一、预防维修体制
美国是在两次世界大战中逐渐发展起来的工业国家,随着生产的发展,必然带来对设备管理认识的升华。
美国于1925年提出预防维修,英文为Preventive Maintenance,简称PM。预防维修基本上是以检查为主的维修体制,其出发点是改变原有的事后维修做法,防患于未然,减少故障和事故,减少停机损失,提高生产效益。这一维修体制相对于传统的维修是一大进步,但由于当时的检查手段、诊断仪器设备还比较落后,有些故障,尤其是深层次的故障,不一定能及时发现,因而也就很难避免故障停机和事后维修。这一维修体制以设备实际状况为依据安排维修计划,比较注意维修的经济性。与苏联的计划预修制比较,这也是它的优势。
二、生产维修体制
在原预防维修体制的基础上,1954年,美国又提出生产维修思想,英文为Productive Maintenance,简称也是 PM。生产维修体制是以生产为中心,为生产服务的一种维修体制。它由四种具体的维修方式构成:
1.维修预防(Maintenance Prevention,MP)
维修预防是一种很好的思想,它提倡在设计制造阶段就认真考虑设备的可靠性和维修性问题,从设计、生产上提高设备素质,从根本上防止故障和事故的发生,减少和避免维修。英国设备综合工程学的概念包含或吸收了美国维修预防的思想。
2.事后维修(Breakdown Maintenance,BM)
事后维修是最早期的一种维修方式,即发生故障再修,不坏不修。之所以仍保留这种维修方式,一方面是因为设备检查诊断不可能发现所有的故障隐患,设备故障在生产中时有发生;另一方面,对于后果不严重的故障,如不会严重影响生产、安全以及环境,这种维修方式是经济的,可以最大限度地延长设备的有效使用时间。因此,事后维修是一种可行实用的维修策略。
3.改善维修(Corrective Maintenance,CM)
改善维修也称纠正性维修,一般是在设备耗损故障阶段使用的维修策略,是指通过换件或者修复活动恢复设备功能的过程。
4.预防维修(Preventive Maintenance,PM)
美国的预防维修以检查为基础,包括定期维修和预知维修两方面的内容。定期维修又称 TBM,即以时间间隔期为基础的维修;预知维修是利用检测、状态监测和诊断技术,对设备状态进行预测,有针对性地安排维修,事先对故障加以排除,从而避免和减少故障停机损失。
三、后勤工程学
后勤工程学的英文是Logistics。它起源于军事工程,是研究武器装备存储、供给、运输、修理、维护的新兴学科。
在军事上,后勤工程主要是指系统和装备的保障,涉及装备的维修计划、保养、物资供应、运输、装卸、技术资料管理及人员培训等。
后勤工程学最早提出了寿命周期费用的概念,它还吸取了可靠性的理论,成为军事和工商业全系统综合管理和保障方面比较彻底的科学。
近年来,受当代世界上科学技术、社会及经济发展的影响,人们已在更广的层面上认识了“后勤”这个概念。后勤工程学的领域正在迅猛发展。美国后勤工程师学会(The Society of Lo-gistics Engineers,SOLE)把后勤工程学的定义补充为:“对于保障目标、计划、设计和实施的各项要求,以及资源的供应与维持等有关的管理、工程与技术业务的艺术与科学。”
后勤工程学中有以下基本术语:
1.后勤保障
后勤保障是指为了使系统在计划的寿命周期内具有有效和经济的保障,所需要考虑的全部内容。具体如下:
1)维修规划。维修规划应贯穿在系统设计、制造、使用的各个阶段。以维修规划为中心,把相关的后勤保障统筹起来。
2)供应保障。主要是指备件、配件、消耗品的管理,软件试验,保障设施、运输装卸设备、培训设备、技术文件的筹集,仓储业务,原材料及零配件的采购和分配,维修人员的提供。
3)试验和保障设备。包括各种工具、监测设备、诊断检验设备、计量校准设备、维修工作台等。
4)运输和装卸。包括全部运输和装卸设备、容器、包装材料和设备、存储运输设备及运输工作本身。
5)人员和培训。包括安装、检查、运行、装卸和维修的全部人员的培训。对作业人员工作量和水平,对维修工作量和难度,都要进行量化。
6)设施。包括工厂、房地产、房屋、车间、实验室、修理设施、基建设施、活动建筑及公共设施(如热、电、水、能、环境、通信等)。
