設(shè)備維修與管理基礎(chǔ)

1、設(shè)備維修與管理基礎(chǔ)故障診斷技術(shù)在設(shè)備管理中的地位和作用機械設(shè)備是現(xiàn)代化生產(chǎn)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，設(shè)備管理則是企業(yè)管理中的重要領(lǐng)域。在現(xiàn)代化企業(yè)管理機制中，故障診斷技術(shù)已經(jīng)稱為企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)效益管理中的重要控制環(huán)節(jié)，成為管理的組成部分。在講求效益的時代，設(shè)備管理是提高設(shè)備投資效益的主要環(huán)節(jié)，是固定資產(chǎn)保值、增值的有效途徑，通過有效的實施故障診斷技術(shù)，可以在降低設(shè)備使用費用，提高生產(chǎn)經(jīng)濟效益，增強企業(yè)競爭力和企業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮重要作用。企業(yè)管理現(xiàn)代化必然要以設(shè)備管理現(xiàn)代化為基礎(chǔ)，設(shè)備管理現(xiàn)代化當然也離不開故障診斷技術(shù)作為技術(shù)保障條件。設(shè)備管理現(xiàn)代化包括以下五個方面： 管理理論（理念）現(xiàn)代化； 管理組織及體系

2、現(xiàn)代化； 管理方法現(xiàn)代化； 管理手段現(xiàn)代化； 管理人才現(xiàn)代化。在上述諸方面中，先進的設(shè)備、技術(shù)起著重要的作用，并促進著上層建筑、管理體系的進一步變革，其中設(shè)備故障診斷技術(shù)就是所有環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)，推廣和應(yīng)用設(shè)備故障診斷技術(shù)是實現(xiàn)設(shè)備管理現(xiàn)代化的需要，是保障設(shè)備資產(chǎn)效益最大化的需要，也是企業(yè)現(xiàn)代化管理的需要。設(shè)備故障診斷技術(shù)的作用是： 保障設(shè)備安全，防止突發(fā)故障； 保障設(shè)備精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量； 實施狀態(tài)維修，節(jié)約維修費用； 避免事故發(fā)生，防止環(huán)境污染； 實現(xiàn)良性循環(huán)，提高經(jīng)濟效益。在美國，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)在關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)中已經(jīng)成為強行實施的技術(shù)之一，甚至在類似汽車這樣的消費級產(chǎn)品中，美國

3、也制定了安裝狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)（儀器）的時間表，在理念上走在了世界的前列，由此獲得的益處也是非常顯著的。在我國，大多流程化生產(chǎn)的大型企業(yè)，已經(jīng)將設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備管理與維修，改變了傳統(tǒng)維修管理的被動局面，逐步走向可靠性維修及質(zhì)量維修，為達到設(shè)備壽命周期費用最經(jīng)濟和綜合效率最高的目標邁出了可喜的一步。在監(jiān)測設(shè)備、技術(shù)方面，國內(nèi)所處的技術(shù)水平并不低，特別是在信號處理和分析技術(shù)研究方面處于世界先進行列，但在產(chǎn)品系列化、實用性等方面表現(xiàn)得參差不齊；許多企業(yè)對實施設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的理念模糊，舍得在維修上花錢，但舍不得在監(jiān)測上投入，所有這些都會影響企業(yè)現(xiàn)代化管理的真實水平。

4、主要維修體系特點及應(yīng)用范圍簡介企業(yè)性質(zhì)、設(shè)備狀況和生產(chǎn)條件是決定維修方式的主要因素，維修方式不同，維修策略也不同。維修方式的確定應(yīng)綜合考慮設(shè)備在生產(chǎn)中所處的地位和對生產(chǎn)影響程度（對資產(chǎn)效益影響程度）。設(shè)備維修方式可分為三類五種，即改善維修（Corrective Maintenance，CM）、預(yù)防維修（Predictive Maintenance，PM）和事后維修（Break-down Maintenance，BM）三類，其中預(yù)防維修又包括視情維修（On-condition Maintenance，OM）、狀態(tài)維修（Condition-Based Maintenance，CBM）和定期維修（T

5、ime-Based Maintenance TBM），共計五種。改善維修（CM）改善維修的目的是消除設(shè)備先天性缺陷或頻發(fā)故障，采用的方法是對設(shè)備局部結(jié)構(gòu)或零件進行改進（重設(shè)計），結(jié)合修理進行改裝。例如，對設(shè)備中不便檢查的軸承改用長效潤滑的長壽命軸承，設(shè)置自動加油器或改裝集中潤滑系統(tǒng)等，均屬改善維修范疇。改善維修主要包括以下兩方面內(nèi)容： 根據(jù)預(yù)防維修紀錄改善設(shè)備，防止故障再次出現(xiàn)，提高設(shè)備的可靠性； 改進設(shè)備，提高設(shè)備的維修性，即使發(fā)生故障，也可以縮短修理時間。改善維修是一種值得提倡的維修方式，通過檢查和修理實踐，對設(shè)備易出故障的薄弱環(huán)節(jié)進行改進，從而改善設(shè)備的技術(shù)性能，達到從根本上減少設(shè)備故障

6、，提高設(shè)備全效率的目的。改善維修不是技術(shù)改造，二者的區(qū)別是，改善維修的目的在于改善和提高個別零部件的可靠性及維修性，降低設(shè)備的故障率和減少維修實踐及費用；技術(shù)改造的目的是在于局部補償設(shè)備的無形磨損，從而提高設(shè)備的性能和精度。對于大多設(shè)備，改善維修均適用。事后維修（BM）事后維修也稱為故障修理，是當設(shè)備發(fā)生故障，或性能、精度降低到合格水平以下時所進行的非計劃性修理。設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)故障會給生產(chǎn)造成損失，也給修理造成被動和困難。因此，對于關(guān)鍵設(shè)備和流程化生產(chǎn)線的重點設(shè)備，不宜采用這種維修方式。但有些設(shè)備即使在故障停機后再修理，不會給生產(chǎn)造成困難，如小型風機、水泵等，采用事后維修可能更經(jīng)濟，因此對于維修

