陳后宋

（浙江省設(shè)備管理協(xié)會(huì) 杭州）

從設(shè)備管理（維修）模式來(lái)說(shuō)，世界上有幾種比較有名的模式，如前蘇聯(lián)的計(jì)劃預(yù)修制（ппР）、美國(guó)的預(yù)防維修（PM）、日本的全員生產(chǎn)維修（TPM）和英國(guó)的設(shè)備綜合工程學(xué)等。我國(guó)的設(shè)備管理（維修）模式，一直都跟在其后，也有60多年的歷史了，總得要有所總結(jié)、有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)造才好。提出一種集技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與現(xiàn)代管理于一體的維修管理模式，將可靠性與經(jīng)濟(jì)性融為一體且能進(jìn)行量化分析與管控的維修模式，簡(jiǎn)稱(chēng)TYZ。量化管理模式如何將可靠性與經(jīng)濟(jì)性融為一體，如何進(jìn)行量化管控與優(yōu)化選擇以及實(shí)施這種管理模式的可操性如何。

設(shè)備的可靠性取決于其零部件的壽命殘存率，也是“現(xiàn)代設(shè)備管理學(xué)的一條基本原理”。新設(shè)備的可靠性，一般可以說(shuō)是100%，但設(shè)備由各種零部件組成，當(dāng)設(shè)備使用到一定時(shí)期后，其零部件就會(huì)出現(xiàn)磨損或其他缺陷，這時(shí)設(shè)備的可靠性就會(huì)降低，至于降低到什么程度，完全取決于零部件的磨損程度。這里有一個(gè)關(guān)鍵詞很重要，即“零部件的平均使用壽命”，有時(shí)也叫“平均故障間隔期”。

零部件壽命殘存率含義：如某種零部件的“平均使用壽命”為1年時(shí)，在其使用到1年的時(shí)候進(jìn)行更換，那這個(gè)零部件的壽命殘存率為零；當(dāng)此零部件使用到半年就進(jìn)行更換時(shí)，其壽命殘存率為50%；以此類(lèi)推?？捎檬剑?）來(lái)計(jì)算殘存率。

式中 y——零部件的壽命殘存率

m——零部件的平均使用壽命

t——零部件已使用時(shí)間或更換時(shí)間

一、可靠性與經(jīng)濟(jì)性怎樣融為一體與怎樣量化

組成機(jī)器設(shè)備的每一個(gè)零部件，都有一定的使用壽命（物質(zhì)壽命），當(dāng)零部件失效時(shí)（指不可修復(fù)的零件），其壽命也就終止；對(duì)可修復(fù)的零部件而言，是指無(wú)故障工作時(shí)間或故障間隔期。

如零部件失效或發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)行更換或修理（事后修理），這時(shí)零部件的壽命已終止，如果在零部件沒(méi)有失效前進(jìn)行更換或修理（預(yù)防維修），這時(shí)零部件的壽命沒(méi)有被充分利用，這叫做潛在壽命，所謂“過(guò)剩修理”，實(shí)質(zhì)上就是指潛在壽命還比較長(zhǎng)，即零部件還不到應(yīng)該更換時(shí)而被更換了，因而造成人力、物力的浪費(fèi)。

所謂“零部件壽命殘存率”是指潛在壽命（剩余壽命）與平均使用壽命的比值。計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。如某個(gè)零部件平均使用壽命為8個(gè)月，當(dāng)用到5個(gè)月時(shí)就更換了，其殘存率y=（8-5）/8=3/8，相當(dāng)于37%，這就是經(jīng)濟(jì)性量化。如果這種零部件失效分布為正態(tài)分布，并假若其標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為1.5個(gè)月，那么標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)z=（m-t）/σ=（8-5）/1.5=2，查正態(tài)分布表可得，其可靠度為 97%，這就是可靠性量化。這樣高的可靠度對(duì)一般民用設(shè)備來(lái)說(shuō)沒(méi)有必要，如果將可靠度降低到80%時(shí)，殘存率是15%左右，其方法是查正態(tài)分布表，所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)z=0.85，按照z=（m-t）/σ的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)計(jì)算公式，倒算出更換的時(shí)間t。有式（2）和（3）。

