一、前苏联计划预防修理制度

        1923年前苏联就提出了设备定期维修的方法，直至1967年才形成了前苏联统一的计划预防修理制。计划预防修理制的理论依据是设备组成单元的磨损规律。

        1.计划预防修理制度的主要内容

        ①确定修理工作的类别。各类设备的计划修理有：大修理、中修理、小修理、预防性检查。

        ②编制设备修理计划，进行有计划的修理，并监督其实现。

        ③确定各类设备的修理周期结构。修理周期结构是指在一个大修理周期内，把设备的维修类别按照规定的时间间隔，依据一定顺序进行的排列。它是根据机器零件的磨损规律和修理工作量确定的，不同类型的设备其修理周期结构不同。如在计划预防修理制度中规定金切设备中普通机床的修理周期为26000小时，相当于两班制运行车间，约6年左右大修一次。修理周期结构是：K---O---M---O---M---O---C---O---M---O---M---O---C---O---M---O---M---O---K，即两次大修理(K)之间应安排两次中修（C），六次小修（M），九次检查调整（O）。在一个修理周期内共有十八次各种定期的计划修理，约四个月就需进行一次检查或修理。

        ④确定各类设备的修理复杂系数。修理复杂系数是设备修理难易程度的一个假定单位，计划预修制度中的计算、测定和考核都是以设备修理系数为基础的。该系数主要用于制定各种修理定额，如修理工作的劳动量定额、停歇时间定额、材料消耗定额和修理费用定额等。

        ⑤组织修理业务，包括组织机修车间、各车间机修站、修理组，准备必要的设备及配备管理人员和劳动力。

        2.计划预防修理制度的发展

        20世纪80年代以来，计划预防修理制度正在逐步发生改变，但其基本理论基础相同。

        (1) 改进维修方式和维修制度

        在设备维修活动中肯定了操作工人参加的重要性；使修理周期结构更加符合设备的实际运动规律；根据设备的实际使用情况，延长了修理间隔期；提高修理工作的机械化水平，采用现代化管理方法；取消中修。

        (2) 重视设备的更新改造

        逐步改变以扩大设备拥有量为主的做法，合理调整加工设备的结构，增加特种加工设备及热加工和毛坯加工设备比重；大幅度增加高效和自动化设备的数量和比重；结合大修理进行旧设备的改造。

        (3) 加强设备的技术维护，推行技术维护及修理规程化

        前苏联国标［ΓOCT 18322-78］规定：技术维护是当产品（指设备）按规定用途使用、待用、存放和运输时，为保持产品的工作能力或良好状态而进行的一套作业或某项作业。所谓规程化技术维护与维修是指按技术文件中所规定的时间间隔和工作量进行技术维护与计划修理，图1-1是技术维护和修理制度的结构示意图。许多企业推行规程化维修后，大大提高了维修作业效率和质量，减少了设备因突发故障造成停机损失。

 
图1-1   技术维护与修理制度结构示意

        (4) 设备修理工作集中化与专业化

        设备修理由跨部门的专业化修理企业、行业（或地区）专业化企业、大型企业修理厂共同进行。

    此外，前苏联还注意采用状态检查、监测技术、故障理论、计算机等新技术。值得注意的是，计划预防修理制的实施支柱―修理周期结构和修理复杂系数仍未改变。

    二、英国设备综合工程学

    20世纪70年代初，英国的丹尼斯•巴库斯(Dennis Parkes)提出了设备综合工程学。此后，经欧美、日本等国家不断的研究、实践和普及，成为一门新兴学科。

    1974年，英国工商部给设备工程下的定义是：为了追求经济的周期费用，而对有形资产的有关工程技术、管理、财务以及其他实际业务进行综合研究的学科。它是一门以设备一生为研究对象，以提高设备效率、使其寿命周期费用最经济为目的的综合学科。其主要特点如下。