2.综合后勤保障
综合后勤保障是指管理职能,即向服务对象提供规划、资金和手段上的支持,保证其获得满意性能的设备,并在寿命周期内能高效、经济地得到后勤保障。
3.后勤保障分析
后勤保障分析是指在系统研制初期,采用定量的方法对后勤保障的方案、内容、维修、寿命周期费用进行分析,并对用户使用过程中的后勤保障能力进行评定。这种分析是反复进行的,旨在不断地反馈和优化。
4.维修等级
维修等级是根据作业复杂程度、对人员技术水平的要求及所需设施来划分的。它共分为以下三级:
1)使用部门维修。使用部门维修即用户的现场维修,也称分队级维修,如定期检查,清扫、维护、调整、局部更换零件、部件等。它所包含的任务一般由设备使用者自己完成。其主要任务是设备的定期检测、目视检查、清洗擦拭、外部调整、润滑保养及拆卸更换某些易损零件等。这是初级的基本维修、维护。
2)中间维修。中间维修又称中继级维修,是由固定的专职部门和设施,以流动或半流动方式对装备进行专业化维修。一般配备带有测试仪器、维修工具及备品、配件的专用车到现场进行维修服务,能较快排除故障,恢复设备功能。中继级维修是由机动的、半机动的或固定的、专业化的维修机构组成的。与分队级维修比较,这一级维修人员的素质、技术装备、可承担的维修任务技术难度都较高。在这一级维修中,待修设备要做更多拆卸及零部件的更换或修理。一般中继站设有固定车间,装备有测试维修设备及帐篷的维修流动车。固定车间用来加工配件,修复某些零件,支援现场维修;流动车用于奔赴各设备现场处理设备故障。
3)基地维修。这是最高级的维修,即由基本固定的专业修理厂进行设备的维修。这些修理厂一般配备先进的、复杂设备和备件,修理工作效率较高,甚至可以流水作业。维修人员的专业素质一般比较高,维修质量和效率均比较好。基地多为某种专业化的维修厂或某设备、武器制造厂。基地有专门的具有较高技能的维修人员,有专门化的检测和维修设备。凡超出中间维修能力范围所能解决的设备维修问题,均由基地维修加以保障。基地甚至配备有某种易损零部件的流水线加工设备。
基地维修可以完成的主要工作有彻底大修、翻修、设备校准及其他高难度的维修任务,此外还承担稳定的零配件供给工作。
系统全寿命周期中的后勤包括系统的规划、分析、设计试验、生产、分配、用户使用期的维护和保障及系统的淘汰。后勤在各个阶段的主要功能见表1.2-1。
表1.2-1 系统全寿命周期各个阶段后勤的主要功能
(续)
系统全寿命周期中的费用效果是以系统能否完成其规定功能,即系统有效度和全寿命周期费用来衡量的。
所谓的系统有效度(System Effectiveness),是指系统可能完成预定功能的程度。它常用以下一个或多个指标来度量:
1)系统性能参数(System Performance Parameters),如动力设备的功率、飞机的航程、兵器的摧毁能力、车辆的运输能力及雷达的性能精度等。
2)利用率(Availability),是指系统在得到任务要求之后,进入可工作状态的程度。它是工作时间和停机时间的函数。
3)可依赖性(Dependability),是指系统在运行中某一时刻或若干时刻的工作状态的度量。它也是工作时间和停机时间的函数。
以上各个指标的综合构成了系统有效度。费用效果又将有效度作为重要因素。
系统全寿命周期中的经济性主要体现在对设备寿命周期费用的研究和分析上。设备系统的寿命周期费用的构成如图1.2-1所示。
一般地,设备系统寿命周期中各种费用分布及总费用分布可分别由图1.2-2a和图1.2-2b所示。
图1.2-2c给出了 A 、 B 、 C 三个不同的系统在同一寿命周期中费用的差异,三条曲线下面所包含的面积即代表了系统的总费用。通过对总费用的比较,可以对相似功能、相似寿命周期的不同设备做出更经济的选择。
图1.2-1 设备系统寿命周期费用的构成
图1.2-2 系统寿命周期与费用曲线
a)设备寿命周期各种费用分布 b)设备寿命周期图总费用c)不同系统寿命周期费用比较
