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1、石化装置长周期运行中的设备可靠性管理对策研究（常用版）(可以直接使用，可编辑 完整版资料，欢迎下载）中国近代第一所大学 FOUNDED IN 1835TIANJIN UNIVERSITY程硕士学位论文MASTER OF ENGINEERING DlSSERTATION域名师师 姓教导 者导业 领作指企工业工禾丨朱秀文教授杨立峰高工 天津大学硏究生院2005年12月中文摘要石油化工企业属于连续化生产企业，对设备的使用可靠性要求很高，很多 企业在设备管理上都要把设备可靠性放在第一位。多年来世界各国在研究设备 可靠性管理方面做了大量的工作，但对石油化工企业应用的设备可靠性进行系 统的研究还是近几年的
2、事情。石油化工业作为国家的支柱产业，在国民经济的 发展过程中起着举足轻重的作用，其生产特点和应用的设备特性决定了设备可 靠性的重要性。本文应用现代设备管理理论与科学管理决策方法，结合石油化工企业生产 实际，对石化生产装置长周期运行中设备可靠性的管理进行了比较系统深入的 研究.第一章概括阐述了石油化工企业的生产特点和长周期运行的发展趋势，以 及设备可靠性在长周期生产中的重要作用：第二章概括论述了设备管理的基础 理论和发展过程，重点研究了石油化工设备选型的基本原则，建立了基于可靠 性的石油化工设备选型决策指标体系和基于层次分析方法的选型决策模型；第 三章针对如何提高设备使用维修过程中的可靠度，提出
3、了通过对设备运行状态 监测来搞好设备的预防性维修，从而保证设备的可靠性，并建立了设备状态监 测预警系统；第四章对基于可靠性的设备维修策略进行了研究，根据设备的不 同特点、重要性和企业所追求的目标来决定采用适当的维修方式，同时兼顾可 靠性与成本的关系，做到以最低的成本来保证设备的可靠性。最后研究了设备 可靠性管理在华北石化公司的应用，用石油化工设备选型决策模型进行方案的 评价、预测了转动设备的修理周期、建立了华北石化公司设备状态监测预警系 统，提出了基于可靠性的华北石化公司设备维修策略。关键词：石油化工设备可靠性设备管理ABSTRACTPetrol-chemical enterprise bel
4、ongs to continuous production industry the using ：of the equipment is required important, and so the reliability of equipment is put into the first place in the equipment management in many enterprises. A large number of works research have been done about equipment reliability in the world for many
5、 years, but the systemic research of equipment reliability in the Petrol-chemical enterprises begun only in recent years. As the national supporting industry, Petrol-chemicals is crucial in the development of national economy, the importance of equipment reliability is decided by its production char
6、acteristics and applying equipment specialties.Applying modem equipment management theory and scientific management decision-making method，combined with the production condition of the Petrol-chemical enterprises, the equipment management based on reliability of petrol-chemical unit in long term run