        ①以寿命周期费用作为评价设备管理的重要经济指标，并追求寿命周期费用最经济；

        ②强调对设备从工程技术、工程经济和工程管理三方面进行综合管理和研究；

        ③进行可靠性和维修性设计，综合考虑设置费与维修费，使综合费用不断下降，最大限度提高设备效率；

        ④强调发挥有形资产（设备、机械、装置、建筑物、构筑物）即设备一生各阶段机能的作用；

        ⑤重视设计、使用和费用的信息反馈，实现设备一生系统的管理。

    设备综合工程学的创立，开创了设备管理学科的新领域，从理论方法上突破了设备管理的狭义概念，把传统的设备管理由后半生扩展到设备一生的系统管理，并协调设备一生的各个环节，有目的地系统分析、统筹安排、综合平衡，充分发挥各环节的机能，实现设备寿命周期最经济。

    为了推进设备综合工程学的应用和发展，英国成立了国家设备综合中心及国家规模的可靠性服务系统；开展以可靠性为中心的维修，更加注重可靠性和维修性设计；把节能、环保和安全作为设备综合工程学的新课题。经过多年的实践和完善，已取得了明显效果，带来了较好的经济效益。

    同时，在巴库斯先生的倡议下，成立了“欧洲维修团体联盟”，该团体每两年召开一次欧洲设备管理维修会议，近年来，中国每次均派代表团参加。会议宗旨是开展各国设备管理实践、维修技术的交流，促进设备综合工程学的推广和发展，帮助发展中国家培养设备工程人才。

    三、日本全员生产维修

    日本全员生产维修(Total Productive Maintenance，简称TPM）是从20世纪50年代起，在引进美国预防维修和生产维修体制的基础上，吸取了英国设备综合工程学的理论，并结合本国国情而逐步发展起来的。

        1. TPM的含义

        日本设备工程协会对全员生产维修下的定义：

        ①以提高设备综合效率为目标；
        ②建立以设备一生为对象的生产维修系统，确保寿命周期内无公害、无污染、安全生产；
        ③涉及设备的规划、使用和维修等所有部门；
        ④从企业领导到生产一线工人全体参加；
        ⑤开展以小组为单位的自主活动推进生产维修。

    全员生产维修追求的目标是“三全”，即全效率―把设备综合效率提高到最高；全系统―建立起从规划、设计、制造、安装、使用、维修、更新直至报废的设备一生为对象的预防维修（PM）系统，并建立有效的反馈系统；全员―凡涉及设备一生全过程所有部门以及这些部门的有关人员，包括企业最高领导和第一线生产工人都要参加到TPM体系中来。

    全员生产维修是日本式的设备综合工程学，其有自身的特点：①重视人的作用，重视设备维修人员的培训教育以及多能工的培养；②强调操作者自主维修，主要是由设备使用者自主维护设备，广泛开展5S（整理、整顿、清洁、清扫、素养）活动，通过小组自主管理，完成预定目标；③侧重生产现场的设备维修管理；④坚持预防为主，重视润滑工作，突出重点设备的维护和保养；⑤重视并广泛开展设备点检工作，从实际出发，开展计划修理工作；⑥开展设备的故障修理、计划修理工作；⑦讲究维修效果，重视老旧设备的改造；⑧确定全员生产维修的推进程序。

    自全员生产维修推广以来，发展迅速，效果显著。在日本，全员生产维修的普及率已到65％左右，使很多企业的设备维修费用降低50％，设备开动率提高50％左右，并在国际上的影响也逐渐扩大，已有十多个国家引进、研究TPM的管理制度。

        2. TPM的发展现状

        近年来，全员生产维修又有了新发展，主要有以下几个方面。

        (1) 更加重视操作者自主维修

    全员生产维修的目标是“通过改善人和设备的素质改善企业素质”来实现的。机器人化、自动化、柔性化等所谓工厂自动化(Factory Automation,简称FA)的发展，必须培训适应FA时代要求的关键人员，即为自动化设备配备能手，应做到：

