第一部分 现代设备管理的理论创新
一、TPM 管理的创新
1、TPM 的基础
全面生产维修 TPM（Total Productive Maintenance ）是一个在世界范围内为维护、生产
及企业管理者所关注并试图学习和了解的话题。一些世界级企业都将 TPM 视为一种最新和
最好的现代管理模式，如戴姆勒·克莱斯勒、大众、福特、宝马、邓禄普、摩托罗拉、卡夫、
柯达、博世、西门子及其它一些世界级企业已经或正在建立 TPM 管理系统并取得了很好的
成效。TPM 似乎将成为现代企业中一种最具发展潜力的管理模式。
2、TPM 管理创新的前提条件
（1）产品质量
在经济全球化的影响下，企业面临着全球范围内的激烈竞争。企业所生产产品即便不
出口，也要面临国内相同产品的竞争，在激烈的竞争中，企业必须满足市场不断变化的需求
才能求得生存与发展。为此，一些世界级的大企业对产品制订了严格的质量标准，例如摩托
罗拉要求自己产品的合格率要求达到 %，换句话说，一百万件产品中仅有四件是废
品。把握产品质量的关键是什么？是生产设备！生产一流的产品就必须拥有一流的生产设备。
但是如果没有一流的设备管理，那么再好的设备在生产过程中也不可能一直保持良好的状态。
对于已经推行质量认证体系（如 ISO）的企业,TPM 体系的建立相对要简单些，两种体系可
以结合起来应用而无须再建立一套新的体系。TPM 可以作为广义上的质量体系中的一部分，
即生产设备的质量监督体系。
（2）及时制生产模式（JIT, Just in time）
及时生产制是一种极其有效的管理模式，其最大的优势在于可以大大减少企业原料及
成品的库存数量及范围。但是及时生产制取决于生产设备的可靠性，如果在及时生产制的实
施过程中设备突然失灵将使企业面临极大的损失。
现代企业在日趋激烈的市场竞争中必须提高生产率以减少循环时间。对于企业的客户
来说，生产时间的减少意味着订单规定的交货时间可以得到保障。而生产设备的故障、空转
及自身任何细微的缺陷都将使企业提高生产率的努力落空。
及时生产制和减少循环时间在通常情况下可以加速生产循环。在这一方面，调整或准备
时间是决定性的，因为这种调整和准备工作将导致停机。早期关于设备生产效率的研究表明，
设备总的生产时间中，调整与准备时间要占到 50%左右。对于持 TPM 理念的人来说，这将
是设备效率最大的损失之一。
在尽可能短的时间内更换工具是减少准备时间的一种有效措施。企业界有许多这方面的
案例，最初需要一个半小时的准备时间可以被缩减为 45 分钟乃至 10 分钟。在理想的条件下，
TPM 的目标是将这一时间减少至 10 分钟之内，而操作工人的参与对于这一目标的实现是至
关重要的。
（3）生产成本：
许多企业往往注重制造成本的降低而忽视了通常情况下占生产成本 5%～15%的维护
费用。降低成本的关键不仅在于费用本身，更为重要的是工业生产发展的趋势。由于自动化、
高速化设备以及机器人的出现，单位产品的生产成本不断降低，而另一方面，由于设备维护
方面的费用却在不断增加，这是现代设备日趋复杂所导致的结果。许多企业寻求降低维修费
用的途径，但是如果仅仅关注不可预测和控制的突发故障的维修则对于维护费用的降低是无
济于事的。良好的 TPM 系统的建立不仅能够降低维护费用，而且可以较大的改造生产设备
的效率。
（4）设备的生产能力：
对于设备的生产能力来说，企业制造产品，维修则可以对企业的生产能力起到保障作
用。但是在实际生产过程中，企业的管理人员对自己企业中生产设备的实际利用率、实际有
效度及实际性能则未必能够全面了解和掌握。在企业的生产实践中，不仅老旧或服役期满的
设备如此，一些新的和现代设备常常也存在综合效率低下的问题。对一般设备和关键设备的
调查也显示出同样的综合效率低下的问题。
设备综合效率的低下造成大量可资利用的生产能力的损失，这就相当于许多现有生产设
备在无形之中消失了，这样的损失对于企业发展的影响是非常严重的。一些企业，如美国田
纳西 Eastman 公司的经验表明，TPM 系统的建立可以在无需投资的条件下较大幅度地提高
设备生产能力。
（5）环保与节能：
目前，环保已成为日益为人们所关注的问题，相关的法律条款也日趋严厉。设备在提
高生产能力，制造更多产品的同时已不再被允许向大气、地表和水中排放工业废弃物，只有
经过严格环保认证的设备才可以投入运行。对于企业来说，电动机是能耗最多的设备。设备
维护中的缺陷是导致电机效率低下的重要原因，企业面临的挑战是怎样才能降低能耗，使设
备效率达到最大化。
上述问题与挑战是所有企业为增强自身市场竞争力所必须面对的问题。运行良好的
TPM 系统可以在无需花费太多费用的前提下解决企业所面临的这些问题，改造设备的运行
质量和生产效率。换言之，在达到上述目标的各种措施中，TPM 可能是投资回报率（ROI）
最高的。一些世界级大企业（如戴姆勒·克莱斯勒、邓禄普）推行 TPM 管理模式的案例表明，
在 TPM 环保问题的另一方面是节能。对于制造业项目上的投资回报率甚至可以达到 200%～
400%。
3、创新型 TPM 的内涵
在日本，TPM 被定义为“全员参与下的生产维修”。在这一前提下，TPM 还涉及使生产
设备效率的最大化以及包括一个广泛的、每一个管理人员积极参与的预防维修体系的建立。
其核心是“维修”与“员工的参与”。在其它国家中，这样的定义产生了一些问题。对于西方国
家而言，核心问题在于设备。国际 TPM 协会主席 Hartmann 所提出并经西方国家企业认可
的 TPM 定义为：
全体员工积极参与下的生产设备整体效率的持续改造。
