设备维修技术12873.ppt

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1、1,设 备 的 维 修 管 理,2,一. 基本概念 维修：维持和恢复设备的额定状态及确定和评估其实际状态的措施。维修是维护、检查及修理的总称。（德国工业标准 DIN31051）,3,维护、检查、修理和耐用度之间的关系如图所示。,4,四、维修计划的编制 维修计划的编制是维修管理最重要的环节之一 , 维修计划也是企业生产经营计划的重要组成部分。以时间划分, 维修计划可分为年度、季、月度和周维修计划；按作业类别, 则可分为大修、项修、小修计划, 预防性检查计划等。 1、编制维修计划的依据 目前我国企业多沿用20世纪 50 年代初引进的计划预修制, 其基本原理就是通过科学分析将机器零件的磨损极限和磨损

2、分类编组, 计算和估计修理,5,工作量和各类零件的寿命, 从而确定设备的不同修理类别、修理内容、修理周期及其结构。计划预修制的实质就是对生产设备经过规定的开动台时后, 进行预防性的定期检查及各种类别的计划修理和技术维护。这些检查和计划修理的次序和期限是根据设备的作用、特性、规格和使用条件来决定的。在计划预修制中, 设备的维修是通过计划实现的, 计划准确与否, 主要取决于编制计划的依据是否准确, 这些依据通常包括以下内容：,6,(1) 分析设备的技术状态：通过对设备进行的日常及定期点检, 对设备的技术状态进行分析, 以此验证设备的实际技术状态及维修间隔期的长短, 从而提高设备维修计划的准确性、合

3、理性及经济性。对设备的技术状态还应定期开展普查测定工作, 作为编制年度维修计划和调整季度维修计划, 具体安排月度修理计划的基础资料。 (2) 设备的技术改造规划：从企业设备构成及技术装备水平出发, 采用新技术、新工艺、新材料, 结合修理进行技术改造, 有效地利用修理时间和修,7,理资金, 提高企业的技术装备水平。 (3) 与生产计划的协调：修理是维持生产的重要手段, 服从生产计划的需要。在对关键设备进行停产检修前, 必须考虑到对生产计划的影响, 权衡经济效果。 (4) 修前预检：对已编入年度维修计划或季度维修计划的检修项目, 在计划实施前逐台进行预检, 对计划进行最后调整, 使之更符合实际情况

4、。大型复杂设备的预检应更应该加强修前预检的工作。,8,2、维修计划的目标 维修质量、维修费用、维修能力、可靠度及有效度、外委维修、维修集中度、计划程度。 3、维修计划的编制 （1）按时间编制的维修计划 年度维修计划的编制： 年度维修计划是企业维修计划编制的重点, 它具体编制了全年各个季度及各个月份的维修任务, 包括维修的设备、维修类别、日期、停机时间、维修工作量、备品配件及材料、经费等。,9,季度维修计划的编制： 季度维修计划是年度维修计划的落实。在考虑设备的使用情况及技术状况以及临时性修理任务, 或者由于生产任务调整而需对停机修理时间进行变更的基础上, 对原计划进行适当的调整和补充, 以此编

5、制该季度的月进度计划, 经企业设备主管部门批准后方可下达实施。 月度维修计划的编制： 月度维修计划是季度计划的执行作业计划, 直接关系到维修计划的具体实施, 是检查和评估企业维修工作的基本依据。,10,（2）按维修技术手段（资源）及作业进度编制的维修计划 在维修能力计划中，维修及生产人员的素质与数量起着非常重要的作用，就维修作业的有效性而言，维修的人事计划有很大的影响。但是在实际工作中，由于对维修人员的需求必须与生产相适应，因此在日常维修作业中，人事计划的制订并不是一件简单的事情。对于一些企业的维修部门来说，通过外委维修解决自身维修能力不足的问题也是一种必要的选择，在某些情况下还可以直接从社会

6、上聘用专业维修人员。,11,由于维修作业的有效性在很大程度上取决于维修作业场所与仓库的技术装备及相关设施的配备情况，因此技术手段的计划中必然将要涉及到车间与仓库的技术装备及相关设施的配置计划。 维修作业所需设备及设施的计划也应列入技术手段计划的内容，因为这些设备和设施也是进行维修作业时所不可或缺的，从维修所用的设备、工具直到维修工人的作业场所都应纳入计划之中。 技术手段计划的制订还必须包括维修用材料的计划。在许多情况下，维修用材料及备品配件对于维修效率的影响都是非常大的，特别是对于确定的设备及,12,设施来说，其维修用零备件都是统一管理并进行仓储的，对零备件新的需求仅仅是在发生设备故障维修时才

