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分类维护提高设备利用率 |
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作者：Eberhard Abele，Niels Eichhorn 来源：德国Werkstatt + Betrieb 杂志 |
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在生产企业里，随着客户定制的产品在及时供货和严守交货期方面要求的不断提高，同时也就提高了对生产设备利用率和可靠性的要求。
日益提高的自动化程度，用户和供货厂家在价值链中关系的增强和工艺技术的创新，增加了生产过程的复杂性。由此使得生产系统易于发生故障。由于较高的自动化程度，要是在生产的某一环节出现停顿，就会严重影响到这一环节前、后的工艺过程。预先没有考虑到的生产停顿会对供货能力产生不利影响，显然，生产设备的利用率对于生产企业的销售和赢利有着重要意义。不在计划中的设备停机时间，通常达到规划生产时间的（5～10）%（在大多数情况下还会多得多），这会对企业的经济效益产生不利影响。
此外，竞争的成本压力要求生产设备以最高的负荷率来进行生产，因此，生产设备要以接近极限的负荷进行运行。
视工况而定的维护战略
通过这种维护战略可利用变得愈来愈少的维修时间。因此，维护的任务就是以尽可能低的费用来实现所要求的设备利用率水平和维护工作的实施只是稍许限制设备的运行时间。在这里，维护战略的成效和维护组织的效率具有决定性的意义：设备维护首先通过正确的目标和为实现这个目标而采取的正确措施来满足众多的要求。在本文的范围内，应该对选择维护战略的方法作一介绍，如像在达姆施塔特工业大学的GIP工艺过程教学工厂（www.prozesslernfabrik.de）进行的培训。
在过去，主要是采用修整性的设备维护战略和视时间间隔或视生产数量上的间隔而定的设备维护战略，而在目前，特别是视工况而定的设备维护战略已成为了应用的重点，并具有不断上升的发展趋势。
所有的设备维护工作，原则上是应该有准备地来进行。在这种情况下，准备工作不与工作的时刻有关，而是与准备工作的必要性有关，例如，不可缺少的信息、备件和易损件以及刀具等。在损坏的情况下进行没有准备的设备维修是一种最不利的情况，这必然会导致较长的设备停机，应该防止这样的情况发生。
视工况、时间间隔和生产数量上的间隔而定的设备维护战略是属于预防性维护战略。
在这里，或者是通过工况监控的结果来决定功能部件的更换，或者是按事先确定的使用一定时间或时间间隔来实施功能部件的更换。也可以在功能部件发生损坏时才更换这些部件，在这种有意的甚至是最后的停机之后，设备又开始运行。这种与停机有关的设备维护有利于最大程度地利用功能部件可能的功能储备。所谓的紧急情况是指那些遵循预防性维护战略、对要突然更换的功能部件所进行的修整性维修。
结构性的方案优于迄今不变的战略
对机床利用率所提出的要求（特别是在考虑到成本功效的情况下）迄今通过不变地采用不同的设备维护战略是不可能实现的。选择正确的设备维护战略就意味着基于大量的研究，以显著提高生产系统[1]的利用率。但是，许多企业恰恰缺少进行这种战略选择的统一的系统分类，以致于维护工作不能适应个别情况的具体要求，因此不能用于以提高设备利用率为目标的维护工作。在过去的几年里，生产厂家对他们生产设备所拥有的技术诀窍有所减少。企业的能力通常局限于在购置设备时对设备供货的说明和设备验收过程的说明。必要的维护工作知识也只局限于简单的并在生产运行时进行的检查工作和维护工作。此外，撂下的任务由外来的专家完成。
利用下面所介绍的三个步骤可以来阐明对设备维护工作的要求，并确定维护战略。在这方面，重要的是，在这个过程中，通过将设备分解为多种功能部件，并经过可能的维护工作而重新获得部分已经忘记了的知识。对功能部件的临界状态给出评估，并通过对过程产生故障的可能性以及由故障产生的影响进行分析，将其转化为必要的维护措施。
将设备分解成多种功能部件
