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预防性维修模式是在计划性维修模式的基础上改进而来,预防性维修模式强调根据机电设备的使用情况进行预防性的维修,只有在机电设备可能出问题时才会进行预防性的维修,以避免机电设备在使用中出故障而导致非正常性停工。预防性维修模式降低了维修的频次,在降低机电设备出故障影响生产的同时解决了因为计划维修模式中维修次数过多而对机电设备寿命的影响,并降低了维修机电设备的成本,是一种比较理想的机电设备维修模式。但是预防性维修模式与当前正在发展的故障监督和诊断处理等较为信息化和智能化的维修模式相比仍然有很多需要改进的地方。
2.1不能及时发现机电设备故障隐患虽然很多的煤矿企业采用预防性的机电维修模式或者引进了更新的机电设备维修模式,但是在煤矿企业的实际应用中,仍然不能及时的发现机电设备的故障隐患。对于煤矿企业而言,如果不能及时的发现机电设备的故障隐患,煤矿企业的生产就会面临在生产中机电设备发生故障而导致的非正常停工损失。在煤矿生产过程中发生的机电设备故障对于如今采煤业高度依赖机电设备的情况十分不利,很多采掘煤矿以及井下工人安全都靠机电设备的正常运行而得到保障,如果机电设备在使用过程中出故障,轻则出现非正常性停工,严重时甚至会造员的伤亡。不能及时发现机电设备故障的隐患依然是当前的煤矿机电设备维修模式面临的问题。
2.2煤矿机电设备维修队伍专业化不足煤矿机电设备维修队伍专业化不足几乎是所有的煤矿企业面临的一个问题,特别是当前科技进步非常快,煤矿企业都在不断引进各种各样先进的生产设备,而煤矿企业的维修队伍却没有随着设备的引进进行更新,造成当机电设备出现故障时不能及时的排除。在煤矿企业的日常开采过程中,机电设备的维修人员并不使用机电设备,造成很多时候当机电设备出现故障时为了不影响正常的生产,对于机电设备的维修经常是由井下的工人进行,而很多开采工人并不具备维修机电设备的维修经验。而在维修过程中,同时也存在机电设备的维修人员缺乏对设备的实际使用的经验,造成维修不到位的情况。
2.3不重视机电设备维修对煤矿企业经济效益的影响当前的机电设备维修过程中很多时候只注重维修机电设备本身,而忽略了将机电设备的维修和企业的经济效益进行综合的考虑,特别是一些比较老旧的机电设备,已经不具备维修的价值却还在使用,而不进行更新,这部分机电设备的维修费用非常高,继续使用并维修这部分机电设备对于提升企业的经济效益不利。
3.1管理信息化煤矿机电设备维修管理信息化是未来煤矿机电设备维修模式的发展方向之一。对于当前煤矿机电设备的维修,如果要最大限度地降低煤矿设备的维修成本,只有通过建立相应的维修数据库,对设备的维修进行信息化管理,并引进智能化的机电设备,才能让煤矿企业及时的发现煤矿机电设备中存在的问题,让机电设备在出现故障前就将机电设备维修好。
3.2维修标准化煤矿机电设备维修的标准化是指建立系统的科学的机电设备维修标准,根据不同的机电设备的使用情况制定标准的维修模式,对于不同的机电设备的故障都能找到相应的维修标准,以提升当前煤矿机电设备维修队伍专业化水平。机电设备维修标准化使得在维修机电设备时有章可循有法可依,便于机电设备使用过程中的维修。
3.3效益最大化煤矿机电设备维修中选择各种机电设备维修模式的目标是降低机电设备故障对企业正常生产的影响,提高煤矿企业的经济效益。在机电设备维修模式的改进方面应当综合考虑煤矿企业的经济效益,选择能有效地提升煤矿企业经济效益的维修模式,对于已经无维修价值或者维修的综合价值不大的机电设备,煤矿企业应当及时进行更换或者升级为更为先进的设备,提升煤矿企业的综合经济效益。
加上井下作业难度大,没有统一的信息化管理系统,许多民间企业在进行作业生产时都是采用人工绘图,在这样的情况下进行作业生产不仅效益低下,还会加大人力、财力、物力的投入。在井下作业同时还可能引发安全事故。另外,在我国的煤矿企业管理当中,管理方式老旧,对机电设备没有统一的管理,杂乱无章,不能在管理当中有效地将煤矿机电设备维修管理做到系统化,有些自恃经验老道的作业人员对新技术的接纳能力差,甚至是持反抗心理,企业内部不注重高新人才的培养,机电技术得不到创新,致使多数企业员工的职业素养较差博鱼体育官网,对新事物的创新力度不够,进而危害到了煤矿企业的安全生产,不利于保障煤矿企业经济效益及社会效益。为此,在这个经济快速发展的社会里,我国煤矿企业要想取得更好的经济效益,就必须用发展的眼光看问题,对机电设备维修管理进行创新,进而保障设备的安全运行。
在科学技术快速发展的时代,针对我国煤矿对机电技术管理的不重视,企业要坚持与时俱进,引进先进的科学技术,建立一套符合企业自身发展的机电设备维修管理机制,针对不同的机电设备管理制定出详细的管理方法,实行责任制管理,将管理任务依次分配下去。在煤矿作业时要坚持科学技术是第一生产力,企业要加强企业员工对机电技术知识的学习,组织有经验的技术人员总结在作业时出现的技术问题,同时要有针对性地进行技术讨论,全面提高企业机电设备维修管理的创新能力,实现理论与实践的结合,不断增强企业在市场上的竞争力。
在我国煤矿企业员工素质普遍偏低的情况下,要想确保机电设备安全运行,就必须加强机电设备维修管理人才的培养,提高员工的职业素养,企业人才的多少以及员工职业素养的好坏决定了一个企业的发展方向。为此,煤矿企业要有针对性地对机电设备维修管理人员进行培养,做好人才培养的工作,充分发挥他们的骨干作用。企业可以将优秀的人才进行提拔,将他们组织起来,作为企业人才发展的榜样,激励更多的员工积极向上。
机电设备的维修管理在机电设备安全运行中有着不可替代的作用。近年来,随着我国煤矿产业的发展,机电设备的维修问题也日渐突出,起初由于煤矿机电设备简单,维修费用少,设备维修管理主要是采取事后维修管理模式,也就是设备出现故障后才维修,这种维修管理模式既耽误设备的正常运行,同时也会影响到企业的经济效益。随着这种事后维修管理模式的弊端日渐凸显,人们开始认识到了设备故障的预防,也就是预防维修管理模式,这种维修管理模式是基于设备正常运行的基础上,对设备运行进行安全保障,减少设备故障的存在。这种维修管理模式逐渐被人们所认同,为现代煤矿企业的经济效益提供了有力的保障。
