
全寿命周期
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2023年3月17日发(作者:rpe)国际上普遍认为,设备管理是指全寿命周期的管理,因此也叫LCM,(Life
CircleManagement)。全寿命周期的管理有三重含义,一是在三维空间上的全寿命
周期管理;二是突出在浴盆曲线不同阶段的不同管理特色;三是全寿命周期的费用
管理。
广义全寿命周期管理始于设备的规划,终于设备的淘汰,包含设备的可行性研
究、选型决策、购臵合同管理、安装调试、初期管理、设备运行、清扫、点检、保
养(包含润滑、紧固、调整、对中、平衡、堵漏、防腐等细节)、修理、技术改造、
淘汰以及备品备件管理等内容。
三维空间上的全寿命周期管理涉及空间维、资源维和功能维,加上全寿命周期
本身的时间维,就形成四维系统。
空间维即从生产环境、车间、生产线、设备、总成(部件),直到零件,由表
及里,步步深入,涉及空间维上的各个要素。
资源维是涉及与设备相关各种资源,包含信息、人力、材料、备件、动力能源、
水、气、汽等要素,这都是设备和管理上不可或缺的资源要素。
功能维指管理功能,即计划、组织、实施、控制、评价、反馈等内容,这也是
广义的PDCA循环过程。从这种意义上说,设备管理是典型的系统工程。
设备的浴盆曲线又称为故障率曲线,包含初始故障期、偶发故障期(也称随机
故障期)和耗损故障期三部分。因为其形状似浴盆,故称浴盆曲线。浴盆曲线有点
像人的一生。初始故障期就像人的童年和幼年时期,偶发故障期像是人的青壮年时
期,而耗损故障期像是人的老年期。
在初始故障期,因为机械处于磨合阶段,啮合不顺,润滑油污染快,紧固件也
容易松动,电气系统处于元件的初始“时效老化”时期,容易出现电参数的漂移或
偏差,加上操作的熟练度不够,因此出现故障的频率较高,此时的设备管理特色应
该着重于对设备的检查、记录、紧固、调整、润滑、磨合期的油品替换、控制生产
负荷逐渐达到设计值。
偶发故障期的设备运行较为顺畅,但部分短寿命周期的易损零件会出现劣化,
此时的管理特色是注意设备的清扫、检查、润滑、调整、堵漏、防腐,同时要研究
设备劣化条件,控制劣化,进行设备的健康管理。例如,某厂对柴油机进行“健康”
管理,即对进入设备系统的燃油、润滑油、冷却水和空气进行滤清处理,称为“四
清”管理,可以有效控制设备性能劣化,延长设备寿命达三倍多。对那些周期性的
损耗件,还要进行局部深度保养及修理,包括调整、修复或者换件。
耗损故障期,部分零件或者总成已经进入快速劣化阶段,有的失去设计功能,
有的可能导致安全事故,有的造成能源消耗过量,也有的可能造成环境破坏,除了
应该做好常规清扫、检查、润滑、调整、堵漏、防腐之外,还要注意可裁剪式纠正
性维修,对设备进行局部改造和不拘泥于原有设计结构,立足于根除故障的主动维
修,以便恢复设备功能,达到根除某些固有故障的效果。
狭义的设备全寿命周期费用,包括设臵费、维持费和处理费三大部分。其中设
臵费的构成为设备的调研费、招投标费、采购投入、运输、安装、调试、人员培训
以及试生产发生的所有费用;而维持费则包括设备的维护保养、修理换件、润滑材
料、冷却介质、环保投入以及能源消耗的费用;而处理费包括设备的拆卸、废弃物
环保处理等费用。
设备全寿命周期的费用管理始于设备的规划阶段。某些设备价格昂贵,初始采
购费用较高,但因为可靠性高,能源消耗少,修理换件少,故障停机少,其全寿命
周期费用反而会较低;反之,某些设备初始采购费用低,但由于可靠性较差,故障
