生产管理课件-第十五章

第十五章第十五章 维修管理与可靠性维修管理与可靠性一、关于设备维修一、关于设备维修生产设备包括生产工艺设备和辅助生产设备。1.1.维修的含义维修的含义即维护（侧重保养）、修理。检修？2.2.维修的原因维修的原因（1）设备无法从事生产；（2）设备生产效率/产品质量出现问题；（3）及时维护保养防止过度疲劳/磨损，影响设备使用寿命。第一节第一节 设备管理概论设备管理概论二、设备维修二、设备维修类型类型1.1.按维修时间划分按维修时间划分（1）事后维修（2）预防（事前）维修（3）事中维修2.2.按维修集中程度划分按维修集中程度划分（1）集中维修整个工厂设立专门维修部门（如维修部、计量处等），负责全厂设备维修工作。（2）分散维修各车间/部门都有自己的维修小组，负责本车间/部门的设备维修工作。大企业？设备差别大？3.3.按维修主体划分按维修主体划分（1）委托维修即委托其他企业或专业维修公司对本企业的设备进行维修。中小企业或高精尖设备（2）自行维修企业依靠自身力量进行本厂设备维修工作。三、维修业务外包三、维修业务外包1.1.含义：含义：将企业的设备维修工作外包给其他企业、设备供应商、专业维修公司2.2.适用性适用性中小企业建立专门维修队伍必要性缺乏或者没有相应维修能力；部分大企业原因：原因：不愿做与不能做不愿做与不能做（幅度与深度）引进的设备维修技术难度相对大；必要性缺乏；四、设备四、设备管理的主要内容管理的主要内容1.根据本企业的生产特点和工艺过程，经济合理地选用设备；2.根据各种设备的性能和技术特点，恰当安排设备的生产任务/负荷；3.为设备配备比较熟练的操作人员；4.做好设备的使用、维护、保养工作；5.制定设备使用和维修方面的规章制度和责任制度。全过程管理：设备选择、使用与维护三方面第二节第二节 设备设备维修维修内容内容一、设备一、设备/零件的磨损规律零件的磨损规律设备由零部件组成，零部件出现问题通常设备亦无法正常工作。零件从投入使用到报废大致经历如下几个磨损阶段：初期磨损（）：持续时间很短，磨合期；正常磨损（）：持续时间比较长，工作状态正常，应加强保养，延长寿命；急剧磨损（）：零件功能老化，磨损速度比较快，零部件快报废了。下图就是一个新零件的通常的磨损规律：t t磨损程度二、二、典型典型设备故障曲线设备故障曲线浴盆曲线浴盆曲线故障率：初期故障期 ：正常期 ：劣化期t t基本没有变化0 0.初期故障期故障率比较高，原因：零件磨合；操作工不熟练.正常（偶发故障）期故障率比较低，设备运转良好，零件磨合期已过且员工操作日趋熟练。.劣化（耗损故障）期零件性能老化导致故障率迅速上升。设备零部件寿命、性能的配套性。三、设备维修（维护修理）的主要内容三、设备维修（维护修理）的主要内容1.1.日常维护日常维护上润滑油，清扫，紧固松动的零件等。2.2.定期清洗定期清洗每隔一段时间对设备进行一次比较系统的清洗工作（油洗或擦拭）。3.3.定期检查定期检查每隔一段时间都要对设备例行检查，以便及时发现问题，及时处理。4.4.修理（按修理的规模划分）修理（按修理的规模划分）（1）小修。一些小的、局域性的问题及时做出修理。（2）中修。通常一个月、一个季度进行一次，维修工作工作量较大。（3）大修。范围与程度。通常一年进行一次，并在年底进行（年底的生产任务通常比较少）。停产、彻底检修。四、全面生产维修制四、全面生产维修制(TPM)（一）含义（一）含义全员参加的、以提高设备综合效率为目标的、以设备一生为对象的生产维修体制输出：产出；输入：购置费维护保养费修理费-残值（二）基本思想（二）基本思想1.全效益2.全过程3.全员性（三）主要内容（三）主要内容1.日常点检2.定期检查3.恢复性维修4.改善性维修5.突发性故障修理6.维修记录分析7.开展5S活动关于关于5S5S整理：整理：清理掉不需要的东西，如旧的文件、工具以及长期以来没有用过的资料等；整顿：整顿：需要的东西摆放在固定、便利的位置；清扫清扫：清扫设备和车间以消除可能存在的污垢；清洁：清洁：工具、设备、文件等资料位置标准化，保持清洁；素养：素养：提高员工的综合素质。执行力？执行的意识？执行的能力？五、维修术语五、维修术语1.平均故障间隔期（MTBF）：相邻两次故障之间的正常工作期望时间。2.平均维修时间（MTTR）：每次故障修理时间的期望值。3.时间利用率（A）：机器正常运行时间占总时间的比重。