涂海宁朱永国刘建胜(南昌大学机电学院南昌330029)
摘要：设备维修方案的制定及其优化是一个综合性较强的课题，它不但涉及到设备自身的性能和特点，还需要考虑企业生产方式、企业的其它资源等，并且要将优化理论、运筹学人等很好的结合起来。本文提出了设备维修方案优化的步骤和解决方法。
关键词：设备；维修方案；优化
1设备维修方案优化的基本概念
设备维修方案优化是指对依据设备具体情况、企业生产方式、企业维修资源等制定的设备维修方案，根据维修约束条件和优化目标进行优化，从而达到维修的最好或较优方案。
设备维修都有一定的需求和偏好，需求和偏好可以用一个系统特性列表来表示，如高可靠性，低环境危险性，高安全性，低维修费用等。但在实际问题中，这些目标存在着矛盾，往往不能同时得到满足，因此必须建立一个描述目标优先程度的偏好结构。当确定了系统目标以后，就必须确定达到目标的行动方案，因而需要建立相应的数学模型，以便分析各方案的优劣和定量评价各维修活动效果。在一般的工业企业中设备进行维修要考虑的因素有以下几种：维修方式，维修质量，维修时间，维修人员，维修成本以及维修安全等。维修质量是维修成功与否直接体现，关系到维修后设备的使用性能和设备以后维修。维修时间更是关系到生产的连续性和生产计划的及时完成；而维修所需的资源都是严重影响到企业利润。所以要到根据维修的具体情况对维修方案进行优化使维修达到效益最大化。
2维修方案优化的现状
随着经济的全球化，企业将面对更加激烈的竞争环境，质量、创新、服务、交货期等已成为企业竞争的主要手段；而实现这些竞争手段依赖于制造精良、高效用的设备。随着科学技术的发展与进步，设备日益复杂，自动化程度不断提高，生产过程的输出效率对设备的依赖性也不断增大，设备的维修费用以及故障损失在成本中所占的比重越来越大，对企业的竞争力有着重要的影响。采用合理的设备维修方式，可以保障设备处于良好的、经济的运行状态，改善设备的使用状况，以保证生产系统能按计划要求、以最小的成本生产出顾客满意的产品或服务。因此，设备维修方式选择是企业所面临的一个重要课题。
传统的维修计划和维修管理方法都是凭技术人员和管理人员的经验来定，由于人员变动，资料不全，导致维修随机性很大，不是维修过剩就是维修不足，因此，应根据设备的型号、性能、使用条件等特点，有针对性地采用不同的维修方式。现代化企业中的设备有着很大的差异，设备我们应根据设备的这种差异性来确定设备的维修方案。
早的维修优化软件包运行在微型计算机(如HP29845)，典型的软件包如Bradford大学开发的REGINA。以后，随着个人计算机的发展。应用比例成功的软件包有MAINOPTT，KMOSS和0PTIMON。在众多开发的系统中比较有代表性的有：Jenkins开发了设备维修和更新的决策支持系统上述的决策支持系统(及软件包)都有一个数据分析模块以及一些基本的优化模型。它们的共同不足之处都在于维修模型过少；另外，这些系统运行时所需的数据不是来自数据库，与维修的MIS也毫无联系。它们的另一个显著特点就是系统是专用的。只能应用于一些特殊情况。后来，Kobbacy提出了维修智能决策的主要功能特征。Kobbacy的贡献还在于他指出了影响模型选择的因素。如历史数据、维修策略、标准(最小维修费用、可用度最大或安全性)，其不足之处在于对如何选择模型进行深入地研究。
3现有设备维修方案优化不足
我们可以看出现有目前设备维修方案优化的不足主要有以下几个方面：
(1)这些优化方法都没有和企业生产计划很好的结合起来。生产计划是企业生产和实现利润的基础，是一切其它计划制定的基础。
(2)各种算法没有重视设备在企业的地位，应该充分考虑设备的重要度、经济性。现代化的企业拥有大量的设备，根据企业生产性质和要求的不同，它们在生产中所占重要地位和所起重要作用是不同的，在生产线上威胁均衡生产，产品质量和安全的程度也是不一样的。所以我们应根据设备重要性、经济性、维修的实际情况将设备分类。
(3)没有很好利用MIS系统中现有的数据资源，从而不能根据设备状况、设备维修记录等及时调整设备的维修方案和优化目标，并且已经建立的模型也无法验证。
