大数据背景下设备使用年限与维修费用的关系

大数据背景下设备使用年限与维修费用的关系
张立冬
(安徽中烟工业有限责任公司,安徽合肥230088)
摘要：以设备运维过程中积累的大数据为基础,采用数据统计方法进行分析,形成了设备使用年限与日常维修费用内在关系的经验公式,为下一步的成本控制管理及预算制定提供参考依据。

对掌握维修费用支出规律、加强设备经济管理、实施费用精准控制等,均具有重要意义。

关键词：包装机械；烟草；维修费用；使用年限
中图分类号：TS43文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.09D.13
0引言
2014年我国烟草行业根据发展需要，印发了精益管理实施
意见。

按照精益管理“消除浪费，减少投入”核心思想，设备管理
既要注重技术管理，又要注重经济管理，两者要兼顾并重，以实
现资产投入产出效益最大化。

设备作为重要的生产资料，推进
设备精益管理、促进管理水平全面提升十分重要。

为此，实施精
准管理、向管理要效益，是促进设备精益管理工作水平提升最
有效的手段。

因此，通过分析设备使用年限与维修费用的关系，掌握维
修费用支出规律，对加强设备经济管理、实施费用精准控制具
有重要意义。

1分析方法
1.1数据统计
随着计算机技术的广泛应用，行业设备管理工作已进入管
理信息化时代，各种技术平台不仅满足日常业务需要，而且也
为管理工作提供更加有效的服务手段。

基于大数据分析应用，
促进管理水平提升更加凸显了信息化手段的使用价值。

本项目
是基于IBM公司Maximo信息系统提供的系统数据，根据数据
变化情况分析事物的内在规律。

在数据处理过程中，首先选择适用样本即研究对象，依据
设备在行业发挥重要程度及管理优先次序，卷接、包装设备分
别选择了ZJ17机型和ZB45机型。

据不完全统计，这两种机型
在行业资源配置中占比为85%，目前属于行业主力机型，这使
得分析工作更具指导意义。

其次选择样本空间即分析数据。

数
据是分析工作的基础，为保证数据真实、准确、完整，通过加强
对系统日常使用规范性监管，保证了系统使用规范，各种单据
填写正确无误，确保了系统数据及时、准确、真实。

通过甄选，
确定15台ZJ17机型和11台ZB45机型为研究对象，并从系
统中提取它们2017年至2018年期间发生的维修费用，统计
情况见表1。

1.2研究思路
设备在生命周期里运行其故障发生规律形如浴盆曲线（图1）。

该曲线表现了故障率变化的3个阶段。

第一阶段为初始故障期，也称为早期故障期。

它是指新设备（或大修好的设备）的安装调试过程至移交生产试用阶段。

第二阶段是偶发故障期。

这时设备各运动件已进入正常磨位置号
(机台号)
设备
名称
2017年
费用/万元
2018年
费用/万元
最近一次
大修理时间
投产时间1组1-1#ZB45171120172008年3月21日1组1-2#ZB4514820181998年12月31日1组1-3#ZB4521820142000年6月10日1组1-4#ZB4511420132002年1月28日1组1-5#ZB4525320172007年7月10日2组2-1#ZB452919—2009年9月22日2组2-2#ZB452713—2009年9月22日2组2-3#ZB45131020152005年9月22日2组2-4#ZB45171220092002年12月24日2组2-5#ZB4510620172007年12月31日3组3-2#ZB4592820181995年6月30日1组1-1#ZJ17434420101999年1月31日1组1-2#ZJ17241820081996年8月14日1组1-3#ZJ17264020142000年7月7日1组1-4#ZJ17282020102000年6月15日1组1-5#ZJ17321320151995年10月27日2组2-4#ZJ17191520092002年9月30日2组2-5#ZJ17333919971994年12月30日3组3-1#ZJ17141720131994年12月30日3组3-2#ZJ17274020081996年8月14日4组4-1#ZJ17301120091997年12月31日4组4-2#ZJ17231220101997年12月31日4组4-3#ZJ1713820091997年12月31日4组4-4#ZJ1711820121994年12月30日4组4-5#ZJ1722920111998年4月11日4组4-6#ZJ17201420121998年4月11日
表1各机台设备维持费用统
计
设备管理与维修2019翼9（下）
设备管理与维修2019№9（下）
损阶段，操作工人已逐步掌握了设备的性能、原理和调整的特点，故障明显减少，设备进入正常运行阶段。