7、技術(shù)并不復(fù)雜，故障發(fā)生后進行修理對生產(chǎn)影響較小，實行預(yù)防維修經(jīng)濟性較差的設(shè)備均可采用事后維修方式。視情維修（OM）視情維修是在人為規(guī)定界限值或標準情況下，通過感官或儀表進行檢查，當發(fā)現(xiàn)潛在問題開始暴露，并能確定何時將超過規(guī)定界限值，認為設(shè)備有必要進行修理時進行的計劃性維修。視情維修的理論依據(jù)是，設(shè)備故障有隨機性故障和規(guī)律性故障，每一種故障各有有發(fā)展期和無發(fā)展期兩種。對于有發(fā)展期的，或者說劣化過程緩慢進行的，可通過定期或連續(xù)監(jiān)測檢查出來；對于無發(fā)展期的，如操作不當，材料缺陷，部件脫落等原因，尤其是一些電氣元件如繼電器開關(guān)、往復(fù)式發(fā)動機的傳動部件，適合采用視情維修。視情維修的工作重點是，通過以安全

8、為主要目標的關(guān)鍵性部件的檢查，發(fā)現(xiàn)存在的問題，及時修理更換，只有在有需要時才允許拆卸設(shè)備。其所對應(yīng)的故障類型有： 符合浴盆曲線特征的故障； 早期故障然后穩(wěn)定運行； 恒定的故障率； 操作者初期不熟練； 故障隨壽命延續(xù)而增加； 運行相當一時期后的磨損。狀態(tài)維修（CBM）狀態(tài)維修是一種以設(shè)備技術(shù)狀態(tài)為基礎(chǔ)的預(yù)防維修方式，也稱為預(yù)知維修或預(yù)測維修。它根據(jù)設(shè)備的日常點檢、定期檢查、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷所提供的信息，經(jīng)統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)處理，來判斷設(shè)備的劣化程度，并在故障發(fā)生前有計劃地進行適當維修。由于狀態(tài)維修能對設(shè)備適時地、有針對性地進行維修，不僅能保證設(shè)備經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)，而且還能充分利用零件的壽命，

9、有效地避免“維修不足”或“維修過?！钡那闆r，因此這是一種經(jīng)濟合理，值得提倡的維修方式。進行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷一般可在設(shè)備運行中或基本不拆卸設(shè)備的情況下進行，可以適用便攜儀器或高精度分析儀器，對于流程化生產(chǎn)中連續(xù)運轉(zhuǎn)、利用率高的重點設(shè)備或其它工業(yè)中的大、精、稀設(shè)備及一般通用設(shè)備，均可實施狀態(tài)維修。定期維修（TBM）定期維修是一種以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防維修方式，也稱為計劃維修。它具有對設(shè)備進行周期性修理的特點，即根據(jù)設(shè)備的磨損規(guī)律，事先確定修理類別、修理周期和修理工作量，預(yù)計所需要的備件和材料，可作較長時間的安排，修理計劃按照設(shè)備的實際開動時數(shù)編制。過去我國普遍推行這種源自蘇聯(lián)的計劃預(yù)修制度。定期

10、維修方式適用于能掌握設(shè)備磨損規(guī)律和平時難以停機進行維修的流程工業(yè)生產(chǎn)、動能生產(chǎn)、自動線以及大批量生產(chǎn)中適用的主要生產(chǎn)設(shè)備，其故障模式屬于規(guī)律性故障，或無發(fā)展期而無法實施狀態(tài)監(jiān)測者。由于定期維修是按照固定的修理周期結(jié)構(gòu)來安排設(shè)備的大、中、小修的，很難避免造成“過剩維修”，更換下的零件距其磨損極限還有剩余價值，造成成本增加，經(jīng)濟性差。對于航空及核能部門的發(fā)動機、反應(yīng)堆等，為了確保生產(chǎn)安全，多采用定期維修，犧牲經(jīng)濟性來換取設(shè)備的可靠性。可靠性維修與質(zhì)量維修的原理與應(yīng)用1. 可靠性維修 可靠性的產(chǎn)生與發(fā)展第二次世界大戰(zhàn)時，就已經(jīng)開始了對可靠性技術(shù)的研究。當時主要研究的重點是雷達系統(tǒng)中電子管元件的可靠性

11、問題。到上世紀50年代，可靠性研究逐步發(fā)展為可靠性工程學，以美國國防部為首，在引入了系統(tǒng)工程思想后，把從零部件起到裝置系統(tǒng)位置的全過程用可靠性貫穿起來，創(chuàng)造了一種以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在事前就要保證可靠度的技術(shù)工程系統(tǒng)。可靠性的概念和管理方法，也逐漸從軍工進入民用。到了上世紀60年代，可靠性技術(shù)的發(fā)展與國際化取得更大進展，1969年7月阿波羅登月計劃的成功，標志了可靠性技術(shù)發(fā)展已進入一個新的時代。到上世紀70年代，可靠性分析對產(chǎn)品質(zhì)量及質(zhì)量管理產(chǎn)生了很大影響，故障（失效）模式分析（FMEA）和故障樹分析（FTA）相繼問世。當前可靠性分析的基本研究已經(jīng)結(jié)束，并在以下兩個方面繼續(xù)深入： 從使用角度考慮的可

