上篇 机电设备维护维修
第1章 设备维修管理基础知识
1.1 设备及设备管理
1.1.1 设备及特点
设备指可供企业在生产中长期使用、具备一定的功能、单位价值在规定限额以上，并在反复使用中基本保持原有实物形态和功能的物质资料，为生产经营服务的机器、动力装置、仪器仪表等的总称，包括生产设备、动力设备、辅助设备、运输设备等。设备是现代企业进行生产活动的物质技术基础，是企业生产力发展水平与企业现代化程度的主要标志，是企业固定资产的主体。设备涉及企业生产经营活动的全局。提高设备的技术水平是企业技术进步的主要内容。
由于社会生产过程包含了许多领域、行业和专业，除了通用设备外，各种产品生产过程离不开专门的生产设备，如冶炼设备、化工设备、造船设备、煤矿设备、发电设备等，因此，设备种类繁多。随着科学技术的发展，新成果不断应用在设备上，设备的现代化水平发展迅速提高，正在朝大型化、高速化、精密化、电子电气化、自动化等方向发展。
1.大型化
大型化指设备的容量、规模和综合能力越来越大。如我国石油化工工业中合成氨生产装置的规模，20世纪50年代年产只有6万吨，现在建成的大型装置年产可达60万吨。乙烯装置在20世纪50年代年产只有10万吨，2005年投产的中海壳牌乙烯项目年产达到80万吨，实际产能达到100万吨。
冶金工业中，我国沙钢集团的高炉容积为5860立方米，新日铁最大高炉容量为5150立方米，德国蒂深钢厂的最大转炉容量为400立方米；国内的发电设备已能设计制造30万千瓦的水电成套设备，100万千瓦的火电成套设备，三峡电站的装备为68万千瓦的机组。
在其他如造船、机械制造等领域，设备的大型化也十分明显。设备大型化带来了明显的经济效益。
2.高速化
高速化指设备的运转速度、运行效率、控制数字系统的运算速度加快，也包括化学反应速度的加快。如纺织工业中，国产气流纺纱机的转速60000r/min，国外先进的可以达到100000r/min以上。钢厂轧钢工序的轧机速度、高层建筑的电梯运行速度等，运行速度在迅速提高。
3.精密化
设备的精密化决定了零件加工精度和表面质量。如机械制造工业的金属切削加工设备，20世纪50年代精密加工精度为1mm，80年代提高到0.05mm。21世纪初，加工精度又比20世纪80年代提高了4～5倍。现在，主轴回转精度达到0.02～0.05mm，加工零件圆度误差≤0.1mm，表面粗糙度Ra≤0.003mm的精密机床已经在使用。
4.电子电气化
微电子科学与技术、自动控制技术、计算机技术、电气技术、电器元件的快速发展，使新技术在机器设备中集中使用，引起了设备装备的巨大变革。新一代设备如数控机床、加工中心、机器人、柔性制造系统等，广泛应用于生产过程中。机加工生产中可以将车、铣、钻、镗、铰等许多工序工艺集中在一台机床上自动顺序完成，易于快速调整，适用于多品种、小批量的市场需求，可不需要人的直接参与，能够在高压、高温、高真空等环境中，准确完成规定的加工过程，满足工艺要求。
5.自动化
自动化不仅可以自动实现各种生产工序与生产工艺，还能实现对产品的自动控制、整理、包装、设备工作实时状态的检测、监测、报警等处理。如汽车制造厂的锻件、铸件生产自动线，发动机有关零件的加工生产线，家用电器的电路板安装的生产线，冶金工业中的连铸、连轧、型材生产线等。
本书以通用设备为重点，介绍基本管理知识。如图1-1～图1-10所示是常用的车床、铣床、磨床、刨床、钻床、镗床等机加工设备及涉及安全的特种设备，如电梯、起重设备等。
图1-1 车床
图1-2 立式铣床
图1-3 磨床
图1-4 刨床
图1-5 钻床
图1-6 典型机加工车间设备
图1-7 起重设备
图1-8 手扶电梯
图1-9 锅炉
图1-10 电焊设备
1.1.2 设备管理特点及内容
1.设备管理的总要求
设备管理是围绕设备开展的一系列工作的总称。它以设备为研究对象，追求设备综合效率与寿命周期费用的经济性，应用相应的理论、方法，通过技术、经济、组织措施，对设备的物质运动和价值运动进行全过程的科学管理。