7、会出现。在计划的编制过程中，应注意到外部维修资源的有效利用，如社会化协作条件下的专业化维修、备件中心等等，尽可能地优化维修资源的配置。在计划中，维修材料及维修零部件的结构状况如表所示。,13,：急需的部分； ：不急需的部分； （）：处于两者之间的部分。,14,4、维修的作业流程 在维修范围内，作业计划具有重要的意义，而作业流程的制订又在其中起着核心作用。作业流程是维修系统中维修作业计划的信息载体，计划制订者则依据作业流程编制维修措施实施的作业程序。在作业流程的编制中，既包括具体的维修业务，也涉及作业所必须的维修资源的详细说明。至于维修计划，则涉及所有维修设施（包括设备及场所）的管理。维修作业的

8、具体实施是通过下列策略完成的： 企业自身的维修部门； 企业外部的专业维修企业。,15,维修的作业流程如表所示。,16,在表的端部，是所有观察对象的相关数据，如项目、零部件等。表的中部要输入有关维修作业的数据，主要涉及： 关于维修措施的说明； 关于计划时间（或实施时间、停机时间）的说明； 关于项目、成本核算部门的说明； 关于设备、工具、器材等维修物资的说明； 关于作业实施地点（企业内部或者是外委单位）的说明； 关于维修作业实施时间的说明。,17,在表的底部，是作业流程变更的说明。 维修作业流程的编制一般是按照下列步骤进行的： 工序计划：工序顺序的编制； 实施时间的确定：定额时间（包括剩余时间及时

9、间单位）的确定； 维修人员的确定：实质上是对专业技能的要求。在维修领域，多数情况下参与作业的是具有多种技能的熟练工人，在表中按技术等级划分； 维修材料的确定：确定维修作业所需原材料的种类及数量；,18,维修作业所需设备、器材的选择：确定维修作业必需的设备、工具、器材、焊接装置等； 成本计划：用以评估维修作业所需人员、材料、设备、器材所支出的费用。 作业流程不仅是一种维修领域内的信息（数据）载体，同时从广义上说也是一种用于对维修作业进行控制的输出信息载体。其它一系列有关维修作业的文件，如作业工单、材料领取单、工期卡片、作业流程图（表）、计件工作单等都是由作业流程导出的。在维修作业中，作业流程还可

10、以被用来作为确定维修委托书内容的参考文件。,19,维修计划的编制,20,四、设备维修的参数系统 设备维修中的参数系统（或称指标体系）是维修管理目标的重要组成部分，借助于维修参数及参数系统可对维修管理中某一环节的计划与实际情况进行评估和比较，为管理层在维修方面的决策提供依据。我国企业现有的以设备完好率为中心的参数体系已难以全面考核和评估新形势下维修管理中如费用控制、计划程度、劳动组织、物质管理等诸多方面的管理水平和经济效果，因而有必要对现有的参数系统加以补充和完善，使之适应新形势下维修管理工作发展的需要。维修参数体系可考虑由以下参数组成：,21,1.维修费用参数： 维修费用强度 = 100% 维

11、修费用强度表明单位生产费用中维修费用所占的比值，从费用上反映了企业维修工作的效果，也是考核和评估维修费用控制的参数。维修费用强度可由业财务部门加以统计并考核。 主要生产设备维修费用强度= 备件费用强度 = ,22,此两项参数表明设备单位重置价值所消耗的年度维修费用及备件费用，从费用上反映了主要生产 设备年度维修工作的强度及备件消耗的情况，可用于主要生产设备维修费用和备件费用控制的考核和评估。这两项参数可由企业财务部门及设备维修管理部门共同加以统计并考核。 维修材料费用比 = 维修工时费用比,23,上述两项参数分别反映了单位维修费用中维修材料及维修工时所占的比例，通过不同企业（部门）之间的考核可

12、以分析、判断维修材料及维修工时费用的合理性，据此制订相应的费用控制措施。这两项参数可由企业财务部门及设备维修管理部门共同进行统计并考核。 单位产品维修费用= 100% 维修工人工资费用率 = 100%,24,维修管理人员工资费用率 = 100% 维修部门人均设备重置价值 = 100% 2.维修计划参数 维修计划程度= 100%,25,维修计划程度以企业内部用于计划维修的费用在实际发生费用中的比值来表示维修工作计划程度的高低，可用于考核和评估企业预防性计划维修的状况及规模。 这一参数可由企业的财务部门及设备维修管理部门共同进行统计并考核。 维修费用预算偏差度=,100%,26,维修费用预算偏差度

