【摘要】在自動(dòng)化柔性生產(chǎn)線中，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)起到了舉足輕重的作用。設(shè)備的主要異常時(shí)間為換刀及設(shè)備故障。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，故障時(shí)間占到30%-50%。也就是說(shuō)，設(shè)備的故障率越低，對(duì)生產(chǎn)效率的提升作用越明顯。本文將在如何科學(xué)的進(jìn)行故障率的統(tǒng)計(jì)開(kāi)展研究，為設(shè)備維護(hù)人員在分析故障、解決故障方面提供數(shù)據(jù)支撐。

【關(guān)鍵詞】故障率；段落；混合模式

一、設(shè)備故障的定義

設(shè)備故障，是指設(shè)備失去或降低其規(guī)定功能的現(xiàn)象，表現(xiàn)為設(shè)備的某些零件失去原有的精度或性能，使設(shè)備不能正常運(yùn)行、技術(shù)性能降低，使設(shè)備中斷生產(chǎn)或效率降低而影響生產(chǎn)。根據(jù)設(shè)備在其壽命周期內(nèi)，由于磨損或操作使用等方面的原因，使設(shè)備暫時(shí)喪失其規(guī)定功能的狀況，設(shè)備故障主要分為2種：突發(fā)故障：突然發(fā)生的故障。發(fā)生時(shí)間隨機(jī)，較難預(yù)料，設(shè)備使用功能喪失。劣化故障：由于設(shè)備性能的逐漸劣化所引起的故障。發(fā)生速度慢，有規(guī)律可循，局部功能喪失。

二、設(shè)備故障率

設(shè)備故障率是指設(shè)備在應(yīng)開(kāi)動(dòng)時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生的設(shè)備故障時(shí)間與應(yīng)開(kāi)動(dòng)時(shí)間的比值：

P=設(shè)備故障時(shí)間/設(shè)備應(yīng)開(kāi)動(dòng)時(shí)間

實(shí)踐證明，設(shè)備的故障率隨時(shí)間的推移呈圖示曲線形狀，這就是著名的“浴盆曲線”。設(shè)備維修期內(nèi)的設(shè)備故障狀態(tài)分三個(gè)時(shí)期：初始故障期：故障率由高而低。材料缺陷、設(shè)計(jì)制造質(zhì)量差、裝配失誤等原因造成。偶發(fā)故障期：故障率低且穩(wěn)定，由于維護(hù)不好或操作失誤造成，最佳工作期。耗損故障期：故障率急劇升高，磨損嚴(yán)重，有效壽命結(jié)束。

設(shè)備管理是以設(shè)備為研究對(duì)象，追求設(shè)備綜合效率，應(yīng)用一系列理論、方法，通過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、組織，對(duì)設(shè)備的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和價(jià)值運(yùn)動(dòng)進(jìn)行全過(guò)程的科學(xué)型管理。

設(shè)備管理的基礎(chǔ)源于對(duì)生產(chǎn)線設(shè)備故障率的統(tǒng)計(jì)及分析。

目前，通用的設(shè)備故障率的統(tǒng)計(jì)一般有2種方法：平均故障率法和最大故障率。

1、平均故障率：生產(chǎn)線所有設(shè)備的故障時(shí)間總和與生產(chǎn)線所有設(shè)備生產(chǎn)時(shí)間總和；2、最大故障率：生產(chǎn)線故障時(shí)間最長(zhǎng)的設(shè)備的故障率代表整線設(shè)備故障率。

但是根據(jù)筆者多年設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)以上2種方法均存在著不同程度的缺陷。平均故障率法：生產(chǎn)線設(shè)備臺(tái)數(shù)多的話，將會(huì)掩蓋個(gè)別設(shè)備高故障率的現(xiàn)象，盡管故障率很低，但并不能說(shuō)明生產(chǎn)線的效率一定高。最大故障率法：僅以一臺(tái)設(shè)備的故障率來(lái)顯示整條線的故障率，以點(diǎn)帶面，在設(shè)備數(shù)量眾多，且有著并行工序的情況下，一臺(tái)設(shè)備的故障率是無(wú)法影響整線效率的，這樣的統(tǒng)計(jì)方法顯然是不科學(xué)的。所以，從科學(xué)統(tǒng)計(jì)出發(fā)，真實(shí)反映設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)的影響，需要對(duì)設(shè)備可動(dòng)率的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)。

三、創(chuàng)新型故障率統(tǒng)計(jì)

以江南某大型發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體機(jī)加工生產(chǎn)線為例，該生產(chǎn)線以德國(guó)進(jìn)口加工中心設(shè)備為主。主要通過(guò)龍門(mén)式機(jī)械手、滾道進(jìn)行工件輸送。在統(tǒng)計(jì)故障率時(shí)，將整條生產(chǎn)線劃分為多個(gè)段落，再通過(guò)段落匯總出整線故障率，主要思路及方法如下：

1）以機(jī)械手、上下在制口作為段落劃分依據(jù)，根據(jù)段落影響原則，將生產(chǎn)線設(shè)備劃分為多個(gè)段落。這樣可以有效降低可動(dòng)率計(jì)算分母，使統(tǒng)計(jì)更加科學(xué)：①以機(jī)械手及關(guān)聯(lián)機(jī)床為段落劃分；②無(wú)機(jī)械手設(shè)備以前后有上下在制點(diǎn)劃分為段落。

2）生產(chǎn)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，將段落作為一個(gè)整體設(shè)備來(lái)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間，例如有個(gè)段落由4臺(tái)機(jī)床組成，每臺(tái)每天工作100分鐘，整體的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)為4臺(tái)總生產(chǎn)時(shí)間400÷4=100分鐘。