我国煤矿机电设备维修管理水平和煤炭生产的特点决定要对设备寿命周期实施全过程管理,追求设备最佳综合效益和最经济的寿命周期费用。应建立健全设备维修管理的信息反馈和处理的机构和系统,充分利用信息技术为设备维修管理决策服务,并应通过组织企业各部门全员全过程参与设备的维修管理。随着科学技术的发展、信息化水平的不断提高,企业在社会主义市场经济中应该不断引进先进的技术,使办公系统信息化操作,提高作业人员的科学技术水平,建立有效的信息化管理系统,有助于提高工作的效率,便于企业统一化管理,通过科学手段制图使得作业人员对机电技术操作更加熟练,同时还能减少安全隐患的存在,为企业的生产决策提供科学的依据。
在当今社会发展形势下,智能化已成为我国现代社会发展的主要方向。机电设备的维修管理主要目的就是保障设备的正常运行,减少故障的发生。而智能化的发展可以实现机电设备的智能故障检测、诊断及维修,为煤矿企业节省大量的人力、物力及财力,进而为煤矿企业的经济效益提供保障。
1) 地铁AFC设备简介。地铁AFC系统设备一般分为线路中心级设备和站级设备。站级设备包括车站计算机 (简称 SC)、半自动售票机(简称POST)、自动售票机(简称TVM)、闸机 (简称 GATE) 和便携式验票机(简称PVU),具有数量多、使用量大、直接面向乘客服务等特点。
2) 设备综合管理是在设备维修管理的基础上,运用设备综合工程学的成果,吸取现代管理理论和现代科学技术的新成果,而逐步发展起来的设备管理理论和方法,是以提高设备综合效益和实现设备寿命周期费用最小为目标的一种新型设备管理模式。设备综合管理强调对设备的一生进行管理,强调设备管理工作中技术、经济、组织三个方面的内容。
3) 地铁AFC站级设备管理。地铁AFC系统作为地铁主要设备系统之一,其站级设备具有直接面向乘客服务、数量众多、智能化与精密化水平高等特点。AFC设备不是以产品生产为目的,其设备管理的目标是在保证设备的服务性能前提下,充分使用设备为乘客提供服务,并实现设备的整个生命周期里维修费用最小。由于AFC站级设备直接面向乘客服务,大面积、长时间的停机故障会直接影响车站运营与乘客出行。因此站级AFC设备需要保持设备运作性能良好,减少故障发生。维修人员除快速修复故障外,还要在日常管理中充分利用设备正常停用时间做好检查、维护,对导致故障发生的主要零部件进行调整、更换甚至改造,以提高设备性能。对于老旧设备,通过综合评估,制定大修或者报废计划,以保证经济效益。总之,地铁AFC设备需要进行综合管理以达到最好的经济效益与服务水平。
1) 设备前期管理。设备前期管理是指从设备规划到设备投入使用这一阶段的全部管理工作,包括设备计划编制,投资技术经济论证,设备选型、招标采购、订货,设备的安装调试、验交建帐,设备初期使用效果的分析等工作。在设备的需求分析以及设备设计初期,安排设备维修人员和车站参与相关环节,结合已有线路设备的使用、维修经验提出要求与建议,在需求与设计前期为后续的设备管理打下基础。
设备样机成型后,由上述相关人员对样机的内部空间设置、模块安装等内容进行确认,确保模块的拆装、维修检查等具有足够的空间与条件。同时对于设备的装配、外观等影响前后台操作的内容进行检查。通过反馈,在设备设计期间减少故障发生的部位,为后续的设备维修做好充分预想。设备安装调试阶段,由设备维修人员和车站对设备的安装位置与情况进行确认,留意周围的位置是否满足乘客使用、维护维修的可实施条件。同时,在安装调试过程中,对设备内部模块装配、线缆连接防护等内容做好检查把关,在设备投用之前消除一些可能导致设备故障的因素。设备安装调试后,需进行施工验收、功能验收、压力测试等多项测试,对设备的安装情况以及软硬件功能进行检验,确保设备满足功能需求。同时,在各种测试中发现设备问题,要求供货商及时进行修改。最后进行设备交付,做好设备签收、设备台账的整理和设备履历的建立,为后续的设备管理打好基础。
2) 设备使用过程的管理。设备使用过程的管理是AFC设备管理的主要环节,通过对设备特性的分析,结合各类管理理论与手段,全面了解设备的状态,不断优化维修的时机与内容,可以使设备得到合理维修,以最小的投入保持设备的运行性能。a.正确使用设备:在日常的使用当中,车站直接对设备进行操作。操作是否规范,将影响设备的使用性能与寿命。操作不当或者超负荷使用设备,均会对设备造成损害。因此需要编写设备操作手册,指导并规范其操作行为,避免不当操作导致对设备的损害。b.合理维修设备:AFC站级设备一般维修可以分为故障修、预防修和专项修。故障修就是在设备出现故障不能投入使用时,由维修人员对故障进行处理,使设备重新投入使用。由于AFC设备数量较多,在使用过程中难免会出现故障,而一些乘客的不良使用行为(例如使用的硬币带有粘性物质等) 也会触发设备故障。故障修需要维修人员快速修复设备,恢复设备的性能。预防修是以时间以及设备状态为依据,预先设定检修工作的内容与计划,利用设备的正常停机时间进行提前维修。预防修是设备的主要检修内容与手段,一般包括多种不同检种。预防修根据设备各零部件的结构特点、使用频率、组成零部件的运作特性等,事先制定维护检查的内容与周期,通过清洁、整理、检查、调整、对老化件提前更换等手段在设备发生故障之前消除故障因素,恢复设备性能。另外,通过对故障修记录的统计分析,掌握各个模块、部件的性能状态,作为定检计划的补充,尽量避免设备的过修或者欠修的情况。专项修是根据设备的实际情况,对状态劣化、难以恢复其生产工艺要求的部件进行功能恢复的针对性计划维修,主要是对设备的关键和主要部件进行部分拆卸、检查、更换或修复失效的零件,必要时对基准件进行局部维修和调整精度,从而恢复所修部分的精度和性能。开展专项修前,需要进行综合分析评估模块状态劣化的部位与原因,确定专项修的内容与方式。开展专项修后,需要对完成情况、效果等进行评价,不断跟进完善。c.合理改造与升级设备:设备在使用的过程中,出于各种原因,需要对设备升级改造(例如,在使用过程中发现存在零部件因为材质不合理导致设备经常性故障停机等)。在充分论证适用性、经济性以及可行性之后,可以进行针对性的改造,已达到减少故障、方便使用、提高安全性或节能降耗等目的。d.配套的规程编写、人员培训以及物资管理:作为设备管理的技术基础,需要编写设备的操作手册、检修规程、维修手册等技术文本,以指导与规范各项设备管理活动的行为。同时需要做好人员的培训,使规范能够真正得到实施。另外,还需要加强维修人员技能的培养,以提高维修质量,减少设备故障停用时间。e.做好备件、材料的预算与采购,为各项维修提供物质支持与保障,通过采购物资的构成分析,结合设备状态,进行有针对性的改进或者委外维修以节约维修成本。