7、ning is researched systemically and deeply in this article.The production characteristics and equipment specialties of petrol-chemical enterprises and the importance of equipment reliability are introduced in Chapter One, In Chter Two, the basic principle of how to choose the type of petrol-chemical
8、 equipment is researched, the petrol-chemical equipment type-choosing decision making index system based on reliability and the type-choosing decision making models basic on AHP method are founded. In Chapter Three aiming at how to improve the reliability in die appliance and maintenance of equipmen
9、t, the suggestion of 印plying preventive maintenance of equipment through monitoring the equipment running status is raised in order to assure the reliability of equipment, and the previous alarm system of equipment status monitoring is set up. In Chapter Four, the equipment maintenance strategy base
10、d on reliability is researched. It is suggested when adopting tiie suitable maintenance way of equipment, the different characteristics and importance of eqmpment and tiie target of enterprise should be considered. At the same time, the balance between reliability and cost should be also considered,
11、 so that we can assure the equipment reliability under the lowest cost At last, the appliance of equipment reliability management in Huabei Petrochemical Branch Company,PetroChina, is researched. Making the evaluation of plan wi也 the type-choosing decision-making models of petrochemical eqmpment, pr
12、edicting the maintenance period of rotating and founding the equipment status monitoring previous alarm system are in the article, the equipment maintenance strategy of the company based on the reliabilily is also raised in the article.Keywords: petrol-chemical equipment reliability eqxiipment manag