上述定义的核心在于生产设备的整体效率而非维修，在于全体员工的积极参与而不仅仅
是管理人员。TPEM 体系不仅涉及维护和操作人员，而且还应包括诸如研发人员、采购人员
及工长在内的全体员工。生产设备整体效率所带来出来的效益将通过操作人员与维护人员之
间的良好合作加以实现。
全面生产设备管理 TPEM®（Total Productive Equipment Management）：
为适应发达国家工业企业建立 TPEM 管理模式的需要，国际 TPEM 协会提出了“全面生
产设备管理”这一新的概念。
与日本的 TPEM 模式相比。TPEM 系统的建立具有较大的灵活性。TPEM 模式更注
重现实的需求，将生产设备置于优先考虑的位置，对企业文化在企业管理中的作用也给予特
别的关注。TPEM 模式是一种更为实用的管理模式。借助于 TPEM 的方法，TPEM 将重新调
整和改变生产设备管理的结构。以 24 小时连续有效运转为最高目标的设备利用率是建立良
好的固定资产及设备管理系统的关键所在。
对于大多数企业而言，改造生产设备管理系统可以通过以下三个阶段进行：
现有生产设备系统的改造；
将经改造后的设备管理系统维持在高效及高有效度的水平上；
购置高效及高有效度的新设备。
设备管理的每一阶段都包括许多步骤，这是在建立 TPEM 体系的规划中必须加以注意
的问题。对于 TPEM 系统来说，首先应该将设备性能及有效度维持在尽可能高的水平，这
在 TPEM 体系中是十分重要的问题。
虽然必须投入大量的金钱、时间和精力才能实现这一目标，但是相对于生产率和质量的
改造及成本的降低而言，这些投入还是很有意义的。
充分而详尽的数据资料及周密的计划对于第一阶段目标的实现也是至关重要的。应予优
先考虑的是改造生产过程，使有限的生产设备能够生产更多的产品，这也将使得早期对
TPEM 的投入得到补偿。
设备管理的第一阶段：通过对设备的改进使其达到尽可能高的效率及有效度。
第一步：确定现有设备的效率及有效度;
第二步：确定设备的实际状态;
第三步：已实施的维修信息的采集;
第四步：设备故障损失的分析;
第五步：确定改进设备状态的需求及可能性;
第六步：确定设备换装的需求及可能性;
第七步：按计划实施改进及换装方案;
第八步：检查及评估方案实施的效果.
对于第一阶段前三步的实施来说，应予优先考虑的是数据的采集、处理。数据是 TPEM
系统可行性研究的重要组成，对于管理决策和 TPEM 项目的成败也是关键的要素。
通过可行性研究得到的信息和其它数据（如现有的设备失效记录，故障登记表，修理费
用，平均故障间隔期 MTBF 等等）可以被 TPEM 小组用来进行生产设备故障（第四步）及
设备状态改进可能性的分析（第五步）。改进方案将按照设备投入产出分析，生产状况，产
品质量提升的需求，设备有效度及其它因素依其重要程度逐项予以安排。第六步的重点在于
对设备换装的必要及可能性进行研究，由专业工程师组成的 TPEM 小组将分析换装过程中
可能出现的损失，换装对于设备的必要性并拟定相应的方案。第六步则是根据拟定的计划实
施改进的方案，这一过程延续的时间取决于设备的状态、所确定的需求及可能性，可能长
达 6 至 18 个月。由于设备的改进是一个持续的过程，因此这一进程将不断延续下去。对于
TPEM 管理模式来说，设备状态的改进是最有效的成果，对于生产设备及其它固定资产的使
用效率，产品质量，产量及成本都将产生积极的具有深远意义的影响。TPEM 模式的投资将
通过小组的自主维修活动及与其它人员的紧密协作产生的效果得到回报。在最后一步中，生
产设备状态改进的效果应通过与其改进前状态的比较而得出，在此基础上再考虑进一步的需
求。
生产设备管理的第二阶段是将其效率及有效度保持在最高状态，所要做的就是巩固第一
阶段所取得的成果，使之不致出现反复。对于新设备也要使其在全部使用时间内保持高效状
态，要达到这一目标，关键就在于良好的预防性维护，舍此之外别无良策。一个运转良好的
预防维修体系是建立在以现代仪器仪表为检测手段，能够判断设备状态的预知维修之上的。
将设备保持在最佳状态并不需要完全依赖复杂而昂贵的检测设备，耐心而细致的检查同
样可以发现并排除设备运行中存在的各种故障隐患。
设备清洁工作在维护 中是一种重要的辅助手段，对于设备的高效运转及产品质量的提
升来说，清洁工作都是必不可少的。与其它维护手段相比，清洁工作的作用似乎不太明显，
但是在整个生产过程中产生的影响是绝不可以低估的。
设备管理的第二阶段：保持生产设备的最高效率和有效度
第一步：编制设备的维护目录
第二步：编制设备的润滑目录
第三步：编制设备的清洗目录
第四步：制订设备清洗、润滑及维护的实施方案
第五步：编制设备的检查程序
第六步：建立包括监督机制在内的预防维修、润滑、清洗和检查体系
第七步：编制预防维修手册
第八步：按计划实施维护、润滑、清洗
第九步：检查和调整相关的计划
在第二阶段中，首先要为生产设备确定预防维修的需求。由工程师、维修人员、操作人
员组成的小组基于自身经验及设备制造厂商推荐的方案编制和调整设备维护计划。这项工作
可以分两种实施方式，第一种由操作人员经培训后进行，第二种则由专业维修人员负责。在
第二、第三步中，需要分别为设备编制润滑、清洗计划。紧接其后的是制订设备清洗、润滑、
维护的实施方案，这也是员工培训，预防维修的检查目录，操作规程及工作进度计划的基础。
第五步是为生产设备编制检查程序，通常情况下检查是预防维修的一个重要组成部分，偶尔
