TPM設備故障分析與管理
來源/作者： TPM咨詢服務中心 丨 發(fā)布時間：2017-12-31 丨 瀏覽次數(shù)：
在設備故障分析管理工作中，不但要對每一項具體的設備故障進行分析，查明發(fā)生的原因和機理，采取預防措施，防止故障重復出現(xiàn)。同時，還必須對本系統(tǒng)、企業(yè)全部設備的故障基本狀況、主要問題、發(fā)展趨勢等有全面的了解，找出管理中的薄弱環(huán)節(jié)，并從本企業(yè)設備著眼，采取針對性措施，預防或減少故障，改善技術狀態(tài)。因此，對故障的統(tǒng)計分析是故障管理中必不可少的內(nèi)容，是制定管理目標的主要依據(jù)。
1.TPM培訓公司故障信息數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計
?。?）故障信息的主要內(nèi)容
①故障對象的有關數(shù)據(jù)有系統(tǒng)、設備的種類、編號、生產(chǎn)廠家、使用經(jīng)歷等；
?、诠收献R別數(shù)據(jù)有故障類型、故障現(xiàn)場的形態(tài)表述、故障時間等；
③故障鑒定數(shù)據(jù)有故障現(xiàn)象、故障原因、測試數(shù)據(jù)等；
④有關故障設備的歷史資料。
?。?）故障信息的來源
?、俟收犀F(xiàn)場調(diào)查資料；
?、诠收蠈ｎ}分析報告；
?、酃收闲蘩韱危?/div>
?、茉O備使用情況報告（運行日志）；
⑤定期檢查記錄；
?、逘顟B(tài)監(jiān)測和故障診斷記錄；
?、弋a(chǎn)品說明書，出廠檢驗、試驗數(shù)據(jù)；
?、嘣O備安裝、調(diào)試記錄；
?、嵝蘩頇z驗記錄。
設備故障分析
（3）收集故障數(shù)據(jù)資料的注意事項
?、侔匆?guī)定的程序和方法收集數(shù)據(jù)；
?、趯收弦芯唧w的判斷標準；
?、鄹鞣N時間要素的定義要準確，計算各種有關費用的方法和標準要統(tǒng)一；
?、軘?shù)據(jù)必須準確、真實、可靠、完整，要對記錄人員進行教育、培訓，健全責任制；
?、菔占畔⒁皶r。
?。?）做好設備故障的原始記錄
?、俑嗑S修人員做好檢修記錄，要詳細記錄設備故障的全過程，如故障部位、停機時間、處理情況、產(chǎn)生的原因等，對一些不能立即處理的設備隱患也要詳細記載；
?、诓僮鞴と艘龊迷O備點檢（日常的定期預防性檢查）記錄，每班按點檢要求對設備做逐點檢查、逐項記錄，對點檢中發(fā)現(xiàn)的設備隱患，除按規(guī)定要求進行處理外，對隱患處理情況也要按要求認真填寫，以上檢修記錄和點檢記錄定期匯集整理后，上交企業(yè)設備管理部門；
③填好設備故障修理單，當有關技術人員會同維修人員對設備故障進行分析處理后，要把詳細情況填入故障修理單，故障修理單是故障管理中的主要信息源。
2.設備故障分析內(nèi)容
?。?）故障原因分類
開展故障原因分析時，對故障原因種類的劃分應有統(tǒng)一的原則。因此，首先應將本企業(yè)的故障原因種類規(guī)范化，明確每種故障所包含的內(nèi)容。劃分故障原因種類時，要結合本企業(yè)擁有的設備種類和故障管理的實際需要。其準則應是根據(jù)劃分的故障原因種類，容易看出每種故障的主要原因或存在的問題。當設備發(fā)生故障后進行鑒定時，要按同一規(guī)定確定故障的原因（種類）。當每種故障所包含的內(nèi)容已有明確規(guī)定時，便不難根據(jù)故障原因的統(tǒng)計資料發(fā)現(xiàn)本企業(yè)產(chǎn)生設備故障的主要原因或問題。
?。?）典型故障分析
在原因分類分析時，由于各種原因造成的故障后果不同，所以，通過這種分析方法來改善管理與提高經(jīng)濟性的效果并不明顯。
典型故障分析則從故障造成的后果出發(fā)，抓住影響經(jīng)濟效果的主要因素進行分析，并采取針對性的措施，有重點地改進管理，以求取得較好的經(jīng)濟效果。這樣不斷循環(huán)，效果就更顯著。
影響經(jīng)濟性的三個主要因素是：故障頻率、故障停機時間和修理費用。故障頻率是指某一系統(tǒng)或單臺設備在統(tǒng)計期內(nèi)（如一年）發(fā)生故障的次數(shù)；故障停機時間是指每次故障發(fā)生后系統(tǒng)或單機停止生產(chǎn)運行的時間（如小時）。以上兩個因素都直接影響產(chǎn)品輸出，降低經(jīng)濟效益。修理費用是指修復故障的直接費用損失，包括工時費和材料費。