第三阶段是劣化故障期，也称耗损故障期。

设备随着使用时间的延长，各部分机件因磨损、腐蚀、疲劳、材料老化等逐渐加剧而失效，致使设备故障增多，生产效能下降，为排除故障所需时间和排除故障的难度都逐渐增加，
维修费用上升。

根据设备运行规律可以发现，设备故障与设备役龄存在一定关系，而设备故障发生频率与日常维修费用支出又有极大关联，依据此逻辑进一步推断设备日常维修费用与设备役龄即使
用年限可能存在某种关系。

按照烟草行业设备10年折旧年限规定，根据设备故障曲线固有特性，
将设备日常维修费用分别按照0~2年、2~8年、8~10年、10年以上4个时段进行统计（表2），
为进一步分析两者的关系提供了数据依据。

2模型建立
按照机型分类，根据统计数据作相应散点图，
观察变量X 、Y 之间的关系（图2、图3）。

其中，横坐标为自变量X ，表示设备使用年限，其观测值为x ；纵坐标为因变量Y ，表示设备使用年
限，其观测值为y 。

由图2可以得出X 、Y 变量函数关系Y =f （x ）：当0<x ≤2时，Y =22；当2<x ≤8时，Y =38；当8<x ≤10时，Y =51；当10<x
时，Y =42。

由图3可以得出X 、Y 变量函数关系Y =f （x ）：当0<x ≤2时，Y =29；当2<x ≤8时，Y =24；当8<x ≤10时，Y =23；当10<x 时，Y =28。

3结果分析与检验
3.1
结果分析
从图2、图3可知各机型费用支出的特点：①ZJ17机型维
修费用在0~10年内逐步增长，各时段增长幅度均值为14.5万元，增长趋势呈现良好的线性特性；10年以上费用较前一
阶段有下降趋势，从图2来看，降幅为9万元左右；②ZB45机型维修费用在0~10年内稳步下降，费用总体维持在23~29
万元；10年以上费用较前一阶段有增长趋势（从图3来看，增
幅为5万元）。

3.2
检验
为检验变量表征的真实性，将设备故障率曲线与已知图
形进行比较，用来验证分析结果与实际情况吻合度，
进一步了解费用支出实际情况。

从上面的图、表来看，GDX2（ZB45）
机型图形趋势与设备故障率曲线吻合度较好，
所得函数关系方程式能更好地反映实际情况，
可以在设备管理中作为经验公式加以应用；ZJ17机型在0~10年时段内吻合度较好，
所得函数关系方程式能较好地反映实际情况，10年以上曲线偏离实际较大，其失真可能与生产任务不均衡、设备开动机台数
量变化等因素有关，需要更加关注设备运行情况，可以通过采集多年数据为基础进行纠偏分析，
掌握纠偏程度对其加以修正。

4结语
以卷接、包装烟草机械设备为研究对象，以信息系统为
依托，以设备运维过程中积累的大数据为基础，按照数据统计方法进行分析，形成了设备使用年限与日常维修费用内在
关系的经验公式，为下一步成本控制管理及预算制定提供参
考依据。

设备在生命周期里维修费用构成比较复杂，除日常维修费用外还有大修理费用、项目修理费用和设备改造费用
等，且各类费用受其他因素影响较多，为掌握设备维持费用与各种因素之间关系，还需要在下一步研究工作中以事实为依据，充分发挥大数据应用价值，
在科学方法的基础上，深入分析事物内在规律，找准管理工作的发力点，不断做实、做好管理工作。

〔编辑吴建卿
〕
图1设备的故障曲线
机型年份时段0~2年2~8年8~10年10年以上
PROTOS (ZJ17)2017年223851422018年22333027GDX2(ZB45)
2017年
29
24
23
282018年30282958
表2各机型设备维持费用汇总
万元
图2PROTOS （ZJ17）机型X 、Y 变量散点图
图3GDX2（ZB45）机型X 、Y 变量
散点。