13、ement独创性声明本人声明所成交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所作的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明，并表示了谢意。学位论文作者签名：Kfiif签字日期：?_?/日学位论文版权使用授权书学位论文作者签名本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段，保存汇编以供查阅和借
14、阅。同意学校向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 (保密的学位论文在解密后适用本授权说明）导师签名:签字日期所旧签字日期:K年阴明第-章绪论第一章绪论1.1石油化工企业的生产特点和长周期运行的发展趋势自从人类社会进入工业化时代以来，石油加工和化工行业从无到有，从小 到大，逐步变成了社会发展的基础产业和国民经济的支柱产业，并在现代社会 发展进程中起到了越来越重要的作用以石油作为原料生产出来的产品遍布世 界的各个角落，极大地改变了人们的生存环境。运输业所需的燃料、服装生产 所用的各种化纤原料、机械制造和建筑业应用的有机材料以及我们日用的大量 的塑料制品等等，几乎都源于石油化工这一源头工业
15、，可以说，石油化工改变 了我们的生活，人类的“吃、穿、住、行、用”已经紧密地和石油化工联系在 一起。新中国成立以后，我国的石油工业摆脱了解放前几近于零的局面，从上游 到下游，逐步得以全面建立和发展。首先是原油的开采，我国自力更生，依靠 自己的力量，先后勘探、开发、建设了大庆、胜利等几个大型的原油生产开釆 基地，缓解了发展所需的资源紧缺局面；石油加工业也随之发展壮大，最初的 石油化工生产主要以炼油为主，生产燃料如汽油、煤油、柴油等，还谈不上石 油化工。中国的改革开放使以炼油为主的石化行业得以突飞猛进的发展，相继 建成投产了一大批大型石油炼化企业，主要生产塑料、化工、化纤产品，也建 设了多个大型的
16、石油、石化生产基地，如大庆石化、燕山石化、天津石化、上 海石化、山东齐鲁石化、广东茂名石化、新疆独山子石化等。近年来，随着中 国经济的持续稳定增长，我国对能源的需求越发迫切，目前我国的石油消费已 经取代日本成为了仅次于美国的世界第二大石油能源消费国。据预测，2021年 我国的石油消费将达到3.4亿吨，其中近一半的原油需要进口。要利用好如此 巨大的能源和资金，我们必须认清石化行业的生产特点和发展趋势，做到心中 有数。石化企业的生产装置一般要求连续运行，具有以下几个特点。 技术密集。石油化工行业需要多学科合作，集中多种专业技术人员；生 产工艺复杂、技术含量高；化学工业更多的利用催化、高温、高压等技
17、术，资源密集。石油化工装置的介质复杂，除了原油及其产品以外，还有种 类繁多的各种化学危险品、添加剂，这些介质往往都具有易燃、易爆、有毒有 害、腐烛性强等特点*资金密集石油化工企业投资巨大，比如新建一套年加工能力500万吨 的炼油装置，现在建设需要30亿元，而年产100万吨的乙炼装置要上百亿元， 年产50000吨的己内酷胺装置则需投入25亿元，第一聿绪论人才密集。石油化工企业人员素质要求高，层出不穷的新工艺和繁杂多 样的各式设备要求有一批高素质的人员才能实现“安、稳、长、满、优”的连 续高效生产(5)设备繁多.复杂的生产工艺和苟刻的生产条件，必须由各种各样的设备 来实现。石化装置生产基本上是在高
18、温、髙压及密闭系统中进行，因此，因设 备失修、操作不当、原材料保管不善、检查不严或安全措施不周等都有可能引 起火灾和爆炸事故，造成巨大经济财产损失甚至是人员伤亡，严重的还有可能 危害社会的稳定，阻碍经济的发展。由于以上的特点，石油化工企业的连续平稳生产至关重要。如果不能保证 安全稳定生产，巨额投入就不可能得到相应的回报，员工的人身安全也不能得 到保障，从而作为国家支柱产业的战略地位也不能得以体现，最终影响的是国 家的经济繁荣、人民生活水平的提高。基于同样的原因，上个世纪八、九十年代以来，随着计算机技术的发展应 用和科学技术的进步，各种新技术、新工艺、新材料、新设备不断地在石油化 工领域得到应用
