學(xué)設(shè)備管理必須要懂的五條曲線
設(shè)備管理的一、二、三、四、五是工廠設(shè)備管理人員應(yīng)該具備的基本知識(shí)。所謂的一二三四五，就是一項(xiàng)偉業(yè)、二大公理、三則定律、四款原則和五條曲線。下面我們重點(diǎn)介紹一下五條曲線。
1. 壽命周期費(fèi)用曲線
設(shè)備全壽命周期所消耗的費(fèi)用可以用一條曲線描繪下來(lái)。如圖1所示。這條曲線可以劃分為三個(gè)階段，在設(shè)備初期購(gòu)置設(shè)備時(shí)我們需要花費(fèi)一筆設(shè)置費(fèi)，它包括設(shè)備購(gòu)置前的調(diào)研、招投標(biāo)、運(yùn)輸、安裝、人員培訓(xùn)等在交付生產(chǎn)運(yùn)行之前所有的花費(fèi)。中間階段我們稱之為維持費(fèi)，包括維護(hù)保養(yǎng)、潤(rùn)滑、維修換件以及能源消耗的所有費(fèi)用，時(shí)有起伏。到最后一個(gè)階段稱為處理費(fèi)。同樣功能的設(shè)備，其壽命周期費(fèi)用可能差異很大。有的設(shè)備設(shè)置費(fèi)低，但設(shè)備不可靠，故障頻發(fā)，修理?yè)Q件較多，后續(xù)的維持費(fèi)較高，整體壽命周期費(fèi)用卻較高。有的設(shè)備初期設(shè)置費(fèi)較高，但維持費(fèi)較低，壽命周期費(fèi)用偏低，我們更傾向于選擇后者。企業(yè)的招投標(biāo)選型應(yīng)該更立足于以壽命周期費(fèi)用最小化為指針進(jìn)行決策。
2. 維修投入曲線
設(shè)備的維修投入與利潤(rùn)的關(guān)系如圖2所示。如果維修投入為零，則利潤(rùn)為負(fù)；隨著投入增加，利潤(rùn)值逐漸上升，一直到達(dá)一個(gè)最高點(diǎn)；繼續(xù)投入，利潤(rùn)下降，我們稱之為維修過(guò)剩。
那么，是否只要增加維修投入就安枕無(wú)憂了？圖3顯示了三種情況。右邊的投入曲線代表張三的管理，其投入大，利潤(rùn)一般，我們稱之為“投入大，水平低”。左邊的曲線代表李四的管理，其投入較小，利潤(rùn)和張三差不多，跟張三比較，稱之為“水平高，但投入小。”中間最高的一條投入曲線代表王五，讓利潤(rùn)達(dá)到最高點(diǎn)，這時(shí)的投入也適當(dāng)增加了。我們稱之為“水平高，投入恰當(dāng)。”這三條曲線告訴我們，除了適當(dāng)投入，管理水平的提升也是必不可少的。
3. 浴盆曲線
浴盆曲線又稱為故障率曲線，如圖4所示。它反映了設(shè)備故障率在設(shè)備一生中的變化，在前面的文章里我們有過(guò)描述。一般而言，新安裝的設(shè)備故障率比較高，有時(shí)半年一年都正常不起來(lái)，我們稱之為初始故障期；以后就進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)定的低故障率時(shí)期，稱之為偶發(fā)故障期；5年至8年以后，設(shè)備故障率又開(kāi)始升高，稱為耗損故障期。工廠的設(shè)備經(jīng)理應(yīng)該熟悉這條曲線。
近年來(lái)在航空業(yè)的研究表明，并非所有的設(shè)備故障率都遵循這條曲線。人們對(duì)故障率的認(rèn)識(shí)變化如圖5所示。
為什么68%的設(shè)備沒(méi)有耗損故障期呢？因?yàn)殡S著設(shè)備可靠性的提升，其有形磨損速度降低，而其無(wú)形磨損速度加快，不少設(shè)備尚未到達(dá)耗損故障期就被淘汰了。隨著系統(tǒng)的復(fù)雜化，我們很難找到適合不同總成的大修理周期，如果人們還堅(jiān)持傳統(tǒng)的大修，可能會(huì)周期性的導(dǎo)入初始高故障率的狀況，于是國(guó)際上提出取消大修理的新概念。取消大修不意味著不修理，而是用可裁剪式、項(xiàng)修的組合來(lái)取代大修。
4. 設(shè)備性能劣化曲線
設(shè)備的性能是一條緩慢的劣化曲線，如圖6所示。其劣化過(guò)程存在著劣化的起始點(diǎn)、潛在故障發(fā)生點(diǎn)和功能故障發(fā)生點(diǎn)。這里潛在故障不是故障，是故障前顯露出來(lái)的一種劣化現(xiàn)象，是可以被人類感知的。功能故障才是故障。從潛在故障到功能故障的間隔期稱為P-F間隔，這在設(shè)備管理領(lǐng)域是十分普及的。
我們平常所強(qiáng)調(diào)的預(yù)防維修，首先要尋找P-F間隔。找到了P-F間隔就可以有效的實(shí)施預(yù)防性維修了，在P點(diǎn)之前做，屬于維修過(guò)剩；在F點(diǎn)之后做，就成為事后維修，屬于維修不足；在P-F間隔做，就恰到好處。尋找和確定P-F間隔并不是一件容易的事。我們的設(shè)備經(jīng)理至少應(yīng)該知道并有意識(shí)的摸索和尋找，才能正確的實(shí)施預(yù)防性維修。
5. 激發(fā)能作用曲線
英國(guó)人阿來(lái)登將故障過(guò)程描述為系統(tǒng)的無(wú)組織過(guò)程，即系統(tǒng)從有序狀態(tài)進(jìn)入無(wú)序狀態(tài)。在這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，如果有故障的激發(fā)器作用，則會(huì)使轉(zhuǎn)化過(guò)程加快。就像一根火柴點(diǎn)燃一張紙，使之與空氣中的氧發(fā)生作用，轉(zhuǎn)變成水和二氧化碳。這個(gè)過(guò)程如圖7所示。在故障激發(fā)器的作用下，系統(tǒng)的能位上升，然后迅速下降，加速了故障的發(fā)生。系統(tǒng)能位的初始狀態(tài)是穩(wěn)固的正常狀態(tài)，在激發(fā)器作用下轉(zhuǎn)換成終止?fàn)顟B(tài)，低于故障的能位狀態(tài)，這代表故障的發(fā)生。
系統(tǒng)無(wú)故障工作的條件是初始的能位足夠高，而且初始能級(jí)與故障能級(jí)之差足夠大，對(duì)于設(shè)備而言就是其固有可靠性足夠高。
什么是激發(fā)能呢？對(duì)設(shè)備而言，一次雷擊、一次電磁干擾、動(dòng)物進(jìn)入電氣系統(tǒng)引起的短路、灰塵改變了電參數(shù)、洪水的浸泡、一次磕碰和撞擊都可能成為激發(fā)能。來(lái)自外部的激發(fā)能有時(shí)難以避免，但來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部的激發(fā)能我們是可以控制的。
這條曲線告訴我們，一些外界的激發(fā)能作用，會(huì)加速設(shè)備的劣化，直到故障。控制激發(fā)能作用，也是設(shè)備維護(hù)體系的重要領(lǐng)域。控制激發(fā)能包括注意不能超負(fù)荷運(yùn)行設(shè)備，減少誤操作，制止有問(wèn)題的原料進(jìn)入裝備，防止損壞性維修等等。
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