基于可靠性为中心的设备管理模式的研究—以上海ABB电机有限公司为例

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3.0 陈辉 2024-11-19 5 4 1014.38KB 53 页 15积分
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中文摘要
ABSTRACT
§1.1 设备维修管理的重要性 ........................................ 2
§1.2 国内外设备管理的发展和现状 ................................. 4
§1.2.1 设备维修管理的发展过程 ................................ 4
§1.2.2 国际设备管理现状和文献综述 ............................ 5
§1.2.3 目前我国设备维修管理的现状和存在的问题 ................ 7
§1.3 课题所要研究的内容和其创新点 ................................ 8
第二章 设备维修管理体系的建立 .......................................10
§2.1 设备管理系统的建立 ........................................ 10
§2.1.1 设备前期管理 ......................................... 10
§2.1.2 设备档案管理 ......................................... 11
§2.1.3 设备维修管理 ......................................... 12
§2.1.4 设备维修方案 ......................................... 13
§2.1.5 设备维修数理统计管理 ................................. 15
§2.1.6 设备备件管理 ......................................... 16
§2.2 本章小结 .................................................. 18
第三章 设备可靠性理论基础 ...........................................19
§3.1 基本概念 .................................................. 19
§3.2 可靠性基本函数 ............................................ 19
§3.3 典型故障率函数 ............................................. 22
§3.4 系统可靠性分析 ............................................ 25
§3.5 本章小结 .................................................. 27
第四章 设备 RCM 维修的决策分析 .......................................28
§4.1 引论 ...................................................... 28
§4.2 设备维修方式决策 .......................................... 28
§4.2.1 RCM 维修模式和传统维修模式的区别 ..................... 28
§4.2.2 设备的故障规律和维修方式 ............................. 32
§4.3 设备的维修周期讨论 ........................................ 37
§4.4 本章小结 .................................................. 43
第五章 案例分析－RCM 在 ABB 公司的推广 .............................. 44
§5.1 ABB 公司设备维修管理的现状和改善的方向 ..................... 44
§5.2 设备预防性大修周期确定应用举例 ............................ 45
§5.3 设备故障率函数数学模型参数标定应用举例 ..................... 47