设备管理要围绕提高经济效益中心，以获取良好的设备投资效益为目的，依靠技术进步、保证设备正常安全运行，坚持预防为主的管理思路、坚持维护保养与计划检修相结合、坚持修理制造与更新改造相结合、坚持专业人员管理与全员管理相结合、坚持技术管理与经济管理相结合的原则，实现设备的全过程综合管理。
设备有实物形态和价值形态，设备管理包括实物形态管理和设备价值形态管理。前者从规划设置直至报废的全过程即为设备实物形态运动过程；后者在整个设备寿命周期内包含的最初投资、使用费用、维修费用的支出，折旧、技术改造、更新资金的筹措与支出等，构成了设备价值形态运动过程。
2.设备管理的特点
（1）系统理论的应用
设备管理因素多，涉及面广，是一项系统工程。现代设备管理已经成为多学科交叉，包括运筹学、后勤工程学、系统科学、可靠性工程、管理科学、工程经济学、机械电子电气液压仪表等工程技术、人机工程学等。设备管理的系统化就要求在企业内部许多部门的配合、企业之间、行业之间的密切合作。
（2）设备管理进入到全员维修阶段
传统的设备管理，是企业设备部门狭义的维护维修，现代设备管理已经发展到全员维修阶段。
（3）维修专业化与协作化
设备维修是设备管理的一个部分。社会发展，使专业化分工更细，协作需求更明显。相互协作才能专业化生产品种专业、批量大的产品，降低成本，提高效益。组织专业化设备修理是现代管理的发展趋势。设备维修专业化具有维修效率高、修理质量好、成本低、周期短的特点，实行维修专业化，可以减少许多重复的工序或者是维修车间、修理工厂，节省大量的设备，提高设备的利用率，减少固定资产的占用额，合理分配人力资源。
（4）设备管理的信息化
信息管理发展迅速，提高了企业管理的水平与效率，设备管理是企业管理的重要部分。信息系统与管理可以对设备的运行状态、设备故障、故障特点、停机工时、修理时间与费用、备件库存，以及设备改造与折旧、报废进行综合管理。
（5）设备的可靠性、维修性管理
设备可靠性、维修性指标是设备管理的重要内容。设备在使用过程中，不能频繁出现故障，在满足工艺、符合产品质量的前提下，要追求高效率、高效益。
（6）加快设备更新改造
生产设备为生产经营服务，设备管理的一个重要内容就是合理的设备配置、合理的设备选购、自行设计与制造、合理的折旧、技术改造与更新改造等。
（7）节能、环保、职业安全卫生成为重要环节
设备投入不再是简单的购买设备，使用过程涉及的因素很多，必须要综合考虑。如首先要考虑环境保护问题，降低废物排放；节能节约是设备使用的重要技术指标；设备使用中的职业安全卫生也要考虑等。
（8）设备管理的具体性
①技术性。设备是企业的生产手段，是物化的科学技术，是现代科技的物质载体。
②综合性。现代设备是多门科学技术的综合应用，设备管理是工程技术、经济财务、组织管理的综合；为获得设备的最佳经济效益，必须实行全过程管理，是对设备生命周期各阶段管理的综合；设备管理涉及物资准备、设计制造、计划调度、劳动组织、质量控制、经济核算等许多方面的业务，汇集了企业多项专业管理的内容。
③随机性。许多设备故障具有随机性，使得设备维修及其管理也带有随机性质。
④全员性。现代企业管理强调科学调动广大职工参与管理的积极性，实行以人为中心的管理。
3.设备管理的内容
设备管理包括从设备规划调研、可行性研究决策、设计制造或选型采购、安装调试、试运行、使用中维护维修、更新改造到报废的全过程，是整个生命周期的管理，因此，广义的设备管理包含设备维修与狭义的设备管理。
①设备的添置调研。调研生产过程与设备之间的关系、设备与技术之间的关系、设备与工艺之间的关系、设备投资与经济能力及经济效益之间的关系，还有设备与使用维护维修、设备使用与职业安全卫生及环境保护等关系。
②设备选择和评价。依据技术上先进、经济上合理、生产及工艺上可行的原则，正确合理选择设备，综合进行技术、经济的论证，确定最佳方案。
③设备的使用。针对设备特点，合理协调安排生产任务，产品生产必须符合设备的性能要求，制定企业设备管理制度，正确使用设备。设备安全是设备使用中的重要内容。
