设备管理工作中必须掌握的五条曲线

设备管理工作中必须掌握的五条曲线设备管理工作中必须掌握的五条曲线 2019 年 9 月 10 日 1.1.寿命周期费用曲线寿命周期费用曲线 设备全寿命周期所消耗的费用可以用一条曲线描绘下来。 如图 1 所示。这条曲线可以划分为三个阶段，在设备初期购置 设备时我们需要花费一笔设置费，它包括设备购置前的调研、 招投标、运输、安装、人员培训等在交付生产运行之前所有的 花费。中间阶段我们称之为维持费，包括维护保养、润滑、维 修换件以及能源消耗的所有费用，时有起伏。到最后一个阶段 称为处理费。 同样功能的设备， 其寿命周期费用可能差异很大。 有的设备设置费低， 但设备不可靠， 故障频发，修理换件较多， 后续的维持费较高，整体寿命周期费用却较高。有的设备初期 设置费较高，但维持费较低，寿命周期费用偏低，我们更倾向 于选择后者。企业的招投标选型应该更立足于以寿命周期费用 最小化为指针进行决策。 图 1 寿命周期费用曲线 2.2.维修投入曲线维修投入曲线 设备的维修投入与利润的关系如图2 所示。如果维修投入 为零，则利润为负；随着投入增加，利润值逐渐上升，一直到 达一个最高点；继续投入，利润下降，我们称之为维修过剩。 图 2 维修投入曲线 那么，是否只要增加维修投入就安枕无忧了图3 显示了 三种情况。右边的投入曲线代表张三的管理，其投入大，利润 一般，我们称之为“投入大，水平低”。左边的曲线代表李四 的管理，其投入较小，利润和张三差不多，跟张三比较，称之 为 “水平高，但投入小。” 中间最高的一条投入曲线代表王五， 让利润达到最高点， 这时的投入也适当增加了。 我们称之为“水 平高，投入恰当。”这三条曲线告诉我们，除了适当投入，管 理水平的提升也是必不可少的。 图 3 不同管理水平和不同投入得到的维修投入曲线 3.3.浴盆曲线浴盆曲线 浴盆曲线又称为故障率曲线，如图4 所示。它反映了设备 故障率在设备一生中的变化，在前面的文章里我们有过描述。 一般而言，新安装的设备故障率比较高，有时半年一年都正常 不起来，我们称之为初始故障期；以后就进入一个稳定的低故 障率时期，称之为偶发故障期；5 年至 8 年以后，设备故障率 又开始升高，称为耗损故障期。工厂的设备经理应该熟悉这条 曲线。 图 4 设备的浴盆曲线 并非所有的设备故障率都遵循这条曲线。人们对故障率的 认识变化如图5 所示。 图 5 故障率曲线的变化情况 为什么68的设备没有耗损故障期呢因为随着设备可靠 性的提升，其有形磨损速度降低，而其无形磨损速度加快，不 少设备尚未到达耗损故障期就被淘汰了。随着系统的复杂化， 我们很难找到适合不同总成的大修理周期，如果人们还坚持传 统的大修，可能会周期性的导入初始高故障率的状况，于是国 际上提出取消大修理的新概念。取消大修不意味着不修理，而 是用可裁剪式、项修的组合来取代大修。 4.4. 设备性能劣化曲线设备性能劣化曲线 设备的性能是一条缓慢的劣化曲线，如图6 所示。其劣化 过程存在着劣化的起始点、潜在故障发生点和功能故障发生点。 这里潜在故障不是故障，是故障前显露出来的一种劣化现象， 是可以被人类感知的。功能故障才是故障。从潜在故障到功能 故障的间隔期称为P-F 间隔， 这在设备管理领域是十分普及的。 图 6 设备性能劣化曲线 我们平常所强调的预防维修，首先要寻找P-F 间隔。找到 了 P-F 间隔就可以有效的实施预防性维修了，在P 点之前做， 属于维修过剩；在F 点之后做，就成为事后维修，属于维修不 足；在 P-F 间隔做，就恰到好处。寻找和确定P-F 间隔并不是 一件容易的事。 我们的设备经理至少应该知道并有意识的摸索 和寻找，才能正确的实施预防性维修。 5.5. 激发能作用曲线激发能作用曲线 故障过程描述为系统的无组织过程，即系统从有序状态进 入无序状态。在这个转变过程中，如果有故障的激发器作用， 则会使转化过程加快。就像一根火柴点燃一张纸，使之与空气 中的氧发生作用， 转变成水和二氧化碳。 这个过程如图7 所示。 在故障激发器的作用下，系统的能位上升，然后迅速下降，加 速了故障的发生。系统能位的初始状态是稳固的正常状态，在 激发器作用下转换成终止状态，低于故障的能位状态，这代表 故障的发生。 系统无故障工作的条件是初始的能位足够高，而且初始能 级与故障能级之差足够大，对于设备而言就是其固有可靠性足 够高。 图 7 激发能作用曲线 什么是激发能呢对设备而言，一次雷击、一次电磁干扰、 动物进入电气系统引起的短路、灰尘改变了电参数、洪水的浸 泡、一次磕碰和撞击都可能成为激发能。来自外部的激发能有 时难以避免，但来自系统内部的激发能我们是可以控制的。 这条曲线告诉我们，一些外界的激发能作用，会加速设备 的劣化，直到故障。控制激发能作用，也是设备维护体系的重 要领域。控制激发能包括注意不能超负荷运行设备，减少误操 作，制止有问题的原料进入装备，防止损坏性维修等等。