12、靠性和從經(jīng)濟性考慮的維修性和成本效率等方面的研究，對零件的故障進行物理的研究，并形成了新的學科，即故障物理學。 可靠性定義一個零件、一個部件、一臺設(shè)備或一個系統(tǒng)，在規(guī)定時間內(nèi)，無故障地完成規(guī)定功能的程度或可能，就是它的可靠性。 定義指出了可靠性的研究對象應(yīng)是產(chǎn)品或系統(tǒng)。廣義產(chǎn)品應(yīng)包括零件、部件、設(shè)備。和系統(tǒng)。 定義指出了規(guī)定的功能，即零件、部件、設(shè)備和系統(tǒng)在實現(xiàn)使用目的時的預(yù)期功能，當不能實現(xiàn)規(guī)定功能時，即稱為發(fā)生故障或功能失效。為了便于比較應(yīng)規(guī)定失效的界限。 定義指出了規(guī)定的條件。它一般是指使用條件和環(huán)境條件。對于操作水平、維修方法以及運輸保管條件等，也應(yīng)考慮在內(nèi)。 定義指出了規(guī)定的時間。這

13、時因為時間因素是可靠性概念中的重要問題。一般按經(jīng)濟壽命周期考慮。有時也可把重復(fù)次數(shù)、行駛距離作為時間指標?？煽啃赃€有廣義可靠性和狹義可靠性之分。對于發(fā)生故障以致?lián)p壞，只能廢棄更換而不能修復(fù)的“不可修品”如電燈泡、電子管和螺栓等，其可靠性稱為狹義可靠性或可靠性；可修品的可靠性則稱為廣義可靠性，如飛機、汽車和機床等。對于廣義可靠性的概念，除應(yīng)考慮產(chǎn)品的無故障性質(zhì)，即狹義可靠性外，還應(yīng)考慮發(fā)生故障后修理的難易程度，即維修性。所以廣義可靠性也可以用以下公式表達，即狹義可靠性維修性廣義可靠性 可靠性指標在衡量可靠性的水平高低時，需要有能定量表現(xiàn)的可靠性指標，主要是可靠度、故障率MTBF維修度及有效度等。

14、a. 可靠度（Realiability）所謂可靠度是指零件、部件、產(chǎn)品、系統(tǒng)在規(guī)定條件下，在預(yù)期的時間內(nèi)，實現(xiàn)其預(yù)期功能的概率，常以R（T）表示。把抽象的可靠性用數(shù)學形式的概率來表示，就使產(chǎn)品或系統(tǒng)的可靠度的測量、比較、選擇和控制等有了一個統(tǒng)一的基礎(chǔ)。根據(jù)可靠度的定義可以得出，它是產(chǎn)品在t時間內(nèi)無故障，或是產(chǎn)品的壽命T大于t的概率，即P（Tt）稱為可靠度函數(shù)R（t）P（Tt），(0t)(1)式中P概率符號。R（t）可以用截止時間t、尚未喪失功能的產(chǎn)品數(shù)N（t）與該時期初擁有的產(chǎn)品總數(shù)N（o）的比值求出（2）由于可靠度的精確計算需對所有產(chǎn)品進行試驗或觀察，而實際上只能采用抽樣方法，從有限的樣本數(shù)

15、據(jù)來推算，故稱為估計值，并用符號來表示。例如有200個軸承，在同樣條件下使用了500小時后，有60個發(fā)生了故障，那么仍可以使用的軸承為20060140個，此時可靠度為與可靠度相對應(yīng)的是不可靠度，它所代表的是產(chǎn)品、系統(tǒng)的不可靠度，也即是故障部分所占的比例，常記F（t）。它是故障分布函數(shù)，其值從0到1變化。F(t)=P(0t)（3）可靠度與不可靠度的關(guān)系如圖所示。式中f(t)是故障的概率密度函數(shù)。故 （4）當知道了某一可靠度函數(shù)，并給定了可靠度值r，就可以求出產(chǎn)品可靠度下降到r時的工作時間，這個時間叫做可靠壽命。其中r可靠度還可分為固有可靠度與使用可靠度兩種。所謂固有可靠度就是指在模擬實際的環(huán)境條

16、件與使用條件下進行試驗所得出的可靠度。也是指零件、產(chǎn)品、系統(tǒng)在規(guī)定試驗條件下，按規(guī)定試驗時間發(fā)揮其功能的概率，記為R1。由于一些設(shè)備如施工、運輸機械的環(huán)境與使用條件都很嚴格，不管其固有可靠度有多高，也難以長久保持，因此就必須考慮使用可靠度。所謂使用可靠度，就是指零件、產(chǎn)品、系統(tǒng)在使用過程中，通過環(huán)境條件、使用者的操作能力、保養(yǎng)維修水平以及保管方法等各種條件所提供的確保固有可靠度發(fā)揮的概率，記為Rv。而工作可能度或?qū)嶋H體現(xiàn)的可靠度，應(yīng)為固有可靠度與使用可靠度之積，記為Ro。于是（5）b. 故障率（Failure Rate）所謂故障率是指產(chǎn)品、系統(tǒng)發(fā)生故障的比率?？梢赃\用數(shù)理統(tǒng)計方法，對所觀測的設(shè)

17、備的故障時間作圖，描繪出故障頻數(shù)對時間的分布曲線，由分布曲線計算故障的概率密度函數(shù)f(t)。有了可靠度函數(shù)R(t)及故障概率密度函數(shù)f(t)，按照故障率（t）定義就可以用下式表示：（6）式中（t）是到某一時間t為止，尚未發(fā)生故障的可靠度R(t)，而在下一單位時間內(nèi)可能發(fā)生的條件概率。故障率一般分為相對故障率、累積故障率、瞬時故障率與平均故障率四種。相對故障率 產(chǎn)品在某一時間區(qū)間內(nèi)的故障發(fā)生數(shù)與初始時間擁有的產(chǎn)品總數(shù)之比值，記為f(t)。累積故障率 到某一時間為止故障的累計數(shù)與初始時間擁有的產(chǎn)品總數(shù)之比值，記為F(t)。它表示遞增的故障率，并與不可靠度等價。瞬時故障率 到某一時刻之前，已處于使用

