国外设备管理模式及发展趋势(一)
李葆文
编者按 我国加入世贸组织后，经济发展将面临更多的机会和挑战。作为企业管理重要组成部分的设备管理领域，国际的现状和发展趋势如何，是我国企业普遍关心和值得认真研究的问题。本刊特邀广州大学李葆文教授撰写了“国外设备管理模式及发展趋势”讲座，从本期起连载，供广大企业参考，结合国情、厂情、创造适合自己的设备管理与维修模式。
第一讲 当代国际设备管理发展特征
一、设备现代化的特征
当代设备的技术进步飞快，分别朝着集成化、大型化、连续化、高速化、精密化、自动化、流程化、综合化、计算机化、超小型化、技术密集化的方向发展。先进的设备与落后的维修能力的矛盾将日益严重地困扰着企业，成为企业前进的障碍。一方面，要求企业增加设备的自诊断能力和可维修性，要求设备具有更高的可靠性，甚至引入无维修设计；另一方面，呼唤更良好的售后服务和社会化维修力量，减轻企业设备维修的负担。然而，这些目标的实现需要一个发展过程，一些矛盾解决了，新的矛盾又可能出现。例如自诊断系统出现了，自诊断系统的可靠性、准确性又可能成为企业所担忧的问题。有些企业甚至把过于敏感、经常造成误诊停机的自诊断系统拆掉，回
到人工诊断的原始阶段。总之，新世纪的设备，将以更快的速度进步和发展，甚至超乎人们的想象。
二、现代化设备与维修管理
现代化的设备更复杂，具有更强的系统特性，因此要求更先进的设备维修管理。近年来企业的发展表明，随着设备的技术进步，企业的设备操作人员不断减少，而维修人员保持不变或不断增加。另一方面，操作的技术含量逐渐下降，而维修的技术含量却逐年上升。现今的维修人员遇到的多是机电一体化，集光电技术、气动技术、激光技术和计算机技术为一体的复杂设备。当代的设备维修已经不是传统意义上的维修工所能胜任的工作。这种维修和操作人员变化趋势如图1、图2所示。
图1
图2
先进的设备需要先进的维修技术，更需要先进的管理模式。当代设备涉及工种广泛，设备管理成为一门边缘的、综合性的、系统的学科。设备管理人员需要掌握运筹学、后勤工程学、系统工程学、综合工程学、行为科学、可靠性工程、管理科学、工程经济、工程技术、人机工程等知识。
三、设备管理业务
1.技术管理。包括前期管理(规划、选型决策、采购、合同管理、安装、调试、初期管理等)；设备台账管理(资产、档案管理)；设备状态管理(状态监测和诊断、点检管理)；设备维修管理(维修模式设计、维修计划、维修质量验收等)；设备环保与安全管理；设备润滑管理；备品配件、材料管理；改造、更新管理；合同化维修管理(委外合同维修价格生成、合同生成、合同管理、检验验收等)；专业管理(压力容器、化学腐蚀设备管理，液压、气动系统管理，安全装置管理，计算机网络管理，核反应装置管理，故障、事故管理及设备精度管理等)。
2.经济管理。包括投资方案技术经济分析、评估；设备经济寿命与折旧；寿命周期费用(LCC)、寿命周期效益、设备综合效率分析；外协项目价格体系管理；备件结构模型与备件流动资金。
四、国际设备管理不同体系的历史进展
第一代：事后维修阶段(BM：Breakdown Maintenance)(1950年前)
这个阶段由两个“时代”组成，即兼修时代和专修时代。在兼修时代，由于设备比较简单，设备的操作人员也就是维修人员；随着设备技术复杂程度不断提高，开始有了专业分工，进入了专修时代。这时，操作工专门操作，维修工专门维修。这个阶段的共同特点是，设备坏了才修，不坏不修。
第二代：预防维修阶段(PM:Preventive Maintenance)(1950～1960)
国际上有两大体系共存，一个是以前苏联为首的计划预修体制，另一个是以美国为首的预防维修体制。这两大体制本质相同，都是以摩擦学为理论基础，但在形式和作法上有所不同，效果上也有所差异。
(1)计划预修制