§5.4 本章小结 .................................................. 50
第六章 结论和展望 ...................................................51
参考文献 ............................................................ 53
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ...................... 54
致 谢 ............................................................ 55
第一章 绪论
2
第一章 绪论
§1.1 设备维修管理的重要性
设备管理是企业管理的一项极其重要的工作。尤其对资产密集型企业，被现
代企业管理学称之为命脉管理。从某种意义上说设备管理的好坏直接关系到企业
能否持续稳定和协调地发展。提高设备的管理水平，使设备达到良好的运行状态，
发挥最佳的经济效益，保持较长的设备寿命周期已成为现代化企业设备管理的新
课题。
中国目前正在成为世界制造中心，随着我国人力资源成本的不断提高，过去
那种少量机器和大量劳动力的劳动密集型的生产方式正在逐步向机械化和半机械
化方向发展。随着机器的逐步推广和使用，企业产品的质量控制和企业的生产效
率也正向设备方向逐步地依赖，这样对这些设备的维修和有效的管理越来越体现
出其在现代企业管理的重要性。设备管理是指依据企业的生产经营目标，以设备
为研究对象，应用一系列理论、方法，通过一系列技术、经济、组织措施对设备
的物质运动和价值运动进行全过程的科学管理，以追求设备综合效率。提高设备
的技术水平是企业进步的一项主要内容，但先进的科学技术和先进的管理是推动
现代化经济发展的两条腿，缺一不可。如果用经济学中的“木桶效应”来形容企
业的管理，糟糕的设备管理就是那块出奇短的木板。因此，用好、管好企业生产
设备，尤其是高技术含量的设备，对于企业的兴衰、发展至关重要。在目前制造
业竞争日益激烈的今天，生产成本的降低，企业产品质量有效控制是直接提升企
业的竞争能力的有效方法。因此，目前先进的制造业正在向精细化和及时化生产
管理发展，企业先进的设备维修管理已显示出其非常重要意义，向生产设备提出
零事故；零故障；计划零停机时间；零废品和设备维修要利润的要求已势在必行。
制造业企业设备管理水平将直接影响企业的发展和生存。设备的维修和有效的管
理越来越体现出其在现代企业管理的重要性。
设备在使用过程中，由于磨损，不可避免地会使一些零部件发生劣化，造成
故障乃至损坏，从而直接影响到设备的性能、精度、效率乃至其经济性，严重的
甚至不能运行，因而必须对设备进行适时的维护和修理，简称为维修。所谓设备
的维修是指为保持与恢复设备，完成规定功能的能力而采取的技术活动。
杜邦公司宣称，工厂最大的单个可控费用是维修管理费用。索尔福德大学的
一个设备维修研究小组的调查研究表明，通过提高设备的维修管理，英国的制造
企业可以节省 8%30%的运营成本。
作为企业管理中的重要组成部分和一个重要分支，设备管理的重要性主要体
基于可靠性为中心的设备管理模式的研究——以上海 ABB 电机有限公司为例
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现在以下方面：
1、设备维修管理是企业生产经营管理的基础工作。由于现代企业依靠装备生
产和提供服务，各环节和工艺流程严密，讲究严格的衔接与配合，生产过程的连
续性、均衡性无不依赖于机器设备。但因为设备本身的两类磨损不间断发生着，
又因为设备的设计和制造、使用过程中所使用的技术、材料、工艺、环境等均不
可能完全达到其所需要的理想状态，必然发生各类故障，从而造成设备停机，甚
至造成工厂停产。所以，只有加强设备管理，正确操作使用、精心维护保养、科
学检查维修，保证设备处于清洁、整齐、润滑、安全的良好的技术状态，才能保
证企业生产经营的正常有序进行。相反，如果忽视设备维修与管理，疏于维护、
检修，则会加快设备劣化，导致设备带病运转、故障频发，最终严重影响企业运
营。如果设备，特别是关键和特殊工艺设备存在缺陷、性能精度等不良，必然会
造成产品质量降低，导致质量事故的频发，这将严重损害企业形象和声誉。
2、设备维修管理是企业控制成本、提高效益的重要途径。企业要获得良好的
经济效益，必要依靠开发、生产、销售适应市场的产品或服务，而如前所述，不
仅产品质量与设备状态直接相关，而且制造产品或提供服务的效率、能耗等成本
很大程度上也取决于设备的性能、效率。因此设备既影响产品质量，又关联企业
投入即成本，是影响企业效益的决定因素之一。前些年就有些专家和企业提出“向
设备管理要效益”，就包含了这一道理。
