召开了修订《设备管理条例》研讨会。

认真研究和消化吸收先进的设备管理与维修理论和模式，以尽快建立适合我国企业实际的设备管理与维修模式;首要的间题是破除传统的思想观念，建立起适应社会主义市场经济的新思想观念。

任何先进的管理模式都要通过企业全体员工坚持不懈地去努力实施，才能达到期望的目标。首先应使全体员工认识和理解现代模式，坚信现代模式是可实现的和会给企业带来巨大经济效益的。使全体员工更多地参与决策和解决问题，使他们有更多的自由在适当的范围内自行决定如何最有效地实现模式，这种“参与”和“使命感”，就会进一步产生“主人翁意识”，就会产生不断改进工作的“责任感”。目前面临以下观念转变:1.从设备是组织生产的重要手段转变为在社会主义市场经济条件下，设备是企业参与生产竞争的重要物质资源，重要资产和资本。2.从向设备技术要效益转变为向设备管理一生各环节要效益。

3.从设备管理仅是设备管理和维修部门的事转变为从企业领导到第一线工人全员参与，培养和重视职工的参与精神和创新能力。

4.在设备的选型和使用、维修中，从仅注重设备的功能性转变为注重设备的功能性、可靠性、维修性和经济性。

5.从追求设备的完好转变为迫求产品的优质。四、学习要求及方法

1、维修工程有其独特的学科特点和教育规律

维修工程学科与一般工程学科相比，有其自身的特点，这是其他程学科所难以包容和覆盖的，其主要特征如下：

1）为适应当代设备的复杂性、综合性等特点，维修工程技术学科应给予学生更广泛的物理、化学、机械、电气及电子方面知识。其知识结构应精泛并举，以泛为主；

2）维修工程技术学科应该让学生了解一些专门化的设计知识，如机械设计、电路设计等等，但不必求精，因他们将来主要不是设计者。相反，应尽可能给以他们设备结构和原理方面的知识，以便把他们造就成维修工程师；

3）维修工程技术学科应突出以下四方面的知