設(shè)備故障率和設(shè)備維修策略

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和現(xiàn)代化生產(chǎn)的飛速發(fā)展，機(jī)器設(shè)備作為決定產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量和成本的重要因素，其作用越來越明顯。設(shè)備在使用過程中，必然會(huì)產(chǎn)生不同程度的磨損、疲勞、變形或損傷，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，它們的技術(shù)狀態(tài)會(huì)逐漸變差，使用性能下降。設(shè)備維修作為設(shè)備管理的重要環(huán)節(jié)，是延長(zhǎng)設(shè)備壽命，保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，防止事故發(fā)生的重要保證。

一、設(shè)備的故障率曲線

1、設(shè)備故障率浴盆曲線及特點(diǎn)

通過對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)大部分機(jī)械設(shè)備故障率曲線如圖1所示。這種故障曲線常被叫做浴盆曲線。按照這種故障曲線，設(shè)備故障率隨時(shí)間的變化大致分早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期。

早期故障期對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品又叫磨合期。在此期間，開始的故障率很高，但隨時(shí)間的推移，故障率迅速下降。此期間發(fā)生的故障主要是設(shè)計(jì)、制造上的缺陷所致，或使用不當(dāng)所造成的。進(jìn)入偶發(fā)故障期，設(shè)備故障率大致處于穩(wěn)定狀態(tài)。在此期間，故障發(fā)生是隨機(jī)的，其故障率，而且穩(wěn)定，這是設(shè)備的正常工作期或最佳狀態(tài)期。在此間發(fā)生的故障多因?yàn)樵O(shè)計(jì)、使用不當(dāng)及維修不力產(chǎn)生的，可以通過提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、改進(jìn)管理和維護(hù)保養(yǎng)使故障率降在設(shè)備使用后期，由于設(shè)備零部件的磨損、疲勞、老化、腐蝕等，故障率不斷上升。因此認(rèn)為如果在耗損故障期開始時(shí)進(jìn)行大修，可經(jīng)濟(jì)而有效地降低故障率。

2、現(xiàn)代化設(shè)備的故障率曲線

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量新技術(shù)、新材料不斷涌現(xiàn)，特別是電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，設(shè)備正朝著精確化、自動(dòng)化方向發(fā)展。設(shè)備的結(jié)構(gòu)、各工作單元的關(guān)系和環(huán)境變得越來越復(fù)雜，這給設(shè)備維修工作帶來了新問題。
人們通過研究發(fā)現(xiàn)一些用現(xiàn)代技術(shù)裝備的設(shè)備，故障規(guī)律與浴盆曲線相背離。經(jīng)過近30多年的研究，設(shè)備的故障率除了浴盆曲線外，還有五種情況

曲線A顯示了恒定的或者略增的故障率，有明顯的磨損期。曲線B顯示了緩慢增長(zhǎng)的故障率，但沒有明顯的磨損期。曲線C顯示了新設(shè)備從剛出廠的低故障率，急劇地增長(zhǎng)到一個(gè)恒定的故障率。曲線D顯示設(shè)備的故障為恒定值，出現(xiàn)的故障常常是偶然因素造成的。而曲線E顯示設(shè)備開始有高的初期故障率，然后急劇下降到一個(gè)恒定的或者是增長(zhǎng)極為緩慢的故障率。

通過對(duì)民用飛機(jī)的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，4%的設(shè)備遵循典型的浴盆曲線，2%的設(shè)備遵循曲線A，5%的設(shè)備遵循曲線B，7%的設(shè)備遵循曲線C，14%的設(shè)備遵循曲線D，不少于68%的設(shè)備遵循曲線E。一般來說，在實(shí)際運(yùn)行中，設(shè)備的故障率應(yīng)該是圖2所示的五種曲線中的一種或幾種的合成(浴盆曲線可以看作曲線A、D和E的合成)，其故障率可能與民用飛機(jī)的故障率不*相同。但是，設(shè)備故障率取決于設(shè)備的復(fù)雜性，設(shè)備越復(fù)雜，其故障曲線越是接近于曲線D和E。

二、機(jī)器設(shè)備的維修方式

1、設(shè)備維修的主要方式

（1）計(jì)劃維修方式

計(jì)劃維修作為一種預(yù)防性維修制度，我國(guó)從上世紀(jì)50年代以來，開始起在工業(yè)企業(yè)普遍推廣使用，對(duì)保證設(shè)備處于良好狀態(tài)取得了較好效果。

設(shè)備計(jì)劃維修的方法有以下幾種：(a)標(biāo)準(zhǔn)維修法即強(qiáng)制維修法。對(duì)于那些必須嚴(yán)格保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備常采用此法。這種方法對(duì)設(shè)備的維修日期、類別和內(nèi)容，預(yù)先制定具體的計(jì)劃。不管設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中的技術(shù)狀態(tài)如何，都嚴(yán)格按照計(jì)劃規(guī)定執(zhí)行。(b)定期維修法。這種方法是根據(jù)設(shè)備的使用情況、參考有關(guān)檢修周期，制定設(shè)備維修工作的計(jì)劃日期和大致維修工作量。確切的工作安排，則是根據(jù)每次維修前的準(zhǔn)備再作詳細(xì)規(guī)定。(c)檢查后維修法。此法事先只規(guī)定設(shè)備的檢查計(jì)劃，根據(jù)檢查的結(jié)果和以前的維修資料，確定維修日期和內(nèi)容。