计划预修制是预防性维修的一种，旨在通过计划对设备进行周期性的修理。其中包括按照不同设备和不同使用周期安排的大修、中修和小修。一般情况下设备一出厂，其维修周期基本上就确定下来，这种模式的优点是可以减少非计划(故障)停机，将潜在故障消灭在萌芽状态，缺点是维修的经济性和设备基础保养考虑不够。由于计划固定，较少考虑设备使用实际、负荷情况，容易产生维修过剩或维修不足。中国在五六十年代的工业受前苏联影响较多，也基本采用这种维修体制。
(2)预防维修制
预防维修制是一种通过周期性的检查、分析来制定维修计划的管理方法，也属于预防性维修体系，多被西方国家采用。其优点是可以减少非计划的故障停机，检查后的计划维修可以部分减少维修的盲目性；其缺点是由于当时检查手段、仪器尚比较落后，受检查手段和检查人员经验的制约，可能使检查失误，进一步使维修计划不准确，仍可能造成维修冗余或不足。
第三代：生产维修阶段(PM:Productive Maintenance)(1960～1970)
生产维修体制是以预防性维修为中心，兼顾生产和设备设计制造而采取的多样、综合的设备管理方法，以美国为代表的西方国家多采用此维修管理体制。生产维修由四部分内容组成，即：事后维修(BM:Breakdown
Maintenance)、预防维修(PM:Preventive Maintenance)、改善维修(CM:Corrective
Maintenance)、维修预防(MP:Maintenance
Prevention)。这一维修体制突出了维修策略的灵活性，吸收了后勤工程学的内容，提出了维修预防、提高设备可靠性设计水平以及无维修设计思想。
第四代：各种设备管理模式并行阶段(1970年至今)
(1)综合工程学
综合工程学的说法，70年代由英国丹尼斯
.巴克思在一次国际会议上提出。其定义为：“为使资产寿命周期费用最经济，把相关的工程技术、管理、财务及业务加以综合的学科。”英国政府积极支持丹尼斯的理论，综合工程学这一思想对其他国家也有影响。
(2)全员生产维修(TPM:Total Production Maintenance)
日本在美国生产维修的基础上，吸收了英国综合工程学和我国鞍钢宪法群众路线的思想，提出“全员生产维修”的概念。在本讲座的以后部分还要详细介绍。
(3)设备综合管理
我国在80年代，在前苏联的计划预修体制基础上，吸收生产维修综合工程学、后勤工程和日本全员生产维修的内容，提出对设备进行综合管理的思想。这一体系在我国的《设备管理条例》里有比较详细的论述，但缺乏详细、可操作的规范。企业不同，对设备综合管理的理解不同，管理实践各有特点。
第二讲 从预知维修到状态维修
预知维修(PM:Predictive
Maintenance)产生于计划预防维修之后，是最早依赖计算机系统和软件来记录故障、评估系统和制定维修策略的方法。由于当时的计算机硬软件环境尚为落后，缺乏完整、连续的数据采集系统，常使设备系统的预测不准确，因而影响了预知维修的有效性。这一管理模式毕竟向传统的以时间为基础的预防维修(TBM:Time
Based Maintenance)体制提出了挑战。
随着监测手段的进步和计算机的发展，80年代形成了更为完善的体制，即以状态为基础的维修体制，又称状态维修(CBM:Condition Based
Maintenance)。所谓以状态为基础的维修体制是相对事后维修和以时间为基础的预防维修(TBM)而提出的。其定义为：在设备出现了明显的劣化后实施的维修策略，而状态的劣化是由被监测的机器状态参数的变化反映出来的。
CBM要求对设备进行各种参数测量 ，随时反映设备实际状态，测量的参数可以在足够的提前期间发出警报，以便采取适当的
维修措施。
这种预防维修方式的维修作业一般没有固定的间隔期，维修技术人员根据监测数据的变化趋势作出判断，再确定设备的维修计划。这里，设备诊断技术的应用就十分重要。