后勤工程学强调对维修策略的研究。所谓的维修策略,是指从一定的技术经济因素考虑,对设备或其零部件所应进行的维修方式和程度的规定。在实施具体的维修策略之前,可以先列出若干可行的维修策略,然后根据它对设备性能的影响,从经济、技术等各方面做综合考虑,加以评价,选择最优方案实施。
按照维修策略的要求,产品可以设计成不可修复的、局部可修复的和全部可修复的。不可修复的产品一般为成本较低、结构简单的零部件,使用一定时间即自行报废,采取“弃件”方式处理;局部可修复的产品可以通过各种灵活方式进行修复,如修补、部分零件更换、部分线路及元器件更换、部分修复等;全部可修复的产品则要求产品从外到内,从部件到元器件均可以做无替换的修复。相应地,根据产品的维修特性,所实施的维修策略可以从不同的方案中进行选择。
后勤工程学还注重对后勤保障的分析。所谓的后勤保障分析(Logistic Support Analysis),是对后勤保障能力的综合分析,为解决问题而对各种分析技术的综合运用。它主要表现在一个问题的两个侧面:①设计结构对后勤保障所产生的直接影响;②后勤保障对设计结构所构成的反馈作用。
后勤保障分析应以设备系统全寿命周期的实际过程为基础,遵循一定的逻辑顺序,得到科学的分析结果,然后反馈到设备系统的全寿命周期管理之中。
四、英国的设备综合工程学
1970年,在国际设备工程年会上,英国人丹尼斯·帕克斯(Dennis Parkes)发表了一篇论文,题为《设备综合工程学——设备工程的改革》,第一次提出“设备综合工程学”的概念。设备综合工程学的英文原名为Terotechnology,原意为“具有实用价值或工业用途的科学技术”。它作为现代管理的一门新兴学科而不断发展。
英国工商部设备综合工程委员会事务局负责人曾不无感慨地指出:“由英国人兴起的产业革命扩展到全世界,引起了公害和事故,特别是影响了人与人之间的关系。解决这些问题,是英国人的责任。因此,我们提倡设备综合工程学。”为了有力地推行这一新兴学科在工业中的应用,英国在政府的工商部内设置了专门的设备综合工程学委员会,作为政府行为对设备工程进行计划、组织、领导。
这一委员会的设置过程大体如下。1967年,在丹尼斯·帕克斯的建议下,英国政府设立了维修保养技术部,其主要任务是:
1)指导中小企业进行计划维修。
2)制定维修保养标准和组织交流维修保养经验。
3)调查维修保养费用和影响停机时间的主要因素。
1970年,在英国工商部下还设立了“经管委员会”,后更名为“设备综合工程委员会”,可见英国政府对这一工作的重视。1975年4月,英国政府还成立了“国家设备综合工程中心”(National Terotechnology Center,NTC),由丹尼斯·帕克斯任负责人。该中心通过发行刊物介绍设备综合工程典型实例,还召开各种研讨会以推动设备综合工程学的发展。
设备综合工程学的要点之一是寻求设备寿命周期费用最经济。
所谓设备寿命周期费用(Life Cycle Cost,LCC),是指设备全寿命周期所花费的总费用。
设备寿命周期费用=设备设置费+设备维持费+处理费
设备设置费包括研究费(规划费、调研费)、设计费、制造费、设备购置费、运输费、安装调试费等。
设备维持费包括能源费、维修费、日常保养费、操作工人工资及与设备有关的各种杂费,如保管、安全、保险、环保费等。
处理费包括设备报废的解体、销毁、环保处理等费用。
设备寿命周期费用分布如图1.2-3所示。
图1.2-3 设备寿命周期费用
研究表明,有些设备的设置费较高,但维持费却较低;而另一些设备虽然设置费较低,但维持费却较高,有的甚至高于设置费的几倍、几十倍。因此,应对设备全寿命周期的设置费和维持费做综合的研究权衡,以寿命周期最经济为目标进行综合管理。
不少研究资料表明,设备一出厂就已经决定了其整个寿命周期的总费用。也就是说,设备的价格决定着设置费,而其可靠性又决定着维持费。一台机械性能、可靠性、维修性好的设备,在保持较高工作效率的同时,在使用中的维修、保养及能源消耗费用都较少。因此,设备使用初期的决策,对于其整个寿命周期费用的经济性影响很大,应给予足够的重视。