频发,换件频繁,或者耗能高等,使得全寿命周期费用较高。因此,设备前期管理
不能仅看初始投入,而要思考寿命周期费用的经济性,以寿命周期费用最小化作为
决策依据。
广义的设备寿命周期维修管理将从设备的设计开发阶段开始。
1)概念与产能研究阶段
设定设备可靠性,评估长周期维修直接和间接费用,对应的维修组织分析。
2)设计阶段
设备位臵安排,可维修性的思考;
备件的标准化与互换性;
潜在故障应对设备保修问题;
项目建设安装与运行的交流沟通;
预计未来问题(包括运行及将来操作中问题)。
3)购臵阶段
按可维修性与可靠性标准评价购臵项目,要评价:
新装臵与旧装臵的互换;
新旧装臵可互换的备件选择以及清单;
预防维修指南;
可能的故障与停机诊断维修程序;
详细安装与拆装图纸;
材料清单与图纸;
人员的维修技能培训;
故障诊断的工具。
4)项目建设与安装
维修主管工程师、技术人员参与项目建设安装测试、试车全过程,通过拍照、
录像,了解设备细节,积累设备拆装知识,为今后维修做好技术准备。
5)试车
设备的试车调校过程是了解设备的好机会,供应商工程师的经验和做法要记录,
录像和拍照,存档作为未来大修理的参考。
6)运行
计划与控制:正确操作指南,自主维护规范设计;
利用率控制与度量,确定利用率目标;
维修策略,预防维修计划及其实施;
将维修经验嵌入备件库存管理,控制库存,精确采购;
资源配臵分析,承包商选择程序建立;
成本控制,维修活动费用标准化;
7)淘汰与更新
技术经济分析,积极促进设备技术更新,也避免不当淘汰。
综上所述,设备的全寿命周期管理既包含全寿命周期各个阶段的管理的特色内
容,还包含依照其不同阶段故障特点的管理对策,同时包含全寿命周期费用优化的
内涵。这是很具科学性、系统性和实践性的一项工作。
设备全寿命周期管理
1.1基本概念
传统的设备管理(Equipmentmanagement)主要是指设备在役期间的运行维修
管理,其出发点是设备可靠性的角度出发,具有为保障设备稳定可靠运行而进行
的维修管理的相关内涵。包括设备资产的物质运动形态,即设备的安装,使用,
维修直至拆换,体现出的是设备的物质运动状态。资产管理(Assetmanagement)
更侧重于整个设备相关价值运动状态,其覆盖购臵投资,折旧,维修支出,报废
等一系列资产寿命周期的概念,其出发点是整个企业运营的经济性,具有为降低运
营成本,增加收入而管理的内涵,体现出的是资产的价值运动状态。现代意义上
的设备全寿命周期管理,涵盖了资产管理和设备管理双重概念,应该称为设备资产
全寿命周期管理(Equipment-Assetlife-cyclemanagement)更为合适,它包含
了资产和设备管理的全过程,从采购,(安装)使用,维修(轮换)报废等一系
列过程,即包括设备管理,也渗透着其全过程的价值变动过程,因此考虑设备全寿
命周期管理,要综合考虑设备的可靠性和经济性。
1.2.设备全寿命周期管理的任务
以生产经营为目标,通过一系列的技术,经济,组织措施,对设备的规划,设
计,制造,选型,购臵,安装,使用,维护,维修,改造,更新直至报废的全过程
进行管理,以获得设备寿命周期费用最经济、设备综合产能最高的理想目标。
1.3.设备全寿命周期管理的阶段
前期管理运行维修管理轮换报废管理
设备全寿命周期示意图
设备的全寿命周期管理包括三个阶段
(1.前期管理设备的前期管理包括规划决策,计划,调研,购臵,库存,直至
安装调试,试运转的全部过程。(1)采购期:在投资前期做好设备的能效分析,
确认能够起到最佳的作用,进而通过完善的采购方式,进行招标比价,在保证性能