19、，世界上一些发达国家的石油化工企业为了获取更大的经济利 益，在安全平稳的前提下，逐渐地延长石化装置的生产周期，并把装置的长周 期运行作为自己的目标，采取各种措施，不遗余力地尽量延长装置的生产周期。 我们知道，石化装置的生产周期是指装置建成投产或者全面大修结束后到 必须再一次全面停下来进行大修的运行时间。这种大修是非常必要的，因为装 置在运行过程中是要依赖设备的可靠运转和催化剂及各种辅助添加剂来进行， 而它们都是有寿命要求的，如果不能有计划地停下来大修，一旦出现问题其损 失往往更为巨大，所以，通行的做法是每隔一定的时间就要进行一次大检修。 检修期间，装置不仅没有产品产出，而且还要投入大量的资金，
20、增加了企业的 成本，显然，尽量延后检修的时间，延长装置的生产周期，会给石化企业带来 巨大的经济效益。正是由于这样的原因，在技术进步的前提下，保证装置的长 周期运转已经成为了当前石化企业的一种发展趋势。目前，欧美石化企业大多数的装置生产周期都在37年，日本石化企业装 置生产周期也已经达到4年，我国石化企业从上世纪九十年代开始推行长周期 运行的活动以来，从“三年两修”到“两年一修”，现在大多数装置都可以达到 “三年一修”的水平，有的企业（比如茂名石化的乙稀装置）甚至已经达到了 “六年一修”的国际先进水平。1.2石化企业设备可靠性管理在装置长周期运行中的重要性象其它生产加工型行业一样，石油化工企业的
21、生产过程是通过一系列的设 备来实现的，其复杂的生产工艺条件对设备的要求很高，因此，各种各样的设 备是石化企业生产运行的物质基础和保障，设备运行的可靠性直接关系到装置第章绪论能否长周期安全平稳运行。由于设备的缺陷直接或间接造成的事故会给企业带 来巨大的损失，同时由于设备缺陷造成装置非计划停工，影响企业正常生产， 造成的经济损失更为巨大。通过以下几起典型的设备事故案例，我们可以更加 深刻地感受和理解这一点。(1)1997年1月23日8时50分,茂名石化公司老区南110KVA变电站1#变压器 瓦斯继电器保护动作，引起121#总开关雜闸，1#主变停电，造成一、二催化和 加氛裂化装置停车，10分钟后恢复
22、送电，12时装置恢复生产。14时50分南 110KVA变电站1#、2#避雷器计数器故障击穿，引起121#主幵关跳闸，1#、2# 主变停电，原因是未按照规定期限检査试验，本质上存在隐患，造成误动作。 1998年1月19日9时45分茂名乙稀空分装置中控仪表电源UPS-2内部发生 故障，引起仪表电源断电，连锁、控制系统无法正常工作，造成两台空压机的 10套轴瓦和全部气封烧损，空压机停车导致氮、氧量供应不足，全厂8套化工 装置全部停车造成直接和间接经济损失超过500万元。事故的原因为设计选 型错误和产品质量缺陷。(3) 2001年2月1丨日4时40分，广州石化总厂炼油厂蒸饱装置UPS故障引起 DCS失
23、电，停车过程中，减压炉内着火，一小时后熄灭，部分炉管烧坏。装置 停工抢修20天，造成巨大的停工损失。(4) 2002年2月23日7时27分，辽阳石化分公司聚乙稀车间发生一起爆炸事故， 造成8人死亡，1人重伤，18人轻伤，直接经济损失452. 78万元，社会影响恶 劣。事故的直接原因在于两个质量伪劣的视镜的破裂导致大量乙稀气体泄漏， 在与聚乙炼粉末、空气混合后形成爆炸混合物，最终被聚乙炼颗粒摩擦中产生 的静电引爆。5J2002年7月23曰，上海石化股份2#乙炼联合装置乙炼车间计划对 分离段管架上方部分腐蚀严重的冷却水管进行更换，在进行气焊切割作业时， 由于采取的防护措施不到位，煌淹飞溅到高压乙炼
24、产品事故汽化器封头处，点 燃封头上方泄漏乙炼，引起火灾，虽然采取了有效停工和扑救措施，但整个时 间持续三天，造成了巨大的经济损失。以上几起重大事故都是由于设备的缺陷直接引起的，有的是在处理过程中 造成的次生事故，都给企业带来了巨大的经济损失，甚至造成了人员的伤亡。存在缺陷的设备除了会造成事故，给企业带来巨大的经济损失以外，还有 可能造成装置不能正常运行，频繁的非计划停工或者长时间低负荷运行，物耗、 能耗超标，产品成本上升，给企业带来亏损。以华北石化公司6万吨/年聚丙稀装置为例，自2001年6月一次投产成功 以来，非计划停工次数逐年减少，尤其是增强了设备可靠性管理，使得由于设 备的原因导致的非计