常规设备管理工作包括下述内容:①设备规划、选型和购置;②设备安装和调试;③设备验收和移交生产;④设备分类和档案管理;⑤设备封存和调拨;⑥设备报废和更新;⑦设备管理机构设置;⑧维修体系的建立;⑨目标管理;⑩人员管理;⑪各种责任制;⑫使用维护管理;⑬维修管理;⑭故障管理;⑮事故管理;⑯备品、配件管理;⑰润滑管理;⑱动力、容器管理;⑲设备技术和精度管理;⑳材料管理; 文件资料管理等。
以上管理工作无不关系着工程技术、财务经济和管理方法这三个方面的内容。设备综合工程学认为:
(1)技术是基础
设备是科学技术的产物,涉及科学技术的各个领域,涉及的学科包括机械、力学、电学、热学、化学、可靠性工程、维修工程、故障诊断理论、摩擦学、润滑理论及存储论等。随着科学技术的不断深入发展,设备综合管理将越来越依赖于技术和管理科学。
(2)管理是手段
近年来不断涌现和发展起来的管理科学,如系统论、运筹学、信息论、行为科学及作为管理工具的计算机系统,无疑也是设备综合管理的手段。设备从引进到报废的全过程都应该运用科学的管理手段,也只有运用科学的管理手段才能搞好设备综合管理。
(3)经济是目的
企业的经营目标是提高经济效益,设备管理也应该为这个目标服务。设备综合工程就是以最经济的设备寿命周期费用,创造最好的经济效益。一方面,要从设备整个寿命周期综合管理,降低费用;另一方面,要努力提高设备利用率和工作效率。
设备工程包括设备的设计、制造、管理与维修等,其结构如图1.2-4所示。
图1.2-4 设备工程结构
设备综合工程学主张以系统论研究设备全寿命周期管理。
由于英国工商部的大力支持和推行,在短短十几年里,设备综合工程学在英国迅速发展。一方面,各种机构的设立、刊物的出版、大学专业的设置,使设备综合工程学的思想得到迅速传播;另一方面,广大企业经过实践,针对设备周期中的薄弱环节采取措施,取得了经济成效,也使这一观点被更多的厂长、经理和工程师所接受,于是在企业得到越来越广泛的推行。
自从丹尼斯·帕克斯提出设备综合工程学的理论以来,这一观点得到了国际上广泛的认同和接受。
五、其他一些国家的维修管理简介
1.瑞典的设备维修管理体制
瑞典属于北欧的工业发达国家,在汽车、机器人、发电设备、焊接设备、造船、核电设备、造纸、轴承及高压输电设备等方面均居世界领先地位。发达的工业依赖于先进的设备和良好的设备管理,瑞典在设备维修管理理论和实践两方面都有自己的特色。
瑞典在20世纪50年代前,维修科学研究的对象为摩擦、磨损和润滑,基本实施事后维修加上润滑和周末清理的设备管理体制。1952年,瑞典工程师开始注意对设备的测绘和检查,工厂也出现了专门从事维修的工人。1959年,瑞典建立了标准化的润滑制度。同年,受美国预防维修思想的影响,瑞典建立了第一个实用的预防维修(PM)管理制度,提出改变过去的“需要时进行维修”为“对预防维修的作业时间进行计划”。在这期间,可靠性工程、可维修性理论和综合工程学不断涌现和发展,也推动了瑞典设备管理的理论研究和实践。
从20世纪70年代到80年代,瑞典工业进入以状态监测为基础的预防维修时期。
随着计算机的发展,在20世纪80年代前后,系统工程、计算机及行为科学进入维修管理之中。维修工程开始运用现代管理科学,如工业工程(IE)、价值工程(VE)、质量控制(QC)和系统工程(SF)等科学方法指导实践。在实践上,重视信息的反馈和处理,强调建立一个有效的预防维修系统,实现整个生产系统的状态控制及环境控制。计算机的应用更加普遍,瑞典许多企业建立起自己的计算机设备管理信息系统,运用计算机进行设备管理与维修。
20世纪90年代,维修科学朝着多学科组合、维修组织科学化方向发展。在实践上开始了更多的合同维修(即社会化、专业化维修)、更多的状态维修和更有计划的维修(并不是计划维修制度);维修技术更加先进,计算机应用更加普遍,维修在企业中的地位更加重要,不亚于生产计划、质量控制和生产经营。
瑞典维修队伍的成长是从量到质的发展。一方面,维修管理人员逐步掌握可靠性工程、维修性工程、经济学、系统工程、计算机技术等;另一方面,维修工人朝着一专多能的方向发展,他们既懂机械,又懂电气、仪表。无论维修管理人员或维修工人,都必须经过专门培训,其使用的工具、仪器、设备配备也不断改善。
维修与生产部门的关系由互相制约、责备逐步转变为服务和沟通。这体现在计划的交流,班前碰头会,维修部门见缝插针,充分利用生产间隙维修,维修部门与生产部门共同管好重点设备,以及解决双方矛盾的协商精神。
