第十三节 其他各类维修模式综述

一. 以业务为中心的维修(Business Centered Maintenance,简称BCM)

英国安东尼凯利将BCM方法定义为“以完善的管理为基础,在企业状况和安全标准内,以最少的资源和费用,达到企业运行目标和产品质量。” BCM在时间、空间和资源这三维结构上,体现以业务为中心的思想。BCM在时序上,根据企业运行忙闲状况安排维修活动。例如日常的检查、反应式维修、状态维修等;周末则为保障下一周的正常运行而进行修复性工作;夏天的若干天停机则为保障一年运行的修复性工作。工作的范围和深度根据目标值确定。BCM在资源维上体现以最少的资源配备完成企业生产目标,根据区域、每个班次生产状况、设备性质设定维修人员数目、技术工种和任务。BCM在空间维上充分体现维修决策的层次性,主要表现为两级决策;低层决策者为组长、换班调度等,其决策目标是解决运行中规定的任务;高级决策者是维修管理者,主要完成维修的计划、组织实施、监督和控制。

二.基于风险的检查(Risk Based Inspection——RBI)维修体系

挪威、英国和荷兰实验应用RBI方法,取得显著成果。其原理是对安全致命部件实施定量风险评估和操作危险性研究。除了安全关键部件,对那些故障影响可用性或造成停机损失的部件也加以关注。

图3-13-1风险检查频率的优化逻辑

由于这些“问题”部件毕竟属于少数,大多数部件只具有低危害度,这样就使检查维修费用大大节省。RBI方法主要工作首先要确定系统和部件危害度,然后对照历史记录分析设备实际状况,最后要优化检查和维修策略。图3-13-1给出风险检查频率的优化逻辑过程。

三.费用有效性维修(Cost-effective Maintenance)

费用有效维修(Cost-effective Maintenance)简写为(CEM),是通过维修作业的费用效益分析选择维修策略的管理方式。费用有效维修的主要程序如下。

1.辨识和确定各种潜在故障

这种管理模式基本延续使用以可靠性为中心的维修模式所提供的逻辑程序。它通过回答以下问题来辨识。

1)功能——设备使用范围和功能、性能基准。

2)功能性故障——功能性故障的具体表现形式。

3)故障模式——造成每一种功能故障的原因。

4)故障现象和作用——每种故障发生时的伴随现象。

2.以量化方式表示故障后果

不同类型的设备故障后果是不同的,它们可能造成生产中断,也可能会降低产品质量,影响对用户的服务,有的还会威胁到安全或环境,而针对这些故障所进行的恢复性维修,其费用也有所不同。因为故障后果可分成安全、环境、产量、质量、对用户的服务及运行使用费用等方面指标,而这些指标均可以准确或近似地加以量化。

3.恢复性维修的费用

恢复性维修是指非预防性的、计划外临时安排的故障后修理。一般而言,恢复性维修的费用会大大超过预防性维修费用。恢复性维修的费用也是可以计算、量化的。

4.预防性维修的费用

预防性维修作业是有计划安排的维修活动,可以按照作业单元费用、间隔、总工时及其它附加费用加以计算和量化。

5.预防性维修的效益

预防性维修的效益可以由故障后果造成的损失(收入减少数额)和恢复性维修费用这两项减少数额来计算。

6.选择费用有效的预防性维修作业

当我们已经对故障后果造成的损失、恢复性维修的费用、预防性维修的费用,以及故障后果造成的损失和恢复性维修费用的减少数额作出估算之后,就可以选择最佳的维修策略了,一般选择的准则如下:

1)效益/费用比方式。每一种潜在故障的预防性维修作业,其效益/费用的比率BCR由下式计算:

BCR=(RF+RCM)/CPM

式中RF——故障后果造成损失的减少数额(元/年);

RCM——恢复性维修费用减少数额(元/年);

CPM——预防性维修的费用(元/年)。

取max BCR,即BCR最大的NB所代表的预防性维修方式,即所选的最佳维修策略。

2)净效益方式。针对一种潜在故障所进行的预防维修作业,净效益方式为

NB=RF+RCM-CPM

式中NB——净效益。

同样取max NB是最大的NB所对应的预防维修方式,即所选的最佳维修策略。

以上费用和预防维修总关系如图3-13-2所示。

图3-13-2费用和预防性维修总量的关系

费用有效维修方法与可靠性为中心的维修相比,更注重对故障后果、收入损失,维修费用的量化,把以可靠性为中心维修的定性转变成定量化的处理,使维修策略的选择更具有数据依据,也更便于计算机管理。当然,有些量化是近似的,有些量化甚至有一定难度,需要做的基础工作较多。反过来,也正是这些工作,才使维修策略的选择从感性走向理性,从直觉走向科学。

费用有效性维修认为维修概念是对于各类设备的一组维修要求。在维修概念里包含三个关键参数:

1) 设备组。即设备类型、维修范畴、主要故障及备件类型等。

2) 关键性。即设备状态环境的影响,3代表最关键,2其次,1最低。关键性的评价包含安全、健康、环境、生产秩序、后果费用等要素。关键性决定着维修模式的采用。

3) 冗余性。即设备冗余状况,分为A、B、C三类,A代表在不影响功能的条件下,不能有一台停机;B代表可以有一台停机;C代表可以有两台以上停机。冗余性决定着维修的紧迫性和间隔期。

