- 設備管理新思維新模式(第4版)
- 李葆文編著
- 13254字
- 2022-11-23 13:12:06
第二節 歐美發達國家設備維修管理綜述
一、預防維修體制
美國是在兩次世界大戰中逐漸發展起來的工業國家,隨著生產的發展,必然帶來對設備管理認識的升華。
美國于1925年提出預防維修,英文為Preventive Maintenance,簡稱PM。預防維修基本上是以檢查為主的維修體制,其出發點是改變原有的事后維修做法,防患于未然,減少故障和事故,減少停機損失,提高生產效益。這一維修體制相對于傳統的維修是一大進步,但由于當時的檢查手段、診斷儀器設備還比較落后,有些故障,尤其是深層次的故障,不一定能及時發現,因而也就很難避免故障停機和事后維修。這一維修體制以設備實際狀況為依據安排維修計劃,比較注意維修的經濟性。與蘇聯的計劃預修制比較,這也是它的優勢。
二、生產維修體制
在原預防維修體制的基礎上,1954年,美國又提出生產維修思想,英文為Productive Maintenance,簡稱也是 PM。生產維修體制是以生產為中心,為生產服務的一種維修體制。它由四種具體的維修方式構成:
1.維修預防(Maintenance Prevention,MP)
維修預防是一種很好的思想,它提倡在設計制造階段就認真考慮設備的可靠性和維修性問題,從設計、生產上提高設備素質,從根本上防止故障和事故的發生,減少和避免維修。英國設備綜合工程學的概念包含或吸收了美國維修預防的思想。
2.事后維修(Breakdown Maintenance,BM)
事后維修是最早期的一種維修方式,即發生故障再修,不壞不修。之所以仍保留這種維修方式,一方面是因為設備檢查診斷不可能發現所有的故障隱患,設備故障在生產中時有發生;另一方面,對于后果不嚴重的故障,如不會嚴重影響生產、安全以及環境,這種維修方式是經濟的,可以最大限度地延長設備的有效使用時間。因此,事后維修是一種可行實用的維修策略。
3.改善維修(Corrective Maintenance,CM)
改善維修也稱糾正性維修,一般是在設備耗損故障階段使用的維修策略,是指通過換件或者修復活動恢復設備功能的過程。
4.預防維修(Preventive Maintenance,PM)
美國的預防維修以檢查為基礎,包括定期維修和預知維修兩方面的內容。定期維修又稱 TBM,即以時間間隔期為基礎的維修;預知維修是利用檢測、狀態監測和診斷技術,對設備狀態進行預測,有針對性地安排維修,事先對故障加以排除,從而避免和減少故障停機損失。
三、后勤工程學
后勤工程學的英文是Logistics。它起源于軍事工程,是研究武器裝備存儲、供給、運輸、修理、維護的新興學科。
在軍事上,后勤工程主要是指系統和裝備的保障,涉及裝備的維修計劃、保養、物資供應、運輸、裝卸、技術資料管理及人員培訓等。
后勤工程學最早提出了壽命周期費用的概念,它還吸取了可靠性的理論,成為軍事和工商業全系統綜合管理和保障方面比較徹底的科學。
近年來,受當代世界上科學技術、社會及經濟發展的影響,人們已在更廣的層面上認識了“后勤”這個概念。后勤工程學的領域正在迅猛發展。美國后勤工程師學會(The Society of Lo-gistics Engineers,SOLE)把后勤工程學的定義補充為:“對于保障目標、計劃、設計和實施的各項要求,以及資源的供應與維持等有關的管理、工程與技術業務的藝術與科學。”
后勤工程學中有以下基本術語:
1.后勤保障
后勤保障是指為了使系統在計劃的壽命周期內具有有效和經濟的保障,所需要考慮的全部內容。具體如下:
1)維修規劃。維修規劃應貫穿在系統設計、制造、使用的各個階段。以維修規劃為中心,把相關的后勤保障統籌起來。
2)供應保障。主要是指備件、配件、消耗品的管理,軟件試驗,保障設施、運輸裝卸設備、培訓設備、技術文件的籌集,倉儲業務,原材料及零配件的采購和分配,維修人員的提供。
3)試驗和保障設備。包括各種工具、監測設備、診斷檢驗設備、計量校準設備、維修工作臺等。
4)運輸和裝卸。包括全部運輸和裝卸設備、容器、包裝材料和設備、存儲運輸設備及運輸工作本身。