在瑞典,维修技术的新发展主要体现在:
1)状态监测技术的进步。如容器、管道内部监测、厚度测量、裂纹测量、泄漏测量、温度测量、振动监测、转速测量、滚动轴承冲击脉冲测量、液压系统参数测量、激光测量、油料光谱分析及计算机监测等。
2)修理技术的发展。如热喷涂、刷镀、金属扣合、带压堵漏、喷射冷冻修理水管、塑料和橡胶胶接、冷态成型材料、特种流动式现场修理设备、平面精研、特种焊接、填封材料等。
3)电子计算机的发展。计算机的应用主要是在预防维修系统、备件库存与订货管理、设备技术档案与资料管理、周期费用计算、经济分析、维修计划的编制等方面。
瑞典社会化维修体制的进步表现在两个方面:一是专业修理公司的发展;二是维修技术咨询公司的兴旺。
瑞典的维修社会化、专业化发展较快。目前,除大型机械企业设有专门的修理车间外,一般企业只有小型的维修站和少数维修人员。其主要任务是日常维护、清洁润滑、检查和排除故障。其他大量的设备修理工作和部分管理工作,则委托专业的修理公司或咨询公司来完成。
瑞典在设备可靠性理论、故障分类理论研究的基础上,发展了一整套科学合理的维修管理体制。
结合本国实际情况,瑞典在设备维修管理方面创建了自己的特有模式。瑞典把维修方式分为两种:一种为预防性维修,包括直接预防维修(定期维修、维护保养等)和间接预防维修(状态维修);另一种为纠正性维修,主要为事后维修,如图1.2-5所示。
图1.2-5 瑞典的设备维修管理体制
直接预防维修的重点在于日常维护、加油润滑、清扫、检查换件和局部修理;间接预防维修的重点在于设备运转时或停机时,利用人的感官进行主观检测,或使用简单工具和复杂仪器设备对设备进行客观监测。
纠正性维修实际上就是事后维修,也就是突发性、随机性故障的紧急抢修。这种维修既能造成停机损失,又可能增加维修费。因此,瑞典的企业主张研究和掌握故障规律,或利用状态监测,把这类无计划维修转化成有计划维修。
瑞典还对随机故障和规律性故障进行了研究。这两种故障均可分为有故障发展期和无故障发展期。对于不同种类的故障,应采用不同的维修方式。研究认为:
1)有发展期的规律性故障。腐蚀、磨损性故障均有一个发展过程,可以采用状态监测,事先预测其严重程度,进行状态维修。
2)无发展期的规律性故障。疲劳性磨损是有规律的,但何时出现断裂却无准确的发展期。有些电气元件的老化过程也类似。因此,这类故障多采用定期换件或定期维修。
3)有发展期的随机故障。所谓有发展期的随机故障,是指那些无规律性故障,但其发生和发展有一个过程,它的发展有某种先兆。因此,可以通过监测,选择适当时机,对设备进行预防维修。如某些轴承,其故障的出现是无规律的,但可以检测出某种先兆,失效的发展是逐渐的,有一个时间段。
4)无发展期的随机故障。如冲击破裂、液压气动元件的突发性损坏等。这种故障既无规律又无先兆,无法确定其发展期,因而也就无法预测,只能采取事后维修,或者利用备用冗余系统,在系统失效时马上起动平行备用系统继续工作。
从以上研究可以看出,维修方式的选择主要依据两点:一是故障的性质、规律;二是经济性。经济性是根本的目标。例如,对于那些规律性故障,可以采取计划定期修理的方式;对于有发展期的随机故障,则较经济、可靠的方式是状态监测、状态维修;要尽可能减少那些无计划维修,减少故障停机损失,提高设备利用率。
瑞典的故障规律分类和维修方式选择如图1.2-6所示。
瑞典的预防维修系统是由比较完善和科学的人工管理系统,逐渐发展为计算机管理系统的。其人工管理系统由14种表格组成:设备台账;维修总表(PM活动卡);日常维护台账数字表;日常保养周手册;PM卡;预防维修说明书;修理报告;派工单;备件需求卡;故障报告;周故障记录;设备档案;经济分析卡;周预防维修小结。
瑞典的社会化、专业化维修服务体系相当发达,一些专业化公司包括咨询培训公司、金属刷镀公司、液压气动公司、焊接公司、导轨修复公司以及备品备件公司等。一方面,各企业请这些专业化维修公司到设备现场进行维修服务;另一方面,瑞典的许多生产厂家也建立了专门的产品售后维修服务队伍,在世界各地设立维修点,为用户提供快速、优质的服务。这反过来也提高了公司的信誉,促进了产品的销售。