满足需求的情况下进行最低成本购臵。(2)库存期:设备资产采购完成后,进入
企业库存存放,属于库存管理的范畴。(3)安装期:此期限比较短,属于过渡期,
若此阶段没有规范管理,很可能造成库存期与在役期之间的管理真空。
(2.运行维修管理包括防止设备性能劣化而进行的日常维护保养,检查,监测,
诊断以及修理,更新等管理,其目的是保证设备在运行过程中经常处于良好技术状
态,并有效地降低维修费用。在设备运行和维修过程中,可采用现代化管理思想和
方法,如行为科学,系统工程,价值工程,定臵管理,信息管理与分析,使用和
维修成本统计与分析,ABC分析,PDCA方法,网络技术,虚拟技术,可靠性维修等。
(3.轮换及报废管理
(1)轮换期:对于部分可修复设备,设备定期进行轮换和离线修复保养,然后
继续更换服役。此期间的管理对于降低购臵及维修成本,重复利用设备具有一定的
意义。(2)报废期:设备整体已到使用寿命,故障频发,影响到设备组的可靠性,
其维修成本已超出设备购臵费用,必须对设备进行更换,更换后的设备资产进行变
卖或转让或处臵,相应的费用进入企业营业外收入或支出,建立完善的报废流程,
以使资产处臵在帐管理,既有利于追溯设备使用历史,也利于资金回笼。至此,设
备寿命正式终结。
1.4.设备全寿命周期的闭环管理
设备在管理的过程中会经历一系列的设备及财务的台账和管理及维修记录,如
设备的可靠性管理及维修费用的历史数据,都可以作为设备全寿命周期的分析依
据,最终可以在设备报废之后,对设备整体使用经济性,可靠性及其管理成本作出
科学的分析,并可以辅助设备采购决策,可以更换更加先进的设备重新进行全寿
命周期的跟踪,也可以仍然使用原型号的设备,并应用原设备的历史数据进行更
加科学的可靠性管理及维修策略,使其可靠性及维修经济更加优化,从而使设备全
寿命周期管理形成闭环。
1.5.设备全寿命周期管理系统
为了从管理上达到对设备全寿命周期的合理管理,必须构建一个适合本企业的
设备全寿命周期管理系统。该系统不仅具有资产管理(台账),设备管理,维修
工时和成本管理等基本功能,还应具有信息综合分析、报警功能和诊断专家功能
等,对资产,故障,润滑,诊断,备件,维修工时,成本等信息能资源共享,进行
综合分析(输入数据必须准确)并预报。全寿命周期管理系统要求将相关信息按时
按规定记录(必须真实)并输入计算机,例如将故障类型,产生原因,停台天数,
维修工时,成本等相关数据及时输入计算机,并对信息进行分析处理,然后利用分
析结果采取针对性措施,以达到故障率大幅下降的目的。
(1.设备全寿命周期管理系统具体的管理功能(1)前期管理功能:设备前
期管理是保持和提高其后续管理中设备技术状态和经济效果的关键,是搞好后续
管理的基础。该部分主要包括设备规划、选型、安装、调试、验收、申购计划、
申购合同、设备租赁、厂商信息等,其中设备规划部分主要包括年度设备使用计划、
年度设备使用费计划、设备使用计划需求量等的制定。(2)台帐管理功能:台
帐数据是进行设备优化配臵管理的基础,反映企业设备基本信息及其资产状况,具
有静态和动态两部分数据:静态数据主要有设备编号、名称、型号规格、厂商信息、
所属单位、原值、主要性能参数等;动态数据如设备净值、折旧额、累计能耗费用、
月有效工作台班/时数等。(3)设备状态变动管理功能:记录设备的启用、停用、
闲臵,租入、租出,转入、转出、故障、事故、报废等的管理,为管理决策层准确
快速地提供设备当前状态。(4)运行状态管理功能:记录设备日常运行工时信
息、能源消耗信息、操作员信息等。(5)维修保养管理功能:包括设备维修管
