《廠長經理的設備管理課》
主講/辛巧娟
第二十九講
設備維修對“低碳”、“綠色”也有貢獻
有人說, 21世紀是知識經濟時代。筆者認為,除了知識經濟和信息時代的特征, 由于地球資源的浪費和短缺,人類生存條件的日益惡化,注重環境保護和生態的“環境經濟”和注重資源節儉和合 理利用,返璞歸真的“樸素經濟”將會逐漸成為時代的重要特征。那種提倡消費的奢華、浮躁之風將逐漸隱退,樸實無華、注重節儉、愛護自然造物之風將會流行。
我國徐濱士院士指出：造成全球環境污染的70%以上排放物來自制造業,每年產生55億噸無害廢物和7億噸有害廢物。整個人類生存環境面臨日益增長的機電產品廢棄物壓力及資源日益缺乏 問題。
時代呼喚再制造工程,時代呼喚保護環境和資源的綠色維修。
中國是個后發展中國家,近百年來西方國家的快速發展消耗了大量的資源并造成了全球環境的破壞。例如,世界上40%的資源被美國所消耗。西方國家認識到可持續發展,綠色、環保、低碳和節 儉的必要性, 中國卻正在發展之中。所以,中國不可能重復西方的 發展之路,必須開拓出一條綠色發展之途。
再制造是一種支持可持續發展的技術。在產品設計階段就考慮 到產品的回收、再利用和處理。我國加入WTO之后,逐漸成為世界的制造加工中心,同時我國又是一個消費大國, 這既給我們帶來發展契機,又給我們帶來資源緊缺和環境污染問題。如果我國能夠及早啟動再制造技術的研究和開發,其意義十分重大。
維修環節的再制造技術是統籌考慮產品全壽命周期管理的系統工程,是利用原有零部件,再成形、恢復精度、恢復性能,使產品 對環境污染最少、資源利用率最高、投入費用最少。再制造是先進 制造技術的補充和發展,是具有潛力的新型產業。產品在壽命周期內的循環過程描述如圖29-1所示。
圖29-1 產品壽命周期循環流程
近年來在某些企業大力推廣的設備“健康管理”理念和節能降耗應用技術,也取得不錯的成果。
企業的設備資源,包括生產運輸等機械設備；潤滑油、燃油等 各種油液、零備件材料；保養維修費用及人工、工時、電、水等消耗；設備的健康率、出勤率、生產效率和服役期等,各方面都具有 節約資源、能源的極大潛力。
設備資源、能源消耗水平,是一個企業經濟結構、增長方式、科技水平、管理能力、消費模式以及領導及員工素質的綜合反映。目前,我國企業設備的資源和能源利用效率與世界先進國家相比差 距很大,特別是近年來,由于原油和原材料價格的暴漲,使設備運行成本大幅度增加,給企業經濟效益和發展壓力很大。
中國工程院院長徐匡迪指出：中國必須走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源優勢得到充分發揮的新型工業化道路。工程科技的“4R”(減量化、再利用、再循環、再制造)方向是發展循環經濟的必然選擇。其最終目標是用盡可能少的資源滿足經濟社會發展的需求,通過節約、回收和利用廢舊資源,使尚未被充分利用的價值得到開發和使用,產生新的經濟和社會效益。
設備是企業生產和能源消耗的主體,引入創新的思路和理念,實施"設備健康管理”,就能夠多、快、好、省和長治久安地解決企業資源能源節約、提高生產效率和降低運用成本的問題。
設備健康管理有兩個最重要的特征,一是全壽命周期健康的設計；二是采用高新科技實現設備優質、高效、節能、節材、環保的目標。健康管理主要集中在以下三個方面。
1) 自身素質強健：設備具有良好的機件材料的耐用性、系統配合的平衡性、持久運行的穩定性、高強度運用的可靠性、低成本運行的經濟性。
2) 機能機制完善：全壽命周期過程中的自監控、自養護、自修復、自強化、自補償、自調整、自適應等仿生機能和預防、保健、康復的健康機制。