也可用预防维修工作分开进行，以便更好地确定了零部件的磨损状态和早期发现潜在的故障
隐患。如同在维护、清洗和润滑工作中一样，检查工作也可以采用两种形式进行。
在第六步中，为了加强维护、润滑、清洗及检查工作的计划、实施和调整，必须编制相
关的报表。这些报表包括检查目录，操作规程，工作进度计划，检查报表，相关的工作报告
等等。
第七步的工作是编制预防维修手册，手册应体现 TPEM 模式中的预防维修理念，涉及
预防维修策略，维护、润滑、检查程序及组织机构。预防维修目录的编制及应用，操作规程，
维修工作进度计划及控制（包括平均故障间隔期 MTBF），维修费用及发展趋势等也都属于
维修手册的范畴。
完成前七项工作后就可以开始实施由操作人员参与的预防维护、清洗、润滑和检查等项
工作，其成败则取决于操作人员的素质及激励机制。在 TPEM 理念中，第一种实施方式通
常都是由操作人员承担较多的设备管理工作，这种工作性质的转换则是通过长时间的培训才
能加以实现的。
经改造后的预防维护、润滑、清洗和检查所显示的成效表现为所实施的任务及实施间隔
可以根据需要进行调整。最有效的预防维修系统应该是动态的，随时可以根据需要和生产设
备的实际状态进行调整，即如果在实施预防维护时生产设备或零部件的状态许可，则可以通
过减少工作量或延长实施间隔的方式使管理过程得以优化，这种优化必须建立在维修与操作
人员积极主动参与的基础上。
设备管理的第三阶段：筹措效率高，寿命周期费用低的新设备
第一步：设备技术性能的确定；
第二步：通过操作人员收集现有设备的相关信息；
第三步：通过维修人员收集现有设备的相关信息；
第四步：对现有设备存在的问题进行排查；
第五步：根据新工艺规划设备工程方案：
第六步：编制故障诊断的程序：
第七步：编制维修工作的标准和规范：
第八步：对维修及操作人员进行早期培训；
第九步：新设备的验收。
新设备的技术性能主要是指自动化程度、功能及工作周期等项指标以及这些指标对产品
的适应程度。
收集、分析及处理操作与维修人员基于自己操作与维修设备的实际经验及相关工作记录
所积累的信息对于新设备的筹措来说都是十分重要的，这也是第二及第三步中所需要加以解
决的问题。
利用第二第三步所收集到的信息，通过设计良好的规划方案使现有设备使用中存在的问
题不致出现在新设备中则是第四步的中心工作，其目标是依据人类工程学的原理加快设备筹
措的进程，从而实现减少或避免损失的目标。
第五步的中心工作是根据新工艺规划设备工程方案，进行此项工作时必须注意方案的安
全性及环保性。
编制故障诊断程序是设备管理第三阶段第六步需要解决的问题。故障诊断可以通过多种
方式进行，油压表，热传感器，润滑指示器，计数器，水位计，振动传感器，计时器等等都
是用于故障诊断的工具。办公设备中的复印机也为此提供了一个很好的例子，其故障诊断系
统不仅能显示不同形式的故障，而且能确定故障的位置并自动加以记录，将相关故障信息告
之维修人员。
在第七步维修标准和规范的制定中，维护是已经预先计划好的，其目标是无维护或至少
做到设备的维护性能良好。通向维护位置的路径通畅，经常性的清扫和保养也是必须持之以
恒的工作，例如为设备加装防护罩，对设备内部经常性的吸尘等等。对维修及操作人员早期
培训的一项重要内容就是尽可能早地熟悉新设备，进行作业练习。在设备交货前派遣维修及
操作人员赴设备制造厂实习、培训也是早期培训的一种重要手段。强化对员工的培训对于保
持新设备的高效运转和良好状态也是行之有效的。
在第九步新设备验收中，一般是由设备制造厂家负责此项工作，通常这也是购货合同中
所规定的厂家的责任。对于设备的用户来说，新设备投入使用在时间上是紧迫的，因而在安
装、试运转过程中故障的排除及试车的时间往往被大大压缩。这就将导致新设备在使用之初
就难以达到较高的综合效率。
4、TPEM 的目标
为使生产设备达到并保持最高的生产效率，必须建立一个明确的管理目标，如同质量管
理中的零缺陷一样，TPEM 模式中与之相类似的目标是：
生产设备非计划停机时间为零；
由生产设备故障引发的产品缺陷为零；
生产设备的速度损失为零。
上述三项目标中，第一项即非计划停机时间为零是最重要但也是最为困难的目标，通常
情况下实现这一目标几乎是不可能的。这里所强调的是为达到非计划停机为零的目标，需要
投入多少计划停机时间来实施计划维护、预防维修、清洗、润滑、检查和调整等各项工作。
由于停机时间的存在，因而产量的损失也是不可避免的，如果要完全达到停机时间为零
的目标，则所需付出的代价将可能是非常高昂的，但通过 TPEM 管理模式，非计划停机时
间为零的目标毕竟还是可能接近或达到的。如果维修管理系统是由相关数据支撑的，便可以
据此确定收益点并判断设备非计划停机的大致时间。非计划停机的成本核算及其与避免非计
划停机而增加的计划维护所需费用之间的比较也可据此加以估算。
TPEM 的第二个目标就是将生产设备故障引发的产品缺陷降低为零。在一些产品质量要
求很高的企业中，生产设备往往是实现质量标准的障碍。状态良好，无缺陷与故障的设备是
优质产品的基本保证。将产品质量置于首位的企业必须同时将 TPEM 管理模式置于同样重
要的地位。
生产设备的速度损失为零是 TPEM 管理的第三个目标。生产设备的速度损失对设备工
程方案的影响与使用寿命一样，在设备筹措过程中是难以预估的，这是因为理论上的生产速
度及生产时间与实际速度及时间必然存在较大差异，而生产设备的磨损常常是生产速度损失
的直接原因。在流程作业的生产线中，单台设备的速度损失将直接影响整条生产线生产速度
并导致产量的降低。在工业生产中，生产设备速度对生产率造成的损失通常在 10%左右，