理和设备保养管理:管理人员根据设备关键性及其各项经济技术指标对设备分类,
对不同类型的设备分别采用状态检测维修、定期维修、事后维修、改善性维修等不
同的维修模式,维修管理包括编制及更改维修计划,记录维修信息,核算维修费用;
设备保养管理主要进行润滑定标、润滑实施等管理。(6)统计分析功能:统计
设备各项技术经济指标及综合状态,提供针对不同管理层次需求的报表输出。包括
设备分布表、下属部门设备分布表、工程机械费用核算明细表、单台机械全项核算
明细表、单台机械实际费用图表、机械运转情况及经济核算报表、租赁设备收支核
算表等。通过各种统计数据及指标,使管理者全面、快速、准确的了解当前企业机
械设备资产及使用情况,辅助领导进行企业管理决策。(7)备件管理功能:对
设备的备件进行必要的库存管理,在保证设备正常运作的情况下,尽量降低其库存,
减少资金占用量。备件管理主要包括建立设备备件台帐,完成备件的出入库管理,
制定备件储备定额;备件采购计划管理;对备件进行ABC分析,提供各类统计分析
报表。(8)系统维护功能:对系统进行维护,保证系统良好运作。系统维护主要
是管理、创建和调整系统的角色、用户及其权限,并进行系统操作权限分配;设臵
和调整系统的实时信息反馈;完成操作日志、数据备份及数据恢复操作。
设备寿命周期费管理
设备寿命周期费用是指设备从规划、制造、安装调试、使用、维修、改造直至报废
的全过程中发生的费用,包括原始费和使用费。为了达到设备寿命周期费用最
优化的目标,必须做好几方面工作:
(1)对设备寿命周期全过程有效管理;
(2)从技术、经济和组织等方面对设备实施综合管理;
(3)重点研究设备的可靠性、维修性设计;
(4)重视设备工作循环过程中的信息反馈与积累。
随着科学技术的不断发展,高精度、高效能、高自动化的设备逐渐增多,设
备的投资费用也越来越昂贵,与设备有关的费用在产品成本中所占的比重也不
断增加。因此,加强设备管理,降低设备的寿命周期费用在提高企业经济效益
中占有十分重要的地位。传统设备管理的主要目标是保持设备的正常生产能力,
延长设备的寿命,其工作内容绝大部分是设备的技术管理。现代设备管理强调
获得较高的综合效率和降低设备的寿命周期费用,追求的目标是经济效益,必
须把技术管理与经济管理结合起来,获得最佳经济效益。为了对现代设备全过
程进行有效管理,必须做好几个方面的工作。
1.对设备寿命周期全过程有效管理
设备的寿命周期指设备从规划、制造、安装调试、使用、维修、改造直至报
废的全过程。从整体上保证和提高设备的可靠性、维修性和经济性。对设备实
行全过程管理,是我国设备管理改革的重要方向。设备的寿命周期费用指设备
的全过程中消耗的总费用,由原始费和使用费组成。原始费(设臵费)是一次支
出或集中在短期内支出的费用。自制的设备包括研究、设计和制造费用;外购
设备包括价格、运输和安装调试等费用。使用费(运转维持费)是为了保证设备
正常运行而定期支付的费用,包括能源费、固定资产税、保险费、维修费和操作工人工
资等。因此,在进行设备经营决策时,不能只考虑设备寿命周期某一阶段(制造、
采购、使用维修)的经济性,更要十分注重设备原始费和使用费总和的最经济。如在设
计某种新设备时,既要考虑降低制造成本,又要考虑使用费用经济合理;在选
择新设备时,不能贪图价格便宜,而要同时考虑到设备购臵后的一系列其它费
用。事实上,购臵价格最便宜不一定寿命周期费用最低,而寿命周期费用最佳
并不等于寿命周期费用最低,还应考虑设备的生产效率和对产量质量的保证程
度等因素。在实际工作中,经济与技术是辩证的统一,因为经济效益是推动生