5)人員和培訓。包括安裝、檢查、運行、裝卸和維修的全部人員的培訓。對作業人員工作量和水平,對維修工作量和難度,都要進行量化。
6)設施。包括工廠、房地產、房屋、車間、實驗室、修理設施、基建設施、活動建筑及公共設施(如熱、電、水、能、環境、通信等)。
2.綜合后勤保障
綜合后勤保障是指管理職能,即向服務對象提供規劃、資金和手段上的支持,保證其獲得滿意性能的設備,并在壽命周期內能高效、經濟地得到后勤保障。
3.后勤保障分析
后勤保障分析是指在系統研制初期,采用定量的方法對后勤保障的方案、內容、維修、壽命周期費用進行分析,并對用戶使用過程中的后勤保障能力進行評定。這種分析是反復進行的,旨在不斷地反饋和優化。
4.維修等級
維修等級是根據作業復雜程度、對人員技術水平的要求及所需設施來劃分的。它共分為以下三級:
1)使用部門維修。使用部門維修即用戶的現場維修,也稱分隊級維修,如定期檢查,清掃、維護、調整、局部更換零件、部件等。它所包含的任務一般由設備使用者自己完成。其主要任務是設備的定期檢測、目視檢查、清洗擦拭、外部調整、潤滑保養及拆卸更換某些易損零件等。這是初級的基本維修、維護。
2)中間維修。中間維修又稱中繼級維修,是由固定的專職部門和設施,以流動或半流動方式對裝備進行專業化維修。一般配備帶有測試儀器、維修工具及備品、配件的專用車到現場進行維修服務,能較快排除故障,恢復設備功能。中繼級維修是由機動的、半機動的或固定的、專業化的維修機構組成的。與分隊級維修比較,這一級維修人員的素質、技術裝備、可承擔的維修任務技術難度都較高。在這一級維修中,待修設備要做更多拆卸及零部件的更換或修理。一般中繼站設有固定車間,裝備有測試維修設備及帳篷的維修流動車。固定車間用來加工配件,修復某些零件,支援現場維修;流動車用于奔赴各設備現場處理設備故障。
3)基地維修。這是最高級的維修,即由基本固定的專業修理廠進行設備的維修。這些修理廠一般配備先進的、復雜設備和備件,修理工作效率較高,甚至可以流水作業。維修人員的專業素質一般比較高,維修質量和效率均比較好。基地多為某種專業化的維修廠或某設備、武器制造廠。基地有專門的具有較高技能的維修人員,有專門化的檢測和維修設備。凡超出中間維修能力范圍所能解決的設備維修問題,均由基地維修加以保障。基地甚至配備有某種易損零部件的流水線加工設備。
基地維修可以完成的主要工作有徹底大修、翻修、設備校準及其他高難度的維修任務,此外還承擔穩定的零配件供給工作。
系統全壽命周期中的后勤包括系統的規劃、分析、設計試驗、生產、分配、用戶使用期的維護和保障及系統的淘汰。后勤在各個階段的主要功能見表1.2-1。
表1.2-1 系統全壽命周期各個階段后勤的主要功能

(續)

系統全壽命周期中的費用效果是以系統能否完成其規定功能,即系統有效度和全壽命周期費用來衡量的。
所謂的系統有效度(System Effectiveness),是指系統可能完成預定功能的程度。它常用以下一個或多個指標來度量:
1)系統性能參數(System Performance Parameters),如動力設備的功率、飛機的航程、兵器的摧毀能力、車輛的運輸能力及雷達的性能精度等。
2)利用率(Availability),是指系統在得到任務要求之后,進入可工作狀態的程度。它是工作時間和停機時間的函數。
3)可依賴性(Dependability),是指系統在運行中某一時刻或若干時刻的工作狀態的度量。它也是工作時間和停機時間的函數。
以上各個指標的綜合構成了系統有效度。費用效果又將有效度作為重要因素。
系統全壽命周期中的經濟性主要體現在對設備壽命周期費用的研究和分析上。設備系統的壽命周期費用的構成如圖1.2-1所示。
一般地,設備系統壽命周期中各種費用分布及總費用分布可分別由圖1.2-2a和圖1.2-2b所示。
圖1.2-2c給出了A、 B、 C三個不同的系統在同一壽命周期中費用的差異,三條曲線下面所包含的面積即代表了系統的總費用。通過對總費用的比較,可以對相似功能、相似壽命周期的不同設備做出更經濟的選擇。

圖1.2-1 設備系統壽命周期費用的構成

圖1.2-2 系統壽命周期與費用曲線
a)設備壽命周期各種費用分布 b)設備壽命周期圖總費用c)不同系統壽命周期費用比較