企业通过 TPEM 管理模式的实施则可以找出速度损失的原因并加以排除。
5、全面生产设备管理 TPEM 的要素
全面生产设备管理是在非日本企业中推行 TPEM 管理模式的有效手段。全面生产设备
管理包括三项要素：
以自主维护为中心的 TPEM—AM 模式；
以预防维修及预知维修为中心的 TPEM—PM 模式；
以生产设备的管理与改进为中心的 TPEM —EM 模式。
以自主维护为中心的 TPEM—AM 模式，就是组织操作人员对自己所操作的设备进行维
护和润滑。自主维修活动一般适宜于小范围内进行，即通过若干操作人员组成的 TPEM 小
组实施自主维修，这也是自主维修取得成效的重要前提。操作人员参与的方式和范围可以结
合企业及车间的文化，组织形式及设备自身的特点加以确定。
TPEM—EM 模式的实施为操作人员从设备使用初期参与管理及提高设备使用效率提供
了可能。作为 TPEM 模式的分支，TPEM—EM 是一种收益很高、激励性很强的管理模式，
如果企业将提高生产设备的效率置于优先位置，则应该首先在下属的车间中建立
TPEM—EM 系统。这一系统的建立应基于对参与系统的操作人员及维修人员的技能与主观
能动性有充分认识的基础上，这也是系统发挥效能的基本前提。
二、 设备实际生产率的测定
世界上大多数的企业中都存在着没有完全发掘出来的生产潜能。借助于 TPEM 管理系
统，可以将这种生产潜能开发出来，在现有设备的基础上将生产能力提高 25%～30%。
TPEM 管 理 中 三 个 重 要 的 指 标 分 别 是 设 备 总 的 有 效 生 产 率 TEEP (Total Effective
Equipment Productivity)，设备综合效率 (OEE，Overall Equipment Effectiveness)和设备净效
率（NEE，Net Equipment Effectiveness）。
衡量设备实际生产率的尺度应该是设备总的有效生产率。与此相关的参数有设备利用率
（EU，Equipment Utilization）。大多数 TPEM 文献仅仅提及设备综合效率而忽视了设备利用
率对于设备生产率和资产回收率（ROA，Return on Assets）的影响。在计划停机期间，可以
通过实施设备换装及维修作业来优化设备使用的费用。如果企业管理人员希望最大限度地利
用设备的生产能力，那就一定要重视设备总的有效生产率。
设备总的有效生产率这一参数中包括设备的计划停机时间，同时也是衡量设备利用率和
设备综合效率的尺度。设备总的有效生产率=设备利用率×设备综合效率
设备综合效率是 TPEM 管理中经典的并且应用最为广泛的参数，这一参数表明设备在
使用时所能提供的综合效益。由于设备使用期间还涉及到诸如整理、换装等方面的工作，因
此综合效率并不是一个十分精确的参数，与设备真实意义上的效率也无太大的关系，这一参
数反映的是设备在使用时的“全面”、“综合”的效率。
设备综合效率=设备实际有效度×设备性能效率×产品合格率
设备运转期间的质量及效率则可以通过设备净效率加以表示。这项参数既不涉及设备的
计划停机时间，与设备安装及调整时间也无关系，仅仅反映了设备运行过程中实际上的机械
状态。
设备净效率=生产准备程度×设备性能效率×产品合格率
设备故障
为便于上述三项参数的计算，TPEM 管理强调对由设备故障对设备效率所造成损失的研
究。对设备效率造成损失的因素至少包括以下五种类型：
1．工作准备过程中所造成的损失；
2．故障停机损失；
3．设备空转及等候时间所造成的损失；
4．工作速度降低所造成的损失；
5．生产废品所造成的时间损失。
上述五方面的因素对设备总的有效生产率，设备综合效率及设备净效率等三项参数的
影响可以通过相关的计算参数设备有效度、效率及质量加以确定。
对设备有效度的影响包括安装及调整，设备失灵两方面。前者涉及设备换装，为设备
编制操作程序（尤指数控设备），设备试运转；后者则包括偶发故障及由设备缺陷引发的故
障。
对设备效率造成的影响涉及空转及小故障，速度损失两方面。前者主要由等候原材料，
缺少零部件或服务，设备进出通道堵塞及其它原因所造成；后者则由设备的磨损，精度降低
所引发。
对质量造成的影响是在生产过程形成的，主要标志是废品及返工品增多。
除上述因素外，设备的试运转、介于设备启动与稳定运转之间的不稳定运转时间等其
它因素也都将在不同程度上对相关参数造成影响。
在某些企业中，还有一些特定因素也将对相关参数造成影响，如热加工设备重新升温
对有效工作时间造成的损失等等。
由特定因素导致的设备效率降低所产生的损失必须预先确定并以适宜的公式加以计算。
如同其它文献中所阐述的，产量的降低或介于设备启动与稳定运转之间的不稳定运转时间的
减少不易被测定，通常都是包括在上述五项损失之中，此时可以以设备修理或不稳定运转阶
段所产生的效率损失来表述。因此，首先计算设备试运转期间的综合效率，然后再计算稳定
生产时的综合效率，通过两者之间的比较 最终就可以获得产量损失的数据。
设备效率的计算
与设备效率计算相关的时间要素分别表示如下：
设备理论作业时间=设备可利用时间—计划停机时间
设备作业时间=设备可利用时间—计划停机时间—工作准备时间
设备凈作业时间=设备可利用时间—计划 停机时间—工作准备时间—故障停机时间
设备有效作业时间=设备可利用时间—计划停机时间—工作准备时间—故障停机时间
—管理原因损失的时间
有效生产时间=设备可利用时间—计划停机时间—工作准备时间—故障停机时间—管