故t=m-zσ=8-0.85×1.5=8-1.27=6.7，即這個(gè)零部件應(yīng)在使用到6.7個(gè)月時(shí)進(jìn)行更換。此時(shí)的殘存率y=8-6.7/8=0.16，即16%。這樣的殘存率和可靠度對(duì)民用設(shè)備來(lái)說(shuō)都是可以接受的，也是合理的。既保持了80%的可靠度，又大大降低了維修費(fèi)用。這個(gè)比值的大小還可以用來(lái)說(shuō)明現(xiàn)行的修理間隔期或修理周期是否合理，也可以用一個(gè)合理的比值來(lái)確定設(shè)備的修理間隔期或修理周期。

通過(guò)公式（1）能將可靠性與經(jīng)濟(jì)性融為一體，這里的自變量（人為管控的）是t，因變量是y，而y的高低不僅與經(jīng)濟(jì)性有關(guān)，也與可靠性有關(guān)。于是，用這樣的方式將可靠性與經(jīng)濟(jì)性融為一體，以實(shí)現(xiàn)量化維修管理。

零件壽命殘存率是TYZ管理模式中的一個(gè)重要概念，它的高低，不僅與可靠性有關(guān)，而且與經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。研究它的目的，一是使每個(gè)易損件保持必要的可靠性的前提下，把殘存率降到最低限度。二是如何使修理間隔期和修理周期建立在科學(xué)管理的基礎(chǔ)上，也需要研究殘存率。因?yàn)樾蘩黹g隔期的長(zhǎng)短直接影響到殘存率的高低。三是如何使“過(guò)剩修理”這個(gè)概念定量化，也需要研究殘存率問(wèn)題。四是通過(guò)殘存率的研究，可以使設(shè)備維修管理實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和系列化。五是掌握零件壽命殘存率，有利于提高動(dòng)態(tài)管理水平等。

二、TYZ的來(lái)歷

公式（2）和（3）都摘自可靠性工程理論的相關(guān)計(jì)算公式。從公式（1）、（2）和（3），可知零部件的使用時(shí)間 t、零部件使用壽命殘存率y和正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)z這3者的內(nèi)在關(guān)系。通過(guò)這3個(gè)因素和3個(gè)計(jì)算公式，將設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性融為一體并進(jìn)行量化。故這種管理（維修）模式簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)YZ（暫稱(chēng)為“量化維修管理”）。

其中主要是通過(guò)零部件的使用時(shí)間或定期更換時(shí)間t，通過(guò)公式（1）求出零部件壽命殘存率y；再通過(guò)公式（2）求得正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)值z(mì)，然后，從正態(tài)分布表上查得相對(duì)應(yīng)的可靠性（度）是多少。反過(guò)來(lái)也可以先設(shè)定某臺(tái)設(shè)備應(yīng)有的可靠性（度），然后在正態(tài)分布表上查得對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)z；再根據(jù)公式（2）和（3）求得零部件更換的時(shí)間，即定期更換周期。這是確定設(shè)備各種修理周期的主要依據(jù)。

這里的t、y、z都有其物理意義，t代表零部件的使用時(shí)間或定期更換間隔期（周期），故屬于技術(shù)管理；y是零部件壽命殘存率，其高低意味著維修費(fèi)用的高低，控制其高低就是控制維修費(fèi)用，故屬經(jīng)濟(jì)管理；z是正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，通過(guò)它可以確定相對(duì)應(yīng)的可靠性（度），故屬現(xiàn)代科學(xué)管理。將其串在一起，就代表著集技術(shù)管理、經(jīng)濟(jì)管理與現(xiàn)代科學(xué)管理于一體的管理模式，即前面提到的中國(guó)式的設(shè)備管理（維修）模式。

