李建偉，楊金鳳，陳慶巖

（中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司第二固井分公司，天津 300280）

0 引言

隨著社會日益發(fā)展，機械設(shè)備逐漸代替人力獲得了更加頻繁的應(yīng)用，機械設(shè)備的質(zhì)量是其獲得更多應(yīng)用范圍的關(guān)鍵，然而機械設(shè)備的管理及維護(hù)工作還存在許多問題，加強對其研究具有實際意義。三維CAD 技術(shù)在機床、車輛、航空等行業(yè)的應(yīng)用，大大提高了機械設(shè)備的精密程度，減小了加工誤差，原有的管理及維護(hù)方法已逐漸不適用于現(xiàn)代機械設(shè)備的檢驗。因此，針對基于CAD 數(shù)據(jù)的機械設(shè)備管理及維護(hù)技術(shù)亟待研究探索。

1 機械設(shè)備管理及維護(hù)概述

機械設(shè)備作為生產(chǎn)生活中協(xié)助人們完成相關(guān)作業(yè)、提高效率的重要工具，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供了必不可少的支撐。為確保機械產(chǎn)品可以正常、安全地完成重要工作，必須在出廠前對機械設(shè)備的一個或多個質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的測定，判斷該設(shè)備能否滿足相關(guān)作業(yè)要求。有效的機械設(shè)備管理及維護(hù)，不僅可以避免在實際應(yīng)用中因質(zhì)量問題導(dǎo)致的安全事故與經(jīng)濟損失，還可以更加有針對性地對機械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。因此，對機械設(shè)備管理及維護(hù)工作中的問題進(jìn)行分析研究，并給出相關(guān)改進(jìn)措施，具有重要的實際價值。

2 機械設(shè)備管理及維護(hù)步驟

2.1 管理及維護(hù)具體步驟

（1）根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品技術(shù)說明，在充分了解機械設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及零件構(gòu)成的基礎(chǔ)上，針對局部及整體功能和特點的差異性，進(jìn)行針對性的檢驗。

（2）按照規(guī)定的檢驗方法和規(guī)范，借助所要求的量具及電子儀器設(shè)備等測定產(chǎn)品進(jìn)行精確測量。

（3）將測量的實際結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的要求值進(jìn)行比對，給出實際誤差偏離度，根據(jù)比較結(jié)果判斷該機械設(shè)備是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

（4）對相關(guān)部件參數(shù)及整機性能參數(shù)進(jìn)行記錄并反饋給相關(guān)部門，以便后續(xù)產(chǎn)品的管理及維護(hù)保養(yǎng)。

2.2 機械設(shè)備管理及維護(hù)制度

（1）三檢制。三檢制是指自檢、互檢與專檢相結(jié)合的檢驗制度：①自檢是指該設(shè)備的生產(chǎn)商根據(jù)圖紙要求、工藝水平和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自我檢查的形式，該檢驗方式實現(xiàn)容易，但可靠性較差；②互檢是指生產(chǎn)人員對上道工序中生產(chǎn)的半成品在進(jìn)行自我加工前的檢驗，通過這種檢驗方式可以較為高效地管控產(chǎn)品重大質(zhì)量問題；③專檢是指通過相關(guān)部門專業(yè)檢驗人員組成檢驗小組進(jìn)行更為嚴(yán)格和專業(yè)的管理及維護(hù)，它具有自檢與互檢不可取代的功能，是產(chǎn)品管理及維護(hù)的“守門員”，是三檢制中的檢驗主導(dǎo)。

（2）重點工序雙崗制。重點工序雙崗制正如字面意思所述，在較為重要的生產(chǎn)工序加工階段，除相關(guān)制造人員外還需有相應(yīng)的檢驗人員和技術(shù)人員在場，通過不同崗位職責(zé)的人員互相監(jiān)視，確保重點工序所加工的零部件符合規(guī)定。采用重點工序雙崗制要求生產(chǎn)人員、技術(shù)人員和檢驗人員在相關(guān)文件上做出記錄并留檔，以便后續(xù)查詢。

（3）留名制。留名制是從中國古代延續(xù)至今的一個檢驗制度，是指在生產(chǎn)中從原材料入廠到設(shè)備生產(chǎn)完成過程中，相關(guān)管理及維護(hù)人員在每一道工序和每一個零部件上必須簽名或加蓋印章，該簽名表示本道工序已達(dá)到相關(guān)的管理及維護(hù)要求，后續(xù)如有問題可尋找專員進(jìn)行問責(zé)。

（4）質(zhì)量統(tǒng)計和分析制。質(zhì)量統(tǒng)計和分析制是生產(chǎn)車間與質(zhì)檢部門根據(jù)實際情況，對機械設(shè)備的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計、計算和分析，并按時上報于質(zhì)檢部門，從而對設(shè)備質(zhì)量變動規(guī)律有所掌握。機械設(shè)備管理及維護(hù)分析指標(biāo)主要包括抽查合格率、抽樣率以及設(shè)備一等品率、二等品率和廢品率等。