后勤工程學強調對維修策略的研究。所謂的維修策略,是指從一定的技術經濟因素考慮,對設備或其零部件所應進行的維修方式和程度的規定。在實施具體的維修策略之前,可以先列出若干可行的維修策略,然后根據它對設備性能的影響,從經濟、技術等各方面做綜合考慮,加以評價,選擇最優方案實施。
按照維修策略的要求,產品可以設計成不可修復的、局部可修復的和全部可修復的。不可修復的產品一般為成本較低、結構簡單的零部件,使用一定時間即自行報廢,采取“棄件”方式處理;局部可修復的產品可以通過各種靈活方式進行修復,如修補、部分零件更換、部分線路及元器件更換、部分修復等;全部可修復的產品則要求產品從外到內,從部件到元器件均可以做無替換的修復。相應地,根據產品的維修特性,所實施的維修策略可以從不同的方案中進行選擇。
后勤工程學還注重對后勤保障的分析。所謂的后勤保障分析(Logistic Support Analysis),是對后勤保障能力的綜合分析,為解決問題而對各種分析技術的綜合運用。它主要表現在一個問題的兩個側面:①設計結構對后勤保障所產生的直接影響;②后勤保障對設計結構所構成的反饋作用。
后勤保障分析應以設備系統全壽命周期的實際過程為基礎,遵循一定的邏輯順序,得到科學的分析結果,然后反饋到設備系統的全壽命周期管理之中。
四、英國的設備綜合工程學
1970年,在國際設備工程年會上,英國人丹尼斯·帕克斯(Dennis Parkes)發表了一篇論文,題為《設備綜合工程學——設備工程的改革》,第一次提出“設備綜合工程學”的概念。設備綜合工程學的英文原名為Terotechnology,原意為“具有實用價值或工業用途的科學技術”。它作為現代管理的一門新興學科而不斷發展。
英國工商部設備綜合工程委員會事務局負責人曾不無感慨地指出:“由英國人興起的產業革命擴展到全世界,引起了公害和事故,特別是影響了人與人之間的關系。解決這些問題,是英國人的責任。因此,我們提倡設備綜合工程學。”為了有力地推行這一新興學科在工業中的應用,英國在政府的工商部內設置了專門的設備綜合工程學委員會,作為政府行為對設備工程進行計劃、組織、領導。
這一委員會的設置過程大體如下。1967年,在丹尼斯·帕克斯的建議下,英國政府設立了維修保養技術部,其主要任務是:
1)指導中小企業進行計劃維修。
2)制定維修保養標準和組織交流維修保養經驗。
3)調查維修保養費用和影響停機時間的主要因素。
1970年,在英國工商部下還設立了“經管委員會”,后更名為“設備綜合工程委員會”,可見英國政府對這一工作的重視。1975年4月,英國政府還成立了“國家設備綜合工程中心”(National Terotechnology Center,NTC),由丹尼斯·帕克斯任負責人。該中心通過發行刊物介紹設備綜合工程典型實例,還召開各種研討會以推動設備綜合工程學的發展。
設備綜合工程學的要點之一是尋求設備壽命周期費用最經濟。
所謂設備壽命周期費用(Life Cycle Cost,LCC),是指設備全壽命周期所花費的總費用。
設備壽命周期費用=設備設置費+設備維持費+處理費
設備設置費包括研究費(規劃費、調研費)、設計費、制造費、設備購置費、運輸費、安裝調試費等。
設備維持費包括能源費、維修費、日常保養費、操作工人工資及與設備有關的各種雜費,如保管、安全、保險、環保費等。
處理費包括設備報廢的解體、銷毀、環保處理等費用。
設備壽命周期費用分布如圖1.2-3所示。

圖1.2-3 設備壽命周期費用
研究表明,有些設備的設置費較高,但維持費卻較低;而另一些設備雖然設置費較低,但維持費卻較高,有的甚至高于設置費的幾倍、幾十倍。因此,應對設備全壽命周期的設置費和維持費做綜合的研究權衡,以壽命周期最經濟為目標進行綜合管理。
不少研究資料表明,設備一出廠就已經決定了其整個壽命周期的總費用。也就是說,設備的價格決定著設置費,而其可靠性又決定著維持費。一臺機械性能、可靠性、維修性好的設備,在保持較高工作效率的同時,在使用中的維修、保養及能源消耗費用都較少。因此,設備使用初期的決策,對于其整個壽命周期費用的經濟性影響很大,應給予足夠的重視。