在CBM体制中，对每一台设备都应有一套监测或状态检查方法。检查可以是定期的，也可以是连续的。检查手段可以是多种多样的。只有数据表明必须进行维修时才安排维修。而且，由于故障状态是可以预知的，维修是周密计划和有准备的，可以大大提高维修效率，减少维修停机时间。
状态检查可以将测量值与允许的极限值进行比较，以确定维修计划；还可以进行趋向管理，即对测出的数据进行推测，以便预测其可能超出允许值的时间，提前安排维修。
以状态为基础的维修体制，在国内通常称为状态维修或视情维修。这种维修体制是随着故障诊断技术的进步而发展起来的。如果检查手段落后，设备的劣化不能及时、准确地诊断，也就无法进行有效的状态维修。
既然状态维修制比以往的维修体制更经济、更准确、是否对所有设备都应改用这种维修方式呢?这要看企业的性质及其设备状况。一般而言，设备先进、资金密集型产业如钢铁、电力、电子、轻工、化工等，检测仪器初期的投入仅占总设备费用的1%，最高不超过5%，与随机故障停机损失比较是微不足道的。所以，在这些企业采用状态维修，可以减少故障停机维修时间及维修费用，产值可增加
0.5%～3%，其经济效益是可观的。对于非流程工业，以单体设备为主的企业，可以灵活地采用事后、预防和低水平的状态维修方式。 CBM制度一般分三个等级。
CBM(Ⅲ)：最简单、所需费用最低的一种，配备简易手提式状态检测仪器，由检测人员对设备进行巡回定期检查。
CBM(Ⅰ)：最高级、所需费用最多的一种，设备上配备永久性的监测系统，这些系统一般可以通过计算机进行自动故障检测，有相应的报警装置甚至故障诊断专家系统。这种检测系统一般配备在关键(瓶颈)生产线或设备部位上，即那些一旦出现故障会造成重大损失的设备上。
CBM(Ⅱ)：其效能、所需费用介于上述两个等级之间。 状态维修主要依赖于以下诊断技术：
1.复杂软件支持下的振动分析，能够较早发现故障；
2.油液分析，能够发现磨损和液体对液压系统的影响；
3.热成像技术，可以及早发现电子、电气系统故障。 状态维修将成为设备技术进步和发展的必然趋势，具有广泛和深远的意义。
国外设备管理模式及发展趋势(一)
李葆文
编者按 我国加入世贸组织后，经济发展将面临更多的机会和挑战。作为企业管理重要组成部分的设备管理领域，国际的现状和发展趋势如何，是我国企业普遍关心和值得认真研究的问题。本刊特邀广州大学李葆文教授撰写了“国外设备管理模式及发展趋势”讲座，从本期起连载，供广大企业参考，结合国情、厂情、创造适合自己的设备管理与维修模式。
第一讲 当代国际设备管理发展特征
一、设备现代化的特征
当代设备的技术进步飞快，分别朝着集成化、大型化、连续化、高速化、精密化、自动化、流程化、综合化、计算机化、超小型化、技术密集化的方向发展。先进的设备与落后的维修能力的矛盾将日益严重地困扰着企业，成为企业前进的障碍。一方面，要求企业增加设备的自诊断能力和可维修性，要求设备具有更高的可靠性，甚至引入无维修设计；另一方面，呼唤更良好的售后服务和社会化维修力量，减轻企业设备维修的负担。然而，这些目标的实现需要一个发展过程，一些矛盾解决了，新的矛盾又可能出现。例如自诊断系统出现了，自诊断系统的可靠性、准确性又可能成为企业所担忧的问题。有些企业甚至把过于敏感、经常造成误诊停机的自诊断系统拆掉，回
到人工诊断的原始阶段。总之，新世纪的设备，将以更快的速度进步和发展，甚至超乎人们的想象。
二、现代化设备与维修管理
现代化的设备更复杂，具有更强的系统特性，因此要求更先进的设备维修管理。近年来企业的发展表明，随着设备的技术进步，企业的设备操作人员不断减少，而维修人员保持不变或不断增加。另一方面，操作的技术含量逐渐下降，而维修的技术含量却逐年上升。现今的维修人员遇到的多是机电一体化，集光电技术、气动技术、激光技术和计算机技术为一体的复杂设备。当代的设备维修已经不是传统意义上的维修工所能胜任的工作。这种维修和操作人员变化趋势如图1、图2所示。
图1
图2