维修策略就是通过维修概念的建立过程而实现的。也就是说,设备具有类似的物理结构和速率,相同的冗余度,并在相同条件下工作,应给以相同的维修策略。策略包括维修工作负荷和类型,即在不同设备类型上的负荷分配、人员分工,是采用常规、预防、修复还是检查等模式,备件准备和储存,以及技术和运行文件编制。维修概念是按照以下顺序建立的:

1) 列出主要故障。

2) 评价故障原因、特点,故障是突发还是渐进,是否可检测等。

3) 按照费用有效方式选择维修策略:检测、预防、修复、关键性越高、冗余度越低,则预防维修的强度越大。

4) 按照关键性和冗余度来确定维修间隔。

5) 描述备件的类型和供货周期。

四.以价值为基础的维修管理(Valued Based Maintenance Management)

显然,设备维修与维护既是效益也是成本,这一点可以从杜邦模型上看出,如图3-13-3所示。

图3-13-3从杜邦模型看设备管理的价值

斯洛伐克的帕沃斯特切克提出以价值为基础的维修管理。帕沃斯特切克认为,价值分析可以提供公司目标和运行决策之间连接的价值链的度量。对维修策略、概念和运行的价值分析,可以使价值链得到改进。维修管理价值链的简单描述如图3-13-4所示。

图3-13-4维修管理的价值链应用

五、商业关键性分析(CCA)

由于资源利用受到限制,推行TPM,RCM需要较长的周期等原因,使维修管理的改进受到影响。维修管理的优劣直接关系到整个商业利益。本文提出了一种商业关键性分析(Commercial Criticality Analysis)的方法,用以帮助维修组织了解维修策略对商业经营的影响。

本方法可以为下面的项目提供有用的分析工具:

1)明确包含直接、可见、隐含在内的维修总成本。

2)评估不同维修策略的后果。

3)评估和调整生产线上备件和储存备件的多少。

4)为开展如RCM等策略提供依据。

首先,我们应该对维修成本作出正确的评估。这个成本包括停机和低于标准的运行。对照停机成本,可以计算出保持正常运行的可见成本,对两者进行比较。即如果增加维修投资,能够使设备减少停机,提高产量,改进质量,提高安全性和环保性,加快响应时间,减少库存等带来的商业利益。

商业关键性分析把每一独立系统停机影响转换成商业结果。这样可以对不同系统进行比较。因为停机不仅造成经济影响,还会产生安全、环境影响,应进行统筹考虑。

首先把运行设备划分成主要运行单元,即主要系统。然后再对系统的每一故障后果进行识别。同时还要考虑在线备件和存储备件。系统故障的商业结果是由系统停机影响来测定的。由此又可以评估当前维修管理体制的成本和效果,进一步发现其应该改进的方面。

按照下面的结果采取不同的策略:

1)高成本的部分要重新评估、加以改进。

2)收支平衡的部分应进行下一步调查,寻求机会降低成本。

3)低成本的部分继续保持。

CCA既可以实行由上至下的改进方法,也可以采用自下到上的改进策略。由上至下的方式是根据最关键领域重要程度的优先序,由上至下逐项加以改进。自下到上的方式,是详细检查每一任务的类型和动作方式,从“换一种方式”的角度出发,暴露出原方式的效率缺陷,提出改进措施。

具体分析方法是可以把上一年的维修工令找出,相同类型的归并,然后利用主次图(pareto图)排序,找出前10名。然后再把这些不同维修工作所消耗的成本、停机造成的损失以及窝工、行走路线浪费造成的损失、有效工作时间进行统计。作出相关的流程图,可以看出那些无用的步骤,便于改进。

CCA可以由多行业人员组成的小组执行,例如可以由维修、生产、技术及财务人员组成的小组进行操作。这是一种联合行动,可以客观地认识管理漏洞。

在CCA评估之后应该做什么呢?主要应该做的工作是:

1)在分析认识中明确可以改进的内容迅速加以改进。

2)在提高认识的基础上改进维修策略。

3)在选出的关键环节进行RCM分析。

4)了解备件存储量,评估减少存储量或提高利用率的意义。

5)实行可靠性为中心的库存(RCI),以减少工程材料库存成本。

6)引入全员生产维修(TPM),包括多技能和任务分析活动。

7)应用集成后勤支持(Integrated Logistic Support,简称ILS)概念延长设备寿命、减少寿命周期费用(LCC)。

8)制定经营目标与个人鼓励相结合的预算。

9)创造改进操作水平和目标的评价、度量方法。

CCA应该成为整体维修策略的一部分,作为改进工作的基础。这种管理方式在英国北海石油作业者集团、国家饮料公司、动物食品生产企业取得了良好的应用效果。挪威的董良等提出一个比较实用的费用有效性维修策略计划模型。这一方法有两个环节:一是要建立维修概念,即不同的设备分类给出不同的维修要求;二是将设备按照关键性、冗余性和设备类别分开,然后再对照相应的维修概念制定维修策略。所谓的费用有效,就是以低费用达到高效益。

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