學設備管理必須要懂的五條曲線
設備管理的一、二、三、四、五是工廠設備管理人員應該具備的基本知識。所謂的一二三四五，就是一項偉業(yè)、二大公理、三則定律、四款原則和五條曲線。下面我們重點介紹一下五條曲線。
1. 壽命周期費用曲線
設備全壽命周期所消耗的費用可以用一條曲線描繪下來。如圖1所示。這條曲線可以劃分為三個階段，在設備初期購置設備時我們需要花費一筆設置費，它包括設備購置前的調研、招投標、運輸、安裝、人員培訓等在交付生產運行之前所有的花費。中間階段我們稱之為維持費，包括維護保養(yǎng)、潤滑、維修換件以及能源消耗的所有費用，時有起伏。到最后一個階段稱為處理費。同樣功能的設備，其壽命周期費用可能差異很大。有的設備設置費低，但設備不可靠，故障頻發(fā)，修理換件較多，后續(xù)的維持費較高，整體壽命周期費用卻較高。有的設備初期設置費較高，但維持費較低，壽命周期費用偏低，我們更傾向于選擇后者。企業(yè)的招投標選型應該更立足于以壽命周期費用最小化為指針進行決策。
2. 維修投入曲線
設備的維修投入與利潤的關系如圖2所示。如果維修投入為零，則利潤為負；隨著投入增加，利潤值逐漸上升，一直到達一個最高點；繼續(xù)投入，利潤下降，我們稱之為維修過剩。
那么，是否只要增加維修投入就安枕無憂了？圖3顯示了三種情況。右邊的投入曲線代表張三的管理，其投入大，利潤一般，我們稱之為“投入大，水平低”。左邊的曲線代表李四的管理，其投入較小，利潤和張三差不多，跟張三比較，稱之為“水平高，但投入小。”中間最高的一條投入曲線代表王五，讓利潤達到最高點，這時的投入也適當增加了。我們稱之為“水平高，投入恰當。”這三條曲線告訴我們，除了適當投入，管理水平的提升也是必不可少的。
3. 浴盆曲線
浴盆曲線又稱為故障率曲線，如圖4所示。它反映了設備故障率在設備一生中的變化，在前面的文章里我們有過描述。一般而言，新安裝的設備故障率比較高，有時半年一年都正常不起來，我們稱之為初始故障期；以后就進入一個穩(wěn)定的低故障率時期，稱之為偶發(fā)故障期；5年至8年以后，設備故障率又開始升高，稱為耗損故障期。工廠的設備經理應該熟悉這條曲線。
近年來在航空業(yè)的研究表明，并非所有的設備故障率都遵循這條曲線。人們對故障率的認識變化如圖5所示。
為什么68%的設備沒有耗損故障期呢？因為隨著設備可靠性的提升，其有形磨損速度降低，而其無形磨損速度加快，不少設備尚未到達耗損故障期就被淘汰了。隨著系統(tǒng)的復雜化，我們很難找到適合不同總成的大修理周期，如果人們還堅持傳統(tǒng)的大修，可能會周期性的導入初始高故障率的狀況，于是國際上提出取消大修理的新概念。取消大修不意味著不修理，而是用可裁剪式、項修的組合來取代大修。
4. 設備性能劣化曲線
設備的性能是一條緩慢的劣化曲線，如圖6所示。其劣化過程存在著劣化的起始點、潛在故障發(fā)生點和功能故障發(fā)生點。這里潛在故障不是故障，是故障前顯露出來的一種劣化現象，是可以被人類感知的。功能故障才是故障。從潛在故障到功能故障的間隔期稱為P-F間隔，這在設備管理領域是十分普及的。
我們平常所強調的預防維修，首先要尋找P-F間隔。找到了P-F間隔就可以有效的實施預防性維修了，在P點之前做，屬于維修過剩；在F點之后做，就成為事后維修，屬于維修不足；在P-F間隔做，就恰到好處。尋找和確定P-F間隔并不是一件容易的事。我們的設備經理至少應該知道并有意識的摸索和尋找，才能正確的實施預防性維修。
5. 激發(fā)能作用曲線
英國人阿來登將故障過程描述為系統(tǒng)的無組織過程，即系統(tǒng)從有序狀態(tài)進入無序狀態(tài)。在這個轉變過程中，如果有故障的激發(fā)器作用，則會使轉化過程加快。就像一根火柴點燃一張紙，使之與空氣中的氧發(fā)生作用，轉變成水和二氧化碳。這個過程如圖7所示。在故障激發(fā)器的作用下，系統(tǒng)的能位上升，然后迅速下降，加速了故障的發(fā)生。系統(tǒng)能位的初始狀態(tài)是穩(wěn)固的正常狀態(tài)，在激發(fā)器作用下轉換成終止狀態(tài)，低于故障的能位狀態(tài)，這代表故障的發(fā)生。
系統(tǒng)無故障工作的條件是初始的能位足夠高，而且初始能級與故障能級之差足夠大，對于設備而言就是其固有可靠性足夠高。
什么是激發(fā)能呢？對設備而言，一次雷擊、一次電磁干擾、動物進入電氣系統(tǒng)引起的短路、灰塵改變了電參數、洪水的浸泡、一次磕碰和撞擊都可能成為激發(fā)能。來自外部的激發(fā)能有時難以避免，但來自系統(tǒng)內部的激發(fā)能我們是可以控制的。
這條曲線告訴我們，一些外界的激發(fā)能作用，會加速設備的劣化，直到故障。控制激發(fā)能作用，也是設備維護體系的重要領域?？刂萍ぐl(fā)能包括注意不能超負荷運行設備，減少誤操作，制止有問題的原料進入裝備，防止損壞性維修等等。
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