13、表明了企业维修费用预算编制的实际效果，反映了费用的计划程度。计算的结果为正说明费用超支，反之则为节余。可用于考核和评估企业年度维修费用控制的情况，分析发生偏差的原因并为下一年度维修费用预算的编制提供依据。这一参数可由企业财务部门进行统计并考核。,27,计划维修实施率通过企业计划维修工时的实际完成值与计划值的比值反映了维修计划制订在工时上的偏差，可用于检查和考核本年度计划维修执行的情况并为下一年度编制维修计划（时间方面）提供依据。这一参数可由企业设备维修管理部门进行统计并考核。 3. 维修管理的组织参数 人均固定设备资产价值 = 100%,28,此项参数从维修人员人均分摊的设备固定资产价值（原值

14、或重置价值）上反映了企业维修管理部门的工作效率，可用于企业内部相同生产部门或同行业不同企业之间的评估或比较。一般应由企业财务部门及劳动人事部门共同统计并考核。 维修人员构成比 = 100%,维修人员比例 = 100%,29,上述两项参数反映了企业维修管理部门的员工素质及数量构成情况，可用于企业内 部各部门或不同企业之间的评估与比较。这两项参数应由企业劳动人事部门进行统计并考核。 4.维修专业化参数 外委维修费用比 = 100%,外委维修费用比是通过企业外委维修费用在企业总的维修费用中的比值来评估企业维修专业化的程度，既可用于同一企业不同年度的比较，也可用于,30,不同企业之间的比较，比值越大则

15、说明专业化维修程度越高。此项参数可由企业财务部门及设备维修管理部门共同加以统计并考核。 维修集中化程度 = 100%,此项参数反映了大型或特大型企业内部实施维修的集中化程度，在一定程度上也反映了企业内部维修的专业化水平，可用于企业内部不同年度之间,31,或不同企业之间的比较。该项参数应由企业设备维修管理部门进行统计并考核。 5、维修材料及仓储参数 库存比=,供货时间比=,仓储场地费用比=,32,维修管理参数系统应该是一种动态的系统，组成它的各项参数应该是根据实际情况不断补充、不断完善的。首先，管理参数应该着眼于降低成本、提高效益的一系列技术经济指标和企业生产经营的总体目标，而不仅仅是作为一种评

16、比的手段；其次，参数的制订应结合企业实际，及时反映企业管理的现实状况。 五、维修费用的管理 设备维修费用是产品成本的重要组成部分, 加强维修费用的管理对提高企业的经济效益有着,33,十分重要的意义。 我国企业的设备维修费用通常由大修理费用和日常维修费用组成。 1、大修理费用的管理 长期以来, 我国一直沿用提取大修理基金的策略支付设备大修理费用。由于大修理费用数额较大且一般数年才进行一次, 如一次性计入大修当月的生产费用之中将引起产品成本的较大波动。为使产品成本中分摊的大修理费用均衡稳定, 并保证大修理资金有可靠来源, 一般采用预提的策略提存大修,34,理基金, 即依据设备原值的一定比例按月从产

17、品成本中均衡地提取, 以便大修时集中使用。 大修理基金是根据大修理基本提存率计算而提取的。首先预计在设备的使用年限内需支出的大修理费用总额, 据以计算出每月或每年应从产品成本中提取的大修理费用, 再将其与设备原值 进行对比, 即可求出年度或月份的大修理基金的提存率。计算公式为：,35,提取大修理基金的方法源于前苏联, 目前世界各国已很少采用这种方法。在实际操作中, 大修基金制也暴露出许多弊端。首先是所规定的大修理提存率偏低, 一般年提存率仅为设备原值的2.5%5%, 在生产资料价格不断上涨的情况下, 按这一固定比率提取的资金远远不能满足大修理的实际需要。在实际执行过程中, 许多企业已把大修费用

18、作为日常维修费用(通过车间经费)摊人生产成本；另一方面, 大修理基金在一些企业中又常常被挤占挪用, 已失去了专项基金的意义。,36,1993年实施的工业企业财务制度取消了提取大修基金的做法, 规定企业可采用分期摊销或预提的方法核算大修理资金。根据新的规定, 企业可以根据设备的实际状态和生产需要合理安排大修理, 大修理的费用直接计入成本费用, 不受物价波动、设备原值及提存比率的影响, 同时, 大修理的费用直接计入生产成本, 也可杜绝资金挪用的问题。对某些价值高昂的大型设备, 由于所需大修理的费用较高, 直接计入成本将影响成本的均衡,所以新的制度仍允许企业对这类设备采用待摊或预提的策略加以平衡。,