        ①操作人员要学会自主维修的本领；

        ②维修人员应提高维修机械电子设备的本领；

        ③设计制造人员使自动化设备不断接近“无维修设计”。

        为了在改善“人”的素质的同时改善“设备”的素质，要做到：

        ①靠改善现有设备的素质提高设备效率；

        ②把通过改善现有设备素质所取得的经验和信息收集起来，向设备的规划阶段反馈，以期实现设备寿命周期费用设计与配置的改善。

        (2) 提高设备效率

    日本就设备现场管理提出提高设备效率，是指如何从时间和质量两方面掌握设备的开动动态，增加能够创造价值的时间和提高产品的产量。其手段有：从时间上增加设备的开动时间；从质量上增加单位时间内的产量，即通过减少废次品来增加合格品的数量。

    提高设备效率的最终目标是如何充分发挥和保持设备的固有能力，即维持人一机的最佳状态―极限状态，也就是“使故障为零，使废次品为零”的人一机极限状态。

        影响设备效率提高有六大因素，表1-1汇总了六大损失的改进目标。

                                  表1-1  六种损失的改进目标 

序号	损失类型	目标	说明
1	故障损失	0	所有设备的故障损失都必须为零
2	工装模具调整的损失	时间极少	尽量用较短的时间完成
3	速度损失	0	要使加工速度与设计速度之差变为零，而且通过 改进，实现超过设计速度的目标
4	小故障停机的损失	0	有程度的差别，但要控制在百万分几（如10-8～ 3×10-8）的范围内
5	废次品及返修的损失	0
6	调试生产的损失	时间极少

       
    在全员生产维护中，不是仅仅以故障为对象，其最终目的是通过提高与设备效率有关的时间开动率、性能开动率、合格品率等所有因素，来提高设备效率，一般可用下式表示：

式中：

         (3) 推行质量维修

        质量维修就是为了确保产品和加工件的完全合格，必须树立保持设备完好这一基本观念。规定不产生质量不良的设备条件，对这些条件进行点检和测定，通过确认这些确定值在标准值之内以预防质量不良，通过观察测定值的变化预知发生质量不良的可能性并采取对策。

        图1-2表示质量维修的基本概念，规定不生产不良品的设备条件，培养具有管理能力的操作者，同时通过管理防止发生不良品条件，达到消灭不良品。

  图1-2 质量维修的基本概念   

         (4) 开发自制专用设备，推行设备一生管理

        从设备综合工程学的观点出发，为了使设计、制造和使用相结合，真正推行对设备一生的管理，其主要途径之一是实施自制设备。

        (5) 进一步发展维修业

        随着企业经营环境的变化，设备维修部门所处地位日益提高，随着设备自身素质和量的变化，设备维修技术也需有质的变革，要求设备维修能尽快有质的转变。设备维修主要发展方向为：

        ①向预防维修过渡的设备诊断技术将日益扩展，努力开发成本性能好的设备仪器，开发设备诊断技术的适用范围，准确预测部件寿命，提高设备可靠性，向预防维修过渡；

        ②研究确定维修效果的定量评价方法；

        ③推进计算机维修计划管理，提高维修管理水平；

        ④开发设备维修的新技术；

        ⑤以预防维修体制为基础，建立综合设备维修管理体系；

        ⑥进一步普及和推进TPM的思想和观点。

    四、美国后勤工程学

    20世纪40年代起，美国就开始实施设备预防维修，为提高维修经济效益，50年代开始对维修方式的研究，形成了生产维修体制，并提出了设备可靠性、维修性设计及寿命周期费用等基本思想。

    后勤工程学是美国20世纪60年代在经典军事后勤学的基础上，汲取寿命周期费用、可靠性及维修性等现代理论而发展形成的。

    后勤工程学是为满足某种特定的需要而设计、开发、供应和维修各种装备、设施或系统的全部管理过程，并研究系统或装备的功能需要与有效度、可靠性、寿命周期费用之间最佳平衡学科。