理原因损失的时间— 生产废品损失的时间
各时间要素的定义如下：
设备可利用时间：指理论上的设备可利用时间。按每天三班、每班 8 小时工作制计，
每天的理论工作时间为 1440 分钟。
计划停机时间：纳入计划的非生产时间，包括班中休息、班中餐时间，维护时间。
工作准备时间：包括班前准备时间，设备换装时间，调整时间，测试时间。
故障停机时间：由任何设备故障造成的非计划停机时间。
管理原因损失的时间：包括由于原材料、零备件供应问题或操作、维修人员脱岗造成
的设备停机或空转损失的时间，生产速度下降损失的时间。
生产废品损失的时间：由废品生产、返工产品重新加工所损失的时间。
有关设备效率计算的公式如下：
设备利用率=
设备计划有效度=
生产准备程度=
设备实际有效度=设备计划有效度×生产准备程度
设备性能效率=
设备性能效率也可表示为：
设备性能效率=
产品合格率=
或：产品合格率=
根据相关的时间要素及上述计算公式，就可以循序渐进地计算设备的效率。以下是对
设备效率进行计算的例子。
例：某企业的生产设备按每日两班生产，每班 8 小时。包括班中休息及班中餐在内的
计划停机时间为 90 分钟，由班前准备，设备调整、换装、测试时间组成的工作准备时间为
70 分钟。根据统计，每天由故障导致的非计划停机时间平均为 50 分钟，设备空转及各种临
时停机时间为 240 分钟，由管理原因导致生产速度下降折合的停机时间为 75 分钟。该设备
每天生产 290 件产品，废品平均每天为 6 件，每件产品的加工时间为 分钟。根据所给定
的数据计算并确定各项有关效率的参数。
设备如果每天 24 小时连续不断地工作，一天可利用的时间为 1440 分钟。如果按每日
两班，每班 8 小时生产，则须减去 8 小时（480 分钟），计划停机时间为 90 分钟，两者之和
为 480+90=570(分钟)。根据各时间要素之间的关系可分别计算出设备的运转及作业时间如下：
100%
—
设备可利用时间
计划停机时间设备可利用时间
100%
—
设备理论作业时间
工作准备时间设备理论作业时间
100%
—
设备作业时间
故障停机时间设备作业时间
100%
设备凈作业时间
产品数量单位产品加工时间
100%
）(—
设备凈作业时间
机时间生产速度下降折合的停设备空转时间设备凈作业时间
100%
—
产品数量
废品数量产品数量
100%
—
设备有效作业时间
生产废品损失的时间设备有效作业时间
设备可运转时间=1440—570=870（分钟）
设备作业时间=870—70=800（分钟）
设备凈作业时间=800—50=750（分钟）
设备有效作业时间=750—240—75=435（分钟）
设备有效生产时间=435—（6×）=426（分钟）
由上述各项时间参数可计算出有关设备效率的各项参数：
因此，设备的利用率应为：
设备利用率=
=%
设备可利用时间减去计划停机时间后的剩余时间就是设备可运转时间，总计为 870 分
钟。在此基础上可以计算设备的计划有效度。设备的计划有效度为：
设备计划有效度=
=92%
由上面所计算的，设备的计划有效度为 92%。而生产准备程度按下式计算为：
生产准备程度= =%
设备实际有效度=×==%
根据所给定的数据可计算出设备的凈作业时间为 750 分钟，据此即可计算设备的性能
效率。
设备性能效率= =58%
根据产品数量及废品的数量可计算出产品合格率为：
产品合格率= =%
在建立 TPEM 系统的企业中，计算所需的各项数据由 TPEM 小组成员通过长期观察和
积累加以采集、分析和处理，完全依赖机械或计算机进行此项工作并不一定是适宜的。同时，
由于数据采集工作自身的难度，精确数据的采集也是非常困难的。在数据采集过程中，必须
对诸如设备调整、换装、空转、临时性停机等现象进行连续、认真而仔细的观察。合格品率
则可以通过废品与设备所生产的全部产品的比较加以确定。设备生产速度降低所产生的损失
一般可通过实际生产速度达到最佳生产速度的百分比来表述。
效率公式的应用
根据所采集的数据计算出来的各种参数可以用来确定设备总的有效生产率，设备综合
%100
1440
�5701440
100%�
—
—
设备可利用时间
计划停机时间设备可利用时间
100%
870
70
—870
%100
—
设备可运转时间
工作准备时间设备可运转时间
100%
800
50—800
100%
—
设备作业时间
故障停机时间设备作业时间
%100
750
100%
设备凈作业时间
产品数量单位产品加工时间
100%
290
6290
100%
—
—
产品数量
废品数量产品数量
效率，设备凈效率这三项 TPEM 管理中重要的指标。
设备总的有效生产率=设备利用率×设备综合效率=设备利用率×设备实际有效度×设备
性能效率×合格品率=×××=
设备的有效生产时间可以理解为在此时间段内（426 分钟）以每件 分钟的生产速度
生产出合格的产品 284 件。而有效作业时间 435 分钟生产的 290 件产品中有 6 件不合格，因
此 6 件废品的生产时间 9 分钟对企业的生产和效益来说是无效的。
设备综合效率=设备实际有效度×设备性能效率×合格品率= ××=
设备综合效率反映了设备运转时的效率，也可以用设备的有效生产时间与设备可运转
时间的比值加以表示：
设备综合效率= =
设备净效率=设备生产准备程度×设备性能效率×产品合格率=××=
设备净效率这一指标真实地反映了生产设备的运行质量。也可以用设备有效生产时间
与设备作业时间的比值表述设备凈效率：
设备净效率= =