先进的设备需要先进的维修技术，更需要先进的管理模式。当代设备涉及工种广泛，设备管理成为一门边缘的、综合性的、系统的学科。设备管理人员需要掌握运筹学、后勤工程学、系统工程学、综合工程学、行为科学、可靠性工程、管理科学、工程经济、工程技术、人机工程等知识。
三、设备管理业务
1.技术管理。包括前期管理(规划、选型决策、采购、合同管理、安装、调试、初期管理等)；设备台账管理(资产、档案管理)；设备状态管理(状态监测和诊断、点检管理)；设备维修管理(维修模式设计、维修计划、维修质量验收等)；设备环保与安全管理；设备润滑管理；备品配件、材料管理；改造、更新管理；合同化维修管理(委外合同维修价格生成、合同生成、合同管理、检验验收等)；专业管理(压力容器、化学腐蚀设备管理，液压、气动系统管理，安全装置管理，计算机网络管理，核反应装置管理，故障、事故管理及设备精度管理等)。
2.经济管理。包括投资方案技术经济分析、评估；设备经济寿命与折旧；寿命周期费用(LCC)、寿命周期效益、设备综合效率分析；外协项目价格体系管理；备件结构模型与备件流动资金。
四、国际设备管理不同体系的历史进展
第一代：事后维修阶段(BM：Breakdown Maintenance)(1950年前)
这个阶段由两个“时代”组成，即兼修时代和专修时代。在兼修时代，由于设备比较简单，设备的操作人员也就是维修人员；随着设备技术复杂程度不断提高，开始有了专业分工，进入了专修时代。这时，操作工专门操作，维修工专门维修。这个阶段的共同特点是，设备坏了才修，不坏不修。
第二代：预防维修阶段(PM:Preventive Maintenance)(1950～1960)
国际上有两大体系共存，一个是以前苏联为首的计划预修体制，另一个是以美国为首的预防维修体制。这两大体制本质相同，都是以摩擦学为理论基础，但在形式和作法上有所不同，效果上也有所差异。
(1)计划预修制
计划预修制是预防性维修的一种，旨在通过计划对设备进行周期性的修理。其中包括按照不同设备和不同使用周期安排的大修、中修和小修。一般情况下设备一出厂，其维修周期基本上就确定下来，这种模式的优点是可以减少非计划(故障)停机，将潜在故障消灭在萌芽状态，缺点是维修的经济性和设备基础保养考虑不够。由于计划固定，较少考虑设备使用实际、负荷情况，容易产生维修过剩或维修不足。中国在五六十年代的工业受前苏联影响较多，也基本采用这种维修体制。
(2)预防维修制
预防维修制是一种通过周期性的检查、分析来制定维修计划的管理方法，也属于预防性维修体系，多被西方国家采用。其优点是可以减少非计划的故障停机，检查后的计划维修可以部分减少维修的盲目性；其缺点是由于当时检查手段、仪器尚比较落后，受检查手段和检查人员经验的制约，可能使检查失误，进一步使维修计划不准确，仍可能造成维修冗余或不足。
第三代：生产维修阶段(PM:Productive Maintenance)(1960～1970)
生产维修体制是以预防性维修为中心，兼顾生产和设备设计制造而采取的多样、综合的设备管理方法，以美国为代表的西方国家多采用此维修管理体制。生产维修由四部分内容组成，即：事后维修(BM:Breakdown
Maintenance)、预防维修(PM:Preventive Maintenance)、改善维修(CM:Corrective
Maintenance)、维修预防(MP:Maintenance
Prevention)。这一维修体制突出了维修策略的灵活性，吸收了后勤工程学的内容，提出了维修预防、提高设备可靠性设计水平以及无维修设计思想。
第四代：各种设备管理模式并行阶段(1970年至今)
(1)综合工程学
综合工程学的说法，70年代由英国丹尼斯
.巴克思在一次国际会议上提出。其定义为：“为使资产寿命周期费用最经济，把相关的工程技术、管理、财务及业务加以综合的学科。”英国政府积极支持丹尼斯的理论，综合工程学这一思想对其他国家也有影响。
(2)全员生产维修(TPM:Total Production Maintenance)
