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設備故障率和設備維修策略
設備故障率和設備維修策略
隨著科學技術的不斷進步和現代化生產的飛速發展，機器設備作為決定產品生產的產量、質量和成本的重要因素，其作用越來越明顯。設備在使用過程中，必然會產生不同程度的磨損、疲勞、變形或損傷，隨著時間的延長，它們的技術狀態會逐漸變差，使用性能下降。設備維修作為設備管理的重要環節，是延長設備壽命，保證生產正常運行，防止事故發生的重要保證。
一、設備的故障率曲線
1、設備故障率浴盆曲線及特點
通過對設備故障進行研究，發現大部分機械設備故障率曲線如圖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，設備故障率隨時間的變化大致分早期故障期、偶發故障期和耗損故障期。
早期故障期對于機械產品又叫磨合期。在此期間，開始的故障率很高，但隨時間的推移，故障率迅速下降。此期間發生的故障主要是設計、制造上的缺陷所致，或使用不當所造成的。進入偶發故障期，設備故障率大致處于穩定狀態。在此期間，故障發生是隨機的，其故障率，而且穩定，這是設備的正常工作期或最佳狀態期。在此間發生的故障多因為設計、使用不當及維修不力產生的，可以通過提高設計質量、改進管理和維護保養使故障率降在設備使用后期，由于設備零部件的磨損、疲勞、老化、腐蝕等，故障率不斷上升。因此認為如果在耗損故障期開始時進行大修，可經濟而有效地降低故障率。
2、現代化設備的故障率曲線
隨著科學技術的發展，大量新技術、新材料不斷涌現，特別是電子技術、自動化技術的廣泛應用，設備正朝著精確化、自動化方向發展。設備的結構、各工作單元的關系和環境變得越來越復雜，這給設備維修工作帶來了新問題。
人們通過研究發現一些用現代技術裝備的設備，故障規律與浴盆曲線相背離。經過近30多年的研究，設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顯示了緩慢增長的故障率，但沒有明顯的磨損期。曲線C顯示了新設備從剛出廠的低故障率，急劇地增長到一個恒定的故障率。曲線D顯示設備的故障為恒定值，出現的故障常常是偶然因素造成的。而曲線E顯示設備開始有高的初期故障率，然后急劇下降到一個恒定的或者是增長極為緩慢的故障率。
通過對民用飛機的故障進行統計調查發現，4%的設備遵循典型的浴盆曲線，2%的設備遵循曲線A，5%的設備遵循曲線B，7%的設備遵循曲線C，14%的設備遵循曲線D，不少于68%的設備遵循曲線E。一般來說，在實際運行中，設備的故障率應該是圖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的故障率不*相同。但是，設備故障率取決于設備的復雜性，設備越復雜，其故障曲線越是接近于曲線D和E。
二、機器設備的維修方式
1、設備維修的主要方式
（1）計劃維修方式
計劃維修作為一種預防性維修制度，我國從上世紀50年代以來，開始起在工業企業普遍推廣使用，對保證設備處于良好狀態取得了較好效果。
設備計劃維修的方法有以下幾種：(a)標準維修法即強制維修法。對于那些必須嚴格保證安全運轉的設備常采用此法。這種方法對設備的維修日期、類別和內容，預先制定具體的計劃。不管設備運轉中的技術狀態如何，都嚴格按照計劃規定執行。(b)定期維修法。這種方法是根據設備的使用情況、參考有關檢修周期，制定設備維修工作的計劃日期和大致維修工作量。確切的工作安排，則是根據每次維修前的準備再作詳細規定。(c)檢查后維修法。此法事先只規定設備的檢查計劃，根據檢查的結果和以前的維修資料，確定維修日期和內容。
計劃維修方式一方面可以及時地恢復設備的工作能力，預防可能發生的事故；另一方面，可以事先安排好設備的使用和檢修時間，準備好維修所需的人、財、物等；同時也可以縮短了維修時間，提高了維修質量。
（2）設備診斷技術與狀態維修
與傳統檢查相對，設備診斷技術由依靠人員的感官判斷，發展到大量采用*的科學儀器、儀表；由人工測試，發展為在設備運轉中由電子儀器顯示；由高級技術工人承擔，發展為由于采用既科學又方便的儀器、儀表，一般設備操作者也能承擔；由在停機情況下檢測，發展到不停機直接檢測；檢測的目的，由檢測勞損(磨損、腐蝕等)、預防故障發展到預測設備的自然壽命。目前，該技術發展為系統的設備維修管理方法，可以對整套設備的單個零件、主要部件進行監測，也可以對整套設備進行全面的監測。
設備狀態監測維修是根據設備的日常監測、定期檢查、狀態監測和診斷提供的信息，經統計分析處理，來判斷設備的劣化程度，并在故障發生之前有計劃地進行適當的維修。設備狀態維修被*為設備維修方式中高的一種方式。采用設備狀態維修可以及時掌握故障隱患并及時消除，從而提高設備完好率和利用率，提高設備維修工作質量和節省各種費用，提高總體效益。
