1.1.2 設備的狀態維修

1. 狀態維修的概念

狀態維修（Condition Based Maintenance, CBM）或預知性維修（Predictive Diagnostic Maintenance, PDM）以設備當前的實際工作狀況為依據，通過高科技狀態監測手段，識別故障的早期征兆，對故障部位、故障嚴重程度及發展趨勢做出判斷，從而確定設備（各部件）的最佳維修時機。狀態維修始于1970年，由美國杜邦公司I.D.Quinn首先倡議。狀態維修是當前耗費最低、技術最先進的維修制度，它為設備安全、穩定、長周期、全性能、優質運行提供了可靠的技術和管理保障。

以狀態監測為基礎的預知維修，不規定檢修周期，但是要定期或連續地對設備進行狀態監測，并根據狀態監測和故障診斷的結果，查明設備有無劣化或故障征兆，再安排在需要時進行修理。它能在設備失效前檢測和診斷出所存在的故障，并可較準確地估計出連續運行的可靠時間。因而設備使用壽命最長，意外停機事故最少。

2. 傳統設備維修的局限性

傳統的設備維修方式主要是定期（時）維修、事后維修以及中途搶修等，而在其中最主要的是定期（時）維修。定期（時）維修（hard time maintenance/periodic maintenance）是按規定的產品維修間隔期（壽命單位）實施的維修。定時維修是預防性維修的一種方式。隨著設備復雜度的提高，定期維修越來越暴露出其局限性。

（1）不必要的維修可能增加故障率，影響設備的性能或質量

一個設備（或一個系統）本來是穩定的，一旦對其進行拆修，將對穩定狀態產生了擾動，拆修本身很可能造成早期故障，特別是大型、復雜的設備。

（2）定期大修可能浪費了大量人力和物力

大型、復雜設備與系統，每次拆修均需要很多的人力物力，而恰當地進行CBM則可以顯著提高維修的效益。

（3）產生過剩維修的缺陷

設備不分主次，一律執行定期計劃的維修，產生不必要的更換、拆卸過程中的損壞，原來磨合很好的設備又被重新裝配，這必然產生過剩維修的缺陷。

（4）定期大修將會降低設備的壽命

定期大修將會降低設備壽命，特別是頻繁、定期地大修，將會降低設備的壽命。這是因為每次拆修時，使材料強度降低，而拆修后再次起動，又增加了材料的疲勞損壞。

（5）缺乏針對性

不論產品狀態如何，都將按定期計劃重新校裝，雖然起到預防作用，但不能對癥下藥，具有盲目維修的成分，還造成了機物料的浪費。

3. 基于狀態的維修及優點

（1）能將故障消滅在萌芽狀態之中

事先檢測運行狀態，確診異常狀態，預先巡檢，主動巡查并確定異常狀態，及時進行事先維修。

（2）降低維修費用，縮短維修時間或避免過度維修

由于設備的實際運行狀態和制造質量以及操作人員的技術水平等因素的差異，每一臺設備或其零部件的使用壽命均有不同，因而故障發生點也不盡相同。這就要求維修人員必須認真分析和準確判斷故障，對設備進行有針對性的維修。據權威雜志統計表明，與采用定期計劃維修體制的企業相比，實施基于狀態的維修后設備故障下降63%～84%，設備維修用工下降26%～30%，機物料消耗下降22%～31%，計劃停臺率降低2.5%～3.7%。

英國有專家發表論文認為，對大型汽輪發電機組進行振動監視，獲利與投資之比為17:1，在英國西南地區，每臺發電機組如減少2.5%的事故與檢修損失，每年獲利可達5.5億英鎊。日本有資料指出，采用診斷技術后，每年設備維修費減少20%～50%，故障停機減少75%。我國的大型鋼廠，每年設備維修費達2～3億元。某機械施工單位擁有工程機械232臺，采用狀態維修后，維修材料費降低30%，維修工作量降低47%[5]。

（3）利用了設備的全壽命周期

利用了設備的全壽命周期，它的計劃性比傳統維修計劃更符合實際。CBM也是有計劃的，不過是側重于狀態，這絕不等于說其沒有計劃，只是這種計劃是建立在“狀態”基礎上的計劃。它強調計劃檢測，事先搜集信息，計劃適時、適度修理，因此它的計劃性更符合實際。

雖然對每一臺設備來說出現故障時間、故障次數、設備壽命等各不相同，但總體規律是一致的，設備故障率和設備壽命的關系就是著名的所謂“浴盆曲線”（見2.1.1節）。不同的時期，故障率不一樣。對設備進行狀態維修，不同的時期應采用不同的措施。

（4）按需維修，提高設備利用率

因為對每臺設備都進行狀態監測，因此能及時、準確地查出故障或隱患，只需更換或修理損壞的零件，為CBM提供可靠的依據，可保證維修質量，避免設備事故，減少設備停機時間和機配件的消耗，從而大幅度地提高設備的利用率，為企業創造更大的效益。

從設備狀態監測與故障診斷的發展看，國內設備管理中采用診斷技術工作起步較晚，但經過研究、推廣、應用，設備狀態監測與故障診斷技術已得到了較高的重視，并有了較快的發展。在一些企業中，設備狀態監測與故障診斷技術較好地應用于設備維修中，有效地避免了因不必要的拆卸使設備精度降低，延長了設備壽命，減少和避免了重大事故的發生，減少了維修時間，降低了維修費用，提高了生產效率。