18、的產(chǎn)品或系統(tǒng)，在連續(xù)單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率，記為。平均故障率 產(chǎn)品在某一時期內(nèi)的故障總數(shù)與工作總時間的比值，記作。c. MTBF與MTTFMTBF（Mean Time Between Failure）平均無故障時間，指可修復(fù)產(chǎn)品在某一次故障發(fā)生后到下一次故障發(fā)生前無故障工作時間的平均值，一般也稱為無故障間隔時間。MTBF所表現(xiàn)的對象僅限于發(fā)生故障后可通過修理恢復(fù)其功能的產(chǎn)品或系統(tǒng)。在知道了一個產(chǎn)品的MTBF后，就能預(yù)知該產(chǎn)品可以無故障地使用多長時間，以及在使用多長時間后應(yīng)該進行修理。MTTF（Mean Time To Failure）故障前平均工作時間，指不可修復(fù)非產(chǎn)品從開始使用起，直到發(fā)生

19、故障之前的無故障工作時間的平均值，一般也稱為故障前間隔時間。MTTF所表現(xiàn)的對象僅限于發(fā)生故障后不可能通過修理恢復(fù)其功能的產(chǎn)品或系統(tǒng)。它多用于零件及材料方面，如電子元件、螺栓等，一旦發(fā)生故障，則產(chǎn)品壽命宣告結(jié)束，所以它也被稱為平均壽命。在故障概率特征確定的條件下，故障率與其MTBF（或MTTF）互為倒數(shù)，即×MTBF1（7）d. 維修性與維修度（Maintainability）從廣義可靠性的觀點出發(fā)，對于可修復(fù)的產(chǎn)品與系統(tǒng)，除了無故障地實現(xiàn)功能外，還有一個在發(fā)展故障后迅速排除故障的問題，這對于設(shè)備維修和故障診斷是很重要的。所謂維修是指使產(chǎn)品保持與恢復(fù)其功能狀態(tài)的一切技術(shù)活動與管理活動

20、的總和；而所謂的維修性就是指修復(fù)產(chǎn)品所具備的維修難易程度。與可靠度的定義相似，維修度的定義是，對可修復(fù)產(chǎn)品在完全處于故障的狀態(tài)下，在規(guī)定的條件下和時間內(nèi)，通過維修恢復(fù)到正常狀態(tài)下的概率。而維修度也就是把維修的難易程度用概率來表示。e. 有效度（Availability）所謂有效度是指可修復(fù)產(chǎn)品，在規(guī)定條件下，規(guī)定時間內(nèi)，維持其功能的概率，一般記為A?？梢哉J為，有效度是廣義的可靠度，它也稱為可利用率，而用時間表示的有效度，則稱為時間有效度。設(shè)D不能工作時間，即產(chǎn)品處于不能完成規(guī)定功能狀態(tài)下的時間； U可能工作時間，即產(chǎn)品處于能完成規(guī)定功能狀態(tài)下的時間。則有效度為 （8）或 （9）式中為維修系數(shù)，

21、即相對于產(chǎn)品的單位工作時間的平均維修時間，為故障率，為修復(fù)率，一般1。由以上公式可知，有效度就是不發(fā)生故障的可靠度與排除故障的維修度的綜合量度，如果可靠度與維修度都遵從指數(shù)分布，則公式（8）可改寫為 （10）要想提高有效度，就得增加平均無故障時間MTBF，或減少平均故障修理時間MTTR。因此從這個角度看問題，提高有效度的措施只能是：l 通過有效的監(jiān)測設(shè)備工作狀態(tài)提高其平均無故障時間；l 通過有效的監(jiān)測與診斷減少平均故障修理時間。f. 可靠度、維修度與有效度之間關(guān)系在產(chǎn)品的可靠度、維修度與有效度之間存在著重要的數(shù)量聯(lián)系。設(shè)可靠度為R(t)，維修度為M()，有效度為A(t，)，則三者存在以下關(guān)系：

22、 （11）等式后的第一項表示到t時止不發(fā)生故障的概率，第二項表示到t時為止發(fā)生故障的概率和時間內(nèi)修復(fù)的概率。用曲線表示三者的關(guān)系，則如圖 所示。 基本的故障率圖形機械零部件、電器元件及材料的失效故障隨時間而變化，一般有三種類型，分別相當于故障率曲線的三個組成部分。a. 故障率遞減型（DFR）如圖 所示，當故障率（t）隨時間單調(diào)降時，即稱為故障率遞減型。一般零件多在開始時其故障率較高，隨后逐漸降低，這就反映出其早期的失效過程，原因多在于材料，結(jié)構(gòu)以及制造工藝上存在著某些缺陷。一般受靜載荷作用或有少量摩擦磨損零件的失效，基本上屬于這種類型。b. 故障率恒定型（CFR）如圖 所示，當故障率（t）為一

23、常數(shù)時，即稱為故障率恒定型。其可靠度函數(shù)，呈簡單的指數(shù)分布，對于這種類型，其故障率的發(fā)生是隨機的，即沒有一種特定的失效機理在起主導(dǎo)作用，大多數(shù)是由于使用不當，操作維護不良，以及潤滑密封等偶然原因所引起。c. 故障率遞增型（IFR）如圖 所示，當故障率（t）隨著時間的增加而升高時，即稱為故障率遞增型（IFR）。這說明零件經(jīng)過了一般比較穩(wěn)定的運行后到達了損耗老化階段，其故障率隨著時間的增加而不斷升高，最后出現(xiàn)大量失效。大多數(shù)受變載荷作用及易磨損零件的失效都屬于這種類型，其故障率函數(shù)f(t)多近似正態(tài)分布。 使用可靠性與維修 a. 使用可靠性與維修的關(guān)系由于工作可靠度固有可靠度×使用可靠度

