生产运作管理精品课件 (11)

n 平均故障期(mean time between failure, MTBF)，是 指两次故障之间的期望时间，其大小等于1/ 其中 为故障率。
n 平均维修时间（mean time to repair，MTTR）， 是指修理时间R的期望值。
n 可用性（availability），是指机器运行时间的平均值：
n 首先，利用排队论的结果求出生产系统的平均故障设备数 量（正在修理的和等待修理的）：
LS






0.8 1 0.8

4
其次，计算使用不同数量维修工人的总成本，然后 进行比 较。当使用一个维修工人时， 总成本为：1×250＋4×750＝3 250（元）。
n 如果使用两个工人，由于提高了服务率，每周可以修好两台 设备，所以：
15.4.3 设备维护业务外包决策
n 外包决策涉及外包策略分析、外包对象选择、服 务商选择、外包风险与收益评估、交易方式选择 与合同设计等广泛内容。
n 实践中，企业一般使用选择性设备维护业务外包。 n 选择性设备维护外包的决策要解决：
l 选择正确的外包对象 l 选择适合特定外包对象的正确交易方式
设备维护外包决策还应做到：
n 设备维护需求分析
n 设备维护能力识别
n 选择性设备维护业务外包决策过程
15.3.3 备用设备问题
某些情况下，一旦设备出现故障，就有可能造成很大的损 失。备用设备就是为了缓解这种情况而出现的。然而，备用设 备会占用大量的资金，造成成本上升。设备管理就是的任务之 一就是要找到一个平衡点。
15.3.4 维修人员的确定
n 假设一组设备的数量足够大，使得到达概率为常 数并且到达间隔时间与服务时间服从负指数分布 （到达率服从泊松分布）。设机器平均故障率 为每周0.8，一个维修工人一个星期能修好一台机 器（m＝1），如果增加工人（最多到4人），则 维修时间成比例地下降，超过4个维修工人时， 需要另外增加一个排队维修场地。若维修工人每 周工资为250元/人，一台机器停歇一周的费用是 750元，问在这种情况下应该招聘多少维修工人？
• 优点：把各部门的生产与维修统一起来，维修时间灵活 • 缺点：分散了维修力量，难以处理技术难度大的维修任务。
15.3.2 委托维修与自行维修
有的企业规模较小，设备数量较少，因此没有 必要自己建立一套完整的维修队伍。如果设备需 要维修，可以委托其他企业或专业维修公司进行 维修保养，这样可以节省不必要的开支。而对于 规模较大的企业，如果设备数量足够多，则应该 建立自己的维修部门，负责本企业的设备维修保 养工作。
跑合，质量不好等。
• 第二段为偶发故障期。设备处于正常运转阶段，故障率较 低，一般由于维护不好和操作失误引起的偶然故障。
• 第三段为磨损故障期。零件开始老化，故障率逐渐上升。
15.2.4 设备维修体制
n 计划预防修理制
计划预修制是根据零件的一般磨损规律和设备故障规律， 有计划地进行维修，在故障发生之前修复或更换已磨损或 老化的零件。
智能维修（Intelligent Maintenance）等新方法。
15.1.3 设备综合工程学
l 把设备的最经济寿命费用作为其研究目的 l 把与设备有关的工程技术、财务、管理等方面结
合起来进行综合性管理 l 研究提高设备的可靠性、维修性设计，提高设计
的质量和效率 l 把设备的一生，即整个寿命周期作为管理和研究
使用。
设备管理的内容
§ 依据企业经营目标及生产需要制定设备规划。 § 选择、购置、安装调试所需设备。 § 对投入运行的设备正确、合理地使用。 § 精心维护保养和及时检查设备，保证设备正常运
行。 § 适时改造和更新设备。
15.1.2 设备维修发展概况
l 事后修理 l 预防维修 l 生产维修 l 维修预防 l 设备综合管理 l 基于状态维修（Condition-based Maintenance）和
A
E (Ti )

MTBF
E (Ti ) E (Ri ) MTBF MTTR
15.2.2 机器零件的磨损规律
n 初期磨损期
零件的表面宏观几何和微观几何都要发生明显变化，磨 损速度很快。这一阶段对设备来说没有什么危害，而是设 备进入正常运转的必经阶段，称“跑合”、“磨合”。
n 正常磨损期
经跑合磨损后，设备各个部分进入了正常工作状态。
业运作的业务，交由外面的服务商，由他们完成， 以维持企业的运营。
推动企业开展业务外包原因：
ü 企业自身资源约束 ü 竞争环境的变化 ü 新的管理思想的推动
15.4.2 设备维护业务外包管理的内容
n 设备维护业务外包战略分析 n 设备维护业务外包决策分析 n 设备维护承包商的评估与选择 n 外包业务执行过程的管理 n 设备维护外包终止
p 为简化问题，假设： ① 机器连续运转； ② 不考虑停机修理时间； ③ 机器上的每一个新零件具有相同的特征； ④ 只考虑更换费用和运行维护费用； ⑤ 目标是取得长期总费用最低； ⑥ 维护一个零件运行费用是au，更换一个零件的
费用是K。
每一周的更换费用＝k
每 一 周 的 维 护 总 费 用 0t C (u )du 0t audu at 2 / 2 设 单 位 时 间 总 费 用 为 G (t )， 更 换 周 期 为 t, 则 G (t )可 由 下 式 给 出
第15章 设备维修管理
15.1 设备管理概述 15.2 生产维修 15.3 基本维护决策 15.4 企业资产管理系统 15.5 设备维护业务外包
15.1 设备管理概论
15.1.1 设备维修管理的概念 n 英国标准3811号给“维修”下的定义是：“各中
技术行动与相关的管理行动相配合，其目的是使 一个物件保持在或者恢复达到能履行它所规定功 能的状态。” n 设备维修管理：指依据企业的生产经营目标，通 过一系列的技术、经济和组织措施，对设备寿命 周期内的所有设备物质运动形态和价值运动形态 进行的综合管理工作。
LS