常規設備管理工作包括下述內容:①設備規劃、選型和購置;②設備安裝和調試;③設備驗收和移交生產;④設備分類和檔案管理;⑤設備封存和調撥;⑥設備報廢和更新;⑦設備管理機構設置;⑧維修體系的建立;⑨目標管理;⑩人員管理;?各種責任制;?使用維護管理;?維修管理;?故障管理;?事故管理;?備品、配件管理;?潤滑管理;?動力、容器管理;?設備技術和精度管理;?材料管理;文件資料管理等。
以上管理工作無不關系著工程技術、財務經濟和管理方法這三個方面的內容。設備綜合工程學認為:
(1)技術是基礎
設備是科學技術的產物,涉及科學技術的各個領域,涉及的學科包括機械、力學、電學、熱學、化學、可靠性工程、維修工程、故障診斷理論、摩擦學、潤滑理論及存儲論等。隨著科學技術的不斷深入發展,設備綜合管理將越來越依賴于技術和管理科學。
(2)管理是手段
近年來不斷涌現和發展起來的管理科學,如系統論、運籌學、信息論、行為科學及作為管理工具的計算機系統,無疑也是設備綜合管理的手段。設備從引進到報廢的全過程都應該運用科學的管理手段,也只有運用科學的管理手段才能搞好設備綜合管理。
(3)經濟是目的
企業的經營目標是提高經濟效益,設備管理也應該為這個目標服務。設備綜合工程就是以最經濟的設備壽命周期費用,創造最好的經濟效益。一方面,要從設備整個壽命周期綜合管理,降低費用;另一方面,要努力提高設備利用率和工作效率。
設備工程包括設備的設計、制造、管理與維修等,其結構如圖1.2-4所示。

圖1.2-4 設備工程結構
設備綜合工程學主張以系統論研究設備全壽命周期管理。
由于英國工商部的大力支持和推行,在短短十幾年里,設備綜合工程學在英國迅速發展。一方面,各種機構的設立、刊物的出版、大學專業的設置,使設備綜合工程學的思想得到迅速傳播;另一方面,廣大企業經過實踐,針對設備周期中的薄弱環節采取措施,取得了經濟成效,也使這一觀點被更多的廠長、經理和工程師所接受,于是在企業得到越來越廣泛的推行。
自從丹尼斯·帕克斯提出設備綜合工程學的理論以來,這一觀點得到了國際上廣泛的認同和接受。
五、其他一些國家的維修管理簡介
1.瑞典的設備維修管理體制
瑞典屬于北歐的工業發達國家,在汽車、機器人、發電設備、焊接設備、造船、核電設備、造紙、軸承及高壓輸電設備等方面均居世界領先地位。發達的工業依賴于先進的設備和良好的設備管理,瑞典在設備維修管理理論和實踐兩方面都有自己的特色。
瑞典在20世紀50年代前,維修科學研究的對象為摩擦、磨損和潤滑,基本實施事后維修加上潤滑和周末清理的設備管理體制。1952年,瑞典工程師開始注意對設備的測繪和檢查,工廠也出現了專門從事維修的工人。1959年,瑞典建立了標準化的潤滑制度。同年,受美國預防維修思想的影響,瑞典建立了第一個實用的預防維修(PM)管理制度,提出改變過去的“需要時進行維修”為“對預防維修的作業時間進行計劃”。在這期間,可靠性工程、可維修性理論和綜合工程學不斷涌現和發展,也推動了瑞典設備管理的理論研究和實踐。
從20世紀70年代到80年代,瑞典工業進入以狀態監測為基礎的預防維修時期。
隨著計算機的發展,在20世紀80年代前后,系統工程、計算機及行為科學進入維修管理之中。維修工程開始運用現代管理科學,如工業工程(IE)、價值工程(VE)、質量控制(QC)和系統工程(SF)等科學方法指導實踐。在實踐上,重視信息的反饋和處理,強調建立一個有效的預防維修系統,實現整個生產系統的狀態控制及環境控制。計算機的應用更加普遍,瑞典許多企業建立起自己的計算機設備管理信息系統,運用計算機進行設備管理與維修。
20世紀90年代,維修科學朝著多學科組合、維修組織科學化方向發展。在實踐上開始了更多的合同維修(即社會化、專業化維修)、更多的狀態維修和更有計劃的維修(并不是計劃維修制度);維修技術更加先進,計算機應用更加普遍,維修在企業中的地位更加重要,不亞于生產計劃、質量控制和生產經營。
瑞典維修隊伍的成長是從量到質的發展。一方面,維修管理人員逐步掌握可靠性工程、維修性工程、經濟學、系統工程、計算機技術等;另一方面,維修工人朝著一專多能的方向發展,他們既懂機械,又懂電氣、儀表。無論維修管理人員或維修工人,都必須經過專門培訓,其使用的工具、儀器、設備配備也不斷改善。