图1.2-6 瑞典的故障规律分类和维修方式选择
设备维修的专业化、社会化是工业高度发展的必然结果。专业化维修公司是靠维修周期短、质量高和成本低而受到广大企业欢迎的。瑞典的维修咨询和培训非常活跃。这些咨询培训公司有的是综合性的,有的是专业性的,如液压技术公司、振动技术公司、设备状态监测专业化公司等。一般这些咨询公司人员少、专业经验丰富、水平高、工作效率也高。
2.意大利的设备维修管理体制
意大利在第二次世界大战后仍是一个比较落后的、以农业为主的国家。20世纪50—60年代是意大利经济蓬勃发展时期。1957—1971年,其社会生产总值增长1.84倍,高于美国、德国,仅次于日本,居西方国家第二位。1973年的石油危机给整个西方世界蒙上阴影,意大利的经济也因此一蹶不振,连续12年经济衰退。
随着经济的振兴,意大利的支柱产业加快了国际化进程。工业的发展也带动了设备维修管理事业的发展。
如图1.2-7所示为意大利的设备维修管理体制的基本架构。
图1.2-7 设备维修管理体制的基本架构
企业重视损失分析,图1.2-8为时间分类、主要指标和损失评价。
图1.2-8 时间分类、主要指标和损失评价
按照上述分类,对于每一个记录,一般都用一个损失代码、一个部件代码、一个原因代码和维修时间、人力来表示。上述运行损失与维修损失又可以进一步细分,如图1.2-9所示。
图1.2-9 运行损失与维修损失的细分
与故障相关联,企业还编纂了机器手册,就是将整个生产线一步步分解,直到最基本零件的清单。从整体到零件的分解包括以下内容:
1)生产线。能完成产品加工和输送的一整套设备。
2)机器(设备)。能完成一个有意义的工件加工的若干动作的组合。
3)动作。设备中可以完成某一单一动作的若干部件的组合。
4)部件。简单或复杂的设备组件。
5)备件或元件。由一个编码所代表的简单或复杂元件。
机器手册的具体编码方式如图1.2-10所示。
图1.2-10 机器手册的编码方式
这个编码可以写成“aa-pp-mmm-mm-oo-cc”的形式,其中aa代表区域,pp代表生产线,mmm代表机器或设备,mm代表动作,oo代表部件,cc 代表元件。通过编码,维修管理人员可以将现场工作与后台管理有机地结合起来,形成计算机设备管理信息系统。
值得指出的是,故障编码、维修技能小组编码、故障原因编码以及故障对策编码等,对于故障分析起着重要的作用。下面介绍几种编码的例子。
1)故障编码:701——机械故障;702——电气故障;703——液压故障;731——压缩空气短缺……
2)维修技能小组编码:M——机械维修;E——电气维修;I——液压维修;L——电子维修;A——其他维修……
3)故障原因编码:AGE——老化;BIP——检测失误;BSR——备件维修失误;BWP——操作失误;LAL——润滑不足;VIB——振动;WEA——磨损……
4)故障对策编码:MOC——元件修改;NIS——新检测标准;BRE——故障修复;TOP——人员培训;MOT——监测;NCS——新清洁标准;NOI——新操作说明……
针对上述编码,结合诊断实际,可以进行如下分析工作:
1)简单对照。例如,原因:BWP(操作失误)或BSR(备件维修失误);对策:MOC(元件修改)或TOP(人员培训)。
2)简单统计分析。由于通过检测工程师的检测和紧急处理报告所反映的内容,相关的停机、原因、对策、设备、部件编码及停机时间等资料均已具备且积累起来,很容易进行统计分析。
3)深层次分析。除了上述分析以外,还通过检测工程师、维修人员和操作人员参加的日工作例会、月工作例会和现场例会,对疑难问题做深层次分析,并对设备提出改进(技术改造)计划。这些会议应该是有准备的和有效率的。
4)完成报告。报告包括日、月报告,事故报告等。
3.德国的设备维修管理体制
德国设备维护的历史是简短的。在工业化大规模生产的初期,设备非常简陋,工人既能操作机器,同时又对机器进行保养,这种“既是生产工人,又是维护工人”的状态持续了很长时间,那时并没有专门的维护部门。后来随着电的出现和应用,机械化程度提高了,生产设备也变得复杂了,这给维护行业提出了新的课题。于是,企业开始培养专门的人才,对设备进行保养,称之为辅助工或保养工。这样,一个新的工种被分离出来了。