25、划停工大幅下降，聚丙稀的效益逐年攀升。三年半的生产能耗、物耗以及成本效益情况对照如表1一1和表1一2。 表1 一1聚丙雜装置非计划停工统计表年份运行周期 (h)停工 次数停工时间 (h)开工率（。/)停工原因设备其它20043801711877310720028280201525838122003876016590935112004876093649627-2聚丙嫌装置历年生产情况、产量、年份聚两炼产量 (吨）单位能耗 kg标油单位原材料消耗 吨PR/吨PP吨商品现金加 工费（滅）完成利润 (万元）200126758184.3！.0271487200257216176.71.016141120
26、0365613163.61.01512393012200471772163.31.01110497957由表1一 1和表1一2可以看出，随着设备运行的可靠性的增加，装置的非 计划停工次数明显减少，停工时间减少，产量也逐步达到并超过了设计生产能 力60000吨/年。从另一个角度也可以看出随着主要产品产量的提髙，单位能耗 和物耗都有明显的下降，单位生产成本大幅度降低，带来的就是利润的增长。上面介绍了石油化工企业的生产特点，以及石油化工企业所应用的设备特 点。可以说无论从企业经济效益、社会效益、安全的角度都对设备运行的可靠 性提出了相当高的要求，中华人民共和国国务院在1987年7月28日颁布实施 了
27、全民所有制工业交通企业设备管理条例，条例中对企业设备管理的考核 指标提出了明确的要求，即设备完好率98%、主要设备完好率98%、静密 封点泄漏率实对于石油化工企业，由于存在大量易燃易爆、有毒有害的 物料，设备管理的要求更髙，对这一指标要求也更加严格，一般要求主要设备 完好率为100%、静密封点泄漏率0.3%。事实上，设备完好率与设备可靠性 只是从不同的角度来反映同一个内容，也就是设备在某一时刻能够实现其规定 功能的能力。可见设备管理中设备可靠性的重要性。从设备的全过程管理角度出发，设备的可靠性贯穿于设备的规划、设计、 制造、购置、安装、使用、维护、修理、改造、更新直至报废的整个寿命周期， 在不
28、同时期设备的可靠性有不同的内容。如在规划、设计阶段把可靠性的重点 放在设备型式选择、结构设计、零部件的互换性、设备的可维修性、材料选择、 第一章绪论设备的效率、投资等方面。制造过程中主要侧重按照设计要求，执行国家、行 业标准，制造出符合设计和使用要求的设备。而在使用、维修阶段重点放在操 作人员的正确使用、保养，维修人员的保养和及时维修，并采取一系列先进手 段对设备进行状态监测；通过日常检査、故障统计和分析，制定合理的设备维 修周期，对设备实行预防性定期维修。通过这些环节的管理控制，来确保设备 运行的可靠性，全面提高企业效益。另外，从企业的经济效益角度出发，也应该在设备初期投入、运行费用、 维修
29、费用等多个方面进行分析控制单纯就每年的维修费来说，世界上公认的 比例占设备总投入的2-6%，根据不同行业有所不同。根据统计，1%8年英国 制造业全年的维修费总额为11亿英榜，英国全国高达U0亿英榜，约占英国国 民生产总值的8%，比英国制造业同年新投资总额的两倍还多。日本钢铁企业的 维修费用约占生产成本10%。我国冶金企业的维修费一般也占生产成本8-10%. 全国大中型冶金企业每年的维修费总额达数十亿元。许多大型企业如加工500 万吨原油的炼油厂年维修费达到7000-8000万元，占固定资产总值的3%以上， 在美国的化工企业，维修费的比重更高，而在维修费中，直接维修所需的费用 和人工费用可能比设
30、备运行所需的费用和人工都多，并且这些费用在美国的化 工企业以每年1%的比例增加，所有这些数字并不包括产量的损失、生产计划的 偏差、设备质量不合格的影响。对于一个典型的主要设备系统，它损失的机会 成本将达到全部寿命周期费用30%。所以，无论从设备可靠运行而保证装置正常连续运行所创造的效益角度、 减少由于不正常而带来的直接和间接损失，还是在需要支付巨额的维修费用方 面都需要设备可靠性的提高来支持。从整个设备管理过程来看，设备选型可靠 性和维修可靠性在设备整个寿命周期中是相当重要的。前者就如刚刚出生的婴 儿，如果先天不足，势必会影响他的一生，企业就会再付出巨额的投入来弥补 先天缺陷。后者是为了维持设
