第一章 20世紀設備管理歷史回顧

第一節 蘇聯的計劃預修制

蘇聯是以“計劃預修制”為主導的設備管理體制，這一制度是1923—1955年經過三十多年的不斷實踐和完善而逐漸形成的。

一、計劃預修制的含義

為了防止生產設備的意外故障，應按照預定的計劃進行一系列預防性修理，即計劃預修制，其全稱是“設備的統一計劃預修和使用制度”。其目的是保障設備正常運行和良好的生產能力，減少和避免設備因不正常的磨損、老化和腐蝕而造成的損壞，延長設備使用壽命，充分發揮設備潛力。

計劃預修制規定，設備在經過規定的開動時間以后，要進行預防性的定期檢查、調整和各類計劃修理。在計劃預修制中，各種不同設備的保養、修理周期、周期結構和間隔期是確定的。在這個規定的基礎上，組織實施預防性的定期檢查、保養和修理。

計劃預修制是依據設備磨損規律而制定的，也是在深入研究了設備磨損規律后逐漸形成、完善的。設備磨損一般存在如圖1.1-1所示的三個順序階段。第一階段為磨合階段（ AB段），這是設備的初期使用階段，這時設備零部件接觸面磨損較為劇烈，較快地消除了表面加工原有的粗糙部分，形成最佳表面粗糙度；第二階段為漸近磨損階段（ BC段），此階段是在一定的工作條件下，以相對恒定的速度磨損；第三階段為加劇磨損階段（ CD段），即設備磨損到一定程度，磨損加劇，以致影響設備的正常運行。

按照以上顯示的規律，設備維修的最佳選擇點應該是在設備由漸近磨損轉化為加劇磨損之前，即應選擇在 C點附近。從磨損規律上分析，計劃預修制有其科學、合理的內容。按照計劃預修制執行，顯然可以減少或避免設備故障的偶然性、意外性和自發性。計劃預修制還可以大大減少意外故障停機造成的損失，減少因故障停機而增加的勞動量和維修費用。

二、不同類型的計劃預修制

蘇聯早期建立了三種不同的維修制度，都屬于計劃預修制。

1.檢查后修理制度

這是一種以檢查獲得的狀態資料或統計資料為基礎的計劃預修制。它形成于20世紀30年代中期。檢查或修理制度曾在蘇聯得到過相當廣泛的推行。這種制度是通過定期的設備檢查，確定設備的狀態，根據設備狀態擬定修理周期和修理類別（級別），然后再編制設備修理計劃。

這種修理制度可以使修理工作納入計劃的軌道，并有可能預防設備的磨損。這種體制把定期檢查作為制訂計劃的先決條件，比傳統的事后維修前進了一大步。但是，它也存在著很多不足，因為當時的檢查儀器、手段、技術都比較落后，狀態的判斷包含一定的主觀因素，尤其是對于復雜程度比較高的設備，以當時的診斷技術，很難對設備狀態做出準確的判斷，因而影響計劃的準確性。

2.標準修理制度

這是一種以經驗為依據的計劃預修制。首先根據經驗制訂修理計劃；計劃一旦制訂，則按規定的周期對設備進行強制性修理，即在規定的期限內強制更換零件；按事先編制的維修內容、工作量和工藝路線及維修標準進行強制性修理。

這種制度于1932—1933年建立，直至1945年之前，曾做過多次修訂，但在蘇聯的推行一直不甚成功。因為經驗可能包含各種不科學的因素，零件的磨損允許極限與規定的使用周期很難完全符合，對計劃的準確性影響很大，往往造成維修過剩，反而增加了維修費用和停機時間損失；對那些因為磨損導致的故障停機，可能發生重大事故、人身傷害及經濟損失等后果。但是，這種制度仍有其積極的意義。

3.定期修理制度

這是一種以磨損規律為依據，以周期為基礎的計劃預修制。它于20世紀30年代初期自發產生，在不斷完善中逐漸形成了自己的理論。1939年《機器制造企業設備定期修理制度》一書出版，向各機器制造企業推廣這一體制；第二次世界大戰后才得到比較廣泛的推行。1955年又出版了《機器制造企業工藝設備的統一計劃預修制度》一書，經蘇聯部長會議批準，這一制度作為全蘇聯統一的設備修理制度，并得到全面推廣。

定期修理制度要求根據不同的設備特點、工作條件，研究其磨損規律，分析其開動臺時和修理工作量之間的關系；然后對設備使用周期、維修工作量和內容做出明確的規定，以此保證設備處于經常性的正常狀態。蘇聯后來的計劃預修制就是在這一制度的基礎上逐漸發展完善的。