19、37,需要指出的是, 取消大修理基金并不意味着取消大修理这种策略，大修理仍是企业维持简单再生产的一种重要手段。对大修理费用的管理应注意以下几方面的问题： 加强对大修理费用的监督考核, 实行大修理费用的单台核算； 编制大修理计划时应提出详细的费用计划, 对重要设备的大修理应进行充分的技术经济论证, 确保大修理在技术上可行, 经济上合理； 大修理应结合技术改造同时进行, 以提高设备的技术水平；,38,2、日常维修费用的管理 日常维修费用是指除大修理以外的用于设备维护、保养、小修、项修、检查等作业的费用。由于这些费用额小, 一般由设备所属车间的“车间经费” 列支, 列入当月的车间生产成本。日常维修费

20、用虽然较低, 但由于进行的次数多, 因而费用总额并不低, 一些流程工业设备的日常维修费用总额接近于大修理费用总额,加强对这部分费用的管理同样具有十分重要的作用。,39,（1）日常维修费用的构成 1) 材料备件费用：材料备件费用包括设备维修用的原材料、辅助材料、润滑油脂、自制配件及领用备件的费用。 2) 劳务费用：委托其它车间或部门为维修设备所支出的费用称之为劳务费用。本部门维修人员的工资计入车间经费中的辅助工人工资, 因而, 车间维修费用中不含工资。,40,（2）日常维修费用的确定 日常维修费用定额通常可按以下方法确定： 1) 按工业产值确定 企业可以根据“万元产值维修费用”对维修费用加以确定

21、。 2) 按计划开动台时确定 根据设备的计划开动台时确定日常维修费用, 即以设备前一周期内单位开动台时的日常维修费用计算值与计划周期内设备计划开动台时的乘积表示。,41,式中： 计划周期t+1内设备的日常维修费用； 周期t内设备i的日常维修费用； 设备i在周期t内的开动台时；,设备i在周期t+1内的开动台时；,n设备总台数。,42,3）按耗电量确定,式中：Ci第i期 维修费用综合评价指标； R维修费用； FC故障后果费用； Pi第i期维修费用管理指标，通常用耗 电量评价。,按计划开动台时确定日常维修费用是较好的一种方法, 因为它反映了影响设备磨损的因素一设备的运行时间, 因而据此确定的日常维修

22、费用是较为科学合理的。,43,(3) 降低日常维修费用的途径 1) 劳动力的优化配置 劳动力优化配置的目的是提高维修工作效率, 缩短维修时间, 减少劳动力的闲置。例如, 维修人员如配属各生产车间, 实行分散化管理就较之集中化管理要节省许多准备时间,又如, 维修工人与操作工人的合理分工, 让操作工人承担部分简单的维护、保养工作等等。 对劳动力的配置应制订优化的计划、管理和控制系统并认真加以实施。据国外的资料, 劳动力的优化配置,44,一般可节省10%左右的费用。 2) 备件库存的优化 减少备件库存也是节省日常维修费用的重要因素。一般说来, 库存与消耗的关系很难精确地加以阐明。出于安全的考虑, 人

23、们总是愿意多一些库存, 而合理的库存不仅可以减少流动资金的占用, 还可降低仓储费用。为此, 应注意采集备件库存的数据；在此基础上, 合理地安排备件库存以减少不必要的备件购置及闲置。根据发达国家的统计数据，库存的优化一般可节省2%左右的费用。,45,3) 设备自修和外委维修的选择 在不同的条件下, 自修和外委维修将对维修费用产生不同的影响。就快速、简捷及可靠方面而言, 自修具有一定的优势, 但是在某些方面, 对设备进行外委维修也是合理而且可行的。首先, 外委维修具有专业优势和良好的后勤辅助系统, 因而维修工时要少于自修；其次, 本部门的自修能力不足时, 外委维修将使自修能力得以均衡的利用并导致费

24、用结构的变化；此外, 由于维修时间、质量的差异, 将对车间生产计划及设备的后续维修产生影响。但是,自修和外委,46,维修的选择并没有一个确定的标准, 应视车间自身的条件而定, 如技术上可行、经济上合理、时间上允许(对生产计划不造成大的影响), 可以考虑对设备实施外委维修。在进行外委维修时, 应对其费用结构进行检查、分析, 以确保合理性；在进行选择时应扩大选择范围, 保留选择的余地以降低费用。随着外委协作的加强, 双方的联系将更为密切, 在信任和巩固的协作基础上, 费用也将随之发生变化, 外委与自修的差异也将缩小。综上所述, 对外委与自修的选择必须预先计划, 详尽分析, 随时收集相关数据、信息,