    按照后勤工程学的基本思想，在设计制造设备（或系统）之时，应同时考虑向设备的用户提供以下支持的问题：

        ①提供操作、使用、管理方面的指导性文件；

        ②提供设备维修保养措施；

        ③提供适时、方便的备品备件；

        ④为用户培训操作、维修、管理方面的人员；

        ⑤提供设备可靠性、维修性和服务年限的科学实验数据。

    后勤工程学其研究的任务领域比英国设备综合工程学、日本的全员生产维修更广。后勤工程学主要是从系统（或设备）的设计制造出发，考虑到设计制造及其后的运行使用等各方面（即所谓的后勤支援）；设备综合工程学虽然仅对设备本身，但其管理涉及从设计制造和设备使用维修的全过程；全员生产维修则主动积极的进行设备的维修，从而提高生产效率。后勤工程学与设备综合工程学侧重管理理论的研究，注重整体的设备管理效益，全员生产维修主要是一种管理制度与方法，侧重企业生产维修为主体的微观管理，但是，这三者的目标是一致的，都是追求系统（或设备）的寿命周期费用最经济。三者的关系如图1-3所示。

 
图1-3 后勤学、设备综合工程学、生产维修三者关系 

    五、瑞典预防性维修体系

    瑞典的设备预防性维修是从预防医疗的观点出发，对设备的异状进行早期诊断，早期治疗，以状态为基准安排各种方式的计划维修，以达到最高的设备可利用率和最低的维修费用。其维修体系的发展大约经历了事后维修、预防性维修和以状态为基准的预防性维修三个阶段。而预防性维修的组织体系主要是由社会化的维修中心和企业的维修体系两部分组成。如瑞典的依德哈马维修咨询公司( Idhammar Konsult)就是有影响的专业化维修企业，对瑞典的维修社会化和现代化企业发展起了很大的作用。

    瑞典预防性维修理论的主要特点。

        (1) 重视设备可靠性的研究

        设备的可靠性由功能可靠性、供应保证和设备维修性三方面因素组成，并用设备可利用率A衡量设备可靠性：

 
式中      MTBF―平均间隔故障时间；
              MDT―平均停机时间；
              MWT―平均等待时间；
              MTTR―平均修理时间。

        (2) 重视寿命周期费用的研究

        ①瑞典设备维修保养协会伍尔曼教授对设备寿命周期费用中的各阶段费用作了分析研究，得出了其分布规律如图1一4所示。图中曲线所包围的总面积即为寿命周期费用。

图1-4 设备寿命周期费用  

          ②瑞典维修专家克德斯特•依德哈马(Christer ldhammar)进一步论述了设备设置和使用两阶段对设备寿命周期费用影响的规律（图1-5）。如在设计阶段就考虑提高设备的可靠性和维修性，设备的寿命周期费用即按曲线A形式发展，反之，则按曲线B发展。如要延长设备的技术寿命，就需各种维修保养、改装等，寿命周期费用就按曲线C发展。所以设备在规划设计时就必须考虑维修因素，以求得经济的寿命周期费用。