24、，因而要提高工作可靠度，就必須維持與提高使用可靠度。而使用可靠度的大小取決于使用條件。其中使用條件與環(huán)境條件是現(xiàn)時存在的，因此提高使用可靠度的唯一措施就是改進維修條件和維修性，即 要正確使用產(chǎn)品，尤其是對高可靠度的產(chǎn)品更應(yīng)注意這一條件； 如果在使用過程中產(chǎn)品發(fā)生了故障，應(yīng)該使修復(fù)所用的時間越短越好，也就是要維修性好。由于有效度，要提高使用可靠性，就必須提高有效度。而有效度的提高，主要應(yīng)縮短平均故障修理時間MTTR，而縮短MTTR，就必須加強維修。所以維修工作是提高使用可靠性的重要手段之一。應(yīng)該注意的是，雖然加強維修可以縮短MTTR，但維修過度反而會降低產(chǎn)品的有效度。因此這里所說的維修應(yīng)該特指有

25、效維修。設(shè)備維修是維持或恢復(fù)產(chǎn)品的規(guī)定功能，確保設(shè)備可靠性與安全性應(yīng)采取的技術(shù)與管理措施，也是維持與提高使用可靠性的一種有效的方法。與設(shè)備使用可靠性相關(guān)的維修作業(yè)主要有l(wèi) 點（巡）檢l 清洗l 調(diào)整l 拆卸l 修理l 改裝l 更新l b. 根據(jù)故障類型選擇維修方式從設(shè)備故障率的浴盆曲線可知，共有三種故障類型：早期故障、偶發(fā)故障和損耗故障。對于每種故障，并非任何維修方式都是有效適用的。因此，選擇維修方式時必須要依據(jù)故障類型來確定。 在早期故障期，產(chǎn)品處于生產(chǎn)使用的最初階段，往往由于制造與裝配的質(zhì)量問題導(dǎo)致一些小的故障。對于這種故障，可采取一般的事后維修，包括快速檢修，以及為提高產(chǎn)品使用可靠度、降

26、低產(chǎn)品故障率所進行的改裝維修。 在偶發(fā)故障期，產(chǎn)品進入正常穩(wěn)定使用階段。由于故障呈恒定狀態(tài)，構(gòu)成了浴盆曲線的水平部分，難以采取趨勢分析進行故障預(yù)測，即使采用定期維修也難以取得顯著效果，用戶在使用過程中及時發(fā)現(xiàn)并進行有效處理也不容易，最好的方法是采取狀態(tài)監(jiān)測維修方式，使用相應(yīng)的系統(tǒng)儀器，在故障發(fā)生前及早發(fā)現(xiàn)異常，及時進行預(yù)防維修。 在損耗故障期，產(chǎn)品進入到壽命末期，故障率和浴盆曲線均呈急速上升狀態(tài)，此時可以通過狀態(tài)監(jiān)測進行趨勢分析，在故障率達到閾值前進行預(yù)防維修，或按照MTBF規(guī)律實施定期的預(yù)防維修及故障零件更換，以使浴盆曲線繼續(xù)保持平緩變化，延長產(chǎn)品壽命。 可靠性維修把可靠性工程的觀點應(yīng)用于設(shè)

27、備管理，就產(chǎn)生了可靠性維修的戰(zhàn)略思想，這既是管理現(xiàn)代化設(shè)備所必需的，同時也是設(shè)備管理現(xiàn)代化的主要特點。我國早期的工業(yè)企業(yè)遵循的設(shè)備維修思想是“預(yù)防為主”，其主要觀點是： 故障的發(fā)生和發(fā)展都與時間有關(guān)； 任何一個元器件、零部件發(fā)生故障都可能導(dǎo)致設(shè)備和系統(tǒng)的故障； 只要多做維修工作就可以預(yù)防故障。根據(jù)上述觀點做出的維修決策就是定期維修，以及更換超過規(guī)定時間的元器件和零部件。隨著國內(nèi)外對設(shè)備維修工程研究的深入，基于定期維修的維修策略和維修方式遇到了挑戰(zhàn)，實踐證明這種維修策略和維修方式存在嚴重缺陷，它并不能預(yù)防任何設(shè)備和系統(tǒng)都存在的隨機故障；另一方面，一刀切式的更換元器件和零部件會浪費使用壽命，造成不

28、必要的經(jīng)濟損失，頻繁的定期維修與拆卸，也會引入新的缺陷而造成故障。目前普遍遵循的是“以可靠性為中心”的維修思想，其主要觀點是： 只有損耗性故障才與工作時間有關(guān)，而隨機故障是與工作時間無關(guān)的，再多的定期維修也無濟于事； 對于復(fù)雜設(shè)備或系統(tǒng)，除某些主導(dǎo)性損耗故障外，其故障多屬隨機性，浴盆曲線對此類產(chǎn)品不適用； 在采用冗余技術(shù)進行可靠性設(shè)計的情況下，一個元器件、零部件、設(shè)備或分系統(tǒng)的故障不一定造成整個系統(tǒng)的故障； 定期維修不能預(yù)防早期故障和隨機故障，應(yīng)采取保護、監(jiān)測、隔離和自我診斷等方法來消除或減弱故障后果； 定期維修并不是“預(yù)防維修”的唯一方式。根據(jù)“以可靠性為中心”的維修思想所采取的維修策略是可