典型故障分析就是將一個時期內(nèi)（如一年）企業(yè)（或車間）所發(fā)生的故障情況，根據(jù)上述三個因素的記錄數(shù)據(jù)進行排列，提出三組最高數(shù)據(jù)，每一組的數(shù)量可以根據(jù)企業(yè)的管理力量和發(fā)生故障的實際情況來定，如定10個數(shù)，則分別將三個因素中最高的10個數(shù)據(jù)的原始憑證提取出來，根據(jù)記錄的情況進一步分析和提出改進措施。
?。?）MTBF分析
設備的MTBF是一項在設備投入使用后較易測定的可靠性參數(shù)，它被廣泛用于評價設備使用期的可靠性。設備的MTBF可通過MTBF分析求得，同時還可以對設備故障是怎樣發(fā)生的有所了解。MTBF分析一般按下述步驟進行。
①選擇分析對象。為了分析同一型號、規(guī)格且使用條件相似的多臺設備的故障規(guī)律及MTBF,所選分析對象（設備）應具有代表性，它在使用中的各種條件，如使用環(huán)境、操作人員、加工產(chǎn)品、切削負荷，臺時利用、維修保養(yǎng)等條件，都應處于設備允許范圍的中間值以上。這樣，測得的數(shù)據(jù)才能代表該設備群的特性。如果分析對象（設備）在一臺以上，其MTBF可以取平均值。各分析對象的MTBF不應相差懸殊，否則，應認真檢查原始記錄有無問題。對使用條件、故障內(nèi)容等作詳細研究分析，確定是否是由起支配作用的故障造成。若查不出原因，就只能將MTBF分析結果作廢。
?、谝?guī)定觀測時間。記錄下觀測時間內(nèi)該設備的全部故障（故障修理）。觀測時間應不短于該設備中壽命較長的磨損件的修理（更換）期，一般連續(xù)觀測記錄2～3年，可充分發(fā)現(xiàn)影響MTBF的故障（失效）。要全部記錄下觀測期內(nèi)發(fā)生的全部故障（無論停機時間長短），包括突發(fā)故障（事后修復）和將要發(fā)生的故障（通過預防維修排除）的有關數(shù)據(jù)資料，故障部位（內(nèi)容），處理方法，發(fā)生日期，停機時間，修理的工時，修理人員數(shù)等，并保證數(shù)據(jù)的準確性。
③數(shù)據(jù)分析。將在觀測期內(nèi)，設備的故障間隔期和維修停機時間按發(fā)生時間先后依次排列形成。
將各故障間隔時間t1、t2、...、tn相加，除以故障次數(shù)n即可以得MTBF。
如果MTBF的分析目的是為了了解故障的發(fā)生規(guī)律，則應把不管什么原因造成的故障，包括非設備本身原因造成的故障，都統(tǒng)計在內(nèi)。如果測定MTBF的目的是求得可靠性數(shù)據(jù)，則應在故障統(tǒng)計中剔除那些非正常情況造成的故障，如明顯的超設備性能使用、人為的破壞，自然災害等造成的設備故障。
如果把記錄故障的工作一直延續(xù)進行下去，當設備進人使用的后期（損耗故障期），將會出現(xiàn)故障密集觀象，不但易損件，就連一些基礎件也連續(xù)發(fā)生故障而形成故障流，且故障流的間隔時間也顯著縮短。通過多臺相同設備的故障記錄分析，就可以科學地估計該設備進入損耗故障期的時間，為合理地確定進行預防修理的時間創(chuàng)造條件。
（4）設備故障分析法
故障樹分析（FaultTreeAnalysis，簡稱FTA）是一種演繹推理法，這種方法把系統(tǒng)可能發(fā)生的某種故障與導致故障發(fā)生的各種原因之間的邏輯關系用一種稱為故障樹的樹形圖表示，通過對故障樹的定性與定量分析，找出故障發(fā)生的主要原因，為確定安全對策提供可靠依據(jù)，以達到預測與預防故障發(fā)生的目的，F(xiàn)TA法具有以下特點。①故障樹分析是一種圖形演繹方法，是故障事件在一定條件下的邏輯推理方法。它可以圍繞某特定的故障作層層深人的分析，因而在清晰的故障樹圖形下，表達了系統(tǒng)內(nèi)各事件間的內(nèi)在聯(lián)系，并指出單元故障與系統(tǒng)故障之間的邏輯關系，便于找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。