三、計劃預修制的實施要點及內容

計劃預修制的依據是磨損，即認為影響設備運行的主要因素是磨損，而機器開動時間又決定著磨損的程度。因此，要研究和制定合理的開動臺時周期，對設備進行定期預防維修，防止設備急劇磨損失效，以達到延長設備壽命和減少設備維修工作量的目的。

這一制度有兩大支柱：修理周期結構和修理復雜系數。

所謂修理周期，是指兩次大修理之間的間隔時間；而修理周期結構，是指在一個修理周期中，按規定的順序進行的不同規模的計劃維修或保養維護的次序，如定期檢查、小修、中修、大修等。

對于不同設備，按照其磨損程度和維修工作量的不同，確定不同的修理類別及順序、間隔時間。設備的修理周期結構可以用數字代碼或字母代碼表示，如一臺設備以1—2—6—9表示其修理周期結構，意思是1次大修（K），2次中修（C），6次小修（M），還有9次檢查調整（O）。這一修理周期結構如圖1.1-2所示。

上述修理周期結構還可以字母形式表示為“K—M—M—C—M—M—C—M—M—K”。在每兩次修理之間安排一次檢查調整。

修理復雜系數是表示設備復雜程度的一個基本單位，用來計算勞動量和物資消耗量，從而確定維修工時定額、材料定額等。

1955年形成的完整的計劃預修制，對所有的機械、電氣設備都規定了修理復雜系數和修理周期結構，所有設備的維修都按照計劃執行。

1.計劃預修制的實施要點

（1）利用計劃修理達到故障預防的基本原則

首先，設備在經過一定周期的運行之后，按照修理計劃中的保養、修理周期結構執行，應可以滿足設備狀態的基本需要。其次，為消除設備故障缺陷所給出的計劃維修工作量，應能夠保證設備正常運行到下一次計劃維修；中間穿插進行的檢查維修，應納入整個維修計劃統籌考慮，檢查維修量的確定，應保證設備實際正常運行的周期與計劃維修周期一致；維修工作量應依據所尋求的最優維修間隔期和維修周期結構中的排列順序確定。最后，在兩次定期維修之間應進行計劃檢查，以保證更可靠的預防。

計劃預修制的核心是把設備維修納入計劃的軌道。這里存在一個計劃準確性的問題。只有當計劃維修的周期接近設備磨損發生故障的實際周期時，這種維修計劃才是最佳的，其經濟效益才是顯著的。否則，如果實際停機在計劃維修之前，會造成停機時間過多的生產損失；或者產生維修過剩，導致維修費用增加，也是不經濟的。

（2）計劃預修制依據的基本原則

1）為消除運行磨損所確定的維修工作量，取決于以下因素：①設備的工作條件；②設備的維修特性；③維修和技術維護工作的質量要求；④設備無維修運行臺時；⑤維修工人的平均勞動生產率水平。

2）無維修運行臺時的多少，決定著維修工作量的多少。如果設備長期運行而不進行維修，為恢復其正常工作性能而進行的維修工作量必然會增大。

3）設備在確定的運行周期進行維修，其維修工作量應該是固定的，即按照保證設備正常運行的計劃進行，定期維修的工作量是穩定的。

4）設備在運行一定時間后，進行強制的計劃維修，可以避免磨損加劇和因此可能增加的維修工作量。優化的、準確的計劃維修周期，應可以達到最小維修工作量，同時保持設備的正常運行。

5）設備維修的基本需求，可以通過循環的以相同維修周期結構進行的計劃維修來解決。

2.計劃預修制度的內容

所謂計劃預修，就是在設備運行一定臺時后，按照既定的計劃進行檢查、維護和修理（包含大修、中修及小修）。檢查、維護和修理的次序與期限，是根據設備的功能、特點、規格與工作條件確定的。在計劃預修制的工程實踐中，還可以通過對設備運行規律進行更深入的了解，適當調整維修間隔期，以便更符合實際，達到降低維修成本、提高維修質量和保證設備正常運行的目標。

計劃預修制的主要工作內容如下：

1）工作分類。把具體工作分成幾類，明確各類的內容。

①檢查與維護：清潔、潤滑、精度檢查和技術狀態檢查。②計劃性修理：小修理、中修理和大修理。

2）確定結構。制定各種不同設備的維修周期、維修間隔期和維修周期結構。

①維修周期：正在運行的設備從一次大修理到下次大修理的運行時間，又稱“設備大修理周期”。②維修間隔期：兩次相鄰的同級計劃維修的運行間隔時間（這種計劃維修不一定是大修理）。③維修周期結構：設備在一個大修理周期之內的檢查、維護和各類計劃維修的輪換排列次序。這在前面已做過介紹。前文圖1.1-2給出的是一個普通車床的維修周期結構的例子，這個結構是 K—O—M—O—M—O—C—O—M—O—M—O—C—O—M—O—M—O—K。K、O、M、C的含義已在前面做過介紹。從這個維修周期結構可以看出，普通車床在一個大修理周期內共有18次定期維修，且其比例為