T1 R1 T2 R2 T3 R3 T4 T1 R1 T2 R2 T3 R3 T4T T、R R均均看成看成是随机变量。是随机变量。一件产品已经运行了10000小时，并且经历了4次故障，则MTBF约是多少？平均故障率是多少？解：解：平均故障间隔时间MTBF=10000/4=2500小时；平均失效率=1/2500=0.0004次故障/小时。一、备用设备问题一、备用设备问题设备出现问题，产生停工损失费。故企业通常准备一些备用设备。问题：备用设备数量多少最经济。解题依据：期望总成本最少。模型假定模型假定/缺陷：缺陷：不考虑备用设备的购置费用；若备用设备在使用则无维护保养费用。第三节第三节 基本维护策略基本维护策略总成本总成本备用设备维持费备用设备维持费停工损失费用停工损失费用备用设备台数备用设备台数成成本本N*0 0例：例：如果备用设备不足，每一次故障若没有备用设备顶替引发的停工损失为150元/小时；若备用设备过多，则每台备用设备维持费用（维护保养）是80元/小时。问备用设备数量多少最好？有关设备的故障数据见下表：每小时故障每小时故障设备设备数量数量出现次数出现次数相对频率相对频率6 6252525/500=0.0525/500=0.055 5757575/500=0.1575/500=0.154 4125125125/500=0.25125/500=0.253 3175175175/500=0.35175/500=0.352 2100100100/500=0.20100/500=0.20总计总计5005001.001.00设备故障历史数据设备故障历史数据SNiSi65432总期望成本总期望成本6080160240320200.005150080160240131.50430015008016097.003450300150080121.0026004503001500225.00P(SNi)0.050.150.250.350.20SNi需要备用设备数量或出现故障设备台数（状态）；Si现有备用设备数量（方案）。第一列故障设备6台，只有停工损失费用；第一行备用设备6台，只有设备维持费用。经过计算得出：备用设备4台时期望总成本最低。例例设备故障率服从泊松分布，服务率服从指数分布。设机器平均故障率 =0.8；一个维修工平均服务率 =1。若增加工人（最多到4个），则维修时间成比例下降。若维修工人每周工资为250元/人，单台设备停工损失750元。问维修工人多少最合适？二、维修人员数量的确定二、维修人员数量的确定企业维修人员不足，会造成设备停工损失；维修人员过多，又会产生过多的人员开支。问题：维修人员多少最经济？解题依据：总费用最小。解：利用排队论的有关公式，：平均故障率单位时间内发生故障的设备台数；：平均服务率单位时间内维修好的设备数量。1个维修工人时，。维修系统中平均故障设备数量（队长）：总成本为：1250+4750=3250元。2个维修工人时，则维修系统中故障设备平均数量为：总成本为：2250+0.6667750=1000元。3个维修工人时，则维修系统中故障设备平均数量为：总成本为：3250+0.3636750=1023。很明显，当维修工人为4个时，总成本比3个维修工人高。依据总费用最低原则，最佳维修工人数量是2个。三、预防性维修与事后维修三、预防性维修与事后维修0 预防维修程度（次数与质量）费用维修总费用预防维护费用事后维修费用四、更换年限决策（零件用多久四、更换年限决策（零件用多久更换更换最经济）最经济）1.经济更换周期的基本模型K零件购置费用（新零件价格）；u零件使用时间；a常量，近似看成单位时间运行维护费率；C(u)零件在使用到u时刻的运行维护费率。令：C（u）=au，C（u）与u线性相关；G(tG(t)t tK/tK/tat/2at/20 0费费用用Kt t0 0费费用用t*t*t*t*零件使用了t时间的总运行维护费用点费用求和点费用求和G(t)t时间内平均总费用；零件总费用=运行维护费+购置费。求最优更换时间（周期）。问题解决思路：求平均总费用最低的时点。t t时间内的平均总费用时间内的平均总费用2.2.经济更换年限的一般模型（略）经济更换年限的一般模型（略）该模型引入零件残值。一、基本概念一、基本概念令：T：零件的寿命；R(t)=P(Tt)：可靠性函数；r(t)：故障率；F(t)=P(Tt)：新零件在t时间内出现故障的概率；或不能用t这么长时间的概率。概率密度为：概率密度为：1.1.