1970年,国家工业发展联合会与德国机械制造协会在杜伊斯堡联合举办了一次学术交流会。大会的主要议题虽然与设备维护没有紧密的联系,但参加这次会议的人员却有许多是来自欧洲各国从事设备维护的专业人员,他们在会上呼吁,今后设备维护将越来越重要,应立即着手建立一个协会,以适应今后工业发展的需要。
1972年,欧洲设备维护联合会决定在维也纳举办学术年会,但后来由于主办人去世,这次会议不得不改在德国的威士巴登举行。这对德国来讲并不是坏事,它加速了德国设备维护发展的步伐。1973年,德国决定举办自己的设备维护学术年会,在德国南部大城市斯图加特举办了题为“设备维护——生产之助手”的第一次设备维护学术研讨会。这标志着德国新的设备维护体制的开始。
德国设备管理的基本理论,是建立在寿命周期费用基础上的。在20世纪六七十年代,德国逐渐形成“设备管理”这一说法。其代表人物是经济学家曼纳尔和奥伯霍夫,主张从整体性的角度研究设备直接维修费用和故障后果费用(间接维修费),以及寿命周期不同阶段的资本成本(折旧)和生产成本(人工、能源、材料等)。
德国是一个讲求精确化的国家,其工业标准对设备管理有明确的定义。德国工业标准DIN 31051是设备维护理论的核心。这个标准给维修下的定义是“维持和恢复系统中技术手段的规定状态及确定和评估其实际状态的措施”。
按照这个标准,设备维护被分为以下三部分:
1)日常维护:这是最经常、最主要的工作,占日常工作量的75%左右,成本占设备维护总成本的25%左右。德国企业把设备的日常维护看得与质量管理同等重要。
2)检查:设备的检查占总工作量的5%左右,成本占维修总成本的10%左右。设备检查以设备技术状态监测为主,在这个基础上再执行计划维修体制。这就避免了传统的计划维修体制的维修不足、维修过剩等的盲目性和浪费。
3)维修:主要内容包括设备故障排除、设备技术改造和坏损零件修复。其工作量占总工作量的20%左右,而成本占总成本的65%左右。
图1.2-11给出了维修工作量和成本的比较。
图1.2-11 维修工作量和成本的比较
设备维修以恢复设备技术状态为核心,一般遵循如图1.2-12所示的程序进行。
在德国企业中,维修受到普遍重视。设备多、自动化程度高的企业,维修人员的比例可达20%以上,费用占总支出的6%~12%。人们将维修视为再投资而予以重视。
一般而言,德国企业会维持一支规模较小、精干的维修队伍。现代的趋势表明,良好的设备维护保养和检修足可以保证设备正常运行,因而大修是可以避免的。遇到大的项修任务,可以请生产厂家或社会上的专业化维修部门协助进行,这样还可以降低维修成本。
图1.2-12 德国设备维修程序
德国企业的设备维修人员一般技术都比较全面,几乎每个维修工人都掌握了车、铣、磨、钻、焊技能。
值得指出的是,德国的设备维修注重恢复设备技术性能,而不拘泥于保持原设计图不变。例如,在不影响整体性能的情况下,可以在某些不太重要的部位重新钻孔、加工螺纹、安装定位、固定螺钉、选用类似配件,不一定非要选择原尺寸、形状、规格的配件。
另外,从维修工时费用日益提高的大趋势出发,德国的维修把节约维修作业工时、降低维修成本放到重要位置。例如,在维修液压缸时,如果锈死的液压缸端盖经氧气加热也难以拆下,为了节约工时,维修人员会用电锯锯开,再加工一个新的端盖。
德国的设备维修管理体制又可分为集约型和粗放型。集约型维修的目标是充分发挥设备潜力,延长使用寿命,尽可能采用预防维修。它主要用于价值高昂、自动化程度高、关键的流程设备及工艺和技术进步缓慢的设备。粗放型维修不追求设备潜力的充分利用和使用寿命延长,多采用事后维修方式。它主要用于设计使用寿命较短、故障后果费用较低及经济磨损快于其技术磨损的设备。
维修计划是在检查基础上制订的,首先要制订检查和保养计划。
现代设备的设置有三种方式:租赁、购置和自制。租赁已成为德国企业设备设置的一个重要手段。企业的设备到底是租赁、购置还是自制,主要看使用期哪个成本更低;企业应维持什么样的自制、购置和租赁设备比例,也要看总成本的最优值平衡点落在哪里。