?、贔TA具有很大的靈活性，故障樹分析法可以分析由單一構件故障所誘發(fā)的系統(tǒng)故障，還可以分析兩個以上構件同時發(fā)生故障時所導致的系統(tǒng)故障?？梢杂糜诜治鲈O備、系統(tǒng)中零部件故障的影響，也可以考慮維修、環(huán)境因素、人為操作或決策失誤的影響，即不僅可反映系統(tǒng)內(nèi)部單元與系統(tǒng)的故障關系，也能反映出系統(tǒng)外部因素所可能造成的后果。③進行FTA的過程，是一個對系統(tǒng)更深入認識的過程，它要求分析人員把握系統(tǒng)內(nèi)各要素間的內(nèi)在聯(lián)系，弄清各種潛在因素對故障發(fā)生影響的途徑和程度，因而許多問題在分析的過程中就被發(fā)現(xiàn)和解決了，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。
?、芾霉收蠘淠Ｐ涂梢远坑嬎銖碗s系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，為改善和評價系統(tǒng)安全性提供了定量依據(jù)。
故障樹分析的不足之處主要是：FTA需要花費大量的人力、物力和時間；FTA的難度較大，建樹過程復雜，需要經(jīng)驗豐富的技術人員參加，即使這樣也難免發(fā)生遺漏和錯誤；FTA只考慮（0,1）狀態(tài)的事件，而大部分系統(tǒng)存在局部正常、局部故障的狀態(tài)，因而建立數(shù)學模型時，會產(chǎn)生較大誤差；FTA雖然可以考慮人的因素，但人的失誤很難量化。
故障樹分析是根據(jù)系統(tǒng)可能發(fā)生的故障或已經(jīng)發(fā)生的故障所提供的信息，去尋找同故障發(fā)生有關的原因，從而采取有效的防范措施，防止故障發(fā)生。這種分析方法一般可按下述步驟進行。
準備階段
i．確定所要分析的系統(tǒng)。在分析過程中，合理地處理好所要分析系統(tǒng)與外界環(huán)境及其邊界條件，確定所要分析系統(tǒng)的范圍，明確影響系統(tǒng)安全的主要因素。
ii．熟悉系統(tǒng)。這是故障樹分析的基礎和依據(jù)。對于已經(jīng)確定的系統(tǒng)進行深入的調(diào)查研究，收集系統(tǒng)的有關資料與數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)的結構、性能、工藝流程、運行條件、故障類型、維修情況、環(huán)境因素等。
ii．調(diào)查系統(tǒng)發(fā)生的故障。收集、調(diào)查所分析系統(tǒng)曾經(jīng)發(fā)生過的故障和將來有可能發(fā)生的故障，同時還要收集、調(diào)查本單位與外單位、國內(nèi)與國外同類系統(tǒng)曾發(fā)生的所有故障。故障樹的編制
i．確定故障樹的頂事件。確定頂事件是指確定所要分析的對象事件。根據(jù)故障調(diào)查報告分析其損失大小和故障頻率，選擇易于發(fā)生且后果嚴重的故障作為故障的頂事件。ii．調(diào)查與頂事件有關的所有原因事件。從人、機、環(huán)境和信息等方面調(diào)查與故障樹頂事件有關的所有故障原因，確定故障原因并進行影響分析。
iii．編制故障樹。把故障樹頂事件與引起頂事件的原因事件，采用一些規(guī)定的符號，按照一定的邏輯關系，繪制反映因果關系的樹形圖。
故障樹定性分析
故障樹定性分析主要是按故障樹結構，求取故障樹的最小割集或最小徑集，以及基本事件的結構重要度，根據(jù)定性分析的結果，確定預防故障的安全保障措施。
故障樹定量分析
故障樹定量分析主要是根據(jù)引起故障發(fā)生的各基本事件的發(fā)生概率，計算故障樹頂事件發(fā)生的概率；計算各基本事件的概率重要度和關鍵重要度。根據(jù)定量分析的結果以及故障發(fā)生以后可能造成的危害，對系統(tǒng)進行分析，以確定故障管理的重點。
故障樹分析的結果總結與應用
必須及時對設備故障分析樹分析的結果進行評價、總結，提出改進建議，整理、儲存故障樹定性和定量分析的全部資料與數(shù)據(jù)，并注重綜合利用各種故障分析的資料，提出預防故障與消除故障的對策。
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