3、设备维修管理影响安全、环保。企业装备技术落后或管理不善，可能直接
导致设备事故，危及人们和财产安全;而设备噪音、排放超标，又是污染环境的重
要原因。
4、设备管理是企业长远发展的重要条件。由于科学技术的进步是推动经济发
展的主要动力，企业的科技进步主要体现在产品研发、工艺革新和装备技术的提
高上。企业要在激烈的市场竞争中求得生存和发展，需要不断采用新技术，开发
新产品。这都要求加强设备管理，加快生产装备的技术不断更新，以先进的试验
研究装置和检测手段、工艺设备来保证新产品的开发和生产，实现企业目标。以
下两个例子有力地说明了设备维修管理的重要性：
前苏联切尔诺贝利核电站事故，由于操作设备操作人员的管理不善和设备压
力管式石墨慢化沸水反应堆的设计缺陷引致。 事故共造成 31 名工作人员死亡，
数千人受到强核辐射，其对环境的破坏无法估量。
2001 年，ABB 公司的一台多工位自动车床由于设备电气控制失灵，导致工件
的夹紧失控而使工件外飞，造成员工人生伤害。
上述两案例都是由于企业在设备维修管理上出现问题，从而导致巨大经济损
第一章 绪论
4
失。不难看出，设备维修管理直接影响企业的生产经营和经济效益。一个面向世
界、面向未来、面向现代化的企业管理者，必须摆正设备及其维修管理在企业中
的地位，善于通过不断地改善人员素质和设备状况，充分发挥设备效能，来为企
业创造最好的经济效益和社会效益。
§1.2 国内外设备管理的发展和现状
§1.2.1 设备维修管理的发展过程
自 18 世纪资产阶级工业革命,改变了原有的生产方式,机械设备逐步加入到
工业生产中,且发挥越来越大的作用。随着设备复杂程度的增加,企业对设备维修
能力的要求也逐步提高,设备维修逐渐成为一个独立的专业。设备维修管理作为企
业管理的一个单独组成部分而独立出来。总体看,设备维修管理发展的历史上，主
要在维修管理方式可分为以下几个阶段[1]：
第一阶段:事后维修阶段(简称 BM: Breakdown Maintenance)(1950 年前)就是
在设备发生故障后才进行检查,这种制度仅适于造价较低、事故停机造成直接损失
不大的机器设备。在这一时期,设备管理最显着的特点是坏了再修、不坏不修,由
维修人员专职维修。
第二阶段:预防维修阶段(简称 PM: Preventative Maintenance)(1950～1960)
随着设备的日益复杂,修理所占时间己成为影响生产的一个重要因素。为了尽量减
少设备修理对生产的影响,当时美国和前苏联等国提出了预防性维修的概念。预防
维修制又派生为两大体系。一个是以前苏联为首的计划预修体系, 特点是通过计
划对设备进行周期性的维修, 由于计划固定, 较少考虑设备的实际使用、负荷情
况, 容易产生维修过剩或维修不足, 我国的维修制度就是由前苏联引进的计划预
修制; 另一个是以美国为首的预防维修体制, 是一种通过周期性的检查、分析来
制定维修计划的管理方法, 但这种方法受检查仪器、手段和检查人员的限制。
第三阶段:生产维修阶段(简称 PM: Productive Maintenance) , 生产维修体
制是以预防性维修为中心,兼顾生产和设备设计制造而采取的多样、综合的设备管
理方法, 这一维修体制突出了维修策略的灵活性，吸收了后勤工程学的内容, 提
出了预防维修、提高设备可靠性设计水平以及无维修设计思想。。该管理体制由 4
部分组成:事后维修;预防维修;改善维修;维修预防。
第四阶段:状态维修阶段(简称 CBM: Condition Based Maintenance)(1970
年至今) 状态维修方式的维修作业一般没有固定的间隔期,维修技术人员根据监
测数据的变化趋势做出判断, 再确定维修计划。所以状态维修是以状态监测和故
基于可靠性为中心的设备管理模式的研究——以上海 ABB 电机有限公司为例
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障诊断技术为手段, 以设备的实际技术状态为基础的设备维修制度。因此，以可
靠性为中心的维修(简称 RCM：Reliability Centered Maintenance) 和以利用率
为中心的维修(简称 ACM)为标志的现代设备管理模式。
以可靠性为中心的维修管理(RCM)模式是近年来在国际上日益受到重视并推
广的先进设备维护模式,它在一般视情维修的基础上,吸收 RCMA (以可靠性为中心
的维修分析法)的优点,并充分考虑到设备维修的经济性、它与传统维修思想最大
的不同就是以可靠性、故障后果或隐蔽性故障作为确定维修方式的依据,提高生产
设备的可利用率及可靠性，从而使设备的完好率趋向 100%成为可能并使我们的设
备处于主动可控状态。
§1.2.2 国际设备管理现状和文献综述
当今的时代是一个速变的时代, 随着企业装备技术的飞快进步, 近年来国际
设备管理与维修工程的发展也十分迅猛。维修策略与维修模式新概念的涌现如雨
