设备零故障管理与自主维护

日本工业标准委员会（JapaneseIndustrialStandardsCommittee，Tokyo，JISC）定义的设备故障指的是设备丧失其既定的机能，而设备丧失规定功能则包括不能工作、性能劣化、不安全三个层面的问题。一般来说，设备发生故障的原因包括以下五个方面：

1）自然劣化：任何设备只要正常使用，都会产生正常劣化和磨损。如一个电子零件会出现老化。

2）强制劣化：顾名思义，指强制的劣化。它是由环境或人为因素造成的，如使用不当、操作不当或者是维修不当造成的劣化。

3）对劣化之放任：如果设备存在劣化的情况，不管是自然劣化还是强制劣化，若不进行复原，就是对劣化之放任。

4）对应力之放任：每一台设备设计的时候，都有设计的应力强度，相应的，操作时就有一定的操作规范（避免长时间超负荷）。

5）设备本身的设计强度不够：每一台设备设计的时候，虽然都设计有相应的应力强度，但如果设备本身这种应力强度不足，无法保证正常生产，就属于设计缺陷。

了解和明白上述五大原因，是我们针对设备问题开展工作的基础。

一、追求设备零故障的主要对策

设备零故障管理是当前很多企业设备管理部门开展的一项专题设备活动，一般而言，设备零故障状态水平越高，越可以使生产损失减少，使设备本身损失减少，所以零故障是很多企业追求的目标。我们认为，企业开展设备零故障的对策是：

（1）保持设备的初始和基本状态，维持设计原始参数：这是最基础的工作，也就是说设备零故障管理的第一步就是要恢复设备的基本状态；

（2）严格遵守操作规程，防止和避免破坏性的操作，防止和避免超负荷运行：大量的设备问题是由于操作不当或者保养不到位导致的，规范员工行为的意义就是防止和减少这类简单原因导致的设备问题；

（3）不断的发现、防止和修复自然劣化，让设备在潜在故障状态就得到修复：自主维护的意义所在，通过一线员工参与第一时间发现问题，TnPM倡导的发现和清除六源活动，其中很重要的一个环节就是解决故障源的问题；

（4）纠正有缺陷的设计，对设计制造缺陷进行附带改善的主动性维修；

（5）防止人为劣化，避免人为损坏，防止损坏性维修；

（6）控制任何非正常的外部条件，控制对设备劣化的加速因素作用。

设备零故障对策如图1所示。

二、设备零故障管理与设备健康管理

追求设备零故障管理的理念与近年来比较热的一种新提法――"设备健康管理"理念也非常吻合。传统管理模式往往忽略在"健康--亚健康"状态的设备形态和性能变化，对机、电、仪、油、水、气、汽、介质等系统的平衡紊乱缺乏相应的技术对策和调控方案。进而造成设备机械损伤加速、工作性能下降、材料浪费超标、能源消耗增高、环境污染严重等问题。这些过程损失和未来后果损失之和往往会大于早期健康维护所付出的成本。

如果我们将设备亚健康状况再详细划分为三个阶段，即"微缺陷"、"中缺陷"和"大缺陷"，在微缺陷阶段，不会发生设备停机，也不会影响设备功能，只是略有异常或者失调的迹象；到中缺陷则会产生小停机，设备功能劣化已经出现，但并不明显；到大缺陷阶段，发展到故障边缘，设备功能明显劣化，故障表征突出，如振动噪音、发热、冒黑烟、泄露、突然的停机等等。我们在"微缺陷"和"中缺陷"采取的策略就是健康管理，维修模式主要是主动维护和靠前维护；依次类推，在"中缺陷"和"大缺陷"阶段采取的策略是劣化管理，维修模式主要是预防维修和状态维修；"大缺陷"和"故障"阶段采取的策略是故障管理，维修模式主要是纠正维修和事后维修。这种情况如图2所示。虽然目前大多数企业设备管理水平还停留在管理"故障"或者是管理"大缺陷"的阶段，但我们应该通过设备零故障管理或者设备健康管理理念的不断深化，向管理"微缺陷"或"小缺陷"阶段迈进。

图2设备不同健康状态的维修策略

三、追求设备零故障必须关注简单原因

多年的企业设备管理实践表明，很多设备问题都是由于一些简单原因导致的，如图3所示是一个企业的全年设备故障次数统计，从图中我们可以看出，类别1操作不当和类别2维护不周导致的设备停机次数占到了50％以上，如果考虑大量的设备小停机和短暂停机，这个比例还要高，符合80/20分布规律。

图3某企业全年设备故障次数统计

国外的统计跟踪数据也反映了这一特征，图4所示就是国外EFESO咨询机构做了统计分析。

图4国外EFESO的故障原因统计分析

既然大部分的设备故障是由于简单原因导致的，因此一个好的维护系统就是要能够去除和处理这些简单原因，这也是我们在开展设备管理工作时，特别要重视自主维护工作的根本所在。

TnPM自主维护工作中，首先强调的就是最基础的一些工作能够做到位并形成闭环，这些最基础的工作的意义和要求是：

清扫：不只是设备表面，还要将设备的"犄角旮旯"清扫干净，让设备、工装的磨损、噪音、松动、变形、渗漏等缺陷暴露出来，及时排除；

润滑：少油、缺脂造成润滑不良，使设备运转不正常，部分零件过度磨损、温度过高造成硬度、耐磨性减低、甚至形成热疲劳和晶粒粗大的损坏。因此要定时、定量、定质、及时进行加油、加脂工作；

紧固：紧固螺栓、螺母，避免部件松动、振动、滑动、脱落而造成的故障。

堵漏：防止、堵塞润滑油脂、压缩空气、蒸汽、水、反应介质、冷却介质、热量、主副产品泄漏。

大力开展这些最基础的工作，就是用最小的投入实现设备零故障管理和设备健康管理，从而减少和消除设备非计划停机，创造最大的效益。

最后特别要说明的是：我们并不是绝对地追求设备零故障和健康管理的。设备故障可以造成生产损失和故障后果损失，但提升零故障的水平由需要付出成本，如预防维修、备件储备、状态监测、点检体系都需要成本。一般而言，零故障水平越高，零故障水平维持成本越高。以成本为纵轴，以零故障水平为横轴，将故障后果损失曲线、生产损失曲线和零故障维持成本曲线画出来，然后将所有这些曲线叠加，我们可以得到一条下凹的曲线，这就是。这条曲线有一个最低点，代表了最小费用。如图5所示。

图5维持零故障水平的损失和成本曲线

作为企业，效益最大化、成本最小化永远是其最直接的目标。按照上图5所示状况，总费用曲线最低点所对应的零故障水平才是企业所希望的。为此，企业要寻找和追求这样的零故障水平。

对于故障停机造成严重生产损失或者故障后果损失的设备，维持零故障水平的成本可以忽略不计，就要不遗余力的追求零故障。

相对维修费用而言，对于故障后果损失、生产损失不严重的设备，完全可以采用故障后的事后维修。

作者1：刘昊，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司装备研究中心，河北省涿州市范阳西路189号（072751）

作者2：徐保强，广州大学工业工程与设备工程研究所副教授，广州大学城外环西路广州大学工程二号楼327室（510006）

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