25、 以便在变化的需求上作出正确的选择。根据发达国家的统计, 处理好自修与外委协作的关系可使维修费用降低5%左右(视维修市场行情而定)。,47,第一节 基本概念 一. 设备的可靠性 1. 可靠性定义 ：产品在规定条件、规定时间内完成规定功能的能力。,规定条件：环境条件、使用条件、维护保养 条件；,可靠性理论在设备维修中的应用,2. 可靠度R(t)：产品在规定条件下和在规定时间内完成规定功能的概率。 可靠度表示为时间 t 的函数，其值在01之间。 固有可靠度R1：产品在设计、制造过程中形成的可靠度； 使用可靠度R2：操作及维护保养条件降低固有 可靠度的概率；,规定时间：通常指经济寿命（ELT, Ec

26、onomic Life Time ) ; 规定功能：设备应有的技术性能。,4.平均故障间隔期 M T B F (Mean Time Between Failures): 可修复系统相邻两次故障之间正常工作的平均时间。,工作可靠度R0: 产品在规定条件下和规定时间内 完成规定功能的概率。 R 0=R1R2,不可靠度（累积故障概率）F(t)： 产品在规定 条件下和规定时间内不能完成规定功能的概率。,R (t)+F (t)=1 R (0)=1, R ()=0 ; F (0)=0, F ()=1.,瞬时故障率(t): 到某一时刻t 为止尚未发生故障的产品在随后的 dt 时间内可能发生故障的条件概率；

27、平均故障率：产品单位时间内发生故障的次数。 。,平均故障间隔期常用来表示可修复系统的可靠性。,5. 平均寿命MTTF ( Mean Time To Failure): 产品从开始使用到失效为止使用时间的平均值。 平均寿命常用来表示不可修复系统的可靠性。,6. 故障率：产品寿命期内发生故障的概率。,2. 维修度 M (t):产品在规定时间及规定条件下完成维修任务的概率。 维修度即以概率表示的产品进行维修时的难易程度。,二. 设备的维修性 1.维修性定义：给定条件下产品进行维修时的 性能。,维修性是一项设计参数，维修则是其结果。 维修性是通过可达性、易置换性、易拆卸性、 易调节性等产品的内在特性加

28、以实现的。 维修性取决于：产品的规划设计、维修管理。,三. 设备的有效度A (t) 1. 定义：产品在规定时间内履行其功能的概 率。,规定条件：备件及维修用设备、工具的准备、维 修策略的选择、维修标准及相关技术资料的准备、维 修人员的专业素质及劳动情绪、社会化协作条件等。,3.平均修理时间 M TTR (Mean Time To Repair)： 经多次故障修理而得到的修理时间的平均值。 相同条件下，平均修理时间越短则维修性越好。,2.可靠度、维修度与有效度的关系 A (t,）=R(t)+1R(t)M() =R(t)+F(t)M()=R(t)+M(t,) M(t,): 通过维修得到的有效度增量

29、。,对于不可修复的系统，产品的有效度就是其可 靠度；对于可修复系统，产品有效度则是其可靠度与 维修度的统一表现形式。,提高可靠度，MTBF，A1; 提高维修度，MTTR0, A1。,第二节 可靠度函数 一. 可靠度的基本函数式 由于可靠度是产品在某段时间内无故障运行的概率，故可靠度可以用时间 t为随机变量的分布函数R(t)来表示。 1. 故障概率密度函数,2. 累计故障概率密度函数,f(t),R(t),0,t,t i,二. 可靠性工程中常用的概率分布 1. 指数分布 可靠度函数由不同的故障形式而服从不同的分 布规律。机械设备中最常见的失效形式随机故障服从 于指数分布规律。,3. 可靠度函数,上

30、式可用右图加以表示。 4. 故障率函数,对于指数分布来说，故障是随机发生的，因而每个相同时间间隔内出现故障的几律是相等的，即指数分布中的故障率是一个常数。 指数分布条件下，故障率与平均故障间隔期MTBF互为倒数，即：,指数分布下的可靠度函数: 故障概率密度函数： f(t)=et 累计故障概率密度函数：F(t)=1et 可靠度函数：,0.632 F(t)=1e-e,0.368 R(t)=1-ee,当工作时间 t 等于平均故障间隔期时，此时产品的可靠度为0.368，相应的不可靠度为0.632。即： 不同的检修周期将使使用中的产品具有不同的可靠度， 检修周期越短，产品的可靠度越高。,58,例题：故障