3 機械設(shè)備檢測規(guī)則庫建立

3.1 CAD 數(shù)據(jù)管理及維護(hù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

在對機械設(shè)備進(jìn)行管理及維護(hù)過程中，CAD 參考的規(guī)范大致有以下4 類。

（1）制圖標(biāo)準(zhǔn)。制圖標(biāo)準(zhǔn)主要選取GB/T 18229—2000《CAD工程制圖規(guī)則》、GB/T 14665—1998《機械工程CAD 制圖規(guī)則》和GB/T 18617.1—2002《技術(shù)產(chǎn)品文件CAD 圖層的組織和命名 第1 部分：概述與原則》。

（2）CAD 技術(shù)規(guī)范。CAD 技術(shù)規(guī)范采用的是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織在第10 次技術(shù)委員會擬定的ISO 16792《數(shù)字產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則》文件。

（3）機械設(shè)備制造企業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。機械設(shè)備制造企業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是相關(guān)企業(yè)根據(jù)自己的加工水平、技術(shù)能力選用的相關(guān)個性化標(biāo)準(zhǔn)，針對于不同的企業(yè)，該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容及精密程度有所不同。

（4）幾何數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。幾何數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般采用GB/T 18784.2—2005《CAD/CAM 數(shù)據(jù)質(zhì)量保證方法》，該標(biāo)準(zhǔn)可以使設(shè)備制造企業(yè)在生產(chǎn)過程中對發(fā)生數(shù)據(jù)交換的產(chǎn)品CAD 數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)檢驗，是機械設(shè)備質(zhì)量的基本依據(jù)。

3.2 CAD 數(shù)據(jù)管理及維護(hù)規(guī)則庫

機械設(shè)備的CAD 數(shù)據(jù)是保證機械設(shè)備質(zhì)量合格的基礎(chǔ)因素，因此對機械設(shè)備質(zhì)量的檢驗首先要進(jìn)行CAD 數(shù)據(jù)的管理及維護(hù)。CAD 數(shù)據(jù)管理及維護(hù)需架構(gòu)出合理的檢驗規(guī)則庫，分為3 個模塊。

（1）機械設(shè)備屬性規(guī)則庫。設(shè)備屬性主要是指在設(shè)備生產(chǎn)中CAD 數(shù)據(jù)在材料、標(biāo)注、指引線、公差、剖面等的定義。在機械設(shè)備管理及維護(hù)中，需要重點檢測的是顯示和相關(guān)性，只有對產(chǎn)生標(biāo)注的顯示及相關(guān)數(shù)據(jù)元素的相關(guān)性進(jìn)行了密切檢驗，才能確保機械設(shè)備具有較高的精度和可靠的穩(wěn)定性。

（2）幾何參數(shù)特征規(guī)則庫。無論是用于何種場景下的機械設(shè)備，其CAD 圖紙都應(yīng)在模型比例、單位、精度和完整性上做出硬性的檢驗規(guī)范。在設(shè)計圖紙中，設(shè)備經(jīng)過旋轉(zhuǎn)、拉伸可以實現(xiàn)相關(guān)功能，但在實際生產(chǎn)中卻容易出現(xiàn)CAD 設(shè)計中忽視的許多問題，造成螺紋失效、強度不夠等差錯，所以為了確保機械設(shè)備在使用過程中不出現(xiàn)安全問題，有必要對幾何特征進(jìn)行細(xì)致檢驗。

（3）幾何公差規(guī)則庫。在實際項目中，有許多因為機械設(shè)備關(guān)鍵部件的微小公差而導(dǎo)致最終機械設(shè)備整體損壞的案例，確保機械設(shè)備不因制造公差而造成大的經(jīng)濟損失是十分必要的。制造公差包括形狀公差、輪廓公差、位置公差和定向公差等，但是國內(nèi)相關(guān)的公差標(biāo)準(zhǔn)沒有明確建立，可多參考國外公司的公差檢測進(jìn)行相關(guān)的管理及維護(hù)。

4 機械設(shè)備CAD 數(shù)據(jù)管理及維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計

由于機械設(shè)備制造業(yè)是流水線作業(yè)模式，因此在構(gòu)建CAD 數(shù)據(jù)管理及維護(hù)的規(guī)則庫后，應(yīng)針對于制造生產(chǎn)過程進(jìn)行相關(guān)的檢驗系統(tǒng)設(shè)計，將管理及維護(hù)落于實處，更加高效地進(jìn)行相關(guān)加工和檢驗工作（圖1）。結(jié)合上述規(guī)則庫，參考國外企業(yè)的管理及維護(hù)平臺架構(gòu)，設(shè)計機械設(shè)備管理及維護(hù)CAD 數(shù)據(jù)檢驗系統(tǒng)架構(gòu)。