零件的可靠性零件的可靠性它是用来描述零件/设备经久耐用的程度。第四节第四节 设备的可靠性设备的可靠性R(t)就是一个新零件能用t这么长时间而不发生故障的概率（寿命大于t的概率）；R（t）与t密切相关。2.2.故障率（失效率）故障率（失效率）故障率有两种：平均故障率和瞬时故障率，通常所说的故障率为瞬时故障率。平均故障率平均故障率=总故障数/总工作时间（或单位时间内的平均故障数：次数、台数）平均故障率如：例：例：假定我们在极端条件下测试25各滑雪训练机，每个机器测试100小时，被测试的机器中，测试期间有3台出现故障，无法运行，这些训练机的失效率是多少？解：解：故障率=3/(25100)=0.0012次故障/操作小时瞬时故障率：瞬时故障率：设备/系统已经工作到时刻t，在t 之后的瞬间单位时间里发生故障的平均概率，简称为“故障率”。瞬时故障率的进一步解释：瞬时故障率的进一步解释：平均概率；t之前没发生故障，发生故障；近似看成点概率。当 很小时，表示该产品在t以前正常工作条件下，在时段 发生故障的概率。3.3.指数故障率指数故障率指数故障率就是故障率r(t)=常数 （大于0），则故障时间t服从参数为 的指数分布。则有：则有：当当二、递增与递减型故障率二、递增与递减型故障率递增性故障率：零件工作年限越长越容易发生故障；递减型故障率：对新零件而言，刚开始使用时故障率比较高，而后逐渐下降。包括两种类型故障率的函数表示：t t0 0r(tr(t)三、浴盆曲线三、浴盆曲线初期故障期初期故障期正常故障期正常故障期劣化期劣化期四、两种设备故障率分析四、两种设备故障率分析1.1.串联结构串联结构第一种极端第一种极端构成设备的零件都是好的，设备才能正常工作。123N串联结构系统串联结构系统设：Ti第i个零件失效时所经历的时间（零件i的寿命）Ts整个系统（设备）的故障时间（系统S的寿命）每个Ti都是独立的。若各零件的可靠性函数相同，或者零件相同，则有：t时间内设备（系统）故障概率：2.2.并联结构并联结构第二种极端第二种极端只要有一个零件能够工作（没发生故障），整个系统就能正常运转。令TP整个并联系统的寿命（经过多长时间系统发生故障，不能运转）；系系统统可可靠靠要要求求零零件件同同时时可可靠靠零件都不可靠系统才不可靠零件都不可靠系统才不可靠若并联系统由N个相同零件组成，则第五节第五节 保修策略分析保修策略分析零件更换的三种策略：零件更换的三种策略：零件按照K价格购买，不采取保修策略保修期内零件损坏，厂商免费更换；保修期内零件损坏，厂商根据保修期剩余时间给予消费者一定比例折扣，以减少更换零件成本。如：零件价格200元，保修期100天，若60天损坏，则新零件的购买价格为：200-200（100-60）/100=120元。一、免费更换策略：第一种策略一、免费更换策略：第一种策略令：W1零件保修期；C1采用保修策略时零件的成本（价格）；K未采用保修策略时零件的成本（价格）；零件故障率，故障时间t服从指数分布；Y相邻两次采购时间间隔，Y大于W1，即保修期内免费更换。T零件寿命或故障时间。模型假定：模型假定：零件一旦出现故障则完全损坏；保修期内免费更换零件；超出保修期零件出现故障则购买新零件更换；故障时间t服从参数为 的指数分布。问题：是否采用免费更换策略？解题思路：比较一个购买周期的平均成本。Y=W1+超出保修期第一次出现故障时间；（故障时间t服从指数分布）每个购买循环的成本为C1，则采用免费更换策略的平均成本为：无保修时单位时间更换成本为：平衡点：保修更换的购进成本平衡点：保修更换的购进成本理性选择：理性选择：，则不必购买保修；，则不必购买保修；，则购买保修；，则购买保修；，则两种策略均可，则两种策略均可。喜欢冒险的人：尽管符合第二个条件，仍然不购买保修，以期望零件可以用很长的时间而不损坏。二、给付折扣策略：第二种策略二、给付折扣策略：第二种策略沿用上面的符号。同时令：C2给付折扣策略成本（价格）；W2有效期（保修期）；问题与解题思路同上；零件出现故障有两种情况：一次购买循环更换费用期望值为：一次购买循环更换费用期望值为：故障时间（更换周期）期望为：故障时间（更换周期）期望为：单位时间成本为：不采用给付折扣策略单位时间成本为：两者的故障时间期望都是则无须购买给付折扣策略；则需购买给付折扣策略；是否购买给付折扣都可以。理性选择：理性选择：冒险型顾客可能在第二种状态下仍然不购买给付折扣策略。