3) 设备报废管理。设备的寿命一般以故障出现的频率来考察判断,设备故障率高,维修成本就高。当故障率高到需要付出更高的维修费用才能保持设备所带来的效益时,维修就失去了意义,需要对设备进行报废。AFC设备报废,应该根据国家以及企业相关规定,对设备的残值、可维护性、可改造性等进行综合论证判断,按企业流程进行论证实施。
设备管理是一门综合性学问,对AFC设备的管理,需借鉴与应用各种设备管理理论与模式,同时也需要结合设备的使用要求与特点,摸索更加合适的管理套路,真正实现设备的保值与高效应用,降低维修成本,延长设备寿命。
就目前我国煤矿机电设备发展的特点来看,对煤矿机电设备的维修和管理水平上所呈现的特征在很大程度上直接决定设备的使用寿命,若是想要得到涉笔的最佳综合效益以及最经济的使用寿命,需要对煤矿机电设备管理与维修做出认真的研究及讨论,寻求最佳的解决办法。本文主要从煤矿机电设备维修管理模式的现状、存在问题、解决措施以及发展趋势等方面对其进行了介绍。
近些年,我国以逐步建立起一整套较为完备的规章制度及组织机构,并成功引进大量的设备故障诊断和状态监测技术。就整体而言,我国煤矿机电设备维修与管理多半采用较为古老的以预修为主体的定期维护以及检修管理模式。把时间作为基础的古老的煤矿机电维修与管理模式,在很大程度上导致了诸多工作量因时机不准而做了徒劳的维修,造成设备开机率较低以及维修时间较长等问题的出现,直接制约设备的安全生产与正常运行。
我国的煤矿机电设备的维修和管理起步较其他发达国家要晚一些,直到20世纪80年代后期才在矿山供电系统和煤矿生产系统中逐步引进了可靠性的理念,在此基础上海建立了一些较为基础的模型。此后,还不断对煤矿机电设备的部分零件进行了有关维修和管理的研究。此外,直到现在,我国也没能很好的对煤矿机电设备的可靠性以及维修性做出较为深入的研究和讨论,也未能对煤矿机电设备零件的可靠性和维修性所涉及的数据进行分析和积累,此外,在确定煤矿机电设备的维修与管理、维修策略等的过程中未能提供较为科学的理论为指导。也就是说,目前的煤矿机电设备维修和管理机具盲目性。
安全是煤炭企业生产经营的关键,安全问题是煤矿企业每年宣传教育的重中之重。现代化的开采使得机电设备成为了煤炭企业的重要依托,但是维护不好也会带来很多安全隐患。对于中小型煤矿来说,由于自身规模、资金投入有限,现代化的安全监控设备以及机电设备管理与维护方面都有一些不足之处,更应当规范管理,减少甚至杜绝由于机电设备管理与维护疏忽而引起的生产事故。
通常情况下,就中小型煤矿而言,都配备有相关的一整套规章制度,具备较强的煤矿机电专业性和广泛的知识面,在很大程度上需要监督管理人员具备各方面的素质和能力,但是目前所使用的规定和标准未能配备较为详细的操作说明,一些情况下还可能有些许的回旋余地,上述情况将不同程度的造成监督管理时不能有效的把握煤矿机电安全监察员从基层中来,了解相关事宜。
目前,随着我国经济社会的快速发展,导致了强劲拉动和煤炭成为了我国基础能源和重要原料。在国家的大力支持和鼓励下,煤炭产量得到了显著的提升,并在未来相当长的时间内仍会保持增长状态。未来仍将处在高位增长阶段。在利益的驱动下,绝大部分的煤炭企业都把高效生产任务放在了首要位置,在很大程度上忽视机电安全生产,导致设备“连轴转”现象的普遍存在,并不能保证合理的时间对其进行检修,长此以往,将造成设备严重老化现象的出现,进而增大安全隐患的出现可能。
对煤矿机电设备的维修与管理早已作为一门学科在各大高校得以开展,并经历了事后维修、计划维修、预防维修和主动维修等四个发展阶段。在科技飞速发展的大背景下,煤矿机电设备正朝着大型化、自动化、精密化以及智能化的方向发展。但在发展的过程中也出现了不少的问题,这就使得技术人员潜心于对设备的故障原因、故障模式、故障影响和故障预防等进行较为谨慎的分析和研究,开发出较为先进的计算机辅助可靠性维修技术,有效的提升了设备的使用效率及使用寿命。在现代设备朝着自动化和智能化方向发展的过程中,大量新的技术和手段也在应用到煤矿机电设备的维修和管理过程中,设备维修与管理的模式得到了很大的改进和发展。
就目前的条件而言,绝大部分的煤炭生产企业都必须要加大对设备使用、维护修理人员技能以及素质的培养力度,进而有效的改善了保养、点检、班检、定期维护以及交接等工作。此外,还需要按照现有的煤矿机电设备维修和管理的理论特点来丰富和发展设备管理的规章制度,逐步建立具有煤矿色彩的新型维修管理模式。
在对煤矿机电设备进行维修和管理的过程中,可以有效的借助视情维修这个维修管理模式,进而为企业创造更多的社会和经济效益。此外,还需要结合我国的基本国情和政策措施等适当引入先进的硬件技术,来丰富煤炭机电设备管理与维修的手段。
综上所述,要想真正做好对中小型煤矿机电设备的管理与维修,就需要做好安全和服务生产的活动,并从降低增效、技术创新的角度对其进行合理的定位。此外,还需要将工作方向以及着力点安放在确保安全装备水平的层面上,有效的引导设备生产力发展。在对中小型煤矿机电设备管理和维修的过程中,要适当的引进相机的技术和思想,进而行之有效的提升设备的运行效率。
[1]陈小刚.煤矿中机械运人装置的应用与研究[J].煤炭技术,2012,31(11):24-25.
