机电设备管理技术
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第1章 概述

1.1 设备与设备管理概念

1.1.1 设备概念

设备是企业的主要生产工具,也是企业现代化水平的重要标志。对于一个国家来说,设备既是发展国民经济的物质技术基础,又是衡量社会发展水平与物质文明程度的重要尺度。

设备是固定资产的重要组成部分。在国外,设备工程学把设备定义为“有形固定资产的总称”,它把一切列入固定资产的劳动资料,如土地、建筑物(厂房、仓库等)、构筑物(水池、码头、围墙、道路等)、机器(工作机械、运输机械等)、装置(容器、蒸馏塔、热交换器等),以及车辆、船舶、工具等都包括在其中了。在我国,只把直接或间接参与改变劳动对象的形态和性质的物质资料才看作设备。一般认为,设备是人们在生产或生活上所需要的机械、装置和设施等可供长期使用,并在使用中基本保持原有实物形态的物质资料。

(1)设备在现代工业企业的生产经营活动中居于极其重要的地位

①机器设备是现代企业的物质技术基础。机器设备是现代企业进行生产活动的物质技术基础,也是企业生产力发展水平与企业现代化程度的主要标志。没有机器设备就没有现代化的大生产,也就没有现代化的企业。

②设备是企业固定资产的主体。企业是自主经营、自负盈亏、独立核算的商品生产和经营单位。生产经营是“将本就利”,这个“本”就是企业所拥有的固定资产和流动资金。在企业的固定资产总额中,机器设备的价值所占的比例最大,一般都在60%~70%。而且随着机器设备的技术含量与技术水平日益提高,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财富。设计制造或者购置现代设备费用的增加,不仅会带来企业固定资产总额的增加,还会继续增大机器设备在固定资产总额中的比重。设备的价值是企业资本的“大头”,对企业的兴衰关系重大。

③机器设备涉及企业生产经营活动的全局。企业作为商品的生产、经营单位,必须树立市场观念、质量观念、时间观念、效益观念,以适销对路、物美价廉的产品赢得用户,占领市场,才能取得良好的经济效益,求得企业的生存和发展。在企业从产品市场调查、组织生产、经营销售的管理循环过程中,机器设备处于十分重要的地位,影响着企业生产经营活动的全局。首先,在市场调查、产品决策的阶段,就必须充分考虑企业本身所具备的基本生产条件。否则,无论商品在市场上多么紧俏利大,企业也无法进行生产并供应市场。其次,质量是企业的生命,成批生产产品的质量必须靠精良的设备和有效的检测仪器来保证和控制。产品产量的高低、交货能否及时,很大程度上取决于机器设备的技术状态及其性能的发挥。同时,机器设备对生产过程中原材料和能源的消耗也关系极大,因而直接影响产品的成本和销售利润,以及企业在市场上的竞争能力。此外,设备还是影响生产安全、环境保护的主要因素,并对操作者的劳动情绪有着不可忽视的影响。可见,设备和现代企业的产品质量、产量、交货期、成本、效益以及安全环保、劳动情绪都有着密切的关系,是影响企业生产经营全局的重要因素。

④提高设备的技术水平是企业技术进步的一项主要内容。先进的科学技术和先进的经营管理是推动现代经济高速发展的两个车轮,缺一不可,这已是人们的共识。企业的技术进步主要表现在产品开发、升级换代、生产工艺技术的革新进步,生产设备的技术更新、改造以及人员技术素质、管理水平的提高。其中,设备的技术改造和技术更新尤为重要。因为高新技术产品的研制、开发,离不了必要的先进实验设备和测试仪器;新一代的生产工艺技术常常是凝结在新一代机器设备之中,两者不可分割。因此,企业必须十分重视提高机器设备的技术水平,把改善和提高企业技术装备的素质,作为实现企业技术进步的主要内容。

(2)现代设备正在向着大型化、高速化、精密化、电子化、自动化等方向发展

①大型化指设备的容量、规模、能力越来越大。比如,石油化工工业中的合成氨设备,20世纪50年代的装置年产量只有5万~6万吨,20世纪80年代国内已建成年产30万吨的合成氨装置,国外发展到了60万吨以上;目前我国已建成年产高达135万吨的合成氨装置。