2
0.8 0.8

ห้องสมุดไป่ตู้
0.6667
总成本为：2×250＋0.666 7×750＝1 000（元）。
n 如果使用3个工人，维修能力为每周修好3台设备，此时
LS






0.8 3 0.8

0.3636
总成本为：3×250＋0.363 6×750＝1 023（元）。
n 比较而言，最佳的维修工人数为2人。
设备管理还坏对企业运营的影响
l 设备管理水平的高低直接影响企业的计划、交货 期、生产过程的均衡性等方面的工作；
l 设备管理水平的高低直接关系到企业产品的产量 和质量；
l 设备管理水平的高低直接影响着产品制造成本的 高低；
l 设备管理水平的高低关系到安全生产和环境保护； l 设备管理水平的高低影响着企业生产资金的合理
的对象 l 强调设备的设计、使用和费用的信息反馈
15.2 生产维修
设备维修的理论有两种基本观点： l 第一种观点建立在摩擦学基础之上，以研究机械
磨损规律的“设备修理周期结构”理论。 l 第二种观点是建立在故障物理学基础之上，以研
究故障规律和设备可靠性的“故障分析与状态管 理”理论。
15.2.1 维修术语
广生产维修
（3）TPM的主要内容
l 日常检点 l 定期检查 l 计划修理 l 改善性维修 l 故障修理 l 维修记录分析 l 开展5S活动（整理（Seiri）、整顿（Seiton） l 清洁（Seisoh）、清扫（Seiketsu）、教养（Shitsuke））
15.3 基本维护决策
15.3.1 集中维修与分散维修
G ( t ) = -
K t2

a 2

0,解得T *

2K a
15.4 设备维护业务外包
15.4.1 设备维护业务外包兴起的背景
关于业务外包 l 业务外包是现代企业普遍采用的一种运作策略。 l 业务外包（outsourcing）,是Outside Resource
Using的意思，即利用外部资源的意思。 l 一般认为，业务外包是以合约方式将原本应由企
n 集中维修
• 集中维修指把所有维修力量集中起来组成专门的设备维修部门， 负责整个企业的设备维修工作。
• 优点：有利于提高维修技术水平，集中力量完成复杂、技术难度 大的维修任务。
• 缺点：易出现生产与维修的脱节，不能及时处理故障。
n 分散维修
• 分散维修就是由企业的各个下层部门分别设立维修小组，每一个 小组负责本部门的设备维修工作。
G (t) 1 (K at ) K at
t
2 t2
由 于 G(t)=K/t 3 0, G (t )是 变 量 t的 凹 函 数 ， 如 图14－5所 示 。
目 标 是 求 出 总 费 用 最 低 的 更 换 周 期 T *,由 于 G (t )是 凹 函 数 ， 其
最优解满足：

日 常 维 护

设
备
的
维
护
定
期
清
洗
换
油

计
划
预
修
制

定 期 检 查




小 修


计

划
修
理
中 修

大
修


实现计划修理的方法
由于设备的重要程度和结构的繁简程度不同，以 及对零件使用寿命的掌握程度不同，因此，规定 了三种不同的实现计划修理的方法。
15.3.5 预防性维修与事后修理
是采取预防性维修还是采取设备发生故障后再 来抢修，这也是一个设备维修的决策问题。通 常，管理人员从成本的角度衡量，寻求总成本 最低的预防性维修水平，避免造成过度维修。
15.3.6 更换年限决策
n 讨论总费用最低的零件更换年限问题。
假设：机器维护费用随着机器的使用年限而增加。这里所讨 论的模型既适用于连续工作的设备，也适用于间歇工作的机 器。 n 不妨假设，更换某个零件的费用是K，该零件在工作年限为 u时的运行费用是C（u），且C（u）的初始值是au。边际更 换费用随时间的推移而降低，边际运行维护费用随时间推移 而上升。总费用是零件更换费用与维护费用之和，这里要找 到总费用最低的更换时间点。
Ø 标准修理法，又叫强制修理法 Ø 定期修理法 Ø 检查后修理法
n 全面生产维修制 （Total Production Maintenance，简称TPM）
（1）TPM的基本思想
l 全效益，是指要求设备一生的寿命周期的费用最小、 输出最大。
设备寿命周期的输出 设备综合效率＝
设备寿命周期的输入
l 全系统，从设备的设计、制造、使用、维修、改造到 更新的设备一生的管理。
l 全员参加，凡是和设备规划、设计、制造、使用、维 修有关的部门和人员都参加到设备管理行列中
（2）TPM的基本特征
l 以提高设备综合效率为目标 l 建立以设备一生为对象的生产维修总系统 l 设计设备的计划、使用、保养等所有 部门 l 从最高领导到第一线工人全体成员参加 l 加强生产维修保养思想教育，开展班组自主活动，推
n 急剧磨损期
零件是有一定寿命的。经过一段时间以后，正常磨损关 系破坏了，这时候的磨损速度非常块，短时间内就可以使 零件丧失应有的精度或强度。
15.2.3 设备故障曲线
(t )
I
(t 0)
II 正常区
III 劣化区
t
• 第一段为初期故障时期。这段时期的故障主要使由于设计 上的原因，安装不正确，操作上的不习惯，新装配零件没有