1.1.2 设备的状态维修

1. 状态维修的概念

状态维修（Condition Based Maintenance, CBM）或预知性维修（Predictive Diagnostic Maintenance, PDM）以设备当前的实际工作状况为依据，通过高科技状态监测手段，识别故障的早期征兆，对故障部位、故障严重程度及发展趋势做出判断，从而确定设备（各部件）的最佳维修时机。状态维修始于1970年，由美国杜邦公司I.D.Quinn首先倡议。状态维修是当前耗费最低、技术最先进的维修制度，它为设备安全、稳定、长周期、全性能、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。

以状态监测为基础的预知维修，不规定检修周期，但是要定期或连续地对设备进行状态监测，并根据状态监测和故障诊断的结果，查明设备有无劣化或故障征兆，再安排在需要时进行修理。它能在设备失效前检测和诊断出所存在的故障，并可较准确地估计出连续运行的可靠时间。因而设备使用寿命最长，意外停机事故最少。

2. 传统设备维修的局限性

传统的设备维修方式主要是定期（时）维修、事后维修以及中途抢修等，而在其中最主要的是定期（时）维修。定期（时）维修（hard time maintenance/periodic maintenance）是按规定的产品维修间隔期（寿命单位）实施的维修。定时维修是预防性维修的一种方式。随着设备复杂度的提高，定期维修越来越暴露出其局限性。

（1）不必要的维修可能增加故障率，影响设备的性能或质量

一个设备（或一个系统）本来是稳定的，一旦对其进行拆修，将对稳定状态产生了扰动，拆修本身很可能造成早期故障，特别是大型、复杂的设备。

（2）定期大修可能浪费了大量人力和物力

大型、复杂设备与系统，每次拆修均需要很多的人力物力，而恰当地进行CBM则可以显著提高维修的效益。

（3）产生过剩维修的缺陷

设备不分主次，一律执行定期计划的维修，产生不必要的更换、拆卸过程中的损坏，原来磨合很好的设备又被重新装配，这必然产生过剩维修的缺陷。

（4）定期大修将会降低设备的寿命

定期大修将会降低设备寿命，特别是频繁、定期地大修，将会降低设备的寿命。这是因为每次拆修时，使材料强度降低，而拆修后再次起动，又增加了材料的疲劳损坏。

（5）缺乏针对性

不论产品状态如何，都将按定期计划重新校装，虽然起到预防作用，但不能对症下药，具有盲目维修的成分，还造成了机物料的浪费。

3. 基于状态的维修及优点

（1）能将故障消灭在萌芽状态之中

事先检测运行状态，确诊异常状态，预先巡检，主动巡查并确定异常状态，及时进行事先维修。

（2）降低维修费用，缩短维修时间或避免过度维修

由于设备的实际运行状态和制造质量以及操作人员的技术水平等因素的差异，每一台设备或其零部件的使用寿命均有不同，因而故障发生点也不尽相同。这就要求维修人员必须认真分析和准确判断故障，对设备进行有针对性的维修。据权威杂志统计表明，与采用定期计划维修体制的企业相比，实施基于状态的维修后设备故障下降63%～84%，设备维修用工下降26%～30%，机物料消耗下降22%～31%，计划停台率降低2.5%～3.7%。

英国有专家发表论文认为，对大型汽轮发电机组进行振动监视，获利与投资之比为17:1，在英国西南地区，每台发电机组如减少2.5%的事故与检修损失，每年获利可达5.5亿英镑。日本有资料指出，采用诊断技术后，每年设备维修费减少20%～50%，故障停机减少75%。我国的大型钢厂，每年设备维修费达2～3亿元。某机械施工单位拥有工程机械232台，采用状态维修后，维修材料费降低30%，维修工作量降低47%[5]。

（3）利用了设备的全寿命周期

利用了设备的全寿命周期，它的计划性比传统维修计划更符合实际。CBM也是有计划的，不过是侧重于状态，这绝不等于说其没有计划，只是这种计划是建立在“状态”基础上的计划。它强调计划检测，事先搜集信息，计划适时、适度修理，因此它的计划性更符合实际。

虽然对每一台设备来说出现故障时间、故障次数、设备寿命等各不相同，但总体规律是一致的，设备故障率和设备寿命的关系就是著名的所谓“浴盆曲线”（见2.1.1节）。不同的时期，故障率不一样。对设备进行状态维修，不同的时期应采用不同的措施。

（4）按需维修，提高设备利用率

因为对每台设备都进行状态监测，因此能及时、准确地查出故障或隐患，只需更换或修理损坏的零件，为CBM提供可靠的依据，可保证维修质量，避免设备事故，减少设备停机时间和机配件的消耗，从而大幅度地提高设备的利用率，为企业创造更大的效益。

从设备状态监测与故障诊断的发展看，国内设备管理中采用诊断技术工作起步较晚，但经过研究、推广、应用，设备状态监测与故障诊断技术已得到了较高的重视，并有了较快的发展。在一些企业中，设备状态监测与故障诊断技术较好地应用于设备维修中，有效地避免了因不必要的拆卸使设备精度降低，延长了设备寿命，减少和避免了重大事故的发生，减少了维修时间，降低了维修费用，提高了生产效率。