基于设备维修维护的原型系统设计与开发

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1、2013年3月■葡目蒜商工艺与设备【文章编号】1673—0038(2013)09—0155—03基于设备维修维护的原型系统设计与开发李存平【太重(天津)滨海重型机械有限公司]摘要：本文从设备管理的角度出发，设计了一套适用于一般生产企业维修维护决策的原型系统。本文首先分析了企业的需求，并提出原型系统体系框架，再重点介绍故障分析方案，包括基于规则和基于案例的故障分析，并在其中引入了与故障分析相关的BOM结构树、故障定义，案例组织等实现细节，最终实现了原型系统并进行总结与展望。关键词：设备管理；故障分析；维修维护；原型系统

2、1前言随着科学技术的发展，现代化设备正在向多功能、高精度和高可靠性的方向发展，并逐渐成为现代化企业的核心生产力⋯。这类产品的壮大对设备管理方法提出了新的要求，如何制定维修维护策略提高设备利用率是保证企业综合效率的重大问题121。纵观国内外设备管理发展史，各国针对自身状况提出了各种设备管理体系，如前苏联计划预修制度、美国后勤工程学、英国设备综合工程学和日本全员生产维修制等，这些都促进了现代设备管理方法的发展M。维修维护是设备管理方法中最重要的技术手段之一，维修决策也一直是可靠性工程的研究热点，诞生了丰富的方法论，如事后

3、维修(CM，CorrectiveMaintenance)、周期性维修(PM，PeriodicMaintenance)、预防性维修(PM，PreventativeMaintenance)、费用有效性维修(CEM，CostEffectiveMaintenance)、以可靠性为中心的维修管理(RCM，ReliabilityCenteredMaintenance)、全面计划质量维修(TPQM，TotalPlanningQualitativeMaintenance)和以利用率为中心的维修(AC，AvailabilitvCent

4、eredMaintenaJlce)等等。近年，视情维修(CBM，ConditionBasedMaintenance)和健康状态管理(PHM，PrognosticsAndHealthManagement)得到了广泛关注阳。然而，每个维修策略都有相应的优缺点，如古老的事后维修十分影响设备利用率；周期性维修容易导致维修过剩和维修不足；RCM在复杂设备上的实施面临可靠性评估的难题；视情维修成本较高而且受恶劣工况影响大等等。综上，面向设备管理的维修维护策略需要建立在我国企业的实际情况，本文以此目的，探索一套适用于我国一般生产企

5、业的工程设备维修维护方案，并实现其原型系统的设计与开发。2系统体系框架适合企业自身特点的维修维护系统必须建立在企业现状的基础上。我国生产制造型企业目前的维修维护普遍采用周期性维修和事后维修的方式，中大型设备的维修都需要依赖厂家，维修响应极差，设备利用率低下，而且台账、故障维修等资料的信息化薄弱，行业知识未能很好提炼并管理。综合考虑，设备维修维护系统必须可以识别故障模式、故障机理，并完成基本故障诊断功能辅助现场维修排查，其体系框架如图1所示。(1)台账管理：主要管理设备的基础信息，如设备卡片，所属单位(车间)，主要性能

6、参数，设备类型，厂家等；[工三葺]剧剿型刿型型———一——r—o——一——一一[1厂’!f二j产品l通1日{故障}故障I筚于·基于结掏I结构I攫式}规则l墁Ⅲ鬟蜊到型到型一一图1设备维修维护原型系统体系框架(2)结构管理：进行设备结构的管理，通用结构的作用在于可以方便地对新进设备进行结构初始化；(3)故障管理：负责定义故障模式和故障规则，故障定义和规则将在第三章详细介绍；(4)故障分析：根据故障征兆进行基于规则(故障机理)和基于案例(维修历史)的故障分析，计算潜在故障的发生概率，辅助现场维修的故障排查：(5)维修记录

7、：管理所有设备的维修记录，并可用于基于案例的故障诊断中；(6)报表生成：按设备、车间、单位等统计指定时间段内的设备故障率、MTBF等指标。故障分析是其中的核心环节，将在后续章节中详细介绍，并从中引入结构、故障、故障规则、案例等的组织方式。3基于规则的故障分析3．1故障的组织我们将故障定义为故障对象、故障模式和纠正措施的空间向量，即：故障：(故障对象，故障模式，纠正措施)，其中，故障模式按照GJBl391制定分类【7l，并根据具体设备进行细化。另外，定义故障规则为故障由一个原因故障引起的概率，即：故障规则=(故障，原因

8、故障，概率)，这样一个故障可能对应多条故障，并且每条规则的概率和为l。现代化设备一般结构复杂，故障模式众多且故障关联复杂。采用传统的产生式规则表示法进行逐条列举的知识组织方式极易导致匹配冲突、组合爆炸、无穷递归、效率低下和维护困难等诸多问题18]。本文采用基于BOM结构树的故障组织方式，如图2所示，基于此，故障规则的关联如图3所示。基于BOM结