第六章 设备管理与日本TPM（草稿）

 

教学目标

 

 

1．选择和设计维修管理模式；

2．学会设备监测和设置点检、润滑保养点，制定操作程序；

3．掌握大修、中修与小修的设计安排和进程管理；

4．理解设备报废与设备事故，掌握设备保养及其“十字”作业法；

5．结合自动控制知识掌握故障监测诊断技术；

6．理解人和设备素质改善的重要性，能够设计激励机制；

7．学会设备综合效率的分析计算；

8．TPM与TQM、JIT关系理解；

9．独立完成发电机组缺陷管理系统设计。

 

 

§01维修模式

一、状态维修

    基于控制系统的设备检查和检测，通过计算机处理数据，掌握和评估设备状态、预测故障，进行维修决策的管理方法。状态维修是预测维修的发展和延续，预测维修的更完善形式。

CBM（III）：初级，费用最低。

    离线、简单手提数据采集器，辅之以人工巡回点检，计算机分析处理数据。

 CBM（II）：中级，费用中等。

    在线与离线相结合，效果中等。

 CBM（I）：高级，费用较高。

    设备配备永久性在线监测系统，计算机智能检测、报警，专家系统决策。

二、状态维修技术

    振动监测分析：适用于机械转动设备；

    油液铁、光谱分析：适用啮合摩擦设备；

    红外成像分析：适用于不均匀发热设备；

    电路测试技术：适用于电子线路、元件

    其它手段：无损探伤、声发射、超声波、 

  X光衍射…….

三、预防维修(PM)  
   1．PM小组
（PreventiveMaintenance）预防性维修:推进PM活动的第一线的小集团称为PM小组。自我保全一般是以该PM小组为核心而展开的。

2．预防维修

为了维持设备的健康状态，为了不出现故障，防止劣化的日常保全，为了测定劣化的定期检查或者设备诊断，早期复原劣化所进行的整备就是预防保全。

三、改良维修

    针对如何延长机械部品的寿命及故障发生周期或缩短故障修复时间而采取的设备制造改良对策的技术，是对定期保全周期短，预防保全劣化周期短或变动大的，事后保全故障次数多的，或者故障的修理费用大等情况而进行设备改良改善的做法。

四、维修预防(Maintenance Prevention)
    在重新计划、设计设备的阶段中导入保全情报或新的技术并考虑信赖性、保全性、经济性、操作性、安全性等进行减少保全费或劣化损失的活动，最终是不需要进行保全的设备为目的。所以让新一代设备少发生故障或即使发生故障修理也容易，同时也改造或使用方便的设备等方

面的保全技术需要反馈到设计部门，这种保全叫做保全预防。

五、计划保全(SM: Scheduled Maintenance)
    它是通过设备的点检、分析、预知，利用收集的情报，早期发现设备故障停止及性能低下的状态，按计划树立对策实施的预防保全活动和积极的运用其活动中收集资讯的保全技术体系，提高设备的可靠性、保全性和经济性以确立以MP（保全预防）设

计支援及初期流动管理体系。

 

§02设备监测与点检润滑

一、设备监测

    利用相关的监测仪器全面地、准确地把握设备的磨损、老化、劣化、腐蚀的部位和程度，

以及其他情况而采取的一种预防性措施。它是实施状态保全的基础。

二、三位一体点检制
   由3个方面的点检人员，进行不同内容的点检组成的统一的点检体制。3个方面包括岗位操作工人的日常点检、专职点检人员的定期点检、专职工程技术人员的精密点检。

三、精度检查
    对设备的几何精度和加工精度有计划地定期进行检测，以确定设备的实际精度，为设备的调整、修理、验收和报废更新提供依据。

四、解体检查

  将设备拆卸后进行的全面检查。一般在修理、改造前进行。其内容为：①检查零部件的磨损、失效情况，按检查结果确定其修换件明细表。②修改、补充材料明细表等，落实有关修理技术工艺文件。

五、日常润滑检查
  主要内容是：操作工人在班前检查加油试车时，察看润滑装置及润滑系统是否完善、畅通，发现缺陷应立即排除；维修工和润滑日常巡回检查时，有重点地查看主要润滑部位是否缺油，协助操作工排除润滑缺陷和故障。

六、润滑“五定”和润滑“三过滤”
      五定：定人（定人加油）；定时（定时换油）；定点（定点给油）；定质（定质选油）；定量（定量用油）。

三过滤：润滑油在进入油库时要经过过滤，放入润滑容器时要经过过滤。加入设备时也要经过过滤。合称润滑三过滤。

七、设备保养及其“十字”作业法

1．日常维护

    操作者对所操作设备每日（班）必须进行的保全。其内容为班前加油、擦拭、调整、班中的检查、调节、班后的清扫、归位等工作。日常保全可以防止故障、推迟劣化，延长设备寿命，减少事故发生。