維修與生產部門的關系由互相制約、責備逐步轉變為服務和溝通。這體現在計劃的交流,班前碰頭會,維修部門見縫插針,充分利用生產間隙維修,維修部門與生產部門共同管好重點設備,以及解決雙方矛盾的協商精神。
在瑞典,維修技術的新發展主要體現在:
1)狀態監測技術的進步。如容器、管道內部監測、厚度測量、裂紋測量、泄漏測量、溫度測量、振動監測、轉速測量、滾動軸承沖擊脈沖測量、液壓系統參數測量、激光測量、油料光譜分析及計算機監測等。
2)修理技術的發展。如熱噴涂、刷鍍、金屬扣合、帶壓堵漏、噴射冷凍修理水管、塑料和橡膠膠接、冷態成型材料、特種流動式現場修理設備、平面精研、特種焊接、填封材料等。
3)電子計算機的發展。計算機的應用主要是在預防維修系統、備件庫存與訂貨管理、設備技術檔案與資料管理、周期費用計算、經濟分析、維修計劃的編制等方面。
瑞典社會化維修體制的進步表現在兩個方面:一是專業修理公司的發展;二是維修技術咨詢公司的興旺。
瑞典的維修社會化、專業化發展較快。目前,除大型機械企業設有專門的修理車間外,一般企業只有小型的維修站和少數維修人員。其主要任務是日常維護、清潔潤滑、檢查和排除故障。其他大量的設備修理工作和部分管理工作,則委托專業的修理公司或咨詢公司來完成。
瑞典在設備可靠性理論、故障分類理論研究的基礎上,發展了一整套科學合理的維修管理體制。
結合本國實際情況,瑞典在設備維修管理方面創建了自己的特有模式。瑞典把維修方式分為兩種:一種為預防性維修,包括直接預防維修(定期維修、維護保養等)和間接預防維修(狀態維修);另一種為糾正性維修,主要為事后維修,如圖1.2-5所示。

圖1.2-5 瑞典的設備維修管理體制
直接預防維修的重點在于日常維護、加油潤滑、清掃、檢查換件和局部修理;間接預防維修的重點在于設備運轉時或停機時,利用人的感官進行主觀檢測,或使用簡單工具和復雜儀器設備對設備進行客觀監測。
糾正性維修實際上就是事后維修,也就是突發性、隨機性故障的緊急搶修。這種維修既能造成停機損失,又可能增加維修費。因此,瑞典的企業主張研究和掌握故障規律,或利用狀態監測,把這類無計劃維修轉化成有計劃維修。
瑞典還對隨機故障和規律性故障進行了研究。這兩種故障均可分為有故障發展期和無故障發展期。對于不同種類的故障,應采用不同的維修方式。研究認為:
1)有發展期的規律性故障。腐蝕、磨損性故障均有一個發展過程,可以采用狀態監測,事先預測其嚴重程度,進行狀態維修。
2)無發展期的規律性故障。疲勞性磨損是有規律的,但何時出現斷裂卻無準確的發展期。有些電氣元件的老化過程也類似。因此,這類故障多采用定期換件或定期維修。
3)有發展期的隨機故障。所謂有發展期的隨機故障,是指那些無規律性故障,但其發生和發展有一個過程,它的發展有某種先兆。因此,可以通過監測,選擇適當時機,對設備進行預防維修。如某些軸承,其故障的出現是無規律的,但可以檢測出某種先兆,失效的發展是逐漸的,有一個時間段。
4)無發展期的隨機故障。如沖擊破裂、液壓氣動元件的突發性損壞等。這種故障既無規律又無先兆,無法確定其發展期,因而也就無法預測,只能采取事后維修,或者利用備用冗余系統,在系統失效時馬上起動平行備用系統繼續工作。
從以上研究可以看出,維修方式的選擇主要依據兩點:一是故障的性質、規律;二是經濟性。經濟性是根本的目標。例如,對于那些規律性故障,可以采取計劃定期修理的方式;對于有發展期的隨機故障,則較經濟、可靠的方式是狀態監測、狀態維修;要盡可能減少那些無計劃維修,減少故障停機損失,提高設備利用率。
瑞典的故障規律分類和維修方式選擇如圖1.2-6所示。
瑞典的預防維修系統是由比較完善和科學的人工管理系統,逐漸發展為計算機管理系統的。其人工管理系統由14種表格組成:設備臺賬;維修總表(PM活動卡);日常維護臺賬數字表;日常保養周手冊;PM卡;預防維修說明書;修理報告;派工單;備件需求卡;故障報告;周故障記錄;設備檔案;經濟分析卡;周預防維修小結。
瑞典的社會化、專業化維修服務體系相當發達,一些專業化公司包括咨詢培訓公司、金屬刷鍍公司、液壓氣動公司、焊接公司、導軌修復公司以及備品備件公司等。一方面,各企業請這些專業化維修公司到設備現場進行維修服務;另一方面,瑞典的許多生產廠家也建立了專門的產品售后維修服務隊伍,在世界各地設立維修點,為用戶提供快速、優質的服務。這反過來也提高了公司的信譽,促進了產品的銷售。