④设备保养与维修。此过程在企业设备管理中内容多，任务重，具体有设备的定期检查、维护保养、修理计划制定；组织或指导日常维护维修，设备使用备件备品库存及供应商的管理。
1.1.3 设备管理的地位
1.设备管理是有序生产的条件
设备在工业企业资产中总值超过60%。企业经济效益、劳动生产率取决于人员的技术水平与管理水平，取决于设备的技术状态及设备管理制度。设备维护与管理贯穿于企业管理的全过程，如不重视设备维护与设备管理，短时期可能使设备的效率降低、故障增加，长期失修可能造成设备事故、设备提前报废，生产失去连续性、均衡性。特别是现代企业，生产的连续性、自动化程度高，一台设备或一条生产线因故障停产，可能给企业的生产造成重大影响，必须重视设备维护与管理。
2.设备管理是提高经济效益的重要保证
生产现代化，要求企业设备投入加大，如购置费、维修维护保养费、保险费、能源消耗等，费用越来越大，提高设备管理水平，就是要提高设备技术水平和利用率，减少故障，降低使用成本，提高经济效益。
3.设备管理是保证产品质量的前提
产品质量是一个体系，属于质量管理体系范畴。产品质量是生产出来的，直接与设备精度、性能、可靠性有关，高质量的产品必须有高性能高质量的设备做保证。在某些情况下，高水平操作者可以在一般设备上生产出符合质量要求的产品，但不能保证质量稳定。良好设备管理才能保证设备稳定，生产出质量好的产品。随着对设备技术改造的重视、技术的发展、设备性能的提高，直接参加操作设备的人在减少，产品质量有了保证，而从事设备维护维修的人员在增加。
4.设备管理对技术进步有促进作用
科学技术的新成果、各种新的零件、部件、器件迅速运用在设备上，从某种程度上讲，设备是科学技术发展的结晶。另外，设备性能的提高，也促进技术的发展，新工艺、新材料的应用，新产品的实现全部靠设备来保证。可见，提高设备管理的科学性，加强对使用中的设备技术改造与更新，在每次修理中都有不同程度的技术改进，促进技术进步。
1.1.4 设备管理的涉及面、职责
1.涉及面
1）技术方面。设备是由机、电、液、仪表、传感、控制等构成的满足一定功能的整体，设备管理必然涉及技术方面，包括设计与制造技术，设备故障诊断技术与状态检测维修技术，设备的维护保养、中修、大修、改造技术。技术方面应围绕提高设备运行的可靠性，如采用维修性设计、改善性维修，达到无维修设计的境界。
2）经济方面。对设备运行价值的量化考核，是设备使用成本与效益的控制，主要涉及设备规划、调研、决策、购置过程。设备使用成本包括能源消耗、人工劳动成本、日常维护保养成本等评价，设备的中修、大修、改造、更新的经济性评价，设备折旧比例的合理确定。经济方面的要点是建立设备周期寿命的经济费用成本评价。
3）管理方面。采取有效的管理措施，制定管理制度，主要包括设备运行过程各种状态的信息管理系统，设备日常维护维修保养管理系统，设备模具夹具等易损件及备件消耗管理系统，设备报废、规划投资与采购管理系统。管理方面的要点就是建立设备一生的管理信息系统，为企业管理服务。
2.设备管理的职责
1）负责设备资产管理，保持设备安全、稳定、正常、高效的运转，以保证生产的需要；负责动力等公用系统的运转，保证生产的电力供应、循环用水、压缩空气等能源的需要。
2）制定正确使用设备、安全使用设备的基本管理制度。
3）制定设备维修和技术改造更新计划，确定设备资产的管理制度。
4）负责企业生产设备的维护、检查、监测、分析、维修工作，合理控制维修费用，保持设备的可靠性，充分发挥其技术效能，产生经济效益。
1.1.5 设备维修
设备维修是设备管理中的一个部分，传统的狭义的设备管理是指设备维修，尽管目前设备管理的含义在进步，但设备维修在设备管理中的重要程度依旧。加强设备维修工作，设备才能得到合理的使用，正确而适时地维护与保养，有计划的修理、更新、改造，企业可以提高效益。
提高设备完好率，保持并恢复设备精度，延长设备的使用寿命；降低设备的故障率，提高设备利用率，充分发挥设备的有效能力；降低维修成本，减少停工损失和维修费用；降低能源消耗，提高劳动生产率；提高产品加工的质量，减少废品损失；符合环境保护和职业安全卫生的要求。