2．设备三级保养
    设备的三级保养为：日常保养，一级保养，二级保养。日常保养有的作为例行保养。由于其具有三个等级的保养责任和内容，故称为三级保养。三级保养一般连续按周期完成。它是设备专业管理与群众管理相结合的有效保养制度之一。

3．保养“十字”作业法

    设备周末保养内容及要求可简述为保养“十字”法。即：清洁，指设备外观及配电箱（柜）无灰垢、油泥；润滑，指设备各润滑部位的油质、油量满足要求；紧固，指各连接部位紧固；调整，指有关间隙、油压、安全装置调整合理；防腐，指各导轨面、金属结构件及机体清除掉腐蚀介质的侵蚀及锈迹。

 

§03大修、中修与小修

一、设备报废与设备事故

1.设备报废
    企业生产设备中，凡因严重磨损、腐蚀、老化，致使精度、性能、动力达不到工艺要求者；能耗高或污染严重超过国家规定者；发生事故严重损坏者；专用设备无法修复、改造或虽能修复、改造但经济上不合算的，按规定手续提出申请，经鉴定、批准后予以报废。

2.设备事故

    它指设备因非正常损坏造成停产或效能降低，停机时间和经济损失超过规定限额

者。设备事故分为一般、重大和特大3类。

二、大修

工作量最大的一种计划修理。以全面恢复或大部分部件解体，修复基准件，更换或修复全部不合格的零件、附件，翻新外观，全面消除修前存在的缺陷，恢复设备的规定精度和性能。

三、中修

计划预修制度的修理周期结构中介于大修与小修之间的一种修理。其修理内容为：部分解体，更换或修复部分不能用到下次计划修理的磨损零件，部分刮研导轨，调整坐标，使规定修理部分恢复出厂精度或满足工艺要求。修后应保证设备在一个中修间隔期内能正常使用。

四、小修

    工作量最小的计划修理，是指调整、修复或更换修理间隔期内失效的或即将失效的零件或元器件的局部修理工作。

五、设备大中小检修进度计划的编制

 

§04故障监测诊断技术

一、故障与可动率

故障：设备失去了规定的功能。

可动率：对设备进行保养、点检，要使机械处于使用时马上就能用的状态。

二、为什么要发展故障监测诊断技术

   设备是不会说话的婴儿，但会动，会哭，会拉尿，它们用振动、噪音、泄露来抗议；

   人们总是希望：又要马儿跑，又要马儿少吃草、身体好！

三、案例：判断某锅炉FSSS点检设置的合理性

 

§05案例：如何提高某设备系统的综合效率

一、设备的综合效率化和设备综合效率

    综合效率化就是使设备更有效地工作，使设备所产生的P、Q、C、D、S、M(即产量、质量、成本、交货期、安全与劳动情绪）的最大输出达到最大限度。

    影响设备综合效率的主要原因是停机损失、速度损失和废品损失。它们分别由时间开动率、性能开动率和合格品率反映出来。并已成为国际上评估企业设备管理水平的常用目标。

二、设备综合效率计算公式及含义

1．负荷时间

负荷时间=理论负荷时间（理论节拍×计划产量）+全部停机时间—计划停机时间（设备保养+用餐时间）

意义：设备在执行某任务时，按照设计能力预计所需运行总时间，反映设备的应当时间消耗量。如汽车赛中，对到达指定目的地的早晚计算反映了对汽车故障、车手反应能力、汽车性能等的考量。负荷时间包括故障及其处理时间。

2．开动时间

开动时间=设备最后停机时间-设备开始记录时间-各种停机时间

意义：仅包括运行时间，反映了动作速度。时间越少运动速度越快，如龟兔赛跑中，龟运行时间长而兔运行时间短休息时间多。开动时间不包括故障及其处理时间。

3．时间开动率

时间开动率=开动时间/负荷时间×100%

意义：反映设备和操作者的品质能力，设备故障越多、操作方法不当，动作越慢，则时间开动率越低。设备无故障运行，时间开动率较高；当设备保养和用餐时间少，时间开动率越高。

4．性能开动率

性能开动率=理论节拍（CT）×生产数量/开动时间×100%

意义：反映设备单位运行时间内设备额定产出率。性能开动率越高，设备利用率越高，性能开动率大于100%时，说明设备超一般水平发挥。

5．合格率

合格率=良品数量/生产数量×100%

      意义：实际生产发生的合格品率。

6．设备综合效率(OEE)