圖1.2-6 瑞典的故障規律分類和維修方式選擇
設備維修的專業化、社會化是工業高度發展的必然結果。專業化維修公司是靠維修周期短、質量高和成本低而受到廣大企業歡迎的。瑞典的維修咨詢和培訓非常活躍。這些咨詢培訓公司有的是綜合性的,有的是專業性的,如液壓技術公司、振動技術公司、設備狀態監測專業化公司等。一般這些咨詢公司人員少、專業經驗豐富、水平高、工作效率也高。
2.意大利的設備維修管理體制
意大利在第二次世界大戰后仍是一個比較落后的、以農業為主的國家。20世紀50—60年代是意大利經濟蓬勃發展時期。1957—1971年,其社會生產總值增長1.84倍,高于美國、德國,僅次于日本,居西方國家第二位。1973年的石油危機給整個西方世界蒙上陰影,意大利的經濟也因此一蹶不振,連續12年經濟衰退。
隨著經濟的振興,意大利的支柱產業加快了國際化進程。工業的發展也帶動了設備維修管理事業的發展。
如圖1.2-7所示為意大利的設備維修管理體制的基本架構。

圖1.2-7 設備維修管理體制的基本架構
企業重視損失分析,圖1.2-8為時間分類、主要指標和損失評價。

圖1.2-8 時間分類、主要指標和損失評價
按照上述分類,對于每一個記錄,一般都用一個損失代碼、一個部件代碼、一個原因代碼和維修時間、人力來表示。上述運行損失與維修損失又可以進一步細分,如圖1.2-9所示。

圖1.2-9 運行損失與維修損失的細分
與故障相關聯,企業還編纂了機器手冊,就是將整個生產線一步步分解,直到最基本零件的清單。從整體到零件的分解包括以下內容:
1)生產線。能完成產品加工和輸送的一整套設備。
2)機器(設備)。能完成一個有意義的工件加工的若干動作的組合。
3)動作。設備中可以完成某一單一動作的若干部件的組合。
4)部件。簡單或復雜的設備組件。
5)備件或元件。由一個編碼所代表的簡單或復雜元件。
機器手冊的具體編碼方式如圖1.2-10所示。

圖1.2-10 機器手冊的編碼方式
這個編碼可以寫成“aa-pp-mmm-mm-oo-cc”的形式,其中aa代表區域,pp代表生產線,mmm代表機器或設備,mm代表動作,oo代表部件,cc 代表元件。通過編碼,維修管理人員可以將現場工作與后臺管理有機地結合起來,形成計算機設備管理信息系統。
值得指出的是,故障編碼、維修技能小組編碼、故障原因編碼以及故障對策編碼等,對于故障分析起著重要的作用。下面介紹幾種編碼的例子。
1)故障編碼:701——機械故障;702——電氣故障;703——液壓故障;731——壓縮空氣短缺……
2)維修技能小組編碼:M——機械維修;E——電氣維修;I——液壓維修;L——電子維修;A——其他維修……
3)故障原因編碼:AGE——老化;BIP——檢測失誤;BSR——備件維修失誤;BWP——操作失誤;LAL——潤滑不足;VIB——振動;WEA——磨損……
4)故障對策編碼:MOC——元件修改;NIS——新檢測標準;BRE——故障修復;TOP——人員培訓;MOT——監測;NCS——新清潔標準;NOI——新操作說明……
針對上述編碼,結合診斷實際,可以進行如下分析工作:
1)簡單對照。例如,原因:BWP(操作失誤)或BSR(備件維修失誤);對策:MOC(元件修改)或TOP(人員培訓)。
2)簡單統計分析。由于通過檢測工程師的檢測和緊急處理報告所反映的內容,相關的停機、原因、對策、設備、部件編碼及停機時間等資料均已具備且積累起來,很容易進行統計分析。
3)深層次分析。除了上述分析以外,還通過檢測工程師、維修人員和操作人員參加的日工作例會、月工作例會和現場例會,對疑難問題做深層次分析,并對設備提出改進(技術改造)計劃。這些會議應該是有準備的和有效率的。
4)完成報告。報告包括日、月報告,事故報告等。
3.德國的設備維修管理體制
德國設備維護的歷史是簡短的。在工業化大規模生產的初期,設備非常簡陋,工人既能操作機器,同時又對機器進行保養,這種“既是生產工人,又是維護工人”的狀態持續了很長時間,那時并沒有專門的維護部門。后來隨著電的出現和應用,機械化程度提高了,生產設備也變得復雜了,這給維護行業提出了新的課題。于是,企業開始培養專門的人才,對設備進行保養,稱之為輔助工或保養工。這樣,一個新的工種被分離出來了。