冶金工业中,日本新日铁最大高炉容积为5575m3;德国蒂森钢厂的最大转炉容积为5513m3;而我国沙钢的高炉容积高达5860m3

发电设备中,目前,国内火电设备单机容量高达110万千瓦;水电方面,向家坝水电站单机容量高达81.2万千瓦。

②高速化指设备的运转速度、运行速度、运算速度大大加快,从而使生产效率显著提高。比如,纺织工业,国产气流纺纱机的转速已达到10×104r/min,而德国绪森公司SC-2M型纺纱机转速可达11×104r/min;又如电子计算机,我国“神威·太湖之光”的运算速度高达12.5亿亿次/秒,运算速度居世界第一,速度最高达到了90亿次/s。

③精密化指设备的工作精度越来越高。比如机械制造工业中的金属切削加工设备,20世纪50年代精密加工的精度为1μm,20世纪80年代提高到了0.05μm,到21世纪初,又比20世纪80年代提高了4~5倍。现在,主轴的回转精度达0.02~0.05μm,加工零件圆度误差小于0.1μm,表面粗糙度小于0.003μm的精度机床已在生产中得到使用。

④电子化。由于微电子科学、自动控制与计算机科学的高速发展,已引起了机器设备的巨大变革,出现了以机电一体化为特色的崭新一代设备,如数控机床、加工中心、机器人、柔性制造系统等。它们可以把车、铣、钻、镗、铰等不同工序集中在一台机床上自动顺序完成,易于快速调整,适应多品种、小批量的市场要求;或者能在高温、高压、高真空等特殊环境中,无人直接参与的情况下准确地完成规定的动作。

⑤自动化。自动化不仅可以实现各生产线工序的自动顺序进行,还能实现对产品的自动控制、清理、包装、设备工作状态的实时监测、报警、反馈处理。在我国,一汽、二汽已拥有锻件、铸件生产自动线及发动机机匣零件加工自动线多条;家电工业中有电路板装配焊接自动线;港口码头有散装货物(谷物、煤炭等)装卸自动线。

以上情况表明,现代设备为了适应现代经济发展的需要,广泛地应用现代科技技术成果,正在向着性能更高级、技术更加综合、结构更加复杂、作业更加连续、工作更加可靠的方向发展,为经济繁荣、社会进步提供了更强大的创造物质财富能力。

现代设备的出现,给企业和社会带来了很多好处,如提高产品质量,增加产品和品种,减少原材料消耗,充分利用生产资源,减轻工人劳动强度等等,从而创造了巨大的财富,取得了良好的经济效益。

(3)现代设备也给企业和社会带来一系列新问题

①购置设备需要大量投资。由于现代设备技术先进、性能高级、结构复杂、设备和制造费用很高,故设备投资费用的数额巨大。现在,大型、精密设备的价格一般都达数十万元之多,进口的先进、高级设备价格更加昂贵,有的高达数百万美元。比如上海宝山钢铁厂的一期建设工程,年产铁300万吨,钢320万吨,需要投资160亿元。在现代企业里,设备投资一般要占固定资产总额的60%~70%,成为企业建设投资的主要开支项目。

②维持设备正常运转也需要大量投资。购置设备后,为了维持设备正常运转,发挥设备效能,在设备的长期使用过程中还需要不断地投入大量资金。首先是现代设备的能源、资源消耗量大,支出的能耗费用高。其次,进行必要的设备维护保养、检查修理也需要支出一笔为数不小的费用。

③发生故障停机,经济损失巨大。由于现代设备的工作容量大、生产效率高、作业连续性强,一旦发生故障停机,造成生产中断,就会带来巨额的经济损失。

④一旦发生事故,将会带来严重后果。现代设备往往是在高速、高负荷、高温、高压状态下运行,设备承受的应力大,设备的磨损、腐蚀也大大增加。一旦发生事故,极易造成设备损坏、人员伤亡、环境污染,导致灾难性的后果。