针对设备利用率低的状况，许多企业计划将两班工作制改为三班制，试图将设备利用
率从现有的 60%提高到 90%。班次的增加提高了设备的利用率，但是三班制的生产使得设
备很难有时间按计划实施维修工作，从而也将给设备管理工作带来一些新的问题。如果能致
力于提高设备的综合效率，使之从现有的 49%提高到 75%，那么企业就可以在维持两班生
产的基础上将产量提高 50%，实现与三班生产同样的目标，相比之下花费的成本却要低得
多。
TPEM 是一种基于数据的量化管理模式，设备管理及其改进工作都是通过数据分析及后
期的调整实现的，在管理工作中确立一项可以据此比较各种改进管理可能性的基本原则是十
分重要的。设备总的有效生产率，设备综合效率及设备净效率这三项公式是成功地对生产设
备和生产过程实施优化管理的关键。
许多世界级企业在成功地实施 TPEM 管理后的各项指标对比如下：
实施 TPEM 前 实施 TPEM 后
有 效 度： ＞90%
性能效率： 58% ＞95%
合格品率： 97. ＞99%
综合效率： 49% 85%
870
426
设备可运转时间
设备有效生产时间
800
426
设备作业时间
设备有效生产时间
性能效率从 58%提高到 95%，提高的幅度最大，较前有明显的改善。之所以能取得这
样大的成效，是因为由设备空转，生产速度下降等原因所产生的这种隐性损失得以大大降低
。因此，减少隐性损失对效率的影响，对提高设备综合效率具有极其重要的意义，也是改进
管理中最具潜力的领域。某些成功地推行 TPEM 管理的企业可以将生产率提高 50%。其成
功之道在于首先改善设备的效率和减少设备在空转和工作准备方面存在的潜在的时间损失。
推行 TPEM 管理时需要优先考虑的问题
在 TPEM 管理中，通过测定和分析得到的各种 数据是推行 TPEM 管理时需优先予以考
虑的问题。正因为如此，如何有效地利用这些资源，以便加快投资的回收和提高生产的效益。
前面相关的效率计算将有助于管理层正确地决策，制订周密的计划，通过在 TPEM 项目中
投入的各类资源的有效利用，企业将可以实现生产率最大化的目标。
三、预防维修的策略
如果企业按照 TPM 模式对预防维修进行分类（即划分为由设备操作人员经专业技能培
训后实施的第一类预防维修以及由专业维修人员实施的第二类预防维修），则可以进一步据
此对 TPM—PM 项目进行计划。计划的目标是预防维修的时间 100%（已实施的预防维修时
间与计划实施的预防维修时间之比）地按计划实施，或者至少是主要生产设备的预防维修时
间应 100%地按计划履行。为此，可以由两种不同的方案：
1、 对现有预防维修的系统、组织、实施及控制的过程的改造；
2、 预防维修中多数日常工作向设备操作人员的转移。
在实施过程中，两套方案应该尽可能同时采用。对于维修工作来说， 首先应予考虑的
是预防维修系统的规划与建立。
建立高效的预防维修系统，应该分阶段地逐步实施：
第一阶段：建立完整的设备数据库
多数企业都建有计算机管理的设备数据库，或者至少也建立了卡片形式的设备台帐。数
据库或台帐应包括以下数据：
设备型号及序号；
产品说明书及制造厂商的相关信息；
设备生产日期；
设备铭牌上的数据（如电压、功率等）；
已实施过的设备改造或变动的相关数据；
设备在车间中的位置；
与备件相关的数据；
工作指导手册中的相关数据。
设备数据库的建立仅仅是开展预防维修工作的起点，通常情况下，设备制造厂商都会为
用户提供使用手册或说明书，对涉及设备的检查或预防维修工作给予指导。
第二阶段：不同预防维修类型及设备重要性等级的确定
在第二阶段中，对每一台需进行预防维修的设备应做出相关的决策，是否按第一种类型
由操作工人进行预防维修。可以根据实际情况确定实施的时机，在条件成熟时再加以实施。
如果设备操作人员完全没有预防维修的经验和技能，维修部门应该与生产部门合作，通过预
知维修的方式，避免设备故障所导致的生产事故。
如果设备故障引发的事故导致整个车间或生产线停产，进而危及人员安全或环境，此时
设备重要性等级定为 1。在这种情况下就不能实施第一种类型的预防维修，必须 100%的严
格按计划实施第二种类型的预防维修并对设备进行监测，此时也不会造成维修与生产之间在
时间上的冲突。
如果设备故障引发的事故导致生产线的停产，同时对人员安全及环境造成潜在的威胁，
此时设备重要性等级定为 2。由于车间中其它的设备仍在生产，因此可以允许设备有短暂的
停机时间。在这种条件下，预防维修的实施在 90%—100%之间，允许不多于 10%的预防维
修措施推迟实施或予以取消。
设备故障如果仅仅随机发生于某几台设备，使其产生停机，但对生产过程不构成重大影
响，或者发生故障时有备用设备可以接替，在这种情况下设备重要性等级定为 3。此时第二
种类型预防维修的实施在 80%—100%之间，也就是不多于 20%的预防维修措施可以被推迟
实施或予以取消。
重要性等级的确定使得企业可以科学合理地运用预防维修策略，在人员临时短缺或者由
于生产计划调整时留有余地。
确定设备的重要性等级后，企业就可以对预防维修策略做出正确的决策，根据不同的目
标和任务决定预防维修或是预知维修的实施。
第三阶段：预防维修检查清单的说明
在 TPM 模式中，每一台机器设备都有一些按预防维修标准编制的特殊的检查清单，这
些检查清单通常情况下包括某些标准化的任务，如对设备的清洁，对润滑剂消耗情况的检查，
对零部件的紧固等等。在不同的检查清单中，对每日、每周及每月预防维修措施都做出明确
的规定。有时也可以采用一份包括全部重复性工作的总的检查清单取代不同形式的检查清单。
