淺談西門(mén)子儀表的預測性維護

一、前言

當今的過(guò)程工業(yè)，對現場(chǎng)的可靠性要求越來(lái)越高，一般都要求儀表設備能滿(mǎn)足7/24的連續可靠工作，突發(fā)的故障停機會(huì )造成極大的損失。因此，也對設備的維護提出了較高的要求，以最大程度的避免生產(chǎn)的損失和材料的浪費。根據統計，在 1981 年，美國的工廠(chǎng)花費在維護其關(guān)鍵裝置系統上的成本超過(guò)了 6000 億美元。在 1991 年，這種成本已經(jīng)升至 8000 多億美元，而在 2000 年更是破記錄地達到 12000 億美元。這些數據表明，這些成本的三分之一到二分之一由于采用無(wú)效的維護管理方法而被浪費掉。雖然在中國沒(méi)有這方面的數據統計，但是相信中國目前在這方面的情況和美國當時(shí)差不多。

選擇錯誤和原始的維護手段和落后的維護觀(guān)念是這種無(wú)效使用維護支出的主要原因。在強調經(jīng)濟效益的今天，也有越來(lái)越多的用戶(hù)開(kāi)始意識到過(guò)去那種單純依靠人的直覺(jué)和經(jīng)驗來(lái)執行設備維護計劃的方式已經(jīng)不能再滿(mǎn)足過(guò)程工業(yè)的生產(chǎn)需求了。

二、設備維護的模式

設備維護一般有三種模式：事后維護、預防性維護和預測性維護。

事后維護，也有人稱(chēng)之為“補救性維護”，“故障后維護”，“運轉至出現故障管理”，顧名思義，也就是說(shuō)設備出現故障時(shí)對它進(jìn)行維修。這是種“不出故障就不維修”的維護方式，也是最初級最簡(jiǎn)單也是目前在國內被用戶(hù)采用最多的維護運行手段。采用運轉至出現故障管理的工廠(chǎng)在機器或系統出現故障之前不會(huì )在維護上花費任何資金。運轉至出現故障是一種反應性的管理技術(shù)，它會(huì )在采取任何維護行動(dòng)之前等待機器或設備出現故障。確切地說(shuō)，這是一種“無(wú)維護”管理方法。它也是最為昂貴的維護管理方法，分析表明，在反應性或事后維護模式下進(jìn)行維修的成本是有計劃或預防性維護模式下進(jìn)行的相同維護的成本的 3 倍。對維修進(jìn)行計劃安排可使工廠(chǎng)將維修時(shí)間和有關(guān)的勞動(dòng)力成本降到最低。它還提供了一種可減少快速交付和生產(chǎn)下降等負面影響的方法。

與這種維護管理相關(guān)的主要費用是：

·高備件庫存成本；

· 高超時(shí)勞動(dòng)力成本；

·機器停機時(shí)間長(cháng)；

·生產(chǎn)能力低。

預防性維護(Preventive Maintenance)和預測性維護(Predictive Maintenance)都屬于事先維護。

一般地講，預防性維護可以分為三種類(lèi)型：

·基于時(shí)間的維護計劃

·基于性能的維護計劃

·基于條件的維護計劃

基于時(shí)間的維護計劃：在特定周期中執行基于時(shí)間的維護計劃的維護，例如，每隔兩個(gè)月或每隔六個(gè)月。

基于性能的維護計劃：可根據各個(gè)設備和功能位置的測量點(diǎn)安裝的計數器讀數來(lái)進(jìn)行。某些設備要根據許多參數或狀態(tài)來(lái)進(jìn)行操作。這些參數或狀態(tài)信息可能由測量點(diǎn)提供。設備上的計數器到達一定讀數時(shí)，系統就進(jìn)行維護，例如，每隔 100 個(gè)小時(shí)的運行時(shí)間，每隔 500個(gè)鑄造周期等。

基于條件的維護計劃：部分設備將通過(guò)實(shí)時(shí)狀態(tài)或操作參數如溫度等進(jìn)行控制。這些參數為實(shí)時(shí)讀數，需要實(shí)時(shí)對其進(jìn)行監控。