計(jì)劃維修方式一方面可以及時(shí)地恢復(fù)設(shè)備的工作能力，預(yù)防可能發(fā)生的事故；另一方面，可以事先安排好設(shè)備的使用和檢修時(shí)間，準(zhǔn)備好維修所需的人、財(cái)、物等；同時(shí)也可以縮短了維修時(shí)間，提高了維修質(zhì)量。

（2）設(shè)備診斷技術(shù)與狀態(tài)維修

與傳統(tǒng)檢查相對(duì)，設(shè)備診斷技術(shù)由依靠人員的感官判斷，發(fā)展到大量采用*的科學(xué)儀器、儀表；由人工測(cè)試，發(fā)展為在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中由電子儀器顯示；由高級(jí)技術(shù)工人承擔(dān)，發(fā)展為由于采用既科學(xué)又方便的儀器、儀表，一般設(shè)備操作者也能承擔(dān)；由在停機(jī)情況下檢測(cè)，發(fā)展到不停機(jī)直接檢測(cè)；檢測(cè)的目的，由檢測(cè)勞損(磨損、腐蝕等)、預(yù)防故障發(fā)展到預(yù)測(cè)設(shè)備的自然壽命。目前，該技術(shù)發(fā)展為系統(tǒng)的設(shè)備維修管理方法，可以對(duì)整套設(shè)備的單個(gè)零件、主要部件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可以對(duì)整套設(shè)備進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)維修是根據(jù)設(shè)備的日常監(jiān)測(cè)、定期檢查、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷提供的信息，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析處理，來判斷設(shè)備的劣化程度，并在故障發(fā)生之前有計(jì)劃地進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S修。設(shè)備狀態(tài)維修被*為設(shè)備維修方式中高的一種方式。采用設(shè)備狀態(tài)維修可以及時(shí)掌握故障隱患并及時(shí)消除，從而提高設(shè)備完好率和利用率，提高設(shè)備維修工作質(zhì)量和節(jié)省各種費(fèi)用，提高總體效益。

（3）事后維修法

在設(shè)備的維修工作中，還有一種方法叫做事后維修法，或叫故障維修法，也就是壞了再修，不壞不修的方法。這種方法只適用于數(shù)量多、一般的設(shè)備。

2、不同設(shè)備維修方式的對(duì)比分析

計(jì)劃維修方式認(rèn)為設(shè)備故障率遵循浴盆曲線。要有效地實(shí)行預(yù)防性維修，必須科學(xué)制定維修計(jì)劃。如果計(jì)劃制訂不合理，這種方法常常會(huì)造成很大的浪費(fèi)。在進(jìn)行預(yù)防性維修時(shí)，必須準(zhǔn)確地找到拐點(diǎn)，這樣才可避免過剩維修或維修范圍的擴(kuò)大，獲得最佳的效益。但是設(shè)備的壽命周期與設(shè)備的使用環(huán)境、人員素質(zhì)、維護(hù)保養(yǎng)等因素密切相關(guān)，科學(xué)合理地確定設(shè)備的壽命有一定難度，因此設(shè)備很難真正有效地實(shí)施計(jì)劃維修。

傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，設(shè)備故障的發(fā)生、發(fā)展與使用時(shí)間有直接關(guān)系，定時(shí)的計(jì)劃拆修普遍使用。根據(jù)現(xiàn)代設(shè)備故障率曲線可知，設(shè)備故障的發(fā)生有的與設(shè)備使用時(shí)間有關(guān)，有的則與設(shè)備使用時(shí)間無關(guān)，要根據(jù)實(shí)際情況而定。同時(shí)，許多設(shè)備的故障有一定的潛伏期，可以通過現(xiàn)代設(shè)備診斷技術(shù)檢測(cè)到，可以進(jìn)行安全經(jīng)濟(jì)的決策維修，而預(yù)防性維修不能提高設(shè)備的可靠度。

設(shè)備狀態(tài)維修作為一種新型的維修方式，其應(yīng)用范圍越來越廣，越來越受到人們的重視。但是設(shè)備維修工作中還不可能*采用這種技術(shù)。這是因?yàn)椋?1) 隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，目前已經(jīng)有很多設(shè)備可以用設(shè)備診斷技術(shù)進(jìn)行維修，但作為一種新技術(shù)，它本身還處于不斷發(fā)展和完善之中，并不是所有的機(jī)器設(shè)備都可以用設(shè)備診斷技術(shù)進(jìn)行維修。（2）從經(jīng)濟(jì)上考慮，如果所有的設(shè)備都采用狀態(tài)維修方式，需要一筆很大的經(jīng)濟(jì)投入。這些診斷設(shè)備只在企業(yè)內(nèi)部使用的話，使用率低，部分維修資源平時(shí)可能閑置，這樣使得維修成本大大提高，對(duì)企業(yè)來說經(jīng)濟(jì)上是不合適的。