日本在美国生产维修的基础上，吸收了英国综合工程学和我国鞍钢宪法群众路线的思想，提出“全员生产维修”的概念。在本讲座的以后部分还要详细介绍。
(3)设备综合管理
我国在80年代，在前苏联的计划预修体制基础上，吸收生产维修综合工程学、后勤工程和日本全员生产维修的内容，提出对设备进行综合管理的思想。这一体系在我国的《设备管理条例》里有比较详细的论述，但缺乏详细、可操作的规范。企业不同，对设备综合管理的理解不同，管理实践各有特点。
第二讲 从预知维修到状态维修
预知维修(PM:Predictive
Maintenance)产生于计划预防维修之后，是最早依赖计算机系统和软件来记录故障、评估系统和制定维修策略的方法。由于当时的计算机硬软件环境尚为落后，缺乏完整、连续的数据采集系统，常使设备系统的预测不准确，因而影响了预知维修的有效性。这一管理模式毕竟向传统的以时间为基础的预防维修(TBM:Time
Based Maintenance)体制提出了挑战。
随着监测手段的进步和计算机的发展，80年代形成了更为完善的体制，即以状态为基础的维修体制，又称状态维修(CBM:Condition Based
Maintenance)。所谓以状态为基础的维修体制是相对事后维修和以时间为基础的预防维修(TBM)而提出的。其定义为：在设备出现了明显的劣化后实施的维修策略，而状态的劣化是由被监测的机器状态参数的变化反映出来的。
CBM要求对设备进行各种参数测量 ，随时反映设备实际状态，测量的参数可以在足够的提前期间发出警报，以便采取适当的
维修措施。
这种预防维修方式的维修作业一般没有固定的间隔期，维修技术人员根据监测数据的变化趋势作出判断，再确定设备的维修计划。这里，设备诊断技术的应用就十分重要。
在CBM体制中，对每一台设备都应有一套监测或状态检查方法。检查可以是定期的，也可以是连续的。检查手段可以是多种多样的。只有数据表明必须进行维修时才安排维修。而且，由于故障状态是可以预知的，维修是周密计划和有准备的，可以大大提高维修效率，减少维修停机时间。
状态检查可以将测量值与允许的极限值进行比较，以确定维修计划；还可以进行趋向管理，即对测出的数据进行推测，以便预测其可能超出允许值的时间，提前安排维修。
以状态为基础的维修体制，在国内通常称为状态维修或视情维修。这种维修体制是随着故障诊断技术的进步而发展起来的。如果检查手段落后，设备的劣化不能及时、准确地诊断，也就无法进行有效的状态维修。
既然状态维修制比以往的维修体制更经济、更准确、是否对所有设备都应改用这种维修方式呢?这要看企业的性质及其设备状况。一般而言，设备先进、资金密集型产业如钢铁、电力、电子、轻工、化工等，检测仪器初期的投入仅占总设备费用的1%，最高不超过5%，与随机故障停机损失比较是微不足道的。所以，在这些企业采用状态维修，可以减少故障停机维修时间及维修费用，产值可增加
0.5%～3%，其经济效益是可观的。对于非流程工业，以单体设备为主的企业，可以灵活地采用事后、预防和低水平的状态维修方式。 CBM制度一般分三个等级。
CBM(Ⅲ)：最简单、所需费用最低的一种，配备简易手提式状态检测仪器，由检测人员对设备进行巡回定期检查。
CBM(Ⅰ)：最高级、所需费用最多的一种，设备上配备永久性的监测系统，这些系统一般可以通过计算机进行自动故障检测，有相应的报警装置甚至故障诊断专家系统。这种检测系统一般配备在关键(瓶颈)生产线或设备部位上，即那些一旦出现故障会造成重大损失的设备上。
CBM(Ⅱ)：其效能、所需费用介于上述两个等级之间。 状态维修主要依赖于以下诊断技术：
1.复杂软件支持下的振动分析，能够较早发现故障；
2.油液分析，能够发现磨损和液体对液压系统的影响；
3.热成像技术，可以及早发现电子、电气系统故障。 状态维修将成为设备技术进步和发展的必然趋势，具有广泛和深远的意义。