29、靠性維修。它是根據(jù)不同的特點和需要，采取不同的維修方式，即定期、視情及狀態(tài)與改善相結(jié)合的維修方式。 定期維修方式是在規(guī)定的時間內(nèi)進行翻修或更換，使產(chǎn)品恢復(fù)到接近原來的技術(shù)狀態(tài)或可靠性水平。 視情維修方式是對產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)參數(shù)進行連續(xù)的或周期性的監(jiān)控和測定，然后根據(jù)狀態(tài)標準進行修換，并采取相應(yīng)措施。 狀態(tài)維修方式是不規(guī)定修換時間，而是依靠不斷地采集和分析產(chǎn)品的適用信息，以連續(xù)控制產(chǎn)品的可靠性，并采取相應(yīng)措施。 改善維修方式是為了消除設(shè)備的先天性缺陷或頻發(fā)故障，對產(chǎn)品的零、部件或局部結(jié)構(gòu)進行改進，以提高其可靠性和維修性的措施。在實施可靠性維修中，重要的是要制定“以可靠性為中心的維修”（RCM）大綱

30、；這個大綱包括以下內(nèi)容： 確定重要的功能項目凡是發(fā)生故障使產(chǎn)品發(fā)生安全性、使用性以及隱患性后果的項目，均屬重要功能項目，在RCM大綱中均應(yīng)予以考慮。 對重要功能項目的故障進行故障模式及影響分析（FMEA）這種分析是為了了解影響設(shè)備功能的一些關(guān)鍵性零部件發(fā)生故障時的情況，通過分析產(chǎn)品故障模式和發(fā)生故障的原因，判斷這些零部件發(fā)生故障時將對設(shè)備功能產(chǎn)生何種影響以及造成的危害程度。這種方法的優(yōu)點是即使沒有關(guān)于故障的定量數(shù)據(jù)也可進行。 進行邏輯決斷，確定重要功能項目的維修作業(yè)類型通過回答邏輯決斷圖中的一系列問題，可以確定出既適用又有效的預(yù)防維修作業(yè)。在RCM大綱中，預(yù)防維修作業(yè)包括四類基本形式的工作：

31、以發(fā)現(xiàn)任何潛在故障率為目的的定期檢查； 以降低故障率為目的的定期更換； 以避免故障或降低故障為目的的定期更換； 以發(fā)現(xiàn)功能故障為目的的對隱蔽功能項目的定期檢查。 對每項預(yù)防維修作業(yè)確定周期即確定兩次維修作業(yè)的時間間隔，并將周期相同或相近的作業(yè)組合成套，以便執(zhí)行。制定RCM大綱的過程是以產(chǎn)品的可靠性特性為出發(fā)點，又以保證產(chǎn)品的可靠性為歸宿，一切預(yù)防工作均圍繞著可靠性進行。與傳統(tǒng)的預(yù)防維修大綱相比，它的科學性和先進性表現(xiàn)在： 能正確地發(fā)揮維修的作用。它并不認為預(yù)防工作愈全面、愈頻繁，可靠性就愈高。它只做那些必須做和以做為好的維修作業(yè)，從而大大減少預(yù)防維修的項目、工時及費用，改革了傳統(tǒng)的全面翻修的做

32、法。 能合理地選擇維修作業(yè)的類型。由于它是根據(jù)項目的可靠性特性和故障后果，并按照適用性和有效性準則來確定做哪些維修作業(yè)的，所以能夠使各種作業(yè)的效益達到最大，打破了單一的定時拆修方式。 能科學地確定維修的周期。由于它是以現(xiàn)場數(shù)據(jù)或?qū)嶒灲Y(jié)果為依據(jù)，經(jīng)過可靠性統(tǒng)計推斷后獲得的維修周期，而不是沿用傳統(tǒng)規(guī)定，或根據(jù)個人經(jīng)驗確定，因此可保證最佳期限。實施可靠性維修具有良好的經(jīng)濟效益。據(jù)美國有關(guān)資料介紹，美國海軍某型號飛機在實施可靠性維修后，翻修周期從3年延長至5年，檢查項目取消了55%，20%的項目延長了維修周期?？梢娖湫Ч欠浅ｏ@著的。 質(zhì)量維修 a. 國外質(zhì)量維修概況隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量對

33、設(shè)備精度和性能的依賴性越來越大。上世紀80年代，日本設(shè)備維修協(xié)會創(chuàng)立了一種新型維修模式，把設(shè)備維修和產(chǎn)品質(zhì)量直接聯(lián)系起來，即質(zhì)量維修（QM），也可以說是把質(zhì)量管理手段和設(shè)備維修工作結(jié)合了起來。影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素很多，如人、設(shè)備、材料、工藝以及環(huán)境條件等，都會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，其中設(shè)備對產(chǎn)品質(zhì)量的影響直觀重要。因此，要生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，就必須經(jīng)常保持設(shè)備的良好技術(shù)狀態(tài)，規(guī)定出不發(fā)生不合格產(chǎn)品的設(shè)備條件，進行嚴格的管理，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。由于質(zhì)量維修采用的是質(zhì)量管理的手段，所以在全面質(zhì)量管理上使用的排列圖法、因果關(guān)系分析法、直方圖法、分層法、控制圖法、散布圖法、統(tǒng)計分析表法等統(tǒng)計方法在質(zhì)量維修中