开发设备维护战略的出发点是根据工艺技术来进行设备的结构化，在这种所谓的切割分块中，设备分解成各种功能部件和所要进行维护的零部件。在这里，功能部件是具有独立功能的设备组成件。而在这种功能部件内，所要维护的零部件可以分解为最小的、可以替换的构件。这种分解为功能部件和零部件的规范化的作法使观察局限一定的范围，有利于以正确的部件细分解来对设备进行分析：以便有可能降低维修费用。但是，部件细分解的程度并非是很容易选择的。所以，其他的零部件对所要维修的零部件的影响仍不能加以考虑。
临界状态的评估
以故障停机的概率来系统研究设备的功能部件是进入设备维护战略的第二步。平行地分析停机产生的可能后果。为有两种规格的部件进行了分等级；在矩阵中每个部件的临界状态是以两种可能性评估结果为依据。在矩阵图中，有十种最高值是表示出>最高危急的<临界状态。数值11至18视为危急的临界状态。标有其他数值的方格不提供优先权。为了对生产停顿、加工的可靠性、环境和事故后连接其后的设备损坏作出评判标准，就停机的后果进行了研究，所以可以排列出四种矩阵。在这里，根据保守的方案，每一个功能部件可列入四种矩阵中最高的临界状态。
按这种分析，可分为临界的和非临界的功能部件。在下面的一步是根据这种临界状态对现在的维护措施作出评估，如果必要的话，可进行优化或消除，或者研究新的设备维护措施。
借助于过程FMEA制定措施
对于在临界状态分析中有着最高紧迫性的功能部件，要根据故障产生的可能性分析及其影响的分析着手制定必要的维护措施。根据以提高设备利用率为目标的维护方案，对于所关注的功能部件来说，作为一个成果是人们获得一个确实的优先处理权。
从所要期待的功能出发，要识别产生的故障，部件损坏的后果和故障产生的可能性。应该把所有能想到的那些产生故障的可能性列出来，而不应该用试验来确定，确定的重点最好是放在业以出现的故障或者是放在对于故障出现的概率是符合实际情况的故障上。为了对故障的后果进行评估，要计算出风险优先指数（RPZ）。该指数由故障后果的重要性、故障出现的频率和故障发现的频率来计算。故障产生的可能性分析及其影响的分析完成后，在考虑成本—效益比的情况下来阐明所采取的维护措施。作为成果，形成所要采取措施的分类一览表，作为设备维护工作，这个一览表是阐明设备维护战略的根据。
修订以前的设备维护战略
图是用图解的方式通过这里所介绍的用于确定一个新维护战略的结构性方法的流程来表示维护工作的范围。在网状图中，每个功能部件的维护工作范围表示在坐标轴线图上（在该网状图上，每一条从坐标中心向外延伸的直线是表示了一个功能部件，对功能部件所做的维护工作愈多，那么，图象与直线的交点离坐标中心愈远。也就是说，坐标中心点相应地表示功能部件的维护工作为零，由此可见，图形的变化反映了维护工作的变动。—译注）。 
修订过去的设备维护
据故障产生的可能性分析及其影响的分析（FMEA），调整设备维护计划中的一些可能的工作是经常的，这是由于设备的重要故障没有同维护工作的重点重合。为了提高效率，就得取消这些工作。根据临界状态分析和故障产生的可能性分析及其影响的分析，紧接着将新确定的工作列入设备维护计划。毕竟在工业的生产实践中，在修订现有的计划时，常常可以根据所介绍的结构方案进行预防性维护和检查，可以明显地减少维护的工作内容。设备维护的减少会导致成本的显著降低。当把新的设备维护计划付诸实施时，必须把重点放在简单的实施工作上，以便除了提高效率外，还可以提高维护工作的效益。
经济上最佳设备利用率的途径
结论：企业已认识到设备维护工作愈来愈重要。要求提高设备利用率和生产率，以及要求延长设备使用期，但是，还要减少由于维护工作所产生的停机时间，所以，今后需要采用以提高设备利用率为目标的维护方案。在这方面，与功能通用部件的个别情况相比，给定的设备利用率可作为必要维护耗费的标准。以通用部件的临界状态来衡量和跟按照故障产生的可能性分析及其影响的分析而可能采取的措施相比较，就可以开发出最佳的设备维护战略。通过按这种由预防性措施和事后应急性措施相结合架构的途径，可以确保一种在经济上是最佳的设备利用率。
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(7/27/2009) |
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