⑤设备的社会化程度越来越高。由于现代设备融汇的科学技术成果越来越多,涉及的科学知识门类越来越广,单靠某一学科的知识无法解决现代设备的重大技术问题。而且由于设备技术先进、结构复杂,零部件的品种、数量繁多,设备从研究、设计、制造、安装调试到使用、维修、改造、报废,各个环节往往要涉及不同行业的许多单位、企业。这就是说,现代设备的社会化程度越来越高了。改善设备性能,提高素质,优化设备效能,发挥设备投资效益,不仅需要企业内部有关部门的共同努力,而且也需要社会上有关行业、企业的协作配合。设备工程已经成为一项社会系统工程。

1.1.2 设备管理的概念

设备管理伴随近代工业生产的出现而诞生,随着现代工业制造业的发展而发展,大体经历了三个阶段。今天所说的设备管理,是指以设备为研究对象,追求设备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、报废直至更新)的科学管理。这是一个宏观的设备管理概念,涉及政府经济部门、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,包括了设备全过程中的计划、组织、协调、控制、决策等工作。

对于工业交通企业来说,设备管理是企业整个经营管理中的一个重要组成部分。它的任务是以良好的设备效率和投资效果来保证企业生产经营目标的实现,取得最佳的经济效果和社会效益。

谈到设备管理,常会遇到设备工程这个名词,它的含义是什么?在国外,设备工程是指为了有效地发挥设备效能,提高企业的生产效率和经济效益而对设备进行设计、选型、维修、改进等各种技术活动和管理活动的总和。也就是说,设备工程是现代设备管理的同义语。根据设备所处的不同阶段,设备工程可以分为设备规划工程和设备维修工程。前者是指设备诞生之前(即前半生)的管理,包括设备的规划、设计、制造;后者是指设备诞生之后(即后半生)的管理,包括设备的购置、安装、使用、维修、改造等。设备规划工程和维修工程,都包括技术和经济两个侧面的管理。

(1)设备管理的作用

①设备管理是企业生产经营管理的基础工作。现代企业依靠机器和机器体系进行生产,生产中各个环节和工序要求严格地衔接、配合。生产过程的连续性和均衡性主要靠机器设备的正常运转来保持。设备在长期使用中的技术性能逐渐恶化(比如运转速度降低)就会影响生产定额的完成;一旦出现故障停机,更会造成某些环节中断,甚至引起生产线停顿。因此,只有加强设备管理,正确地操作使用,精心地维护保养,进行设备的状态监测,科学地修理改造,保持设备处于良好的技术状态,才能保证生产连续、稳定地运行。反之,如果忽视设备管理,放松维护、检查、修理、改造,导致设备技术状态严重恶化、带病运转,必然故障频繁,无法按时完成生产计划、如期交货。

②设备管理是企业产品质量的保证。产品质量是企业的生命,竞争的支柱。产品是通过机器生产出来的,如果生产设备特别是关键设备的技术状态不良,严重失修,必然造成产品质量下降甚至废品成堆。加强企业质量管理,就必须同时加强设备管理。

③设备管理是提高企业经济效益的重要途径。企业要想获得良好的经济效益,必须适应市场需要,产品物美价廉。不仅产品的高产优质有赖于设备,而且产品原材料、能源的消耗、维修费用的摊销都和设备直接相关。这就是说,设备管理既影响企业的产出(产量、质量),又影响企业的投入(产品成本),因而是影响企业经济效益的重要因素。一些有识的企业家提出“向设备要产量、要质量、要效益”,的确是很有见地的,因为加强设备管理是挖掘企业生产潜力、提高经济效益的重要途径。

④设备管理是搞好安全生产和环境保护的前提。设备技术落后和管理不善,是发生设备故事和人身伤害的重要原因,也是排放有毒、有害的气体、液体、粉尘,污染环境的重要原因。消除事故、净化环境,是人类生存、社会发展的长远利益所在。发展经济,必须重视设备管理,为安全生产和环境保护创造良好的前提。

⑤设备管理是企业长远发展的重要条件。科学技术进步是推动经济发展的主要动力。企业的科技进步主要表现在产品的开发、生产工艺的革新和生产装备技术水平的提高上。企业要在激烈的市场竞争中求得生存和发展,需要不断采用新技术,开发新产品。一方面,“生产一代,试制一代,预研一代”;另一方面,要抓住时机迅速投产,形成批量,占领市场。这些都要求加强设备管理,推动生产装备的技术进步,以先进的试验研究装置和检测设备来保证新产品的开发和生产,实现企业的长远发展目标。