        (3) 开展维修人机工程学的研究

        从人机工程学的角度，瑞典开展了对维修业的工作环境、工作条件、劳动强度、设备安装位置等的研究，为设备管理和维修开创了新路。

        目前，瑞典预防维修体系已进一步取得了发展和完善，并在世界几十个国家传播，产生了深远的影响并取得成效。

 
 图1-5  设备购置和使用阶段对寿命周期费用的影响  

     六、发达国家设备管理的发展

    目前，发达国家设备管理的发展中有代表性的是日本全员生产维修(TPM)的发展和欧洲维修团体联盟对设备综合工程学的深化拓展。

        1.全员生产维修(TPM)的发展

        TPM已在全世界范围内产生了较大的影响，TPM已不仅仅是某种做法，而且逐渐变成了一种企业文化。目前，日本在原有TPM的基础上，又提出了更高的目标。

        ①建立赢利的企业文化。推行TPM的企业应通过减少16项损失，优化质量、成本和交货期来最大限度地满足客户要求。

        ②推进预防哲学。从预防维修到改进维修，进一步到维修预防。按照“现场一实物”原则防止损失，达到损失为零。

        ③全体员工参与。各级员工组成小组，制定如零故障、零废品率的更高目标，参与解决问题，实现目标。人人参与管理，注重人的价值，满足个人成长需要。

        ④现场与实物。推动TPM的企业实行“现场一实物”落实到个人的检查方式，实行视野控制，创造良好的工作环境。

        ⑤实现4S。GS―原来的5S,即内部、现场的满意状态。CS―客户满意，即满足客户的不同要求，取得客户的信任，体现在：强化产品开发能力，减少开发时间；使小批量的产品生产具有较高的生产率；以高质量、低成本、短交货期满足顾客要求。ES―雇员满意，即人道、舒适、富裕、工作场所和生产线的改进，其体现在：工作环境的改善；工作内容和方法的改进；效率提高和激励，如培训教育、小组活动和采用合理化建议；劳动条件的改进；成就感和以人为中心的意识。SS―社会满意，即对地方社区的贡献，与地方社区的和谐相处和对环境的保护。

        显然，这些内容与设备有关，但又超出设备的局限，具有更高的层次、更深刻的意义。任何管理都是以一定的文化内涵为背景。TPM的文化内涵就是由不断地调动人的资源和潜力开始，提高团队的合作精神，以达到企业追求的最高目标。

        2.欧洲国家设备管理的发展

        欧洲许多国家在设备综合工程学的基础上，开始重视和发展设备的维修工程，其维修观念、维修策略、管理方法有其独特之处。

        ①国际维修界越来越重视世界级维修。正如设备生产的国际化一样，维修在世界范围内相互渗透，已失去明显的国界，社会化维修成为历史的必然。

        ②维修管理以市场为导向，特别重视产品质量、成本和环境保护。许多企业把设备维修与市场经济紧密联系，因此设备维修受控于市场又服务于市场。尤其经济不景气时，各企业十分重视维修的灵活性，更新改造设备，提高装备素质，以提高产品质量，保护环境以适应市场。

        ③注重维修的经济有效性以降低产品成本。许多企业认真研究降低维修费用与经济效益的关系，注重保证设备的可靠性和可利用性，以保证企业整体经济效益的逐步提高。提出要适度降低维修费用，但不是一味的降低。如企业维修需要的人力资源，可利用计算机及维修管理软件进行控制，合理平衡，充分利用维修技术人员和工人的工时。

        ④以状态监测诊断技术为基础，推行预防预知维修。状态监测及诊断技术在欧洲企业应用较为普遍，实行预防、预知维修的方法是从设备设计制造时就要考虑设备的状态监测和可诊断性，为以设备状态为基础的维修提供条件。

        ⑤致力于计算机在维修管理上的应用研究，计算机发挥日益明显的作用。应用计算机进行机器状态的数据采集、处理，为维修提供决策信息，使维修管理更加科学化、现代化。研究维修管理控制和信息系统，开发适用于企业的维修管理模式，并研究可靠性理论、风险分析与故障模式。

        ⑥强调以可靠性为中心的维修管理，不断改革传统的维修观念和方法。维修要以可靠性为依据来决定维修的深度和需要更新的零部件，达到最经济维修的目的。瑞典提出了全寿命周期效益的概念(Life Cycle Profit,简称LCP)，扩展了LCC (Life Cycle Cost)的概念，论证了设备投资、生产消耗、设备维修和故障停机与经济效益之间的关系。

        ⑦重视维修高技术的开发和应用。计算机辅助设备管理、计算机网络化的设备监测，表面工程技术如电弧喷涂、电刷镀技术以及远程诊断、多媒体技术、声发射技术在诊断中的应用，充分说明了高技术在维修工程中的应用日益突出。

        ⑧以教育为先导，重视维修管理、技术人才的培养。维修在欧洲的地位很高，许多著名大学设有研究维修工程的专业，培养包括博士生在内的高级技术人才，以适应未来维修的需要。