34、同樣得以充分應(yīng)用。質(zhì)量維修的開展程序大致可分為七個步驟，見圖。知道質(zhì)量不良的原因清查出產(chǎn)品對象全部的質(zhì)量特性不良發(fā)生情況，并按層次分類第1步掌握現(xiàn)狀不知道質(zhì)量不良的原因?qū)χ蕾|(zhì)量不良的原因采取措施，制定防止再次發(fā)生的管理項目第2步對第1次不完好的復(fù)原對不知道的慢性質(zhì)量不良的原因進行PM分析第3步慢性質(zhì)量不良的要因分析對慢性質(zhì)量不良采取措施進行復(fù)原，改進第4步消滅慢性質(zhì)量不良的原因制定因素管理條件編制QM矩陣表第5步制定質(zhì)量不良為零的條件因素、管理的實施產(chǎn)品的結(jié)果系統(tǒng)及關(guān)系調(diào)查第6步按質(zhì)量不良為零的條件進行管理改進因素管理項目和點檢方法應(yīng)用診斷技術(shù)第7步改進質(zhì)量不良為零的條件圖 、開展質(zhì)量維修的

35、步驟 第1步，掌握現(xiàn)狀通過收集現(xiàn)在或過去發(fā)生的質(zhì)量不良的數(shù)據(jù)并進行分析；調(diào)查不良狀態(tài)的影響度和頻率重要度的級別；用排列圖對所發(fā)生的質(zhì)量不良狀態(tài)加以分解；按不良狀態(tài)分類調(diào)查設(shè)備工作條件和人的實際作業(yè)愈標準作業(yè)的差距；以及調(diào)查設(shè)備質(zhì)量特性的偏差愈工作能力，從而掌握產(chǎn)品的全部質(zhì)量特性。第2步，對第1次不完好的復(fù)原對狀態(tài)清楚與原因明確的質(zhì)量不良現(xiàn)象，以及設(shè)備運轉(zhuǎn)條件和作業(yè)方法不符合標準的條件進行復(fù)原糾正，或采取一些改善措施，并鑒定其實施結(jié)果，當發(fā)現(xiàn)這種方法無效時，則對不明確的原因，進行下一步的要因分析。第3步，慢性質(zhì)量不良的要因分析慢性質(zhì)量不良是多種原因的組合，運用特性要因分析往往難以適用，一般多采取

36、PM分析。P為現(xiàn)象（Phenomena）和物理的（Physical）字首，M為機理（Mechanism）及其相關(guān)的設(shè)備（Machine）、人（Man）和材料（Material）的字首。PM分析程序包括以下步驟： 明確現(xiàn)象； 對現(xiàn)象進行物理解析，并編制系統(tǒng)構(gòu)成圖； 探討現(xiàn)象的促成條件； 探討現(xiàn)象與設(shè)備、人、材料、方法等的相關(guān)性； 探討調(diào)查方法與調(diào)查程序； 找出問題所在，確定改進措施。第4步，消滅慢性質(zhì)量不良的原因通過PM程序找出原因和問題之后，要隨機對有問題的全部情況采取有效措施。其方法是，首先恢復(fù)原有狀態(tài)，并對復(fù)原的缺陷進行研究，通過提高部件強度及修改設(shè)計等予以改善。而實施復(fù)原改進，進行效果評

37、定和再次進行復(fù)原改進，整個工作循環(huán)要進行多次，才能最終取得最佳結(jié)果。第5步，制定質(zhì)量不良為零的條件通過以上步驟的實施，即可從原理分析到生產(chǎn)實踐，制定出質(zhì)量不良為零的條件。至此，對不良現(xiàn)象所采取的措施已經(jīng)完成，即可正式開展質(zhì)量維修工作。第6步，按質(zhì)量不良為零的條件進行管理只有按照質(zhì)量不良為零的條件進行管理，才能確保產(chǎn)品的質(zhì)量合格。對質(zhì)量不良為零的點檢項目（即要因系統(tǒng)的管理）與有關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量結(jié)果（即結(jié)果系統(tǒng)的管理）兩者要同步進行，以觀察其相互關(guān)系，并進行趨向管理。第7步，改進質(zhì)量不良為零的工作條件采用科學的監(jiān)測手段和先進的診斷技術(shù)，使裝備點檢工作從定性點檢向定量點檢發(fā)展，以進一步改進結(jié)果系統(tǒng)質(zhì)量變

38、化的趨向和相關(guān)方法，并且要使設(shè)備有可能在開動中進行點檢和分析。通過點檢，充分積累各項測試數(shù)據(jù)，這正是設(shè)備診斷技術(shù)的內(nèi)容。b. 國內(nèi)質(zhì)量維修概況國內(nèi)質(zhì)量維修起源于機床精度診斷，進而推進到質(zhì)量維修。一般意義上的設(shè)備故障診斷重點多為零部件疲勞、磨損等因材料機械性能降低或喪失工作能力的故障，即“損壞性故障”，但是對于加工零部件的機床，往往在損壞性故障發(fā)生前因零件或傳動系統(tǒng)精度下降而影響了產(chǎn)品質(zhì)量，這類故障就是“精度性故障”。機床無論在空載還是負載下，均會受力效應(yīng)、幾何效應(yīng)和熱效應(yīng)的影響而產(chǎn)生振動、噪聲和熱傳到、熱變形等，通過拾取與這些狀態(tài)有關(guān)的信號，可以獲得與各工作零部件誤差和運動誤差的相關(guān)信息。將綜