1970年,國家工業發展聯合會與德國機械制造協會在杜伊斯堡聯合舉辦了一次學術交流會。大會的主要議題雖然與設備維護沒有緊密的聯系,但參加這次會議的人員卻有許多是來自歐洲各國從事設備維護的專業人員,他們在會上呼吁,今后設備維護將越來越重要,應立即著手建立一個協會,以適應今后工業發展的需要。
1972年,歐洲設備維護聯合會決定在維也納舉辦學術年會,但后來由于主辦人去世,這次會議不得不改在德國的威士巴登舉行。這對德國來講并不是壞事,它加速了德國設備維護發展的步伐。1973年,德國決定舉辦自己的設備維護學術年會,在德國南部大城市斯圖加特舉辦了題為“設備維護——生產之助手”的第一次設備維護學術研討會。這標志著德國新的設備維護體制的開始。
德國設備管理的基本理論,是建立在壽命周期費用基礎上的。在20世紀六七十年代,德國逐漸形成“設備管理”這一說法。其代表人物是經濟學家曼納爾和奧伯霍夫,主張從整體性的角度研究設備直接維修費用和故障后果費用(間接維修費),以及壽命周期不同階段的資本成本(折舊)和生產成本(人工、能源、材料等)。
德國是一個講求精確化的國家,其工業標準對設備管理有明確的定義。德國工業標準DIN 31051是設備維護理論的核心。這個標準給維修下的定義是“維持和恢復系統中技術手段的規定狀態及確定和評估其實際狀態的措施”。
按照這個標準,設備維護被分為以下三部分:
1)日常維護:這是最經常、最主要的工作,占日常工作量的75%左右,成本占設備維護總成本的25%左右。德國企業把設備的日常維護看得與質量管理同等重要。
2)檢查:設備的檢查占總工作量的5%左右,成本占維修總成本的10%左右。設備檢查以設備技術狀態監測為主,在這個基礎上再執行計劃維修體制。這就避免了傳統的計劃維修體制的維修不足、維修過剩等的盲目性和浪費。
3)維修:主要內容包括設備故障排除、設備技術改造和壞損零件修復。其工作量占總工作量的20%左右,而成本占總成本的65%左右。
圖1.2-11給出了維修工作量和成本的比較。

圖1.2-11 維修工作量和成本的比較
設備維修以恢復設備技術狀態為核心,一般遵循如圖1.2-12所示的程序進行。
在德國企業中,維修受到普遍重視。設備多、自動化程度高的企業,維修人員的比例可達20%以上,費用占總支出的6%~12%。人們將維修視為再投資而予以重視。
一般而言,德國企業會維持一支規模較小、精干的維修隊伍。現代的趨勢表明,良好的設備維護保養和檢修足可以保證設備正常運行,因而大修是可以避免的。遇到大的項修任務,可以請生產廠家或社會上的專業化維修部門協助進行,這樣還可以降低維修成本。

圖1.2-12 德國設備維修程序
德國企業的設備維修人員一般技術都比較全面,幾乎每個維修工人都掌握了車、銑、磨、鉆、焊技能。
值得指出的是,德國的設備維修注重恢復設備技術性能,而不拘泥于保持原設計圖不變。例如,在不影響整體性能的情況下,可以在某些不太重要的部位重新鉆孔、加工螺紋、安裝定位、固定螺釘、選用類似配件,不一定非要選擇原尺寸、形狀、規格的配件。
另外,從維修工時費用日益提高的大趨勢出發,德國的維修把節約維修作業工時、降低維修成本放到重要位置。例如,在維修液壓缸時,如果銹死的液壓缸端蓋經氧氣加熱也難以拆下,為了節約工時,維修人員會用電鋸鋸開,再加工一個新的端蓋。
德國的設備維修管理體制又可分為集約型和粗放型。集約型維修的目標是充分發揮設備潛力,延長使用壽命,盡可能采用預防維修。它主要用于價值高昂、自動化程度高、關鍵的流程設備及工藝和技術進步緩慢的設備。粗放型維修不追求設備潛力的充分利用和使用壽命延長,多采用事后維修方式。它主要用于設計使用壽命較短、故障后果費用較低及經濟磨損快于其技術磨損的設備。
維修計劃是在檢查基礎上制訂的,首先要制訂檢查和保養計劃。
現代設備的設置有三種方式:租賃、購置和自制。租賃已成為德國企業設備設置的一個重要手段。企業的設備到底是租賃、購置還是自制,主要看使用期哪個成本更低;企業應維持什么樣的自制、購置和租賃設備比例,也要看總成本的最優值平衡點落在哪里。