31、遵从指数分布的产品有10件，其故障前的工作时间分别为30、70、110、120、140、250、320、360、400、450小时，试求其平均寿命、故障率、工作300小时无故障的可靠度及可靠度为99%时的工作时间。 解：平均寿命 故障率 =0.044 工作300小时的可靠度 =0.263=26.3% R=0.99时的工作时间,: 随机变量 t 平均值的估计值； : 随机变量 t 方差的估计值。,2. 正态分布 正态分布又称高斯分布。在数理统计的各种分布 中居于首位。设备管理中主要用于描述磨损阶段的 故障特性，轴承、齿轮、密封件等磨损件的寿命分 布大多服从正态分布。,故障概率密度函数：,一般用N

32、 (,2 )表示正态分布。参数表示曲线对称轴距纵轴的距离，参数则决定曲线的形状，数值越大曲线越呈扁平状。如图示：,f(t),0,t,参数=0、=1的正态分布，即N（0，1）称 为标准正态分布，其故障概率密度为：,标准正态分布N（0，1）随机变量的标准离差 u 定义为：,标准正态分布的可靠度函数：,62,例题： 从某批故障服从正态分布的仪器中抽取5台进行寿命试验，各台仪器到发生故障的时间分别为10.5、11、11.2、12.5、12.8（103h），试求该批仪器工作12103h 时的可靠度。 解：,求正态分布下的可靠度，只需求出参数、并据此求出参数 u 即可查表求出（u）值，在此基础上计算可靠度

33、的数值。,3. 威布尔分布 威布尔分布是对指数分布和正态分布的扩展， 指数分布是威布尔分布的一种特殊情况，正态分布 则可运用威布尔分布作近似计算。 对于疲劳和磨损而失效的系统，威布尔分布 是最好的描述。 威布尔分布的可靠度函数：,故障概率密度函数：,故障率函数：,m:形状参数； t0: 尺度参数。,t,只需求出参数 m、t0 即可计算产品的可靠度。实际应用中一般是通过威布尔概率纸加以估算。 （1） 威布尔概率纸的结构原理： 将式 两边取自然对数，得： 将其变形为： 两边再取对数： 令 、 、 使其具有直线方程的形式，即：Y=AX+B,（2）. 威布尔概率纸的结构： 1） 两组坐标： X轴和Y轴

34、构成的直角坐标系。X轴：概率纸上边线，lnt；Y轴：概率纸右边线 t 轴和 F(t) 轴构成的威布尔坐标系。t 轴：概率纸下边线，对数坐标刻度；F(t) 轴：概率纸左边线，威布尔刻度。 2）横主轴：平行 t 轴，过F(t)=63.2%和 3）纵主轴：垂直于横主轴，过 t=1和 lnt=0点。 4）形状参数m值估算点：位于X轴（1）和Y轴（0）点。,68,（3）威布尔概率纸的应用程序 1）计算累积故障率 从实测数据（或按某时段的统计数）求累积故障概率F(t),不同时间内的累积故障率为： 式中：Ki到时间ti时的故障累计数； n设备或零件数。 求出F(ti)后，将不同的t值及相应的F（t）值列表如

35、下：,69,表中： b. 描点： 将与时间 t 相应的 F(t) 值标在威布尔概率纸上并将各点拟合成为一条直线，即为威布尔直线。 c. 估算各参数值： 形状参数 m 值的估算： 将威布尔直线平移，使之 通过m值估算点，从通过m点 的直线与纵主轴的交点右引水 平线与Y轴相交，交点刻度的 绝对值即 m 值。,70,尺度参数 的估算： 从威布尔直线与纵主轴交点右引水平线与Y轴相交，将该交点所示刻度的绝对值移至X轴刻度上，向下作垂线与 t 轴相交所显示的刻度即t0值，如图所示。,应用威布尔概率纸时，求出形状参数 m 后，可大致判断故障分布类型并可据此运用相应公式求解任意时间的可靠度参数。,71,例题：

36、 某企业有100台设备，按110月份的故障统计，每月故障数和累积故障数如下表所示：试用威布尔概率纸求m、t0、（10）、R(10)的值。,月 份,故障数,累积 故障数,累 积 故 障 率 F(t),月 份,故障数,累积 故障数,累 积 故 障 率 F(t),1 3 3 3% 6 2 22 22% 2 3 6 6% 7 8 30 30% 3 4 10 10% 8 2 32 32% 4 5 15 15% 9 8 40 40% 5 5 20 20% 10 2 42 42%,73,解：将表中数据描在威布尔概率纸上，将各点 拟合成一条直线，如图所示，可求得： 形状参数：m=1.35 尺度参数：t0=38