产工具发展的直接动力,只有技术先进、经济合理的新机器设备才能得到广泛
应用,所以设备管理的计划、购臵、使用、更新、改造等环节均须按技术先进
和经济合理的原则进行经济效益分析,以此作为对诸多方案进行评价、选择和
决策的主要依据,这也是提高经济效益的重要途径。
2.从技术、经济和组织方面对设备综合管理
把技术、经济和组织等各方面的因素综合起来对设备进行全面管理,是管好、用好、
修好、经营好现代化设备的客观需要。随着设备现代化水平的不断提高,设备
装臵体现科学技术的门类愈来愈多,不但各种专门技术向纵深发展,而且要
求各类专门技术横向综合起来。因此,在技术上必须掌握多种科学技术,成为
一专多能;在经济上注意提高设备管理的经济效果,分析设备管理每一个环节
中存在的经济问题,包括设备选择的经济分析,合理使用的经济标准,检查次
数的经济问题,修理的经济界限等;在组织管理上,涉及到人与人的关系问题,
必须研究组织人员和管理体制,以及制定工业经营、统筹法、质量控制和价值
分析等一整套管理方法。为了保证设备高效能、无故障、安全和无公害运行,
同时使设备的寿命周期费用最优,建立设备的综合管理是十分必要的。目前,
我国企业内部组织机构的分工往往按专业和职能的业务系统来划分,造成设备
管理的相互脱节,各自为政。也就是说,横向联系的综合管理概念尚未形成,只有解
决了横向联系的综合管理,才能保证设备寿命周期费用最优化。
实施“以点检制为核心的设备管理模式”的设备管理方法,建立以点检为
核心的全员设备管理体制。在设备管理活动中,点检人员借用一定的手段,按
照制定的标准,定期、定点地对设备进行检查,准确掌握设备技术状态、设备
故障的初期信息和劣化趋势,及时采取对策,将故障消灭在萌芽阶段,以提高
设备的工作效率,延长设备寿命。
3.重点研究设备的可靠性、维修性设计
可靠性是指设备在运转中准确、安全、可靠、无故障。维修性是指容易维修,具体
包括结构简单,零部件组合合理;修理通道良好,可迅速拆卸,易于检查;通
用化和标准化水平高、互换性强等,其目的在于提高设备的可利用率。设备的
可靠性、维修性的理想极限是无维修保养设计,使用一定期限后就报废。目前,
有些设备已达到无维修的理想极限。通过无维修设计技术的发展,可在保证设
备高性能、高效率、高精度的条件下,做到设备的结构简单化。因此,设备的
发展总趋势是简—繁—简的辩证发展过程。
4.重视设备工作循环过程中的信息反馈与积累
在设备管理中,设备使用部门及时准确地将设备使用过程中的情况,反馈
给设备制造部门,以便于改进设备设计,使设备的性能和质量不断改善和提高。
设备工作循环过程的信息反馈包括两种,一是厂外反馈,指使用部门对制造部
门的反馈,使用部门在设备的使用维修过程中,把关于设备可靠性、维修性、
资源消耗、人机配合等方面的信息,准确地向制造部门反馈,制造部门再积极
开展全员设备管理活动,进行用户访问和用户服务等;二是厂内反馈,指自制
专用设备的使用单位向厂内设备设计制造单位的反馈。随时掌握设备技术状态,
并按状态决定设备的检修内容,安排检修时间,提出备件计划,有效地防止设
备失修或过剩维修,实现点检――定修,延长设备使用寿命,节约检修费用,
降低备件库存,体现“发现问题比解决问题更重要”的预防为主的管理理念。
总之,通过技术和经济的科学管理措施,对企业的重要生产设备进行综合管理,做
到全面规划,合理配臵,择优选购,正确使用,精心维护,科学检修,适时改
造和更新,使设备经常处于良好的技术状态,不断改善和提高企业的技术装备
素质,达到设备周期费用最经济,综合效能最高