維修策略也有三種方式:①操作工人自己維修;②企業專門維修人員維修;③企業外承包者維修。到底采用哪一種策略,或以什么樣的比例搭配,也有一個優化和平衡的問題。
維修策略的選擇應以降低成本為出發點。但是,不論采取何種維修策略,企業發展的大趨勢是操作工人越來越少,維修工人越來越多。專業化、社會化維修在德國也比較普及。德國的工業設備維修公司能夠提供的服務包括維修咨詢、維修計劃及實施、設備安裝及現代化改裝、事故分析處理、舊設備拆卸等。
目前德國企業都在盡可能壓縮備件倉儲,降低生產成本。當然,如果因為缺少備件而影響設備運行,造成停機損失,也是得不償失的。這就要求企業對合理庫存做出規劃和決策,以最低成本為目標,以不影響生產的最佳庫存為備件管理模式。
4.法國的設備維修管理體制
法國作為西方發達國家之一,其設備管理也比較先進。
(1)維修機構精干
法國企業內的維修人員比較精干。例如,一個1500多人的大廠,年產值達10億法郎,設備上千臺,而維修人員不到90人。其中,40人左右在車間負責日常維修,40人左右在維修中心,包括機修加工車間和備件庫。維修中心和各車間的維修工人有明確的分工。維修中心負責排除車間解決不了的設備故障,以及新設備的安裝調試、配件修理、供應等。維修中心的維修人員技術高超,既可以出圖又能動手,具有機電一體化及氣動、液壓的全面知識。車間維修工人也能夠對設備進行拆裝、調試、潤滑、保養,并能夠快速排除一般故障。
(2)維修體制的多樣化
法國的維修體制以預防維修為主,結合定期、狀態維修,這種切合企業實際狀況所實行的維修體制,可以把故障率和維修成本控制在較低水平。
法國企業中的重點設備實行檢查管理。一般,每到周五,負責車間維修的工程師將下周的檢修計劃從計算機中提出來,交給維修領班,維修領班也將本周的檢修記錄反饋上來,及時輸入計算機,實行動態管理。
法國企業在維修方式上也有一定靈活性。如利用非生產期和休假期間,對較大的設備故障或關鍵的、平時停不下來的瓶頸設備進行檢修。同時,法國十分重視設備維護保養工作,某些工廠的設備已運行20年甚至40年以上,目前仍可充分利用。主要原因就是企業嚴格執行保養制度,保證了較高的設備完好狀況。
法國企業對車間操作工人承擔維修任務有深刻認識。例如,一個操作工人發現設備壞了用時3min,找車間主任匯報3min,主任通知維修工人4min,維修工人排除故障4min,重新起動設備1min。整個過程共15min,而維修才用了5min。如果操作工人能夠自己修復設備,就可以節省10min。所以,企業的目標是把操作工人培養成多技能的操作者。
(3)法國企業中的技術改造
法國在設備現代化進程中,新設備投資和改造舊設備并重,其原則是:及時采用新技術,既要效率高,又要經濟效益好;對舊設備充分利用,但維修費用不能超過使用價值。為了使企業有更新設備的能力,機床折舊年限一般規定為7年左右。
設備改造的內容包括檢測設備的更新和增添,改善與設備管理相關的交通、通信、信息系統,改善包裝、庫存設備。法國的不少企業都利用可編程控制器,對設備在檢修時進行技術改造。法國十分重視設備革新,把生產中關鍵設備的革新、改造作為工廠技術研究機構的課題來完成。
(4)法國企業中的設備備件管理
法國的一些企業設有兩級備件庫:一級為全廠中心備件庫,儲備各車間的通用備件,貴重精密備件;另一級是車間備件庫,儲備車間設備的專用備件、易損件及經過修復后還能使用的備件。每個車間都設有以鐵網為隔墻的雙層活動房,下層是維修間,上層可擺放備件,由維修組長進行管理。
法國企業的備件管理一般采用計算機化管理。全廠備件往往只由一個人負責,在中心備件庫,也僅由一個人保管成千上萬種不同備件,倉庫有自動升降取送零件裝置。歐洲的訂貨周期是15天,所以庫存保持15天的儲備量即可。這可以大大減少庫存量和流動資金的占有。
(5)法國企業中的維修人員培訓
法國企業為了適應現代化生產需要,十分重視人員培訓。車間中有的操作工人每年脫產300h參加技術學習。其學習內容多數是結合本廠實際編寫的,包括初級技術知識、氣動技術、液壓技術、電氣原理和自動化知識等。法國的維修人員待遇高過操作人員,大約高出15%。生產線的線長、操作班長多數從有經驗的維修人員中選拔,因為這些人領導的班組,今后不僅可以操作,還要能擔負設備維修任務。