维修策略也有三种方式:①操作工人自己维修;②企业专门维修人员维修;③企业外承包者维修。到底采用哪一种策略,或以什么样的比例搭配,也有一个优化和平衡的问题。
维修策略的选择应以降低成本为出发点。但是,不论采取何种维修策略,企业发展的大趋势是操作工人越来越少,维修工人越来越多。专业化、社会化维修在德国也比较普及。德国的工业设备维修公司能够提供的服务包括维修咨询、维修计划及实施、设备安装及现代化改装、事故分析处理、旧设备拆卸等。
目前德国企业都在尽可能压缩备件仓储,降低生产成本。当然,如果因为缺少备件而影响设备运行,造成停机损失,也是得不偿失的。这就要求企业对合理库存做出规划和决策,以最低成本为目标,以不影响生产的最佳库存为备件管理模式。
4.法国的设备维修管理体制
法国作为西方发达国家之一,其设备管理也比较先进。
(1)维修机构精干
法国企业内的维修人员比较精干。例如,一个1500多人的大厂,年产值达10亿法郎,设备上千台,而维修人员不到90人。其中,40人左右在车间负责日常维修,40人左右在维修中心,包括机修加工车间和备件库。维修中心和各车间的维修工人有明确的分工。维修中心负责排除车间解决不了的设备故障,以及新设备的安装调试、配件修理、供应等。维修中心的维修人员技术高超,既可以出图又能动手,具有机电一体化及气动、液压的全面知识。车间维修工人也能够对设备进行拆装、调试、润滑、保养,并能够快速排除一般故障。
(2)维修体制的多样化
法国的维修体制以预防维修为主,结合定期、状态维修,这种切合企业实际状况所实行的维修体制,可以把故障率和维修成本控制在较低水平。
法国企业中的重点设备实行检查管理。一般,每到周五,负责车间维修的工程师将下周的检修计划从计算机中提出来,交给维修领班,维修领班也将本周的检修记录反馈上来,及时输入计算机,实行动态管理。
法国企业在维修方式上也有一定灵活性。如利用非生产期和休假期间,对较大的设备故障或关键的、平时停不下来的瓶颈设备进行检修。同时,法国十分重视设备维护保养工作,某些工厂的设备已运行20年甚至40年以上,目前仍可充分利用。主要原因就是企业严格执行保养制度,保证了较高的设备完好状况。
法国企业对车间操作工人承担维修任务有深刻认识。例如,一个操作工人发现设备坏了用时3min,找车间主任汇报3min,主任通知维修工人4min,维修工人排除故障4min,重新起动设备1min。整个过程共15min,而维修才用了5min。如果操作工人能够自己修复设备,就可以节省10min。所以,企业的目标是把操作工人培养成多技能的操作者。
(3)法国企业中的技术改造
法国在设备现代化进程中,新设备投资和改造旧设备并重,其原则是:及时采用新技术,既要效率高,又要经济效益好;对旧设备充分利用,但维修费用不能超过使用价值。为了使企业有更新设备的能力,机床折旧年限一般规定为7年左右。
设备改造的内容包括检测设备的更新和增添,改善与设备管理相关的交通、通信、信息系统,改善包装、库存设备。法国的不少企业都利用可编程控制器,对设备在检修时进行技术改造。法国十分重视设备革新,把生产中关键设备的革新、改造作为工厂技术研究机构的课题来完成。
(4)法国企业中的设备备件管理
法国的一些企业设有两级备件库:一级为全厂中心备件库,储备各车间的通用备件,贵重精密备件;另一级是车间备件库,储备车间设备的专用备件、易损件及经过修复后还能使用的备件。每个车间都设有以铁网为隔墙的双层活动房,下层是维修间,上层可摆放备件,由维修组长进行管理。
法国企业的备件管理一般采用计算机化管理。全厂备件往往只由一个人负责,在中心备件库,也仅由一个人保管成千上万种不同备件,仓库有自动升降取送零件装置。欧洲的订货周期是15天,所以库存保持15天的储备量即可。这可以大大减少库存量和流动资金的占有。
(5)法国企业中的维修人员培训
法国企业为了适应现代化生产需要,十分重视人员培训。车间中有的操作工人每年脱产300h参加技术学习。其学习内容多数是结合本厂实际编写的,包括初级技术知识、气动技术、液压技术、电气原理和自动化知识等。法国的维修人员待遇高过操作人员,大约高出15%。生产线的线长、操作班长多数从有经验的维修人员中选拔,因为这些人领导的班组,今后不仅可以操作,还要能担负设备维修任务。