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李葆文:谈谈设备全寿命周期管理

来源:五百丁 作者:五百丁

国际上普遍认为,设备管理是指全寿命周期的管理,因此也叫LCM, (Life Circle Management)。全寿命周期的管理有三重含义,一是在三维空间上的全寿命周期管理;二是突出在浴盆曲线不同阶段的不同管理特色;三是全寿命周期的费用管理。
广义全寿命周期管理始于设备的规划,终于设备的淘汰,包含设备的可行性研究、选型决策、购置合同管理、安装调试、初期管理、设备运行、清扫、点检、保养(包含润滑、紧固、调整、对中、平衡、堵漏、防腐等细节)、修理、技术改造、淘汰以及备品备件管理等内容。
三维空间上的全寿命周期管理涉及空间维、资源维和功能维,如果再加上全寿命周期本身的时间维,就形成四维系统。
空间维即从生产环境、车间、生产线、设备、总成(部件),直到零件,由表及里,步步深入,涉及空间维上的各个要素。
资源维是涉及与设备相关各种资源,包含信息、人力、材料、备件、动力能源、水、气、汽等要素,这都是设备和管理上不可或缺的资源要素。
功能维指管理功能,即计划、组织、实施、控制、评价、反馈等内容,这也是广义的PDCA循环过程。从这种意义上说,设备管理是典型的系统工程。
设备的浴盆曲线又称为故障率曲线,包含初始故障期、偶发故障期(也称随机故障期)和耗损故障期三部分。因为其形状似浴盆,故称浴盆曲线。浴盆曲线有点像人的一生。初始故障期就像人的童年和幼年时期,偶发故障期像是人的青壮年时期,而耗损故障期像是人的老年期。
在初始故障期,因为机械处于磨合阶段,啮合不顺,润滑油污染快,紧固件也容易松动,电气系统处于元件的初始“时效老化”时期,容易出现电参数的漂移或偏差,加上操作的熟练度不够,因此出现故障的频率较高,此时的设备管理特色应该着重于对设备的检查、记录、紧固、调整、润滑、磨合期的油品替换、控制生产负荷逐渐达到设计值。
偶发故障期的设备运行较为顺畅,但部分短寿命周期的易损零件会出现劣化,此时的管理特色是注意设备的清扫、检查、润滑、调整、堵漏、防腐,同时要研究设备劣化条件,控制劣化,进行设备的健康管理。例如,某厂对柴油机进行“健康”管理,即对进入设备系统的燃油、润滑油、冷却水和空气进行滤清处理,称为“四清”管理,可以有效控制设备性能劣化,延长设备寿命达三倍多。对那些周期性的损耗件,还要进行局部深度保养及修理,包括调整、修复或者换件。
耗损故障期,部分零件或者总成已经进入快速劣化阶段,有的失去设计功能,有的可能导致安全事故,有的造成能源消耗过量,也有的可能造成环境破坏,除了应该做好常规清扫、检查、润滑、调整、堵漏、防腐之外,还要注意可裁剪式纠正性维修,对设备进行局部改造和不拘泥于原有设计结构,立足于根除故障的主动维修,以便恢复设备功能,达到根除某些固有故障的效果。
狭义的设备全寿命周期费用,包括设置费、维持费和处理费三大部分。其中设置费的构成为设备的调研费、招投标费、采购投入、运输、安装、调试、人员培训以及试生产发生的所有费用;而维持费则包括设备的维护保养、修理换件、润滑材料、冷却介质、环保投入以及能源消耗的费用;而处理费包括设备的拆卸、废弃物环保处理等费用。
设备全寿命周期的费用管理始于设备的规划阶段。某些设备价格昂贵,初始采购费用较高,但因为可靠性高,能源消耗少,修理换件少,故障停机少,其全寿命周期费用反而会较低;反之,某些设备初始采购费用低,但由于可靠性较差,故障频发,换件频繁,或者耗能高等,使得全寿命周期费用较高。因此,设备前期管理不能仅看初始投入,而要思考寿命周期费用的经济性,以寿命周期费用最小化作为决策依据。
广义的设备寿命周期维修管理将从设备的设计开发阶段开始。 
1)概念与产能研究阶段
设定设备可靠性,评估长周期维修直接和间接费用,对应的维修组织分析。
2)设计阶段
 设备位置安排,可维修性的思考;
 备件的标准化与互换性;
 潜在故障应对——设备保修问题;
 项目建设安装与运行的交流沟通;
 预计未来问题(包括运行及将来操作中问题)。
3)购置阶段
按可维修性与可靠性标准评价购置项目,要评价:
 新装置与旧装置的互换;
 新旧装置可互换的备件选择以及清单;
 预防维修指南;
 可能的故障与停机诊断维修程序;
 详细安装与拆装图纸;
 材料清单与图纸;
 人员的维修技能培训;
 故障诊断的工具。
4)项目建设与安装
维修主管工程师、技术人员参与项目建设安装测试、试车全过程,通过拍照、录像,了解设备细节,积累设备拆装知识,为今后维修做好技术准备。
5)试车
设备的试车调校过程是了解设备的好机会,供应商工程师的经验和做法要记录,录像和拍照,存档作为未来大修理的参考。
6)运行
 计划与控制:正确操作指南,自主维护规范设计;
 利用率控制与度量,确定利用率目标;
 维修策略,预防维修计划及其实施;
 将维修经验嵌入备件库存管理,控制库存,精确采购;
 资源配置分析,承包商选择程序建立;
 成本控制,维修活动费用标准化;
7)淘汰与更新
技术经济分析,积极促进设备技术更新,也避免不当淘汰。
综上所述,设备的全寿命周期管理既包含全寿命周期各个阶段的管理的特色内容,还包含依照其不同阶段故障特点的管理对策,同时包含全寿命周期费用优化的内涵。这是很具科学性、系统性和实践性的一项工作。

李葆文教授简介
学府咨询国际集团首席顾问,中国机械工程学会设备与维修工程分会TnPM推进中心主任;广州大学教授;广州大学工业工程与设备工程研究所所长;广州市政府咨询顾问专家组成员;欧洲维修联合会专家组成员;莱茵公司特聘培训专家;享受国务院特殊津贴专家。TnPM管理体系创始人;中国最早的TPM实践者和推广者;专注于企业设备管理工程规划、TPM/TnPM管理模式的研究与现场推进指导、设备系统评价体系标准的研究与执行指导、企业设备管理信息化工程的研究、设备维修模式的研究与应用、企业员工绩效评价与激励体系的设计,具有国内上百家大中型企业培训、现场指导成功经验。

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