37、.5,74,第三节 以可靠性为中心的维修（RCM） 传统的维修思想是：设备的安全性与其系统、部件、附件、零件的可靠性紧密相关，可靠性又与设备的使用时间直接有关，而且在预防维修与可靠性之间存在着根本性的因果关系。因此，必须通过基于时间的预防维修，即通过定期检查、修理来控制设备的可靠性。预防性维修工作做得越多，设备越可靠。检修间隔期的长短是控制设备可靠性的重要因素。这是一种以定期,75,检修为主的预防维修思想或定时维修思想。 进入60年代，频繁的定期检修所导致的高额维修成本，迫使民航业对传统维修思想进行重新评价，并得出几点认识： 传统的定时维修只适用于一些简单零部件和有支配性故障模式的复杂零部件。

38、这些零部件的故障往往集中出现在某一平均役龄附近，因而定期检修对其可靠性可以起到有效控制的作用；对产生安全性后果的零部件规定一个安全寿命，对有重大经济性后果的零部件规定经济寿命是必要的。但是，复杂设备或没有,76,支配性故障模式的设备零部件的故障并不集中出现在某一平均役龄，因此，企图通过使用时间来控制其可靠性是难以奏效的； 通过冗余性设计、安全设计和其他方法可以削弱和切断零部件可靠性与安全性的联系。因此，关于故障全部影响安全性的假设就不符合现代飞机的实际情况。真正有安全性后果的故障不到20%。 飞机的固有可靠性和安全性水平是有效维修所能达到的最高水平。维修的作用是保持这一水平。,77,如果采取了

39、一切可能的预防措施，仍然发生问题，那就证明飞机的固有能力不足，唯一的办法就是更改设计。 预防性维修必须根据零部件的故障规律及后果，采取有针对性的维修策略，不是预防工作做得越多越好。如果预防工作超过了一定限度，反而会使零部件的可靠性下降。 美国宇航局NASA所属的维修指导小组于1968、1978、1985以及1993年通过对民航设备及发电设备的四次大规模调研，分析出六种故障概率曲线，如图所示:,78,79,第二种曲线表明状态恒定或故障条件可能性逐渐增加； 第三种曲线表明发生故障的可能性缓慢增加，没有明显的磨损区； 第四种曲线表明新设备使用后故障率迅速增加到一个恒定值； 第五种曲线表明设备的故障率

40、一直保持恒定，也就是随机故障； 第六种曲线表明设备的故障率随时间下降到一个恒定值或故障率随时间的增加非常缓慢。,80,对民航设备进行的研究表明；4%的设备属于第一种类型；2%属于第二种；5%属于第三种；7%属于第四种；14%属于第五种；属于第六种类型的不少于 68%。 上述研究与传统的维修理念是不一致的。RCM的理论认为：除非有一个支配性的与时间相关的故障模型, 否则使用时间对于复杂设备的可靠性影响甚微。在此前提下，定期维修将会给其他稳定系统带来不良影响而增加总故障率。,81,一、以可靠性为中心的维修思想的基本原理： 1、定时拆修对复杂设备的故障预防几乎不起作用，但对简单设备的故障预防有作用。

41、 2、提出潜在故障的概念，可使设备在不发生功能故障的前提下得到充分地利用，达到安全、经济的使用目的。 3、检查并排除隐蔽功能故障是预防多重故障严重后果的必要措施。 4、有效的预防性维修工作能够以最小的资源,82,消耗来保持设备的固有可靠性，但不可能超过这个水平，要想超过这个水平，只有重新设计设备。 5、预防性维修能降低故障发生的频率，但不能改变故障的后果，只有通过设计才能改变故障的后果。 6、预防性维修工作是根据故障的后果和所做的维修工作既要技术可行又要有效来确定的，否则，不做预防性维修工作，而是要考虑更改设计方案。 7、设备使用前的初始预防性维修大纲制订后，,83,需要在使用期间收集使用数据

42、资料，不断修订，逐步完善。 8、预防性维修大纲只有通过使用维修部门和研制部门长期共同协作才能逐步完善。 二、RCM的定义： RCM在不同的领域有不同的定义，按照英国学者John Moubry给出的基本定义为： RCM是确定有形资产在其使用背景下维修需求的一种过程 。,84,序号,传统维修观念,RCM的新观念,备注,设备故障的发生和发展与使用时间有 直接关系，定时计划拆修普遍采用。,设备故障与使用时间一般没有直接关系，定时计划维修不一定好。,复杂与简单设备 有很大的选择性,没有潜在故障的概念,无隐蔽故障和多重故障的概念,预防性维修能提高固有可靠度,预防性维修能避免故障的发生，能改变故障的后果。,