三、機(jī)器設(shè)備維修策略的選擇

任何單位都有數(shù)量不等、型號(hào)不一的設(shè)備。有些設(shè)備復(fù)雜，有些設(shè)備簡(jiǎn)單。對(duì)大中型企業(yè)來說則設(shè)備數(shù)量大、品種多。隨著企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的進(jìn)步，所擁有的設(shè)備的種類越來越多、技術(shù)性越來越來越強(qiáng)。不同的設(shè)備使用的環(huán)境不同、故障率曲線不一樣。如何選擇設(shè)備維修策略，進(jìn)行設(shè)備維修？

（1）根據(jù)設(shè)備的重要性，采取相應(yīng)的維修策略。

一般來說，企業(yè)規(guī)模越大，設(shè)備數(shù)量越多。大、中型企業(yè)所擁有設(shè)備數(shù)量非常多。不同設(shè)備在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程中所起的作用是不一樣的，所采用的維修方式也不一樣。在制定機(jī)器設(shè)備維修策略時(shí)，首先應(yīng)對(duì)設(shè)備重要程度進(jìn)行分類。分類的方法很多，其中ABC分類法就是一種常用的、較好的方法。在一個(gè)單位中，A類設(shè)備數(shù)量少，所起的作用大，大約占總數(shù)的10%左右。這類設(shè)備流程工藝復(fù)雜，是企業(yè)生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備。一旦這些設(shè)備發(fā)生故障，會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)企業(yè)產(chǎn)生重大影響，因此要求這類設(shè)備在運(yùn)行過程中，具有非常高的可靠性。這類設(shè)備應(yīng)是設(shè)備維修工作的重點(diǎn)對(duì)象。對(duì)這些關(guān)鍵設(shè)備，應(yīng)從維修的經(jīng)濟(jì)性出發(fā)選擇合適維修方式。這類設(shè)備最好采用狀態(tài)維修方式，變計(jì)劃維修為針對(duì)性維修，實(shí)施狀態(tài)維修，這樣可以使維修工作量和維修費(fèi)用大幅度降低，實(shí)現(xiàn)少投入多產(chǎn)出的效果。如果沒有相應(yīng)的診斷設(shè)備，或狀態(tài)維修方式費(fèi)用太高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的結(jié)果不合適，企業(yè)無法承受，則應(yīng)采取標(biāo)準(zhǔn)維修法，也可以采用定期修理法。

（2）根據(jù)設(shè)備故障信息的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，選擇合適的維修方式[2]

在對(duì)企業(yè)的B類和C類設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備故障信息，選擇合適的維修方式。對(duì)這些設(shè)備來說，故障信息是決定設(shè)備維修方式的基礎(chǔ)。通過對(duì)故障信息的分析，可以判斷設(shè)備故障的類型，從而選擇維修方式。設(shè)備故障信息主要包括設(shè)備的故障次數(shù)（停機(jī)頻率）和故障后果（停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)短、經(jīng)濟(jì)損失等）這兩方面的統(tǒng)計(jì)資料。

收集一年來（或半年、季、月）設(shè)備的停機(jī)頻率（次數(shù)）和停機(jī)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)資料。繪制設(shè)備停機(jī)時(shí)間和停機(jī)頻率排列圖表，各單位設(shè)備很多，只需列出占總數(shù)80％以上的停機(jī)時(shí)間最長(zhǎng)及停機(jī)次數(shù)最多的設(shè)備即可。對(duì)停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、頻率高的設(shè)備，采用計(jì)劃維修，*消除故障。對(duì)停機(jī)頻率低，但一旦停機(jī)需要延續(xù)較長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間的設(shè)備，應(yīng)對(duì)造成故障停機(jī)的過程和原因進(jìn)行分析，并進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，進(jìn)行狀態(tài)維修。對(duì)停機(jī)頻率高，停機(jī)時(shí)間短的設(shè)備采取的維修策略是提高操作人員的技能水平，一般維修由他們完成即可。對(duì)停機(jī)時(shí)間短，頻率低的設(shè)備采取的方式是不壞不修。

石化工業(yè)擁有大量機(jī)器設(shè)備，是安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。對(duì)它們的運(yùn)行質(zhì)量要求很高，每年用于維修費(fèi)用支出也很大。和一般的機(jī)器設(shè)備維修策略比較，既有其共性，也有它的特殊性，本文提出的原理和觀點(diǎn)，同樣也基本適合于石化工業(yè)，當(dāng)然需根據(jù)本行業(yè)的特點(diǎn)，進(jìn)一步深化細(xì)化，才能制定出一套符合石化工業(yè)的機(jī)器維修策略。