[2]王琦慧.煤矿综采机械失效原因分析及维修体制改革[J].科技与企业,2013(19):94-95.
随着科技的不断进步发展,医疗设备逐步向专业化、自动化和高速化方向发展,血液中心仪器设备装备水平不断完善。血液中心的仪器设备对血液质量有至关重要的影响,如何科学使用、维修和管理设备,确保其正常科学工作,为血液质量安全提供保障,已成为当前血液中心一项重要工作。
随着新技术的不断发展,血液中心的仪器设备走向高度智能化,如全自动样本处理系统、全自动酶免分析系统、血细胞分离机、血型鉴定系统、全自动生化仪等,这些设备科技含量高,专业性强、自动化程度高。但由于其专业性较强,日后的维修及更换配件都比较困难,且设备更新时间也大为缩短。
血液中心设备管理是以血液中心各项专业使用的仪器设备而开展的一系列组织与计划,包括对设备的选择、采购、使用前确认、使用、维护、维修、直至报废处理工作过程的全称。设备能否保持良好的工作状态,直接影响血液中心业务工作能否正确有序运行[1]。因此,重视设备的科学化管理,以保证设备为血液中心各项工作提供最佳的技术支持,有利于血液中心各科高效率、高质量的完成工作。
目前血液中心的大多数设备为进口产品,几乎全是英文界面、全电脑操作,对操作人员综合素质要求较高,能够完全掌握、精通设备操作的人员有限,在实际运用中出现异常问题无法及时解决,影响工作效率。另外由于血液中心设备多,原理结构不同,维护保养的要求也各不相同,血液中心无法做到对设备进行正确的维护保养。
按照世界卫生组织要求,对可能影响到血液质量的所有设备要进行校准,特别是血液检测设备如全自动样本处理系统、酶免分析系统等,但是目前很多血液中心认为设备开机自检后即可使用,没有进行必要的检定校准工作,使一些关键设备处于半失控状态。
设备维修能延长设备的使用年限,但是片面夸大的维修的作用是不科学的,有些血液中心无法正确处理维修和设备更新之间的关系,不利于设备管理的科学化开展[2]。同时对设备管理和维修缺乏正确的定位,维修工作往往处于被动局面。目前,各血液中心的设备维修没有统一模式,大都事后维修,维修工作不规范,没有纳入质量体系中,设备维护保养工作相对薄弱。另外,各血液中心对国外先进的预防维修、状态检测维修等维修方式缺乏了解、研究和使用,维修技术水平和管理水平不能满足现代化设备技术发展的要求。
目前血液中心维修指导思想落后,维修人员在工作中往往以经验为主,维修方式过于单一,技术水平相对落后,预防维修等先进维修方式得不到应用。维修人员缺乏对血液中心质量体系及业务知识的了解,对设备管理理论、设备费用经济分析缺少系统研究,且内部缺乏必要的经验交流。
按相关规定,血液中心的设备要建立专门的仪器设备档案,实施分类管理,并指派专人负责。但有些单位没有按规定落实,未明确责任,管理不规范,各种制度落实不到位,使得设备档案资料不完整,设备维修、保养记录不全,操作规程卡片描述不清等现象时有发生。
传统的单纯依靠维修部门负责设备管理已经不能适应当前需要,应将设备的使用维护及维修纳入血液中心质量体系,明确责任、维护和维修相结合,制定操作和维护规程[3],对设备的购置、使用、维修保养、提取折旧费、处置报废都实施科学的程序,使设备管理的日常工作有章可循,建立健全设备档案和设备巡查制度,如发现异常,及时报告维修中心测查原因并予以解决。
血液中心设备种类多,应根据设备的不同特点采取不同的方法。对化验室全自动样本处理系统,酶免分析系统等关键设备,可委托厂家维修站专业工程师每年对设备进行检测校准,并注意保存测试校准报告;对酶标仪及常规计量设备应按照计量仪器要求由当地计量部门进行强制性周期检定;另外多与厂方沟通,了解设备特点、校准方法等,通过仪器自检、类比测试、标准品测试、高精度对低精度等方法,保证设备的有效性和可靠性。
为有效提高血液中心设备管理水平,要求维修人员技术全面,并善于学习新技术,对新引进的设备从前期论证、安装调试、培训、维护应全程参与;另外,维修人员应更新观念,积极参加设备管理工作,推进设备管理和维修的规范化;血液中心也要加强设备维修人才队伍建设,定期开展业务培训,不断提高其自主创新能力,促使其全面掌握设备的性能、技术参数和维修技术。
设备的使用和维修与设备的前期调研密切相关,在购买前,应进行充分的论证,充分考虑设备性能、可维修性、零备件、耗材能综合因素。积极推行设备维修的社会化,对部分专业性强的进口设备,可借助网络通信技术,通过厂方工程师的指导完成维修工作。实行设备预防维修模式,根据设备说明书及设备状况和特点编制预防性维修计划,预防设备故障的发生[4]。建立完善设备管理信息化系统,对设备的原始材料、资产、计量、故障维修等实现动态管理,同时通过历史数据查询,对预防维修进行不断的调整。另外,应完善和健全检修组织,明确设备检修管理方法程序、检修范围要求,进一步加强设备管理的规范化和科学化。
加强血液中心设备的科学化管理,才能保持设备的良好工作状态,保证血液质量和输血安全。血液中心应采取科学合理化措施,做好设备的日常维护保养校验、建立设备档案、加强操作人员的培训学习、完善预防操作制度,将设备的使用维护及维修纳入血液中心质量体系,保证设备的有效性和可靠性。
[1] 申喜叶,张瑶婵,潘斌.血液中心设备使用和维修中存在的问题及对策分析[J].临床输血与检验,2006(2).