（3）事后維修法
在設備的維修工作中，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量多、一般的設備。
2、不同設備維修方式的對比分析
計劃維修方式認為設備故障率遵循浴盆曲線。要有效地實行預防性維修，必須科學制定維修計劃。如果計劃制訂不合理，這種方法常常會造成很大的浪費。在進行預防性維修時，必須準確地找到拐點，這樣才可避免過剩維修或維修范圍的擴大，獲得最佳的效益。但是設備的壽命周期與設備的使用環境、人員素質、維護保養等因素密切相關，科學合理地確定設備的壽命有一定難度，因此設備很難真正有效地實施計劃維修。
傳統的觀念認為，設備故障的發生、發展與使用時間有直接關系，定時的計劃拆修普遍使用。根據現代設備故障率曲線可知，設備故障的發生有的與設備使用時間有關，有的則與設備使用時間無關，要根據實際情況而定。同時，許多設備的故障有一定的潛伏期，可以通過現代設備診斷技術檢測到，可以進行安全經濟的決策維修，而預防性維修不能提高設備的可靠度。
設備狀態維修作為一種新型的維修方式，其應用范圍越來越廣，越來越受到人們的重視。但是設備維修工作中還不可能*采用這種技術。這是因為：(1) 隨著科學技術水平的發展，目前已經有很多設備可以用設備診斷技術進行維修，但作為一種新技術，它本身還處于不斷發展和完善之中，并不是所有的機器設備都可以用設備診斷技術進行維修。（2）從經濟上考慮，如果所有的設備都采用狀態維修方式，需要一筆很大的經濟投入。這些診斷設備只在企業內部使用的話，使用率低，部分維修資源平時可能閑置，這樣使得維修成本大大提高，對企業來說經濟上是不合適的。
三、機器設備維修策略的選擇
任何單位都有數量不等、型號不一的設備。有些設備復雜，有些設備簡單。對大中型企業來說則設備數量大、品種多。隨著企業生產技術水平的進步，所擁有的設備的種類越來越多、技術性越來越來越強。不同的設備使用的環境不同、故障率曲線不一樣。如何選擇設備維修策略，進行設備維修？
（1）根據設備的重要性，采取相應的維修策略。
一般來說，企業規模越大，設備數量越多。大、中型企業所擁有設備數量非常多。不同設備在企業生產運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。在制定機器設備維修策略時，首先應對設備重要程度進行分類。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。在一個單位中，A類設備數量少，所起的作用大，大約占總數的10%左右。這類設備流程工藝復雜，是企業生產過程中的關鍵設備。一旦這些設備發生故障，會造成重大的經濟損失，對企業產生重大影響，因此要求這類設備在運行過程中，具有非常高的可靠性。這類設備應是設備維修工作的重點對象。對這些關鍵設備，應從維修的經濟性出發選擇合適維修方式。這類設備最好采用狀態維修方式，變計劃維修為針對性維修，實施狀態維修，這樣可以使維修工作量和維修費用大幅度降低，實現少投入多產出的效果。如果沒有相應的診斷設備，或狀態維修方式費用太高，技術經濟分析的結果不合適，企業無法承受，則應采取標準維修法，也可以采用定期修理法。
（2）根據設備故障信息的統計結果，選擇合適的維修方式[2]
在對企業的B類和C類設備進行維修時，應根據設備故障信息，選擇合適的維修方式。對這些設備來說，故障信息是決定設備維修方式的基礎。通過對故障信息的分析，可以判斷設備故障的類型，從而選擇維修方式。設備故障信息主要包括設備的故障次數（停機頻率）和故障后果（停機時間長短、經濟損失等）這兩方面的統計資料。
收集一年來（或半年、季、月）設備的停機頻率（次數）和停機時間的統計資料。繪制設備停機時間和停機頻率排列圖表，各單位設備很多，只需列出占總數80％以上的停機時間最長及停機次數最多的設備即可。對停機時間長、頻率高的設備，采用計劃維修，*消除故障。對停機頻率低，但一旦停機需要延續較長的停機時間的設備，應對造成故障停機的過程和原因進行分析，并進行狀態監測，進行狀態維修。對停機頻率高，停機時間短的設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。對停機時間短，頻率低的設備采取的方式是不壞不修。
石化工業擁有大量機器設備，是安全生產的基礎。對它們的運行質量要求很高，每年用于維修費用支出也很大。和一般的機器設備維修策略比較，既有其共性，也有它的特殊性，本文提出的原理和觀點，同樣也基本適合于石化工業，當然需根據本行業的特點，進一步深化細化，才能制定出一套符合石化工業的機器維修策略。