由此可知,设备管理不仅直接影响企业当前的生产经营,而且关系着企业的长远发展和成败兴衰。

(2)设备管理的特点

设备管理除了具有一般管理的共同特征外,与企业的其他专业管理比较,还有以下一些特点。

①技术性。作为企业的主要生产手段,设备是物化了的科学技术,是现代科技的物质载体。因此,设备管理必然具有很强的技术性。首先,设备管理包含了机械、电子、液压、光学、计算机等许多方面的科学技术知识,缺乏这些知识就无法合理地设计制造或选购设备;其次,正确地使用、维修这些设备,还需要掌握状态监测和诊断技术、可靠性工程、摩擦磨损理论、表面工程、修复技术等专业知识。可见,设备管理需要工程技术作为基础,不懂技术就无法搞好设备管理工作。

②综合性。设备管理的综合性表现在以下几点。

a.现代设备,包括多种专门技术知识,是多门科学技术的综合应用。

b.设备管理的内容是工程技术、经济财务、组织管理三者的综合。

c.为了获得设备的最佳经济效益,必须实行全过程管理,它是对设备一生各阶段管理的综合。

d.设备管理涉及物资准备、设计制造、计划调度、劳动组织、质量控制、经济核算等许多方面的业务,汇集了企业多项专业管理的内容。

③随机性。许多设备故障具有随机性,使得设备维修及其管理也带有随机性质。为了减少突发故障给企业生产经营带来的损失和干扰,设备管理必须具备应付突发故障,承担意外突发任务的应变能力。这就要求设备管理部门信息渠道畅通,器材准备充分,组织严密,指挥灵活;人员作风过硬,业务技术精通;能够随时为现场提供服务,为生产排忧解难。

④全面性。现代企业管理强调应用行为科学调动广大职工参加管理的积极性,实行以人为中心的管理。设备管理的综合性更加迫切需要全员参与,只有建立从厂长到第一线工人都参加的企业全员设备管理体系,实行专业管理与群众管理相结合,才能真正搞好设备管理工作。

1.1.3 机电设备管理的发展

新中国成立以后,在设备管理方面,基本上是学习前苏联的工业管理体系,照抄、照搬了不少规章制度;也引进了总机械师、总动力师的组织编制。不考虑国情生搬式的管理带来了一些弊病和负面影响。从20世纪50年代末期至60年代中期,中国的设备管理工作进入一个自主探索和改进阶段。比如修订了大修理管理办法;简化了设备事故管理办法;改进了计划预修制度;采取了较为合适各厂具体情况的检修体制;实行包机制、巡回检查制和设备评级活动等,使设备管理制度比较适合我国具体情况。改革开放以后,建立、健全了各级责任制和规章制度,建立并充实了各级管理机构,充实完善了部分基础资料。随着改革开放的深入,中国的设备管理也进入了一个新的发展阶段,国外的“设备子综合工程学”、“全员修理”、“后勤工程学”和“计划预修制度”的新发展,给以启发和促进作用,加速了中国设备管理科学大发展。

在我国,尽管目前不少企业开始对TPM感兴趣,并导入这个管理模式,但是真正做得好、推进彻底的企业并不多,原因很多,归根结底就是企业的最高管理者是否真正渴求TPM。我国著名学者李葆文于1998年提出TNPM(total normalized production maintenance)概念,即全面规范化生产维修模式,强调建立规范、实施规范和革新规范。规范就是让企业从“人治”走向“法治”。著名的联想集团就是用非常完善、近乎繁复的制度和规范来保证企业精准运行的。联想建立规范的做法是:“有规则就要严格按照规范做;工作不好的也要先按照规则办,然后提出修改意见;没有规则的就要在事情做完后整理出规则。制度规范的出台都有一定之规,制度怎么写都有制度”。TNPM以不断规范的方式,克服企业员工做事的任意性,管理决策的随意性和企业运作的不定性,逐步养成TPM的风格和习惯,建立起适合中国环境的TPM。