自动化生产线中关键设备的预维护策略分析

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

郑伟学

(上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西省柳州市 545007 )

摘要

本文将围绕自动化生产线中关键设备的预维护策略进行分析讨论,阐述周期性维护方案中可靠度以及维护成本的计算方式,并提出延时维护时刻对策,以此增强关键设备的维护质量与效率,切实降低维修成本,避免出现停产损失,促进相关企业的可持续发展。


关键词

自动化生产;设备维修;可靠度计算

正文

引言:虽然我国工厂采用的自动化生产线能够进一步提升生产能力、更好的保障产品质量,可以借助周期性维护的方法,进行关键设备的预维护处理,防止因设备故障造成的生产线停产。但关于关键设备的预维护策略仍缺少一个较为完善的系统化过程,为此笔者将利用理论模型、可靠度计算分析设备退化程度,打造更加准确、科学的关键设备预维护策略。

一、预维护策略制定与实施

第一,在制定预维护策略的过程中需要优先确认维护时间以及持续时间,利用设备可靠度推测设备实际状态,一旦设备使用寿命达到极限便要采取相关手段进行维修,并把控好维护成本。同时因自动化生产线对生产持续性存在一定客观要求,所以要充分预维护对策与设备故障率,比如当设备无法恢复至原始状态时,可结合设备退化趋势,将多个设备进行串联,进而达到预防性维护的目的。

第二,在实施预维护策略时要注意:利用生产线可靠度计算与维护成本模型,确定设备最佳维护次数,并以此为依据计算维护间隔与维护时间,打造具有周期性的维护计划,之后根据该方法进行设备运行过程中的故障检测,达到降低故障频率的目的;由于设备难以长时间维持稳定运行,因此需要技术人员充分考虑设备运行状况,进行一定程度的设备最终维护时刻预测。

二、周期性维护方案

(一)可靠度计算

    在进行可靠度计算的过程中要结合设备回退因子理论,打造多次防御性维护设备可靠度模型,将维护时造成的订单延误以及损失划入在维修成本计算中,之后通过回归曲线预测设备维护持续时间。本文采取的可靠度计算能够确定设备退化分布类型,将其与威布尔函数相结合,可以更准确的表达设备退化层次。比如根据分布曲线形状、坐标尺度与尺度参数、故障函数,对每个设备的间隔时间以及可靠度进行精准计算,以此完善生产计划,利用相关数据计算可靠度与故障率的关系,获取设备退化程度,以及可以继续运行的时间。

(二)维护成本计算

    维护成本计算过程可分为以下几点:总维修故障成本,需要分别计算设备大型修理的故障成本以及小型修理的故障成本;预防性维护成本,可以理解为生产线上全部维修成本的总和,由于不同设备的系统故障形式不统一,不同故障形式所对应的维修方式也不一致,并且不同配件的价格以及维修时长都会对预防性维修的成本造成影响,因此工作人员在进行维修时需要确定设备系统的故障函数,将其作为依据,结合过往的维修成本来计算预防性维修成本。最后利用一系列函数拟合预防性维护成本,得出计算结果,确认维修费用。

    此外还要建立设备可靠度与维护成本的优化模型,以此评估设备当前状态的可靠度,在计算过程中需要充分考虑决策变量、维护次数、维护时间等参数,根据周期性维护数值,判断可靠度与维护成本之间的线性关系,最终得出以下结论,即设备可靠度越高,所需维护次数越多,维护成本也会随之提升,因此在制定预维护对策时,要优先找出可靠度与维护成本之间的平衡[1]

三、延时维护时刻策略

(一)理论模型

    延时维护时刻策略的制定需要采用时间延迟理论模型,该模型的功能在于处理自动化生产线设备的潜在问题,由于此类问题不会第一时间破坏设备性能,但如果问题得不到及时处理,会逐渐演化为设备退化的原因,并引发后续的功能故障。因此需要借助时间延迟理论模型设置不同故障间的时间延迟,在故障延迟时间内检测设备状态,再结合设备实际状态计算潜在问题引发故障的几率,以此实现故障严重性与设备退化程度的精准识别,最后依照生产计划与产品订单量选择最大程度降低成本的维修时刻。整个理论的重点在于确认系统内的潜在故障以及系统功能故障发生的时间间隔,需通过分布函数判断系统故障情况,借助判断设备发展趋势的方法,找出设备可靠度与故障率之间的联系,进而获取最佳的维护时刻[2]

(二)延迟维护时刻优化

    若设备延迟维修是指在最佳时间段内计算维护成本,那么在预维护策略的制定环节计算设备维护成本与停机成本,便可直接得到延迟维护所需的成本。在计算环节,要优先确认设备维护的时间,并根据数值结果对设备维护时刻可靠度进行一定程度的预测。至于设备延迟维护时刻设计的成本维护,需要以设备可靠度计算以及维护成本计算为基础,并在计算过程中利用延迟维护多目标优化方法,尽可能减少维护成本。

(三)确定延迟维护时刻

    在确定预维护计划时需要对设备状态进行全方位监控,并在计算设备是否出现故障时,判断潜在故障的形成几率,借助事件延迟理论计算周期性维护计划中维修时间间隔可靠度,若计算结果低于0.8,则证明设备存在潜在故障,需要及时进行处理,并将设备延迟维护推算至下一个维护周期,之后在最佳时刻进行设备优化。若设备子系统存在故障,则要在发出警报后结合检测数据,计算故障形成几率,获取关键设备可靠度,在适合的时间段实现设备优化处理。至于在计算最佳延迟维护时刻的过程中,则要将潜在故障形成几率作为预测重点,确保设备的各个子系统都能得到精准计算。以数控机床作为研究对象,最容易产生故障的系统分别为主轴系统、气液压系统、冷却系统,为了得到相关设备的潜在故障形成几率,需要在保证各子系统互不干扰的前提下,利用特征量描述设备系统状态,结合系统监测过程中得出的数据以及概率预测模型,计算故障性形成概率。

结论:综上所述,通过对自动化生产线中关键设备的预维护策略进行分析讨论,借助周期性维护方案切实解决设备运行过程中存在的问题,利用延时维护时刻对策降低因生产延误引发的经济损失,以此提升关键设备的可靠度,减少设备故障的形成几率,促进生产线运营效率的大幅度增长。

参考文献:

[1]苏冠领,余金永,李元庆.工业机器人投料系统在自动化生产线上的应用研究[J].科技创新与应用,2022,12(15):166-169.

[2]张毕生,黄晓玮.针对自动化生产线生产效率提升的探讨[J].机电工程技术,2022,51(05):290-293.


...


阅读全文