[2] 王林.海南血液中心检验科设备维修后确认的探讨[J].检验医学与临床,2012(8).
当前煤矿生产已经大部分实现了机械化开采,整个流程由不同类型的呈流水线作业的方式来完成。在这一过程中一旦设备出现了计划外的维修或临时故障,都会影响到整个煤炭生产线的正常运转。因此对处于工作状态的各类设备的健康状况进行跟踪评估、预防机械事故就显得尤为重要。但由于在这一过程中所涉及的设备种类和数量都非常多,单靠管理人员,往往不足以应付这一庞杂的工作,因此在多数情况下都会采取时候维修和预防性维修的策略。这种传统的检修方法尽管也能够取得较好的预防事故效果,但会造成设备停机时间过多的问题,而预防性的检修也可能造成过渡检修或检修不足的问题。
对于像煤矿机械设备管理这一复杂问题,国内外学者都曾展开过一定的研究。目前所取得的研究成果来看,得到普遍认可的研究思路是依据预测与健康管理理论来对煤矿节点设备在未来一定时间内发生故障的可能性进行预测,并随着采取必要的保护措施。显然,要对煤矿的各类机电设备都要做到状态预测和故障预防是一个非常系统的工程,所以应当以系统研究的角度,将故障检测与隔离、故障诊断、故障预测、健康管理和部件寿命追踪等能力进行整合,从而为机电设备的故障预测提供技术支持。本文将以煤矿为例,探讨机械设备对健康管理方面的问题。
在当前煤矿机电设备管理中,主要问题来自于设备检修经费不足,专项经费在管理方面也容易遭到挪用。此外,由于存在多头管理的问题,煤矿不同部门之间所掌握的机械设备数据参差不齐,不同部门之间所掌握的数据出现矛盾的情况并不罕见。同时由于缺乏系统化的预防性检修和预测性维修制度,发生设备故障后一般都采取紧急抢修的办法,对故障缺乏预见性,经常处于被动地位。
煤矿机械设备承担着繁重的工作任务,从设备的采购、设备运行、再到维护与检修,都应当给予足够的重视才能最大可能的消除隐患。而从以上过程实施的步骤来看,呈现出流程化的特点。
因此本文借鉴BPR流程优化理论来研究煤矿机电设备在各个阶段的健康状况控制问题。结合煤矿的实际情况,将其分为以下若干不同的阶段来展开讨论:
1设备前期管理阶段 在这一阶段的主要任务是完成所需施工设备的资金预算和编制采购计划。在制定采购计划时最关键的因素是避免重复投资而造成资金浪费。应当是在对煤矿实际需要做充分了解的基础上来合理安排资金预算。
2设备运行管理阶段 这一阶段在设备的寿命周期中所占的时间最长。因为设备出现故障一般都在设备使用的早期和末期。在中间的使用阶段发生故障的几率相对最小。因此在机械设备的运行管理阶段的关键任务是对使用中的设备做定期的健康状况检查,对不同类型的机械设备的使用、磨损、过往故障等数据做较为详实的记录,既可以有效的掌握机械设备的实际运行状况,又可为日后的检修提供必要的参考。
3设备维修管理阶段 处于维修管理阶段的机器一般都是寿命的末期,此时需要对可能发生的故障早做预防,这一阶段的工作中心已经转移到了在保证机械设备不发生安全事故的前提下,尽量降低维修管理费用上来。如果自身不具备全面维修各类机械设备的能力而需要高昂费用,维修任务外包给修理单位,应当做好故障类型的认定工作。在机械设备故障维修拆解前和拆解后都应当做好现场记录工作,对机械设备的实际故障留下书面记录,既可以为类似设备的故障预防积累经验,又可以在计算维修费用时有理有据。
在某些特定的情况下,煤矿可能需要借助特种施工工具才能展开正常的开采工作,如果单独购置此类设备,可能因为使用时间太少而造成巨大浪费。此时应首先考虑租借外单位的施工设备来完成。在需要租赁外单位设备时,应在管理部门审批和留下书面记录的前提下进行。此外,也可能存在本单位有部分闲置的机械设备,当存在外租机会时,应积极响应,提高设备的使用效率,同时也可以增加经济收入。但这些活动都应当在管理部门认可的前提下进行。
这一阶段的主要问题是清理设备残值,更新可用设备的登记状态,完成单位资产的清算盘点等会计工作。同时应统计同一类型设备的实际使用寿命,以及在使用过程中发生过的故障类型、频率、发生时间等因素,为类似设备的使用和维护积累经验。
煤矿设备的健康预测是设备健康管理中的关键问题之一。通过实践经验,可总结出某类机械设备在发生实际故障前的一些关键性的特征,如噪音、震动、挠度变化等。在设备出现这些关键性的故障预兆后(P点),到实际发生设备的功能性故障(F点)还有一定的时间,这一时间的长短以设备类型的不同而不同。理论上通常将这一时间段称为设备性能状态变化的“P-F理论”。而机械设备的寿命一般又都满足“浴盆曲线理论”,机械故障主要发生在设备使用早期和末期,设备健康的退化过程随着时间的推移发生变化,从正常状态下降至功能效的过程如图1所示:
由图1可见,可根据当前所处的健康状态及所承受的负载,预报系统出现故障的时间。可采取的有效措施为“点检法”。
点检法的核心思想是一定的标准、一定周期、对设备规定的部位进行检查,也可一定程度上避免过度维修。在煤矿机械的点检中,关键是确定各类机械的点检的部位、给部位的健康状况控制参数,以及实施设备点检的周期。
一般而言,点检法都针对的是设备的关键部位,尽管不同设备监测位置不一样,但都需要做好标记,以保证测试的是同一部位,从而确保点检的有效性。在选择点检的控制参数时,主要从温度、震动、噪音这三个主要对方面来进行判断。在参照设备设计标准和使用年限的基础上合理的确定其正常范围值。点检的周期和设备的安全重要性程度有密切关系,由图1可见,点检的周期显然不应当超过设备出现早期故障的时间点(如P-F曲线的P点),而在之前安排若干次点检,一般为这一时间段应为点检周期的3~4倍,当安全要求更高时,可进一步增加点检的频率。如图1中的曲线不易得到,还可采用最小费用原则来计算点检周期,其具体数值可由事故后的平均维修费用除以点检一次的平均费用,开方后乘以系统比例系数的方法得到,可用于普通生产设备的点检周期计算。■
[2]牛晓磊等.基于随机波理论的剩余寿命预测[J].四川兵工学报,2008,(6):70~72.