31、备的正常运行而要不断的投入，以减少和恢复使 用中的磨损。可靠性的提高可以大大减少这两部分带来的费用投入。1.3本文研究的内容及意义如上所述，石油化工企业的易燃、易爆、髙温、高压、介质复杂，设备结 构复杂、技术含量高的特点以及其在国民经济发展中的重要地位，要求作为企 业生产运行的基础的设备的可靠性就要非常髙。离开了设备，企业就失去了生 存的基础，设备运行的可靠与否就决定了企业生产的正常与否。所以加强设备管理，提髙设备运行的可靠性，对于石油化工企业来说显的 尤为重要。设备运行的可靠性的提高，不仅可以保证装置的连续运转，达到额 定的生产能力，降低各种消耗，从而降低生产成本，为企业的效益保证提供坚 第
32、一章绪论实的物质基础。而且还可以减少因为设备的缺陷存在以及缺陷处理所带来的事 故的发生。从另一个方面也保证了装置的连续稳定运转，减少因为事故造成的 直接和间接损失.本文以现代设备管理理论和科学评价方法为基础,结合华北石化公司实际， 认真分析设备管理各个环节，从基于设备可靠性的选型决策、基于可靠性的设 备运行状态监测、基于可靠性的设备维修策略研究等方面研究如何保证石油化 工企业设备运行的可靠性以及在华北石化公司的应用。本文结构框图如图1 一5 所示。第二章i章论文结构框图第二章石化企业着眼于可靠性的设备选型决策研究2.1设备管理综述2.1.1设备与设备管理设备是现代化企业的主要生产工具，也是企业
33、现代化水平的重要标志。一 般认为，设备通常是指人们在生产或生活上所需的机械、装置和设施等物质资 料的总称，它可供长期使用，并能在使用中基本保持原有实物形态。科学技术 的进步和经济的发展，可以从设备的发展变化得以体现，设备的新技术含量的 增加标志着现代化水平的提高。现代设备正朝着大型化、高速化、精密化、电 子化、自动化等方面发展，在企业的固定资产总额中设备一般占到60%70%。 现代设备既是技术密集型的生产工具，也是资金密集型的社会財富。设备和现 代企业的产品质量、产量、成本、效益以及安全环保、劳动情绪都有密切的关 系，是影晌企业生产经营全局的重要因素。设备管理是企业管理的重要组成部分,其目的是
34、取得最佳的设备投资效果。 换句话说，就是要充分发挥设备效率，并谋求寿命周期费用最经济。它的任务 是：釆取一系列措施对设备进行综合管理，保持设备完好，利用修理、改造和 更新等手段，恢复设备的精度性能，提高设备的素质，改善原有的设备构成， 充分发挥设备效能，保证产品产量、质量和设备的安全运行，降低消耗和成本， 促进企业生产持续发展，提髙经济效益。说起设备管理，常会遇到设备工程这个词在国外称上述研究和实施的内 容为“Plant Engineering,指为了最有效的发挥设备效能，提高企业的生产效 率和经济效果而对设备进行的设计、选型、维修、改进等各种技术活动和管理 活动的总和。而我国设备管理界人士将
35、其翻译成“设备管理”，其含义已经超出 一般意义上的“管理”（Management)的狭义概念。它己经被赋予更广泛、更 深刻的内涵。设备管理是以研究设备的一生为对象，追求设备的寿命周期费用 最经济和设备综合效能最高为目标，应用现代科学知识和管理技能，通过计划、 组织、指挥、协调、控制等行动来开展设备综合管理。它是一门把工程、技术、 经济和管理等因素综合起来对设备进行全面研究的科学。从系统管理的角度出发，设备管理是企业管理系统中的子系统，是企业管 理的重要组成部分。但就其本身而言，又是一个完整的系统。在这个系统中纵 向管理方面从设备规划开始，包括设备设计、制造、安装、调试、使用、维护、 修理、改造
36、、更新直至报废；在横向管理方面，涉及企业的工艺技术、计划（规 划)、财务、基建、培训、安全、环保等部门。在设备管理部门内，又包括技术、 经济、组织三个方面工作，这些工作是相互联系、相辅相成的。就严格定义而 言，设备管理是指以设备为研究对象，追求社会综合效率与寿命周期费用的经 济性，应用一系列理论、方法，通过一系列技术、经济、组织措施，对设备的 物质运动和价值运动进行全过程（从规划、设计、制造、选型、购置、安装、 使用、维修、改造、更新直至报废）的科学管理。这是一个宏观的设备管理概 念，涉及政府经济管理部门、设备设计研究单位、制造工厂、使用部门和有关 的社会经济团体，包含了设备全过程中的计划、组