OEE=时间开动率×性能开动率×良品率

     意义：反映设备系统中的劳动者劳动技能、设备健康水平、设备性能和生产工艺、生产管理的综合水平等。

三、OEE的计算

案例分析：某生产记录表中统计显示：最早记录时间8：00，最晚记录时间18：00，设备保养时间30分钟，用餐40分钟，最早开动时间8：20，最后停机时间为17：40，中间各种停机累计210分钟。分析并计算设备综合效率(OEE)。

    设理论节拍（CT）为3.05分钟，计划产量120，实际生产110，合格品106。

 

OEE的计算办法如下：

负荷时间=理论负荷时间（理论节拍×计划产量）+全部停机时间—计划停机时间（设备保养+用餐时间）=3.05×120+210－（30+40）=506分（3分）

开动时间=设备最后停机时间-设备开始记录时间-各种停机时间=520（17：40—8：20之间的总时间）-210=350分（3分）

时间开动率=开动时间/负荷时间×100%=350分/506分×100%=69.2% (3分）

性能开动率=理论节拍（CT）×生产数量/开动时间×100%=3.05×110/350× 100%=95.6%

(3分）

合格率=良品数量/生产数量×100%=106/110×100%=96.4% (2分）

设备综合效率(OEE)=时间开动率×性能开动率×良品率=69.2% × 95.6% × 96.4% × 100%=63.8% (4分）

四、排除七大损失

    通过将七大损失降为零，以使设备的效率达到极限化。七大损失是：

故障损失；准备、调整损失；刀具调换损失；设备加速老化损失；检查、停机损失；速度下降损失；质量损失。

 

§06任务驱动：设计某发电机组缺陷管理系统

一、缺陷管理的指标体系确定

1．发电量/上网电量

2．能耗/补水率/厂用电率

3．安全运行天数与事故率

4．缺陷及时消除率/设备完好率/自动与保护投入率

5．三级经济指标的责任划分

二、联动相关部门的表格管理

1．缺陷发现登记表格

2．缺陷确认消除过程记录表格

3．现场缺陷数据管理报表系的计算机生成

4．缺陷消除后果的奖罚追究分配方案

三、缺陷消除竞赛与考核奖励

1．及时消缺率与虚假消缺

2．缺陷及时发现确认的激励机制

3．缺陷及时消除的激励机制

 

§07全面生产维护（TPM）

一、TPM含义及其三个“全”

TPM（Total productive maintenance)——全面生产维护。

    TPM是以设备综合效率为目标，以设备时间、空间全系统为载体，全体人员参与为基础的设备保养、维修体制，即全效率、全系统、全员。

二、TPM的最终目标

TPM的最终目的要达到以下四点：提高设备的综合效率；停机为零、废品为零、事故为零；建立一套严谨、科学的、规范化的设备管理模式；树立全新的企业形象。

三、TPM的5S活动

整理：取舍分开，取留舍弃；整顿：条理摆放，取用快捷；清扫：清扫垃圾，不留污物；清洁：清除污染，美化环境；素养：形成制度，养成习惯。营建一个“绿色”的企业！

四、TPM与TQM、JIT关系理解

如果把企业比喻成一部车，则TPM（全员生产维护）是驱动轮（后轮），TQM（全面质量管理）是前轮，JIT（适时生产）是离合器，而企业的文化则是方向盘。

五、人和设备的素质改善

1．激励机制的设计维护

在推行TPM时，要切实把握企业的现状，正确制定各个管理项目与管理指标，并长期进行跟踪，否则，一旦员工看不到改善活动的成果，就会失去积极参与的动力，企业领导看不到活动的成果，TPM也就得不到持续的支持。

2．改善人和设备的素质

    人的素质改善，就是要培养一批适应工厂自动化的人员。各种人员必须具备下列能力：

    1）操作人员应具备自主保全能力。

    2）检修人员应具备保全机电一体化设备的能力。

    3）生产技术人员应具备保全预防设计的能力。

3．设备素质的改善

    设备寿命周期费用（Life cycle cost,缩写为LCC)是指设备在预期的寿命周期内，为其论证、研制、生产、使用、保障及报废处置和改造所支付的一切费用的总和。它表明一台设备一生要花多少钱，所以是设备的一个非常重要的经济参数量值。设备寿命周期费用因而也成为现代质量观念中的重要内涵与要素。

1）改善现有设备，提高综合效率。

    2）实现新设备的寿命周期费LCC(Life Cycle Cost)设计和工作状态垂直提高

 

小结与思考

（1）    发电机组大修、中修、小修案例。

（2）    锅炉FSSS点检设置。

（3）    汽轮机轴振点检设置。

（4）    自动化仪表监测回路案例。

（5）    设备系统综合效率含义解读。

（6）    发电厂设备缺陷消除激励方案。