设备管理,根据企业运营、生产目标,以设备为研究对象,确立最高目标为追求设备寿命周期费用最经济和设备OEE最高效,基于可靠性理论、维修理论、应用系统工程学、状态检测、故障诊断技术及管理学等理论,通过一系列技术、经济组织措施,对设备从规划、设计、制造、选型、采购、安装、运行、管理、维修、保养、改进、更新直至报废的全寿命周期进行管理[1]。维护优化模型即致力于找寻维护成本和收益之间的最优平衡、且同时兼顾限制条件的数学模型[2]。
其核心即在于保持和恢复设备运行可靠性。更兼具设备及其部件的可靠性状况,应用逻辑决策分析方法制定设备的维修大纲,确定所必需的维修内容及合理的维修类型、恰当的维修时间及维修方法,从而达到优化维修之目的。在该理论指导下开展设备维修工作,既可以提高设备可靠性亦可降低维修成本,经多年生产实践检验,逐渐得到了广泛认可并且被付诸拓展。
下文着重于设备维护管理实践中,对设备维护各子体系运行过程中自优化、各子体系交互优化以及设备维护管理总体系整合优化的研究。
每套系统包含哪些关键设备、部件信息等来自设备主数据;设备故障维修时间来自BD子系统之历史故障信息数据库;预防性维修时间来自PMP子系统;备件价值等信息来自SPM子系统。每一次当某设备故障信息输入系统时,系统会自动匹配并更新平均维修时间,再运用模型进行运算然后优化设备预防性维修计划;同理,当备件信息、预防性信息变更时,系统同样进行模型运算,并优化预防性维修计划。关键部件信息库也是动态的,当BDA子系统分析出某部件影响重大应被列入关键,则信息输入系统;系统模型会触发相应运算,此时SPM备件子系统做出相应反馈,采购备件、备件信息反馈给系统;同样PMP子系统会产生相应维护计划;优化模型根据故障、备件、PM等等信息优化维修计划发出工单。该方法提供一种系统性、规范化、标准化的执行优化工具,首先,各子系统参考戴明循环(Plan-Do-Check-Act, P-D-C-A)分别运行自优化,关键是对各执行点制定出符合厂情、简单又明确的优化规定;其次,制定出各子系统交互作用原则,例如运行BD时遇到某情况X即转入BDA系统,遇到某情况Y时即转入系统PMP等;然后,各执行人员只需要按照规则,运行各子体系,执行各交互作用,从而形成规范化的自优化和交互优化系统;最终,达到企业设备管理体系可持续优化发展。根据各企业设备管理发展水平不同,该SOOM方法可衍生为、四级、五级、六级甚至多级体系执行优化方法,并可拓展应用,与其他运作体系交互作用。
传统的预防性维护往往采用周期性检修的方法,其维护周期T基本比较少更新[3~5]。图(略),保养计划(Preventative Maintenance Plan, PMP)PDCA演示:例,分析过往故障数据得出某设备A缺乏预防性保养,分析知该部件故障MTTF (Mean Time To Failure,平均失效前时间)或MTBF(Mean Time Between Failure,平均故障间隔时间)为9周()[6,7],所以更新预防性维修计划每8周对其进行保养;若保养后产线分钟内未达理想状态,视为一次垂直启动失败,需要分析制定改进措施;定期对各车间PM执行情况进行检查,包括PM记录、PM欠缺率、垂直启动率、保养计划更新、点巡检记录、保养工具、保养的安全、质量相关项等等。得分最低的TOP3项目需要制定改进措施。下一周期回顾这些改进项执行情况及效果,周而复始再进行下一戴明循环。
图(略),定期设备故障BDC分析:运用标准化故障代码BDC(Breakdown Code)进行故障登记(BDC专文介绍),当任一关键部件故障信息输入系统,系统会自动调用参数优化模型,[6,7]运算后优化预防性维修计划;以登记
表作为源数据建立数据透视表,利用透视表功能选择关键字段进行报表筛选,再插入帕累托(PARETO)图。至此,由图表很容易发现设备多发、重复故障、重点故障等,要获得任意区域、设备、部件及某故障的重要讯息非常简单。然后,利用FMEA、PM、故障树等故障分析方法,找出根本原因;最后,针对根本原因制定预防、纠正、改进等措施予以解决。下一周期(Period)回顾这些改进项执行情况及效果,如此周而复始再进行下一戴明循环。
故障分析系统(Breakdown Analysis, BDA):BDA亦可为E&T(Education & Training)子系统下一层次之子系统,但鉴于其在这一层次与PMP、BD等系统有较多交叉作用,所以单独在这里介绍。故障分析PDCA,一般规定每Q(Quarter)对所有维修人员故障分析能力(5WHY、FMEA等)进行实例考核,并追踪考核中所有改进措施执行情况及其效果,未通过者需重新考核;定期(P4W)对各车间BDA执行情况进行检查,包括BDA完成率、欠缺率、措施跟踪率、措施完成率、BDA完成质量、BDA分享情况等,重点检查安全、质量相关的BDA。下一周期(Period)回顾这些改进项执行情况及效果,如此周而复始再进行下一戴明循环。
图(略),备品备件订货管理演示(Spare Parts Management, SPM):本示例采用定量订货法,依据过往消耗数据预先确定一个订贷点(Reorder Point, RP),由计算机系统自动监控库存水平,当库存水平降低至订贷点时,发出订贷通知,执行订货任务。库存消耗速度不是均等的,有时因为需求突然加大,会动用安全库存,如果需求持续增大,经常动用安全库存会导致库存水平的持续走低,有缺货风险,此时需要调整订货点库存量或者缩短订货前置期。定期(4W)对技术仓库(Technical Warehouse, TW)各项指标进行检查,包括出入库记录、缺货率、收货正确率、发货正确率、发货及时率、资审相符率、库存损耗率、订单完成率、TW的安全、质量相关项等等。得分最低的TOP3 项目需要制定改进措施。下一周期(Period)回顾这些改进项执行情况及效果,如此周而复始再进行下一戴明循环。SPM优化运算模型作者另文有详细介绍。