37、织、协调、控制、决策等工 作。2.1.2近代设备管理与维修的理论设备管理理论反映了管理设备的客观规律，随着科技的进步，经济的发展， 目标任务的改变，理论也会相应的加以充实和完善.体现设备管理客观要求的 理论，综合起来有以下几种：一、设备磨损及补偿理论设备的磨损分为有形磨损和无形磨损，并根据不同情况决定其修理、改装、 更新等不同方式进行补偿。有形磨损是指物质磨损，一般可分为两种：一是使用磨损，由于运转过程 中零部件相对运动发生磨损所造成的磨损，逐渐改变物理性能和几何形状。磨 损到一定程度就要进行修理；二是自然磨损，由于设备在闲置过程中自然力作 用所造成的磨损（如诱蚀、腐蚀等）与保护技术紧密相关。
38、无形磨损是指同类新设备生产出来以后，引起原有设备的賠值。无形磨损 可分为两种：一种是由于设备制造厂劳动生产率的大幅度提高，原材料、动力 消耗减少，使成本降低，因而设备的价格下降0这种无形磨损不影响使用，只 对原有设备进行重新估价。另一种是由于新的，性能更好、效率更高的设备问 世使原有设备变得落后陈旧了*设备继续使用，在经济上不合算，在竞争上处 于不利地位，这时要消除原有设备与新设备之间的差距，就要进行技术改造或 提前更新1、设备磨损的补偿：设备磨损的形式的不同，补偿磨损的方式也不一样。 补偿分为周部补偿和完全补偿。设备有形磨损的局部补偿是修理；无形磨损的 局部补偿是现代化改装。有形磨损和无形磨
39、损的完全补偿则是更换。2、设备的三种寿命观点物质寿命：是指设备在使用过程中，由于物质磨损原因，从开始使用到 报废为止所经历的整个时期。经济寿命：设备从开始使用到因使用费用过大而停止使用所经历的时间图21设备的劣化趋势技术寿命：指由于科学技术的迅速发展，出现了技术上更先进、经济上 更合理的新设备，致使原有设备在物质寿命尚未终止以前就被淘汰了，设备从 开始使用到被淘汰所经历的时间成为“技术寿命”。换句话说，有形磨损与物质寿命和设备的绝对劣化有关，无形磨损与技术 寿命和相对劣化有关，如图21所示。决定设备是否采用技术改造或更新，要同时考虑三种寿命，权衡后决策。 二、设备可靠性和维修性理论强调设备的可
40、靠性和维修性是基于现代化生产的需要。这是因为现代化企 业对设备的性能要求髙，构造复杂，确保可靠性的必要性显著增加；另一方面 随着设备向自动化的方向发展，新技术被不断的釆用和推广，进行设备可靠性 的研究有了可能。同时现代生产对设备的依赖性大大增加，因设备发生故障而 引起的停工损失相应增大，如第一章所述，对华北石化公司聚丙稀装置因设备 故障造成非计划停工的统计以及由此而产生的经济损失，最终对企业的收益造 成的直接影响，完全可以说明这一点。所以，为了减少这种损失，就要求设备 具有良好的可靠性和维修性近年来，人们充分认识到了幵展设备系统管理的 必要性，按照设备寿命周期的观点，提出了开展设备管理，提高设
41、备效率的设 想。所以，探讨连续化生产企业设备的可靠性、维修性是设备管理的重要内容。 影响设备可靠性、维修性有四大因素：称为经济寿命1、设备本身在设计、制造时已经决定了的内在的固有的可靠性、维修性。2、设备在使用、维修过程中，操作人员与维修人员对设备可靠性和维修性 的影响。3、设备在使用、维修过程中所使用的材料、配件、装配工机具的质量、备 用数量以及管理对设备可靠性、维修性的影响。4、设备所处的环境条件，如使用压力、使用温度、介质情况、振动、冲击 等对设备可靠性、维修性的影响以上四大因素，都是可靠性、维修性的研究对象。可见设备可靠性、维修 性涉及到设备的规划、设计、制造、使用、维修直至报废的整个
42、寿命周期。目前在国外，可靠性与设备综合工程学相结合，通过事先检查出设备的异 常情况而使维修工作合理化的状态监测维修（预知维修）与预防维修相结合， 已成为发展趋势。设备的可靠性就是“无故障运行，在使用中能实现准确、安全、可靠的 要求。设备的可靠性髙，其可利用率也高。设备的可靠性由三方面的因素构成-1、功能可靠性：由设计制造质量、维护保养状况、工作条件等来反映，可 简化用平均故障间隔期（MTBF, Mean Time Between Failures)反映。2、使用可靠性：由环境使用人员的素质、状态、情绪、技术水平等因素决定。3、供应保障：指维修组织管理、人员素质、技术投资、工具准备和材料供 应等