圖1 系統(tǒng)流程

4.1 CAD 數(shù)據(jù)管理層

機械設(shè)備作為大型工具，所包含的部件眾多，在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的CAD 數(shù)據(jù)量也是極大的。龐大的數(shù)據(jù)量極易造成信息檢驗不足，從而引發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量問題，因此需要基于數(shù)據(jù)庫建立各流程相互獨立的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)該以查詢?yōu)橹?，采用靜態(tài)數(shù)據(jù)，不進(jìn)行信息上下層的流動。各個層級對本層級的數(shù)據(jù)絕對負(fù)責(zé)，從而減少數(shù)據(jù)冗余、優(yōu)化查詢功能和數(shù)據(jù)完整性、避免數(shù)據(jù)在傳遞過程中產(chǎn)生的誤差和重復(fù)工作。

數(shù)據(jù)層應(yīng)具體分為：①Name 模塊，包含檢測部件名稱、檢測人員名稱、檢測時間、檢測結(jié)果及備注；②Thing 模塊，包含檢測項目標(biāo)示、檢測項目內(nèi)容、判定結(jié)果和描述等。通過對設(shè)備部件的檢測和相關(guān)負(fù)責(zé)人員分類標(biāo)示，提高管理及維護(hù)的效果，并明確相關(guān)責(zé)任制。

4.2 數(shù)據(jù)傳底層

在相關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)于數(shù)據(jù)層檢驗完畢后，采用ODBC API 接口對高層級人員進(jìn)行檢驗結(jié)果傳遞。該層級相關(guān)檢驗人員僅接受檢驗結(jié)果，而不負(fù)責(zé)具體部件的細(xì)節(jié)檢驗。在收到總體部件檢驗合格的數(shù)據(jù)后，可抽樣選擇部分關(guān)鍵部件進(jìn)行二次核查，在核查完畢后向裝配人員發(fā)出后續(xù)加工指令，這樣既可以減少過多的重復(fù)性工作，又可以極大地提高工作檢驗效率和水平，提高機械設(shè)備的可靠性。

4.3 組裝與最終檢驗層

該層級對機械設(shè)備部件進(jìn)行最終的組裝工作，在完成整體構(gòu)建后，針對相關(guān)機械設(shè)備所具有的功能和施工條件進(jìn)行針對性出廠管理及維護(hù)。在復(fù)雜工況下對機械設(shè)備的可靠性、強度、功能完成度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行檢驗，確保該機械設(shè)備可以準(zhǔn)確完成所需功能，一旦出現(xiàn)問題則按照層級反推逐層尋找責(zé)任人，并對該問題進(jìn)行翻修，對相關(guān)人員做出批評懲罰。

5 機械管理及維護(hù)工作改善途徑

5.1 完善檢驗體制，落實檢驗工作

檢驗相關(guān)機械設(shè)備的部門對精密化程度應(yīng)有更高的要求和規(guī)范，相關(guān)部門必須確立完善、行之有效的檢驗體制，針對于不同運用用途、環(huán)境的機械設(shè)備，選擇合適的檢驗設(shè)備進(jìn)行檢驗。同時參照相關(guān)質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)對檢驗環(huán)節(jié)進(jìn)行打分和分析，確保檢驗工作可以落到實處。

5.2 統(tǒng)一檢驗標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范檢驗流程

為使管理及維護(hù)部門能夠跟得上機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代，必須積極推行檢驗標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的與時俱進(jìn)。相關(guān)技術(shù)部門應(yīng)增多標(biāo)準(zhǔn)研究會議，根據(jù)設(shè)備更新結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的修訂。質(zhì)檢部門應(yīng)持續(xù)提高自己的檢驗手段和方法，避免過于陳舊的檢驗手段無法有效地進(jìn)行機械設(shè)備管理及維護(hù)，確保將“質(zhì)量最重要”的信念滲透到檢驗工作的每一個步驟和細(xì)節(jié)中，提高管理及維護(hù)的能力。

5.3 確立相關(guān)懲罰制度

在提高檢驗水平的同時，應(yīng)該抓緊確立一套合理的懲罰制度，不能將管理及維護(hù)變成一個走過場的無用之舉。對產(chǎn)品質(zhì)量合格率低的企業(yè)做出相應(yīng)的合理懲罰，并監(jiān)督其在限期內(nèi)完成相關(guān)整改，如若多次產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，質(zhì)檢部門有權(quán)對其進(jìn)行更嚴(yán)厲的懲罰。只有建立完成合理的懲罰制度，才可以更加完善地督促企業(yè)進(jìn)行高品質(zhì)機械設(shè)備的生產(chǎn)，從而確保機械設(shè)備的使用安全問題。

6 結(jié)論

機械設(shè)備對人們生產(chǎn)生活有著重要作用，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)直接決定了使用的安全性和有效性。管理及維護(hù)作為確保其正常工作的手段十分必要，分析當(dāng)前機械設(shè)備管理及維護(hù)的現(xiàn)狀并提出整改意見，可以有效提高機械設(shè)備使用的安全性。