如图1所示,工厂维护管理体系交互优化示意图:BD系统记录的设备问题,A类设备故障时间超过30分钟、B类设备故障时间超过60分钟、重复性故障以及涉及安全质量的故障Case必须进入BDA系统;设备故障影响OEE(Overall Equipment Effectiveness)必须提交运行管理会OMM(Operation Management Meeting)进行讨论以制定方案;若因缺乏保养引起需进入PMP增加保养计划;BD产生紧急备件需求应提交SPM系统加急处理。PMP保养计划由计算机管理,产生的定期备件需求提交SPM,SPM根据PMP需求预留备件;保养计划、资源、时间等需求应提交OMM,高效的PM执行可不断优化BD系统绩效;PMP每P(Period)审核产生的TOP3问题需提交 BDA系统进行分析改进。BDA分析产生的保养需求交予PMP,产生的改善性维修需求交予BD,产生的操作运行改进需求提交OMM,分析出备件缺乏或质量问题交予SPM处理。SPM发现的备件异常消耗等问题提交OMM并支持OMM的改进要求,响应BD系统日常及紧急需求并要求其更新备件技术信息,支持PMP系统定期需求并发出订单(Order),备品技术问题提交BDA。OMM(运管会)为交流系统,商议产生的维修需求交予BD系统,产生和保养需求交予PMP系统,不明因设备问题交予BDA系统,相关备品备件问题要求SPM跟进。(文中描述比较简略,实际执行过程中需要根据厂情制定具体、明确的交互作用原则。)
工厂维护管理体系交互优化,如前文介绍,根据各企业设备管理发展水平不同,其维修体系所运行的子系统或许有多有少,在图1基础上还可以再增加E&T(Education & Training)子系统、EEM (EEM= Early Equipment Management)子系统等。实际中还会遇到各系统与部门内外、企业内外等系统交互作用的情况,此处不再扩展。
PS:所有交互作用原则并非一成不变,可以灵活运用,根据企业自身设备管理发展水平、人员能力发展水平等定义其他交互作用规范、原则。
本文在经典的预防性维修理论和可靠性数学的基础上,构建了一套新的具有一定实用性基于可靠性理论设备维修管理体系交互优化模型,以某公司设备管理实例引入,通过计算优化可靠性,达到体系交互优化。该模型能够实现针对故障历史及其维修方法的维修策略优化,避免了原有预防性维修决策模型不考虑故障特性和维修方法的盲目维修,同时使设备的预防性维修决策具有良好的可操作性,避免过度维修和欠维修现象,该模型具有很强的实用性。
[1] 洪孝安、杨申仲等,设备管理与维修工作手册(修订本). 中国机械工程学会设备维修工程分会组织编写,长沙:湖南科学技术出版社,2007.12(2)。
在我国的化工企业,目前三种维修方式同时存在,对于边缘设备一般采取事后维修,对于重要设备一般采用以预防性维修为主,预知性维修为辅的维修方式。近年来RCM维修理论越来越被我国企业认可,在企业的检维修工作中发挥着重要的作用,本文讨论如果将RCM维修理论与信息化管理系统相结合,从而为企业的检维修提供更有力的技术支持。
伴随着科学技术的不断发展,大型工业生产设备的维修策略和管理思想也在持续进步,目前企业常用的维修方式主要分为以下三类:事后维修,预防性维修,预知性维修。在炼油化工行业还要加上定期停工大检修(通常是3-5年一次)。事后维修是指当设备出现故障后再进行维修,在企业的日常运营中此类维修主要针对边缘设备,即不影响企业正常生产的设备;预防性维修是指在故障出现之前,通过分析检测等技术结合行业经验发现设备异常信息,提前进行维修;预知性维修是指运用各种先进的检测技术和计算机分析处理模型,根据设备当前运转状态和历史数据预测设备运行寿命和故障发生时间。
以可靠性为中心的维修(Reliability Centered Maintenance),简称RCM,是国际上流行的、用以确定设备预防性维修工作、优化维修策略的系统工程方法,它从设备故障模式的分析出发,根据故障模式的实效特征和影响程度来确定维修策略,其理论体系包括以下六项内容:
(1)在设备的故障预防中,定时维修通常无效。源于现代设备制造工艺的提高和设备构造的复杂化,设备故障的出现与使用时间已没有直接关系;
(2)充分运用潜在故障的价值,RCM理论认为:设备故障发生前通常会有潜在故障,重视潜在故障的检测可以在故障发生前进行维修、更换,从而杜绝故障的线)及时检测隐蔽故障可以杜绝多重故障,传统观念认为多重故障时无法检测的,而RCM理论认为隐蔽故障与多重故障存在密切的关系,增加对隐蔽故障的检测可以防止多重故障的发生;
(4)只有设计才能改变故障后果,RCM原理认为预防性维修只能降低设备的故障频率,不能完全消除故障更不能改变故障产生的后果,只有设计才能改变故障的后果;
(5)合理选择预防性维修,RCM原理认为只有确定风险能够被消除或能降低到可接受的范围同时消除风险的费用小于事后维修的费用,才有必要采取预防性维修策略;
(6)RCM原理认为预防性维修大纲要不断修正和完善,且大纲需要设备管理部门和设备使用部门共同制定,根据实际的使用情况不断的修改和完善,通过大纲的完善可以优化维修资源、提高维修效率;
依靠纸质台账和设备管理人员个人经验的RCM分析方式越来越无法满足大型设备的日常检维修管理需求,主要表现在:
(1)大型设备的数据量非常巨大,数据采集记录困难,纸质台账不便于分析和整理,基于纸质台账的RCM分析过于依赖设备管理人员的个人经验;
(2)无法将历史维修记录、历史运行状况、实时运行状况相结合进行分析,而故障的诊断和预测与历史记录息息相关,因此基于纸质台账的RCM分析无法提供具有针对性的维修策略和优化任务;
(3)基于纸质台账的RCM分析流程是由分析人员根据主观经验设计的分析流程,缺乏客观的分析模型支持,决策结果受人为因素影响较大;
基于上述情况,只有将RCM分析技术与能为其提供大量数据支持的计算机软件相结合才可以有效提高分析结果的质量,进而为制定科学又富有针对性的维修策略提供了保障。