三、TYZ管理模式的優(yōu)越性

追求科學(xué)的、相對(duì)合理的修理間隔期應(yīng)是現(xiàn)代設(shè)備管理學(xué)的最高境界。我國(guó)的設(shè)備維修管理，發(fā)展到今天仍然還是粗放型的，對(duì)于各種修理間隔期的確定，有的雖使用了診斷技術(shù)，但大多數(shù)設(shè)備基本上還是憑經(jīng)驗(yàn)。從前蘇聯(lián)的計(jì)劃預(yù)修制，到后來(lái)的PM和TPM、設(shè)備綜合工程學(xué)，直到近年來(lái)推廣的RCM（以可靠性為中心的維修），對(duì)于修理間隔期的確定，都沒(méi)有找到更科學(xué)、更合理的途徑與模式。只有TYZ模式才有可能使設(shè)備管理與維修走上量化管理的軌道，并對(duì)設(shè)備的可靠性與經(jīng)濟(jì)性實(shí)行有效管控，這也是實(shí)現(xiàn)設(shè)備壽命周期費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)的一種有效途徑。此外，修理間隔期合理還是不合理，要用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)。經(jīng)常說(shuō)的“過(guò)剩維修”或“維修不足”都是跟著感覺(jué)說(shuō)話(huà)，而沒(méi)有用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)，真正的科學(xué)管理就是要用數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話(huà)。說(shuō)“過(guò)剩維修”并沒(méi)有指出在何種情況下的“過(guò)剩維修”，也沒(méi)有辦法說(shuō)明過(guò)剩多少以及怎樣防止過(guò)剩維修。所以現(xiàn)行的各種修理間隔期，都無(wú)法說(shuō)明合理還是不合理。只有通過(guò)以上幾個(gè)公式的計(jì)算，才有證據(jù)說(shuō)明有無(wú)“過(guò)剩維修”。只有實(shí)施量化管理模式，才能制訂出更科學(xué)、更合理的修理間隔期。這是正確選擇修理間隔期的唯一途徑。

設(shè)備修理間隔期的長(zhǎng)短都是與設(shè)備的可靠性連在一起的，只有對(duì)各類(lèi)設(shè)備制訂出合理的可靠性要求，才能制訂出合理的修理間隔期。如對(duì)ABC三類(lèi)設(shè)備制訂出不同的可靠性要求，根據(jù)這種要求再求出合理的修理間隔期。

從理論上說(shuō)，這種管理模式的科學(xué)性比現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外任何一種維修模式要強(qiáng)得多。也可以說(shuō)，這種管理模式（量化維修管理）在設(shè)備管理與維修的理論上，已經(jīng)超越了國(guó)內(nèi)外所有的各種維修模式，它把設(shè)備的技術(shù)管理、經(jīng)濟(jì)管理和運(yùn)用現(xiàn)代管理科學(xué)融為一體，這在國(guó)內(nèi)外設(shè)備管理與維修的發(fā)展史上是沒(méi)有過(guò)的，它是我國(guó)設(shè)備管理完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果。

實(shí)施TYZ管理模式，能解決技術(shù)管理與經(jīng)濟(jì)管理相結(jié)合的難題。在我國(guó)的《設(shè)備管理?xiàng)l例》中規(guī)定，要堅(jiān)持5個(gè)結(jié)合，其中一個(gè)結(jié)合就是技術(shù)管理與經(jīng)濟(jì)管理相結(jié)合，而這個(gè)結(jié)合又是最難的。實(shí)施TYZ管理模式，首先要掌握零部件（先掌握那些主要設(shè)備的易損件）的平均使用壽命以及它們失效的分布狀況。

這里主要是研究屬正態(tài)分布，因?yàn)榱悴考氖怯捎谀p引起的（耗損型故障），即所熟識(shí)的故障率分布“船形曲線(xiàn)圖”（圖1）。右邊一段斜的故障率，應(yīng)屬正態(tài)分布，如圖上的T3所對(duì)應(yīng)的一段；中間一段平的故障率是屬指數(shù)分布，如T2所對(duì)應(yīng)的一段，屬偶發(fā)故障（不作為預(yù)防維修的研究范圍）。T1所對(duì)應(yīng)的這一段故障率屬超指數(shù)分布。這是由于新設(shè)備磨合期所引起的各種故障，故也不屬于預(yù)防維修范圍。

圖1 故障率分布圖

四、小結(jié)

為了簡(jiǎn)化操作程序，提高可操作性，以“標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)”作為可靠性量化的依據(jù)。這種量化也只是為確定相對(duì)合理的修理間隔期或?yàn)榇_定零部件的更換時(shí)間提供理論數(shù)據(jù)。在實(shí)際操作中還得要靠不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，不斷地調(diào)整修理間隔期，逐步提高其合理性。只有掌握大量的原始資料，才有可能實(shí)施量化管理。這一點(diǎn)做起來(lái)并不難，現(xiàn)在用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)和儲(chǔ)存方便得很，但一定要有零部件使用壽命的原始資料，這是實(shí)施“TYZ管理模式”的前提條件。設(shè)備管理人員還必須掌握有關(guān)可靠性工程方面的知識(shí)，這一切當(dāng)然要經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)才能實(shí)施。