K ∶C ∶M∶O=1 ∶2 ∶6 ∶9

3）定出系數。制定出各種不同類型設備的修理復雜系數。

修理復雜系數是計劃預修制中的重要指標。維修定額，如停機時間定額、維修勞動量定額、日常維護定額、材料消耗定額、維修費用定額等的計算，都離不開修理復雜系數。

一般來講，設備越復雜，規格尺寸越大，設備精度越高，自動化程度越高，其復雜系數也就越大。復雜系數是按照各種類型設備的結構特點、工藝性能、規格尺寸等因素來確定的。

制定設備復雜系數是一項十分復雜和煩瑣的工作。首先，對不同類型的常用或典型設備，先給出一個標準復雜系數，然后再通過比較或經驗公式的計算，推出同類其他非典型或非常用設備的復雜系數。例如，C620-1車床（中心高200mm，頂尖距1000mm）的標準復雜系數為11，以此來確定其他可比設備的復雜系數。這種分析比較有三種方法：①工時比較法。實際維修工時與單位復雜系數工時定額比較得出。②部件分析比較法。根據設備結構特點和部件的復雜程度，與已知復雜系數的類似結構和部件比較，分別求出各個部件的復雜系數，再匯總求出整臺設備的復雜系數。③整臺設備比較法。以已知復雜系數的設備為標準，將類似設備與之比較，求出后者的復雜系數。這種方法很粗略，不準確。

復雜系數也可以通過經驗公式計算。如車床的復雜系數R為

R=α（K1h+K2L+K3n）

式中

α——結構特點系數，如普通車床為1，精密車床為1.25；

h——床身至頂尖高（cm）；

K1，K2，K3——加權系數，K1=0.025，K2=0.002，K3=0.2（有變速器）、0.1（無變速器）；

L——頂尖距（cm）；

n——主軸變速級數。

為了便于應用設備復雜系數，做好計劃預修制，蘇聯在國家標準中已計算出各種設備的復雜系數，平時應用時只需查表即可確定。但是，從以上確定設備復雜系數的方法可以看出，無論采取哪種評估方法，都包含一定的主觀因素，而且計算比較粗略。這樣制定的標準與維修實際往往存在一定差異，也會造成一定矛盾，這是它的不足之處。

4）組織實施。通過組織和監督來保障計劃預修制的落實。有了以上基礎，便可以根據設備的實際情況編制預防性維修、保養、檢查和檢驗計劃，并采取相關的技術組織措施，監督實施。

5）其他內容。計劃預修制的實踐創造出更細、更豐富的內容。這些內容包括建立設備維修保養規范，制定各種維修定額（如停修臺日定額、故障率定額、備件儲備定額、材料消耗定額等），建立技術文件管理規范，建立維修質量標準，確定維修組織結構和分工，組織備品備件生產，采用先進維修工藝等。

四、計劃預修制的產生背景及優缺點

蘇聯計劃預修制的形成，一方面是由于當時生產力的發展水平不夠高，生產設備以機械為主，設備的復雜系數不高，故障多來自磨損，并且當時的故障診斷設備儀器及其技術不夠發達，管理科學也不夠先進；另一方面，受當時計劃經濟體制的制約，一切以計劃為準，對維修的經濟性考慮甚少。

計劃預修制以磨損規律為依據，是長期實踐經驗的總結，這一體制與傳統的事后維修相比是一大進步。因為它可以把故障隱患消滅在萌芽狀態，避免大量嚴重故障或事故的發生，也減少了因事后維修造成的停機損失。

這一體制也存在著明顯的缺點。一方面，由于強調預防維修，按規定時間安排維修，往往出現設備的劣化尚未達到該修理的程度或遠遠超過該修理程度的情況，也就是出現維修過剩或維修不足的情況。維修過剩則增加了生產成本，影響企業的經濟效益；維修不足則可能造成故障停機和事后維修，仍會影響經濟效益。設備大修時，要求全面恢復設備的技術狀態、性能和精度，比較明顯地存在維修過剩的現象。另外，這一體制強調操作工和維修人員的明確分工，只注重專業維修人員的修理，忽視廣大操作工人的參與，忽視設備的日常維護保養，設備使用部門與維修部門常常互不協調，甚至矛盾、對立，導致出現用設備的人不管設備、管設備的人不用設備的脫節現象。而且，因為設備管理和修理計劃的制訂等一切都按預先的規定進行，不能確切地反映客觀實際，經濟和技術效果都不十分理想。因為按管理順序分工，所以職責呆板，維修組織形式上缺乏經濟性，管理層次也過于繁復等。