所有這些預防性維護計劃的共同標志是它們都具有計劃安排指南。所有預防性維護管理計劃都假設，設備狀況將在通常適用于該類(lèi)特定機器的統計時(shí)間范圍內惡化。例如，某種泵設備通常運轉12個(gè)月后就要更換其磨損部件。使用預防性維護技術(shù)，在該種泵運轉11 個(gè)月后就要使其停止運轉并進(jìn)行改制。這種方法的問(wèn)題是，運轉模式以及與系統或裝置相關(guān)的變量會(huì )直接影響機器的正常工作壽命。對于用于輸送水用于輸送磨損性泥漿的泵來(lái)說(shuō)，平均無(wú)故障時(shí)間 (MTBF) 是不同的（如圖1）。如果該泵在11個(gè)月之后可能就不需要進(jìn)行維護也能正常工作，那么用戶(hù)維修的勞動(dòng)力和材料就被浪費掉了。采用預防性維護的第二種選擇甚至更為昂貴。同時(shí)，也有大量事實(shí)表明，頻繁拆卸和停車(chē)維修，即導致產(chǎn)量降低，維修費用增加，而且也大大降低了設備的實(shí)際使用年限。事實(shí)上專(zhuān)家提出，導致很多工業(yè)設備故障的最大原因之一就是：不做嚴謹分析，上去就對工業(yè)設備進(jìn)行操作和維修。

預測性維護(PM),也被稱(chēng)之為預知性維護或策略性維護。預測性維護集設備狀態(tài)監測、故障診斷、故障(狀態(tài))預測、維護決策支持和維護活動(dòng)于一體，足近年來(lái)新興的一種先進(jìn)維護方式。

預測性維護實(shí)際上是一種運轉狀況驅動(dòng)的預防性維護程序。預測性維護不依賴(lài)于工業(yè)或工廠(chǎng)內平均壽命統計數據（即平均無(wú)故障時(shí)間）來(lái)計劃安排維護活動(dòng)，而是對運轉狀況、效率、熱量分布和其他指標進(jìn)行直接監視，以確定實(shí)際的平均無(wú)故障時(shí)間或將危害到工廠(chǎng)或設施內所有關(guān)鍵系統裝置運轉的效率損失。它和預防性維護相比，具有明顯的優(yōu)勢：

·克服預防性維護的盲目性，具有很強的針對性。根據狀態(tài)的不同采取不同的處理方法，降低運行檢修費用。

· 減少停運(總維護)時(shí)間，提高設備可靠性和可用系數，延長(cháng)設備使用壽命，更好地貫徹“安全第一．預防為主”的方針。

·減少維護工作量，降低勞動(dòng)強度，有利于減員增效，提高經(jīng)濟效益。

三、預測性維護的現狀

在過(guò)去的幾年里，隨著(zhù)給予微處理器或計算機的儀器儀表的迅速發(fā)展，以及維護管理系統的不斷完善，尤其是先進(jìn)以現場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)以太網(wǎng)等通訊技術(shù)的高速發(fā)展和普及，國內外各大廠(chǎng)家推出了各種先進(jìn)的預測性維護技術(shù)。美國的FitCh博士更是在預測性維護的基本上創(chuàng )立了主動(dòng)性維護的概念和理論。

總體質(zhì)量管理(TQM)與lSO 9000的實(shí)施也使對PDM計劃的需求倍增。TQM與lSO 9000都有維護計劃程序的要求，以保證流程及所有組成部分都能連續發(fā)揮高性能。

預測性維護在概念的內涵和外延上有狹義和廣義之分。

狹義的預測性維護立足于“狀態(tài)監測”，強調的是“故障診斷”是指不定期或連續地對設備進(jìn)行狀態(tài)監測，根據其結果．查明裝備有無(wú)狀態(tài)異?；蚬收馅厔?，再適時(shí)地安排維護；廣義的預測性維護將狀態(tài)監測、故障診斷、狀態(tài)預測和維修決策多位合一體，狀態(tài)監測和故障診斷是基礎，狀態(tài)預測是重點(diǎn)，維護決策得出最終的維護活動(dòng)要求。是一個(gè)系統的過(guò)程。它將維護管理納入了預測性維護的范疇。通盤(pán)考慮整個(gè)維護過(guò)程，直至得出與維護活動(dòng)相關(guān)的內容。