39、合誤差信號中分離出各個環(huán)節(jié)誤差的過程稱為誤差分離，涉及的系統(tǒng)技術(shù)稱為誤差分離技術(shù)。利用誤差分離技術(shù)，可以有效地將滾齒機、磨齒機、車床等加工機械的分度鏈、傳動鏈、差動鏈及螺紋鏈的傳動誤差，在導(dǎo)致故障發(fā)生前，就可通過動態(tài)分析將存在的問題找出來，采取有效的維修措施，從而保障產(chǎn)品質(zhì)量，達到了質(zhì)量維修的目的。國內(nèi)很多加工企業(yè)如上海重型機械廠、北京第一機床廠等，在采用質(zhì)量維修方面都取得了很好的效果。隨著我國機械加工技術(shù)水平的整體提高，質(zhì)量維修也必然發(fā)揮更大的作用。故障診斷經(jīng)濟效益的考核原則及計算設(shè)備故障診斷的效果應(yīng)以其所獲得的經(jīng)濟效益為評價標準。設(shè)備診斷效益一般有直接和間接兩種，查出隱患，防止事故，節(jié)約維

40、修費用等為直接效益，增加生產(chǎn)，提高質(zhì)量，防止環(huán)境污染則屬間接效益。故障診斷總效益V可以分為以下內(nèi)容：V1設(shè)備每小時創(chuàng)造價值，元；V2節(jié)約維修費用價值，元；V3提高產(chǎn)品質(zhì)量價值，元；V4改善勞動條件價值，元；V5其它節(jié)約價值，元；T1技術(shù)準備減少時間，小時；T2施工準備減少時間，小時；T3利用維修窗口時間，小時；T4直接修理減少時間，小時；T5不停機檢測占用時間，小時。于是，故障診斷總效益V為VV1(T1+T2+T3+T4+T5)V2+V3+V4+V5不同行業(yè)、不同設(shè)備故障診斷效益包含的內(nèi)容可能不同，上式可作為故障診斷效益計算的基礎(chǔ)。企業(yè)對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作開展情況進行評價是非常必要的，

41、考核的主要內(nèi)容為建立開展工作的保證體系、基礎(chǔ)工作水平、監(jiān)測手段配置、診斷技術(shù)應(yīng)用以及故障診斷效益等。一般來說，監(jiān)測手段（系統(tǒng)儀器）配置之后，工作的制度化和考核的正規(guī)化是保障獲得最大診斷效益的基礎(chǔ)保證?？梢詤⒄障卤磉M行考核。表 、某某企業(yè)設(shè)備診斷狀態(tài)監(jiān)測工作評價標準企業(yè)名稱：類別序號評定內(nèi)容及要求評定方法檢評紀錄標準分實得分備注一、工作體制（20分）1企業(yè)設(shè)備部門有一位領(lǐng)導(dǎo)主抓設(shè)備診斷與狀態(tài)監(jiān)測工作；建立了設(shè)備診斷狀態(tài)監(jiān)測機構(gòu)；配備了專、兼職從事設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的技術(shù)人員和管理人員；形成了企業(yè)的診斷監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部門無領(lǐng)導(dǎo)主抓診斷監(jiān)測工作扣12分；無設(shè)置診斷機構(gòu)扣12分；無診斷監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)圖（包

42、括人員、設(shè)備、測試）資料扣6分122建立健全了設(shè)備診斷狀態(tài)監(jiān)測的規(guī)章制度無規(guī)章制度扣8分8二、基礎(chǔ)工作（20分）3制定了實施設(shè)備診斷狀態(tài)監(jiān)測工作各類技術(shù)標準；建立了設(shè)備診斷與監(jiān)測數(shù)據(jù)庫無技術(shù)標準扣14分；未建立檔案數(shù)據(jù)庫扣7分144設(shè)備維修部門的技術(shù)人員接受過診斷監(jiān)測技術(shù)培訓(xùn)，了解設(shè)備診斷監(jiān)測的基本原理和方法修理部門技術(shù)人員未受過診斷監(jiān)測培訓(xùn)扣6分6三、監(jiān)測手段（15分）5配置了簡易診斷監(jiān)測儀器未配置扣10分106配置了精密診斷儀器未配置扣5分5四、診斷技術(shù)應(yīng)用（25分）7有年度應(yīng)用計劃；與設(shè)備預(yù)檢相結(jié)合，實施修前診斷，其結(jié)果作為制定修理方案的重要依據(jù)并取得顯著經(jīng)濟效益無年度應(yīng)用計劃扣15分；

43、無修理前診斷記錄定量定性修理方案，分析說明扣15分；無顯著經(jīng)濟效益及說明扣5分158與設(shè)備普查相結(jié)合，診斷結(jié)果作為編制修理計劃好制定修理方案的重要依據(jù)，并取得明顯經(jīng)濟效益無診斷記錄、定量定性修否總評價及修理方案說明扣10分；無明顯幾經(jīng)效益及說明扣4分10五、狀態(tài)監(jiān)測（20分）9有年度應(yīng)用計劃；重點設(shè)備實施定期監(jiān)測；要害動力設(shè)備實施連續(xù)在線監(jiān)測；并取得初步的經(jīng)濟效益無年度計劃扣20分；無重點設(shè)備定期監(jiān)測記錄及升級診斷措施扣10分；無要害動力設(shè)備在線監(jiān)測記錄及升級診斷措施扣10分；無初步經(jīng)濟效益說明扣4分20說明：1. 本標準作為企業(yè)設(shè)備診斷狀態(tài)監(jiān)測的專題工作評價標準，也可以作為企業(yè)設(shè)備管理工作評價標準中該部分的細化，標準分為100分。2. 考慮所屬行業(yè)、企業(yè)設(shè)備診斷狀態(tài)監(jiān)測工作開展情況以及企業(yè)開展該項工作的必備條件，在分數(shù)的匹配上、評定方法上各有側(cè)重。3. 類別下序號小項好序號下評定小項的扣分累計并不等于該部分的標準分。在評定時以扣完該類別標準分，不出現(xiàn)負分為限。開展故障診斷技術(shù)的基本方法要真正實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測維修，首先是推廣及普及狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)，逐步改變傳統(tǒng)的維修方式，可以從下列幾個方面予以重視。1. 專家