系统包含四部分:初始设计情况、设备维修管理系统、RCM、运行系统,其中最初的维修策略由设备的初始设计情况决定。RCM是知识库系统,负分析并给出最优维修策略。设备维修管理系统可以抽取设备的实时状态数据,结合设备的初始设计参数为RCM分析最优维修策略提供支持。这样RCM就集成了设备的设计参数和实时状态数据,为制定最优维修策略提供了数据支持。
同时整个系统融入了PDCA的管理思想,在设计阶段,RCM依据设备的初始设计参数给出最初维修策略。随着设备运行中故障的不断产生,故障数据不断累积,设备维修管理系统不断的抽取最新的设备状态数据、故障数据、维修记录等,并将这些数据传输到RCM,RCM根据得到的数据重新分析,进而调整维修策略。该过程在设备的整个生命周期中不断重复,从而可以动态的调整维修策略,增强了维修策略的适应性。
目前,现代化设备正超着复杂度更高、系统性更强的趋势发展,对维修技术和管理模式提出了更高的要求,设备维修是一个系统性的工程,涉及到概率统计、故障诊断、可靠性工程、疲劳与断裂力学等学科的知识。设备管理也是一个系统性工程,需要从技术、经济、制度等方面进行整体设计和优化,未来我们还需要不断努力和尝试。
试验基地科研试验设备是实施和保障试验任务的重要物质基础。科学的维修可以保持设备处于良好状态,从而减少维修保障费用、提高试验能力。传统的依靠经验积累实施维修已不能满足日益繁重和复杂的科研实验任务需求,为此,必须研究制定科学合理的设备维修模式,全面提高设备的任务保障能力,确保试验任务的成功。
(2)故障预防,简单的说就是在设备发生故障前,保持设备的性能以减少故障发生的可能性。这种需求的产生主要是因为:a产品故障影响安全;b产品故障影响任务完成;c产品故障会有重大的经济损失。
针对第一类需求,进行的维修工作是事后修理,也就是修复性维修。这种维修方式优点是能充分利用设备的寿命,对维修管理的要求也少。
针对第二类需求,人们试图通过在故障前对其进行必要的维修工作,以减少故障发生的概率。主要可分两种维修方式:一是定期维修,二是视情维修。定期维修也叫计划预修,其特点是根据计划对设备进行周期性的修理,将潜在的故障消灭在萌芽状态,减少非计划(故障)停机。它的理论基础是故障率的发生呈浴盆曲线规律,在设备故障率增高前进行维修能有效地降低设备故障率,这种维修适用于已知寿命分布规律而且有耗损期的设备。另外现在对在连续作业生产中难以进行停机维修或状态监测较为困难的关键设备也采用定期维修。缺点是维修的经济性和设备基础保养考虑不够,容易产生维修过剩和维修不足。视情维修是通过检测、监控掌握装备的状况,对可能发生故障的项目作必要的预防性维修。视情维修适用于耗损故障初期有明显劣化特征的装备,并需要有适当的检测手段和标准。其优点是维修的针对性强,能够充分利用设备的工作寿命,又能有效的预防故障。缺点是技术要求高,管理成本高。检测装备状况的具体工作类型包括:使用人员监控、功能检测等[1]。近年来提出的状态监控维修与视情维修的概念类似,这里我们不作具体区分。另外,维护保养活动也是为了保持装备在工作状态正常运转,也是一种预防性维修。
针对第三类需求的维修方式是改进性维修,是利用完成设备维修任务的时机,对设备进行改进,以提高其性能、可靠性或维修性。
从总体上,设备维修的发展经历了从事后修理到预防维修,再到多种维修方式综合的一个过程。第一阶段是1950年以前,基本上采用的是事后维修策略。当时人们对故障机理认识尚不深,只能在设备故障发生后再进行修理。第二阶段是预防维修阶段(1950~1970),主要有两大体系:一是以前苏联为代表的计划预修体制,另一个是以美国为代表的预防维修体制。前苏联的计划预修就是定期修理,可分为大修、中修和小修;美国的预防维修体制就是采用视情维修,但由于当时检查手段和检查经验的不足,造成维修计划的不准确,导致维修冗余或不足。第三阶段是上世纪70年代以后,由于设备的复杂化和可靠性理论的发展,维修理论也有很大的发展,国外先后出现了预知维修和状态维修、以利用率为中心的维修、全面计划质量维修、可靠性维修、适应性维修、以可靠性为中心的维修、生产维修综合工程学、后勤工程和全员生产维修等维修策略。这些维修模式的特点是都采取多种维修方式的组合[2]。
各种维修模式具有各自的优缺点和适用范围,不能简单的认为某种维修模式就一定优于,而是应根据设备使用要求、维修保障条件等进行分析,选择合理的维修模式。从总体上,应对多种维修模式综合应用,以实现维修效益的最大化。试验设备一般是包含大量机械件的复杂机电产品,部分设备具有一定的耗损规律,故障率服从传统的浴盆曲线,适用于定期修理方式;部分设备在耗损故障初期有明显劣化特征,可以采用视情维修。在考虑维修工作方式适用性的基础上,依据设备重要程度选择适当的维修方式。少量的无安全性、任务性影响的设备可采取事后修理的方式。对于有安全性、任务性影响的设备采用定期维修和视情维修。
区分大中小修的意义在于以不同的修理范围和深度区分维修主体和管理层次。小修可由试验基地完成,由按标准划拨的维修经费保障。大中修由设备生产厂家或社会化维修力量完成,经费采取总部按计划划拨的方式保障。
在明确设备各种维修方式和维修工作类型的基础上,依据单个维修任务或同一时间段内的多个维修任务组合的规模区分大中小修的维修等级。故障检查、使用人员监控和一般的功能检测工作应属于小修工作,而检查后产生故障修理、视情修理及全面的功能检测工作本身,则可能是大中修工作(图中虚线箭头表示)。故障检查针对隐蔽功能故障,产生的修理工作一般不会太大,属于中修,不会产生大修。设备改造至少在中修等级以上,的维修工作项目可能属于不同的修理级别。其示意图如图3。
试验设备维修是保持试验装备良好技术状态的基本手段,对于提高试验基地试验任务能力至关重要。在科学的维修管理模式下,要针对不同试验设备实际研究制订设备的设备维修规范,进一步明确设备维修的时机、维修工作项目,使设备维修规范化、制度化。