后春笋，其中以 RCM(以可靠性为中心的维修管理)；全面生产维护管理体制（Total
Productive Maintenance，简称 TPM）；状态维修（Condition Base Maintenance，
简称 CBM）和寿命周期费用维修（Life Cycle Cost Maintenance，简称 LCCM）等
设备维修管理模式当今比较盛行。
日本的全员生产维修 TPM 是从 50 年代起，在引进美国预防维修和生产维修体
制的基础上，汲取了设备综合工程学的理论，并结合日本国情而逐步发展起来的。
目前在全球制造工业特别是汽车制造业得到普遍的推广，日本设备工程协会对全
员生产维修所下的定义是:
一、提高设备综合效率为目标；
二、建立以设备一生为对象的生产维修系统，确保设备寿命周期内无公
害、无污染、安全生产；
三、涉及设备的规划、使用和维修等所有部门；
四、从企业领导到生产一线工人全体参加；
五、开展以小组为单位的自主活动，推进生产维修。
全员生产维修追求的目标是“三全”，即全效率— 把设备综合效率提高到最
高;全系统— 建立起从规划、设计、制造、安装、使用、维修、更新直至报废的
设备一生为对象的预防维修系统，并建立有效的反馈系统;凡涉及设备一生全过程
所有部门以及这些部门的有关人员，包括企业最高领导和第一线生产工人都要参
加到 TPM 体系中来。
第一章 绪论
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区别于设备综合工程学，全员生产维修具有自身的特点:(1)重视人的作用，
关注设备维修人员的培训教育以及多能工的培养;(2)强调操作者自主维修，主要
是由设备使用者自主维护设备，广泛开展 5S(整理、整顿、清扫、清洁、素养)活
动，通过小组自主管理，完成预定目标;(3)侧重生产现场的设备维修管理;(4) 坚
持预防为主，重视润滑工作，突出重点设备的维护和保养;(5)广泛开展设备点检
工作，从实际出发，开展计划修理工作;(6)开展设备的故障修理、计划修理工作;(7)
讲究维修效果，重视老、旧设备的改造;(8)确定全员生产维修的推进程序。
自全员生产维修推广以来，发展迅速，效果显著。在日本，全员生产维修的
普及率已到 70%以上，使很多企业的设备维修费用降低 50%左右，并逐渐扩大在国
际上的影响。
上个世纪 70 年代初，英国的丹尼斯·巴科斯(Dennis Parkes)提出了设备综
合工程学。此后，经过欧美、日本等国家不断地研究、实践和普及，使之成为现
代科学中的一门新兴学科。该理论是设备综合管理的最主要的代表理论，引起了
工业国家设备管理领域的重大变革，对我国上世纪 80 年代中后期的维修管理改革
实践影响极大。
1974 年，英国工商部给设备综合工程所下定义是:为了追求经济的寿命周期
费用(Life Cycle Cost Maintenance，简称 LCCM)，对有形资产的有关工程技术、
管理、财务以及其它实际业务进行综合研究的学科。它是一门以设备一生为研究
对象，以提高设备效率、设备使用寿命周期费用最经济为目的的综合学科。其主
要特点为:
一、将设备寿命周期费作为评价设备管理的指标，并追求寿命周期费用
最为经济；
二、以系统论研究设备一生管理;对设备从工程技术、工程经济和工程管
理三方面进行综合管理和研究，追求全系统低消耗、高效率；
三、进行设备的可靠性和维修性设计；
四、强调发挥有形资产即设备一生各阶段机能的作用；
五、重视设计、使用和费用的信息反馈。
设备综合工程学的创立，开创了设备管理学科的新领域，突破了设备管理的
狭义概念，把传统的设备使用维修期的管理扩展到设备一生的管理。
为了推进设备综合工程学的应用和发展，英国成立了国家设备综合中心及国
家规模的可靠性服务系统;开展以可靠性中心的维修，更注重可靠性和维修性设计;
把节能、环保和安全作为设备综合工程学的新课题。经过多年的实践和完善，取
得了明显效果。同时，在巴科斯的倡议下，成立了“欧洲维修团体联盟”，该团体
摘要：

目录中文摘要ABSTRACT§1.1设备维修管理的重要性........................................2§1.2国内外设备管理的发展和现状.................................4§1.2.1设备维修管理的发展过程................................4§1.2.2国际设备管理现状和文献综述............................5§1.2.3目前我国设备维修管理的现状和存在的问题................7§1.3课题所要研究的内容和其创新点.........................

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