3）并行、串行工序分類統(tǒng)計(jì)

對(duì)于設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)的一刀切的算法，存在著不合理性：

①對(duì)于整段設(shè)備，如果是由串行機(jī)床組成，則單臺(tái)設(shè)備的故障，均會(huì)影響整段設(shè)備的生產(chǎn)：

段落故障時(shí)間=機(jī)床1+機(jī)床2+機(jī)床3

②對(duì)于整段設(shè)備，如果存在著并行機(jī)床（加工內(nèi)容相同），一臺(tái)設(shè)備的故障，僅僅影響了效率的一部分，若是關(guān)聯(lián)的機(jī)械手故障，則可以認(rèn)為引起了整段設(shè)備整體故障。

例如：一臺(tái)機(jī)械手，關(guān)聯(lián)4臺(tái)并行機(jī)床。機(jī)床1故障20分鐘，機(jī)床2故障40分鐘，整段生產(chǎn)時(shí)間100分鐘。

則實(shí)際對(duì)生產(chǎn)影響的故障時(shí)間為：20÷4+40÷4=15分

若機(jī)械手故障20分鐘，則會(huì)影響整段生產(chǎn)，所以實(shí)際對(duì)生產(chǎn)影響的故障時(shí)間為20分。

③對(duì)于整段設(shè)備由并行機(jī)床、串行機(jī)床混合組成，則需將以上2種計(jì)算方法混合應(yīng)用。

4）故障故障時(shí)間不重復(fù)計(jì)算

①并行設(shè)備

由于并行設(shè)備已經(jīng)在故障統(tǒng)計(jì)中考慮了效率的折算，所以并行設(shè)備之間的重疊故障時(shí)間在理論上是不存在的。

②并行設(shè)備機(jī)械手

由于機(jī)械手與各并行機(jī)床在實(shí)際意義上相當(dāng)于串行，所以機(jī)械手與各并行機(jī)床的故障是存在重疊的，應(yīng)該扣除。

例如：機(jī)床1.1故障時(shí)間8：00-8：20，故障20分；機(jī)床1.2故障時(shí)間8：10-8：18，故障8分；機(jī)械手故障時(shí)間8：10-8：25，故障15分。

按照我們上面的算法，不考慮重疊時(shí)間，整個(gè)段落的故障時(shí)間應(yīng)該為：（20+8）÷2+15=29分。

這里面就有個(gè)問(wèn)題了，根據(jù)上述情況，機(jī)械手（8：10-8：25）的15分的故障時(shí)間應(yīng)該算為整個(gè)段落的故障時(shí)間，而此時(shí)機(jī)床1.1和機(jī)床1.2不管是不是故障，這一段時(shí)間內(nèi)都是整段故障了，而機(jī)床1.1（8：00-8：10）這段時(shí)間實(shí)際上僅影響生產(chǎn)效率一半，所以正確的故障時(shí)間應(yīng)該為：10÷2+15=20分。

這樣算來(lái)差距還是很大了，根據(jù)機(jī)械手與機(jī)床1的重疊故障時(shí)間為10分，機(jī)械手與機(jī)床2的重疊故障時(shí)間為8分，所以正確的計(jì)算方法應(yīng)該是：（20+8-10-8）÷2+15=20分。

③串行設(shè)備機(jī)械手

該段落內(nèi)如果均為串行設(shè)備，機(jī)械手不管是否存在，都應(yīng)算作與機(jī)加工設(shè)備串行。

同一段落內(nèi)，串行設(shè)備由于任意一臺(tái)故障均是影響整個(gè)段落生產(chǎn)，故應(yīng)該在故障中扣除：例如：機(jī)床1故障時(shí)間8：00-8：20，故障20分；機(jī)床2故障時(shí)間8：10-8：15，故障15分；機(jī)床3故障時(shí)間8：15-8：30，故障15分。按照傳統(tǒng)意義的故障統(tǒng)計(jì)，總共的故障時(shí)間應(yīng)為：20+15+15=50分。

但是整個(gè)段落是在8：00至8：30之間故障，實(shí)際故障時(shí)間為30分，所以機(jī)床2（8：10至8：15）故障的15分以及機(jī)床3（8：15至8：20）的5分的故障時(shí)間應(yīng)為重疊時(shí)間，正確的算法應(yīng)該是：20+15+15-15-5=30分。

四、總結(jié)

科學(xué)的設(shè)備故障率的統(tǒng)計(jì)，可以提高設(shè)備管理人員對(duì)生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的了解，從中找出制約生產(chǎn)的主要因素，但設(shè)備管理不僅限于對(duì)故障率的統(tǒng)計(jì)，與設(shè)備相關(guān)的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也應(yīng)納入故障統(tǒng)計(jì)分析的范疇，如故障間隔時(shí)間、維修次數(shù)、單次維修時(shí)間、生產(chǎn)總時(shí)間、生產(chǎn)天數(shù)等。

而長(zhǎng)時(shí)間故障、慢性故障、再發(fā)故障、頻發(fā)故障等也應(yīng)該持續(xù)統(tǒng)計(jì)，并分析結(jié)果、原因，找到改進(jìn)方向。

只有認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲈O(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行情況，才能有的放矢，做好設(shè)備管理工作。

作者簡(jiǎn)介

呂瑋（1982-），男，本科學(xué)歷，一汽解放汽車有限公司無(wú)錫柴油機(jī)廠重機(jī)部設(shè)備管理科科長(zhǎng)，精通進(jìn)口設(shè)備電氣維修、改進(jìn)及設(shè)備管理。