43、，简化用平均修理等待时间（MWT, Mean Waiting Time)反映。可维修性是指设备结构简单、零部件组合合理、可迅速拆卸、易于检查； 零件已经实现通用化、桂准化；修理工具适用等，用平均修理时间（MTTR， Mean Tune To Repair)表示。可用性：是指设备在某一时刻处于可正常工作状态的可能性的大小。通常 有固有可用度、使用可用度、达到可用度等，它可用MTBF，MWT,和MTTR 的几何关系来表示可靠性和可维修性的理想极限是“无维修设计”，即应在设计阶段就重视和 保证设备的可靠性和可维修性。它对设备的运行性能、费用等起着决定性的作 用。无维修设计是现代设备管理的重要概念。图
44、22为日本人在考虑无维修设 计的系统循环图。1tbf分折图22无维修设计的系统循环可靠性工程应用概率论，数理统计等计算设备的可靠度，为设备管理评价 可靠性提供了科学的量化管理方法.在设计阶段，对尚未建成的设备系统，可 应用可靠性工程通过模拟试验找出故障分布规律，预测设备不同设计方案的可 靠度，选择优化方案。在设备的使用阶段，对于现有的设备系统，通过抽样试 验或者故障统计，可应用可靠性工程找出设备的故障规律，定量计算不同使用 期的设备可靠度，从而合理选择维修方式，安排修理周期，减小故障损失，有 效的利用设备。三、设备的监测和诊断理论设备监测诊断技术是通过对设备整体或其中零部件的应力、故障和劣化程
45、 度、性能和强度等技术状况进行分析和判断，确定存在的问题与维修方案。诊 断的根据来自各种检测手段，或实地观察测量，以取得观测曲线或量值。四、综合管理理论设备管理是一种管理、技术和经济等结合起来进行全面研究的综合科学。 在设备寿命周期的全过程中，任何一个人都不可能对全部问题做出决策。因为 在全过程中每一阶段都包含着有关设备的技术、经济和管理等方面问题。作为 设备的一生综合管理，它包含了前半生和后半生，按系统观点实现设备一生管 理如图23所示。棚（前车生）m (后丰生）信息反馈是现代设备管理的最基础部分。设备综合管理的特征是重视定量 化数据分析，尤其重视设备的设计、制造、使用、维修等技术数据和费用
46、的信 息反馈，这是人们获得最大利益的关键。信息反馈可吸取过去的经验教训，去 改进正在加工的产品，或者设计新一代产品。信息反馈能使制造者及时了解用 户的意见和建议，从而确定新的投资方案，以实现经济的“寿命周期费用”*如 图所示。设备管理是运用系统的观点实行全过程的管理，把影响设备运动效果的各 个因素，严格的控制起来。设备运动全过程有两种形态：一种为物质运动形态， 即从设备的研究开发、预测调查、方案决策、总体设计、具体设计、工艺设计、 制造、安装、调试、使用、保养维修、改造直至报废的全过程。对设备物质运 动形态的管理，属于设备的“技术管理。另一种为资金运动形态，即设备的一 生所消耗的全部费用，包括
47、设备费和维护费，一般称为全寿命费用。对设备资 金运动形态的管理，属于设备的经济管理”鉴于设备管理的系统性，80年代末，我国设备工程界人士提出了“设备综 合管理”应包括五个结合，即：设计制造与使用相结合、维修与计划检修相结 合、修理改造与更新相结合、专业管理与群众管理相结合、技术管理与经济管理相结合-92年中国设备管理协会为纪念设备管理条例颁布5周年，又撰文提出 我国设备综合管理应该是“五全管理”(全效益的管理目标、全过程的管理范围、 全员的管理组织、全手段的管理技术、全社会的管理循环)，明确的把我国设备 综合管理确定为开放式的社会系统。可见设备工程这一平凡而又复杂的工作有 更多的内容等待研究。
48、设备的信息收集2. 2设备可靠性概念和特征量2. 2.1可靠性的概念前面已经对设备可靠性的概念进行过必要的说明，确切地讲，可靠性是指 系统、设备或零部件等在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。 评定设备的可靠性一般要注意以下几点-设备的可靠性与规定的条件是分不开的。所谓规定的条件是指设备所处 的环境条件、使用条件和维护保养条件等。设备的可靠性与规定时间密切相关。所谓规定时间，根据实际可以是长 期的，也可以是短期的或者一次性动作，通常工作时间越长，可靠性越低。设 备可靠性强调了时间这一因素，而产品的技术质量性能指标则没有包含时间这 一重要因素，在规定时间内评价其优劣，是设备可靠性与其它技术性能指标的根本区别。设备可靠性与规定功能有关。所谓规定功能是指设备应具有的主要技术 性能指标，设备可靠性要对设备的所有技术性能指标作综合评价。可靠性分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性