(4)优化目标太过单一，也没有重视绿色维修。绿色维修目前还没有统一定义，一般认为是指机电设备在维修过程中，对生态环境无害或危害性较小，资源利用率较高，能源消耗较低的现代维修管理与维修方式，即绿色维修是以环境保护为中心的机电设备维修。
(5)大多数维修模型的假设比较随意，与实际情况并不相符。这些模型的不足之处还在于1)没有说明怎样确定模型的参数；2)忽略了模型的验证过程；3)缺乏案例分析。
(6)现有的算法比较复杂，很难在设备管理系统中实现。
4维修方案优化
4．1设备维修方案的种类及特点
设备的维修方案一般可分为：定时维修、状态检测维修、现场维修、时机维修、无维修设计；这五种维修方案分别适用于不同的设备维修中。
是定时维修是在故障发生前采取的方案之一。特点：故障带有明显的时间相关性；在设备使用期限内，零部件出现预期的损耗故障。这一方案所需的总费用(直接的加上间接的)，显著低于故障发生后更换或维修所需的费用，它适合易更换零部件。
状态检测维修是对设备的状态或性能进行检测，如其参数的变化表明设备已经恶化，就应采取相应的维修措施。它与其它的维修方案的不同之处在于，需要在被维修的上，对其性能的参数实行检测，而且一般来说，状态检测维修较之其它的维修方案更为有效，它可以减少不必要的的次数，在故障后果极为严重的情况下或出现故障的概率变得很大以前，指出故障即可发生，这是状态检测的最大优点。状态检测的最大缺点是费钱、费时，而且也不是可适合于任何生产情况。以下两种情况不宜采用状态检测：其一，故障的来源多数不能事先查出；其二，这种维修方法的费用低于将要叙述的现场维修费用以及生产条件不允许的情况。
现场维修是指在所有的维修方案未能阻止故障的发生而进行的维修，所以现场维修具有很重要的意义。不但部件失效时要进行现场维修，当状态检测表明已经超出允许标准时，也同样进行现场维修。此时的任务是确定一个最经济、最便捷、在考虑成套设备的维修方案时，应根据每台设备的具体情况，选择最好的维修方案及其组合。
设备的那些地方用预防维修(定期维修、状态检测维修)、那些是又是用现场维修，应该由制造厂提供为宜，对一些易更换的零、部件来说，一般都能做到；但对那些难更换的零、部件，费用既高，随即性又大，所以制造厂很少提供这方面的资料。对有些部件，其本身就“无法更换”，其预期的使用寿命理论上应比成套设备的寿命更长，应而，不需要采取什么维修措施。
每个零、部件哪种方案最佳，影响的因素很多，无法简单抉择。加上成套设备内有大量的零部件存在，这就意味着，为决定某一特定阶段内的维修方案。需建立一重系统化的决策方案。
4．2设备维修方案划的制定及其优化
(1)利用A、B、C分类法对设备进行分类。
(2)根据企业的生产计划，计算设备的工作计划。
(3)根据企业的现有条件、设备的工作计划、设备的分类制定设备的维修方案。
(4)建立设备维修方案模型。
(5)确定维修方案的约束条件和优化目标。
(6)利用适当的优化算法优化维修方案。
(7)对优化结果进行评价。
(8)根据评价结果改进设备维修方案、优化算法。
(9)将优化后的方案应用于设备维修管理系统。
5设备维修方案优化的主要方向
(1)设备维修模型的目标多元化及其优化。虽然企业的目标是以利润为中心的，但在维修过程中维修条件的约束，为了克服这些约束，充分利用企业的资源，就使的具体的维修过程中出现多目标的优化。
(2)绿色维修维修方案的发展。在设备的维修过程中，优先考虑设备的环境属性(原材料的利用、维修对环境的影响、设备的可装配性、可拆卸性、可回收性等)、能源属性和资源属性，将其作为维修的出发点，在满足减污、节能和降耗要求的同时，保持设备应有的可靠性、维修性和经济性。
6结论
设备维修要和设备管理系统、财物系统等企业下游的系统相接口，从设备维修的记录和状态检测结果中选择设备维修模型。选择好设备维修模型后，制定、优化设备维修方案要充分利用好现有的数据资源和确定优化目标。
参考文献
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