43、能做预防性维修的都尽量做预防性维修,完善的预防性维修大纲由维修部门的维修人员制定,通过更新改造来提高设备的性能,维修是维持有形资产,希望找到一个快速、有效的解决所有维修效率问题的方法,维修的目标是以最低费用优化设备可靠度,许多故障具有一定潜伏期，可通过现代各种手段检测到，从而安全、经济的决策维修。,从可靠性原理及实践寻找或消除隐蔽故障，可以预防多重故障的严重后果,预防性维修不能提高固有可靠度,预防性维修难以避免故障的发生，不能改 变故障的后果。,采用不同的维修策略和方式，可以大大减少维修费用。,完善的预防性维修大纲由使用人员与维修人员共同加以完善。,通过改进使用和维修方式，也能得到一些良好的效

44、果。,维修是维持有形资产的功能(质量、售后服务、运行效益、操作控制、安全性等),首先改变人们的思维方式，以新观念不断渗透，其次再解决技术和方法问题。,维修不仅影响可靠度和费用，还有环境保护、能源效率、质量和售后服务等风险。,潜在故障概念适 用于部分机件,可靠性理论是这 一新观念的基础,可靠度是设计所 赋予的,设计与故障后果 有关,根据故障的分布 规律,重视使用人员的 作用,多从经济性后果 考虑,资产能做什么比 财产保护更重要,没有一药治百病 的“神丹妙药”,现代维修功能有 了更广泛的目标,85,四、 RCM的七个基本问题 1、 在具体的操作条件下, 设备的功能和相关的性能标准是什么? RCM

45、方法的第一步就是明确每台设备在运行条件下的功能以及相关的性能指标。 (1)基本功能: 包括速度、输出、处理或储存能力、产品质量和用户服务。 (2)第二类功能：在安全、 控制、兼容性、舒适性、结构紧凑、经济性、保护、效率、环境友好甚至,86,设备外观等方面的要求。 多数设备可通过维护使其持续发挥用户要求的作用。设备的用户通常最了解设备的功能，因此，他们应参与到RCM的管理中。 2、什么情况下设备无法履行其功能？ 可能使设备不能履行其功能要求的是故障。在采用合适的故障管理方法之前, 要确认会发生什么故障。RCM的方法从两个层面来做此项工作:,87,首先，确定故障达到什么状态；然后，找出设备发生故障

46、的原因。 3、引起功能性故障的原因是什么？ 一旦功能故障被识别后, 下一步是设法找出导致故障状态的故障模式。故障模式包括那些在相同或类似的设备在相同的运行条件下发生过的事件。 通过现有维护制度预防的故障, 以及至今仍未发生, 但考虑到在运行条件下存在着发生的可能性的故障。 大多数传统的故障模式包含了由于性能衰减或,88,正常磨损而造成的故障，设备故障的所有可能的原因都能被识别并恰当地处理。同样重要的是充分识别各种故障的原因以保证处理时不会浪费时间和精力。 4、故障发生时会出现什么情况？ 故障发生后的迹象； 故障发生后的停机时间； 故障发生后造成的危害； 为排除故障所做的工作。,89,5、故障模

47、式如何对故障后果产生影响？ 常见的故障模式有300010000种，这些不同的 故障模式可能影响操作, 也可能影响产品质量、用户服务、安全或环境。所发生的故障需要耗费时间和资金来修复。如果故障产生严重后果，应采取有效措施加以避免。如果故障后果较小或没有, 则除基本清洁 和润滑外不采取其它维护措施。 RCM的理念并不是避免故障本身, 而是消除或减,90,轻故障的后果。RCM将故障后果分为以下四类： (1) 隐蔽性故障后果 隐蔽性故障无直接影响但有可能导致严重甚至是灾难性的后果。 (2) 安全及环境后果 如果故障会造成人员伤亡, 则具有安全性后果；如果故障破坏了企业、地方、国家或国际环境标准, 则具

48、有环境后果。 (3) 实用性后果 故障直接影响了生产（产量、质量、售后服务,91,或除直接维修费用外的运行费用），则具有使用性后果。 (4) 非使用性后果 故障既不影响安全, 也不影响生产, 仅涉及直接维修费用。 RCM方法将这些分类作为确定是否需要维护的指导原则。按照上述分类对各种故障模式的后果进行考察, 将操作、环境和安全维护目标组合起来。这样有 助于将安全和环保融合于维护管理中。 后果评估过程重视对结构性能最有效果的维护活动, 避免作用很小或没有作用的维护工作。同时更,92,关注故障管理的不同策略, 而不是专注于仅仅防止故障。 6、如何才能预防故障？ 如前所述，除非有一种支配性的与时间相关的故障模式, 否则使用时间对于复杂设备