一般情况下，根据检查清单进行的预防维修没有或仅仅附带简单的备件或维修材料，如
润滑剂、过滤器材等。这些备件或材料随机配备，因此在维修过程中提供了较大的便利。此
外，按检查清单实施的预防维修也仅仅需要一些简单的维修工具，在某些情况下则无须配备
专门的维修工具。出于计划和控制的目的，需要估算按检查清单实施预防维修的时间，对于
每台设备来说，完成检查清单上规定日、周预防维修工作量通常仅需数分钟时间。
对于每一台实施预防维修的设备，其工作方式可以分为两类。一类是设备运转时的预防
维修，如对运转中设备进行的温度、振动方面的监测；另一类是为确保安全，设备停机时才
能进行的预防维修，如设备内部的清洗、对传动带张力的监测等等。维修的目标是尽可能少
地限制设备停机检修的时间，以便最大限度地保障设备的生产时间。
根据检查清单进行的预防维修一般属于由设备操作人员负责实施的第二种类型的预防
维修。
第四阶段：预防维修作业指导书的编制
与预防维修检查清单相反，根据预防维修作业指导书实施维修作业时，维修工具与材料
是必不可少的。依据这种方式进行的预防维修也是按照固定程序重复进行的，只是间隔周期
较长，通常是按月、季度或者年度重复实施。
每一份预防维修作业指导书都针对具体的设备，每份指导书中都包括作业及所需材料的
清单。为了能更合理地配置诸如人员、备件及材料等维修资源，维修计划人员应该参与到指
导书的编制工作中，特别是当预防维修时间与生产时间发生冲突时更是需要进行协调工作，
通常都是安排专业维修人员进行维修作业，同时对作业所需时间做出估算，尽量减少生产方
面的损失。
依据作业指导书实施的预防维修通常属于由专业维修人员实施的第二种类型的预防维
修，但是在设备处于停机维修状态时，操作人员也可以参与其中做一些辅助工作。
第五阶段：预防维修路线的规划
在依据预防维修检查清单和预防维修作业指导书实施维修作业时，选择最佳的维修路线
是一种
提高维修人员工作效率的有效措施。在维修管理中，经常遇到的一个问题就是维修人员去现
场作业时消耗在路上的时间往往要多于实际作业的时间。因此，根据不同的作业范围为预防
维修规划一个合理的作业区域并根据不同作业地点设计最佳的维修路线，使得维修人员在作
业时能最大限度地减少花费在路途上的时间是十分有意义的。
依据预防维修检查清单和预防维修作业指导书实施维修作业的时间经估算后，加上消耗
在路途上的时间即可估算出维修作业所需的全部时间。在实际操作中，应该为每一台运转或
停机设备编制相应的路线图，同时维修工单上也应该附上去某台设备作业时的最佳路线图，
以便尽可能地减少花费在路途上的时间，提高维修工作的效率。
第六阶段：预防维修时间的计划编制
实施预防维修时，通常都要制定相应的年度计划，所有的预防维修措施都将列入其中。
在设备停机时间内安排的预防维修或者维修工作中的其它变量是可控的，那么作业时间通常
是固定的，所有到期的依据预防维修检查清单和预防维修作业指导书编制的日、周维修进度
都要按期完成。由设备操作人员负责实施的维修工作进度可以标注在所操作的设备上或在附
近合适的地点加以显示。当维修作业完成后，相关人员应在工单上签字，以此作为对维修进
度实施检查的依据。
检查清单及工作进度应该是动态的，这也是预防维修能取得成效的关键所在。设备操作
人员及维修人员对设备维修的反馈意见应该成为及时修改维修作业时间间隔的重要依据。
加强对维修工作进度的协调，加大日常预防维修的工作强度，可以更好地推动企业预防
维修工作地进行。良好的协调工作可以提高维修工作效率，平衡对专业维修人员的需求，同
时可以减少对生产的影响。例如，如果某一周期内的计划不能做较大调整时，可以考虑将按
月和按季度计划的维修工作结合起来同时实施。
第七阶段：设备维修日志的管理
设备维修日志的管理对于生产设备的维修与改造都是非常重要的，但是许多企业对此并
未给予足够的重视。在对重复性故障的诊断以及对不同设备维修费用的比较方面，设备维修
日志都起着难以替代的作用。此外，翔实的设备维修日志还有助于及时调整预防维修过程中
各种资源的消耗。
表 2 展示的是一份翔实的设备维修日志。对每台设备进行的每一次小修或按计划进行的
预防维修在运行日志中都有记录，占据一行的位置。记录的内容涉及日期、工单序号、维修
措施的简述、作业时间及费用、更换备件的费用、总的维修费用及全部费用总额等。由于运
行日志所记录的全部数据由计算机进行管理，因此小修费用占全部费用的比值可以很容易加
以确定，从而可以作为备件及维修材料购置时的决策依据。如果年度小修费用纪录及设备维
修日志不健全就将给此项工作带来极大的困难。
以下的案例可以清楚地说明设备维修日志在降低成本方面的重要作用：
在一座拥有 5000 台从小型叉车到大型柴油机车等移动设备的大型钢铁企业中，维修部
门所掌握的情况是某些移动设备是在车间中使用并且在维修方面要支出较多的费用。企业为
这些在固定场所使用的移动设备编制了维护计划，但是由于忽略了设备维修日志的建立，因
而在每年花费在备件及维修材料方面的费用一直居高不下。企业的顾问小组发现这一问题后
采取了改进措施，将维护计划的基础上编制了设备维修日志。在建立健全的设备维修日志后，
企业为上述在固定场所使用的移动设备支出的年度小修及维护费用由原来的 60000 欧元降
至 20000 欧元，取得了明显的经济效益。
表 1：设备维修日志
TPM：设备维修日志
设备序号： 记录人：
设备购置日期： 设备购置价值： 设备重置价值：
日期 工单号 维修作业内容 工时
工时
费用
备 件 费