3) 科學模式管理：運用科學模式管理,如信息化網絡管理、表面工程動態維修養護等,使設備的動力性、經濟性、安全性、可靠性、凈化性在全壽命周期中始終保持或超過設計狀態。
根據設備健康概念,設備分為三類技術狀態：健康-亞健康-故障。設備的使用壽命是健康-亞健康-故障-報廢,即由量變到質變的動態過程。
傳統設備管理,著眼于質變管理,即故障管理和靜態維修,形 成了故障發生后(預知的或已發生的)故障診斷和停機解體換件修理的維修模式,其特點是階段性恢復和保持健康。
設備健康管理,著眼于量變管理,即健康管理和亞健康狀態的 監控。注重機械微觀和動態損傷過程的演變、特點、規律、事前預防、過程監控、動態養護維修,其特點是全壽命周期健康運用和減免維修。
“設備健康管理”把復雜的機械設備類型,綜合為機、電、油、水、氣五大結構要素,任何機械設備都是這五大結構要素的不同組合。
五大結構要素都具有資源能源節約和環保效益的極大潛力, 在設備健康管理過程中,廣泛采用新材料、新技術、新模式,從零部件的表面強化,到結構和性能的綜合提高,從仿生功能的建 立到設備各系統的整體優化 ,使設備超越設計的質量、性能水平與使用效果。
“設備健康管理”的目的是以科學的管理模式、先進的技術手段實現“設備綜合效率和企業經濟效益”的最大化, 通過有效的控制應用成本,提高經濟效益。綜合效益如下：
(1) 健康效益
醫學的健康觀是“防病勝于治病” ,醫學的治療觀是“不治已病治未病,上工也”。設備管理需要貫徹這種科學理念。“設備健康管理”的重要意義在于從新機開始,就不斷地實施設備健康管理過程, 不斷地創造設備健康,用磨合期健康管理減少維修,用使用期設備健康管理減少報廢,以較少的投入,簡便易行的技術,大大延長設備的技術壽命、經濟壽命和使用壽命。
(2) 節能效益
通過采用材質強化、結構優化、性能提升等一系列高新技術, 控制“人的不節能行為和物的不節能狀態”。
(3) 減修效益
為機械設備建立“自監控、自養護、自修復、自強化、自補償、自調整、自適應”等仿生機能和預防、保健、康復機制后, 機械在運行中微損微修,控制著機件損傷的量變過程,始終保持優于設計的結構和性能狀態,大大延長了使用壽命。減免維修,節省維修費用。
(4) 延壽效益
設備的使用壽命與主要總成的壽命相關,例如礦車發動機。因此, 延長發動機等主要總成的使用壽命, 就等于延長設備的使用壽命和服役期, 減少報廢的經濟價值遠遠超過發動機自身的價值, 企業也將節省大量的設備更新資金,保持良好的經濟效益。
再例如鉛酸蓄電池,運用“鉛酸蓄電池再生增益技術”顯著提高蓄電池性能和使用壽命,可使80%以上被“誤判”報廢的蓄電池 恢復使用性能和價值,節省了企業資金。
(5) 增產效益 設備建立健康機制后,在運行中自行動態維修保養, 減免停機解體換件修理,增加生產時間,提高設備利用效率和生產效率。例如：154噸載重的大型礦用汽車,減免一次發動機總成大修,除節省40多萬元大修資金, 還可減少近一個月的駐廠維修時間, 多運輸礦石約10萬噸。
(6) 安全環保效益
安全事故給企業和人員造成的危害及損失非常嚴重。機械設備故障是重要原因之一,有相當一部分是因為對突發性機械故障難以監控造成的。
設備健康管理及亞健康和故障的全面監控,是消除和減少設備安全事故、環境事故發生,減少經濟損失和生產損失的有效途徑。
總之,設備維修管理體系對綠色、低碳、環保經濟的貢獻也不可小覷。
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