用
费 用 总
额
累 计 费
用
累 计 费 用 占
重 置 费 用 比
（%）
设备维修日志在应用时应逐日填写。工时费用为单位工时费用与总工时的乘积；费用总
额则是工时费用与备件费用之和；而累计费用为逐日费用总额相加的结果。
第八阶段：条形码技术在维修中的应用
当前，越来越多的企业都采用了条形码技术来加强对维修工作的管理。通常条件下，条
形码技术应用于超市、商业机构，后来逐渐推广到工业领域的仓储管理中。但是，条形码技
术在维修管理中的应用还比较少见。条形码技术在管理中所体现出的优越性在于能够有效地
控制库存，使管理工作中的相关信息流动更加快捷。但是这种技术对于许多维修人员来说还
相当陌生的。
条形码技术在维修管理中的功能为：在实施维修作业时（包括按检查清单实施的维修以
及基于时间的预防维修），每一份工单上标上相应的打印好的条形码，经计算机识别后，维
修工单中包括人员、工作指令等方面的相关信息便被储存到计算机中。维修人员开始作业时，
只需通过条形码阅读器便可获悉作业地点、参与人员以及工作内容。
在维修备件的库存管理中，条形码技术也可以发挥重要的作用。库存备件分别被标上条
形码，相应的条形码标记又分别在相关货架或备件目录中予以注明。工单上的条形码经识别
后，所需备件信息的同时也随之被识别。
条形码技术应用于备件管理时可以在以下两方面产生明显的效果：
维修作业所需的备件及费用信息可以自动生成并标注在作业工单上；
备件消耗后，库存目录将被自动调整，当库存降至允许的最低值时，订货需求随之将被
提交。夜间当仓库无人值守时，附有条形码的身份识别卡将会使仓库大门自动打开并通过计
算机记录进入者的身份及进入时间等相关的信息。
当维修作业结束后，通过条形码，计算机将会把以下信息自动记录下来，作为维修管理
方面的数据：
1、工单完成后的相关信息：包括日期、维修费用、作业时间等；
2、编制设备维修日志所需的相关信息：包括日期、工单编号、作业过程的说明、维修
工时费用、维修材料费用、费用总额、累计费用以及累计费用占设备重置价值之比等；
3、 纳入计划的预防维修费用与实际发生费用的比较；
4、 未纳入计划的预防维修措施的费用支出；
5、在对作业时间进行测算的基础上，计算维修工作的效率指标，如维修人员的工作强
度、工作效率等；
6、在维修工单中，设备运转时间及故障停机时间方面的信息通过条形码输入计算后，
计算故障之间的平均时间间隔（平均故障间隔期 MTBF）；
7、使得备件库存信息保持在最新状态，如备件消耗的信息，每月支出的维修材料费用，
生产设备维修所消耗的材料费用等；
8、统计全部维修作业所消耗的时间，包括消耗在设备、场所以及进行故障修理、按计
划进行的维护、预防维修等措施所消耗的全部时间；
9、其它根据管理工作需要的相关信息。
综上所述，条形码技术对于设备的维修工作是一种既有效而又经济的管理手段。当前，
条形码技术已经成熟，相关的管理软件在企业中也相当普及，所形成的管理系统可以满足企
业在维修工作中的需要。
条形码技术另一个优势在于管理工作完全或部分实现了无纸化。既可以减轻维修人员的
负担，也有利于对设备及维修工作的管理。
第九阶段：预防维修工作报告体系的规划
许多企业希望改善自己的维修管理，但是由于没有建立行之有效的维修工作报告体系，
因而在实际操作中往往出现许多问题。为此，企业必须首先投入较多的时间和精力。预防维
修的实施需要责任心和纪律，而成效则不是立竿见影就能迅速得到的，因此，实施过程中的
耐心是十分必要的。当预防维修的实时显示出成效时，要及时进行总结和分析，从而证明预
防维修项目所取得的进展和在项目投资所取得的回报。基于此，预防维修工作报告的编写应
从预防维修的实施以及实施过程中所取得的成效两方面加以考虑。
就维修作业的管理而言，报告涉及以下内容：
● 维修作业实施的范围、工作进度、与已实施维修作业的比较。
目标：重要性等级为 1 的设备 100% 按计划实施；重要性等级为 2 的设备 90% 按计划
实施；重要性等级为 3 的设备 80% 按计划实施。
● 维修的工作效率、人员的配置、劳动生产率以及第八阶段中所阐述的相关内容。
● 预防维修作业的费用（劳动力及材料）
维修工与操作工的费用（由于 TPM 管理的性质，因此这两方面的费用必需分别加以记
录）；
设备的费用；
职能部门及车间的管理费用；
支付给供货方或外委劳务的费用。
在 TPM 管理中，设备的运行日志同样是编制维修报告时的重要内容。
就按维修作业的月度计划而言，报告应涵盖以下内容：
● 设备检修停机时间
通常情况下，设备的停机检修时间是由设备、生产班组及车间的生产计划决定的。
● 设备停机时间的发展趋势
● 重要性等级为 1 和 2 的设备平均故障间隔期 MTBF
● 预防维修费用与设备停机时间减少所产生效益之间的关系
完善的维修工作报告体系将对预防维修的组织管理起到重要的推动作用。正确、实时地
落实报告中的各项措施将会有效地减少设备的停机时间，提高设备生产的效率。
第十阶段：预防维修组织系统的建立
高效的组织系统是预防维修取得成效的关键所在。在 TPM 管理中，以专职从事预防维
修的专业技术人员为主组建起来的专家组是一种有效的管理组织形式，通过专家小组对第六
阶段描述的维修计划的管理可以有效地降低预防维修方面的投入。专家小组应保持稳定的组
织形态。在 TPM 的管理中，由于有设备操作人员的参与，因而专家小组的人数可以控制在
很小的范围内。通过专家小组可以根据预防维修计划制定每周内的作业工单，确定各类维修
定额等等。
在专家小组的基础上，企业可以构建预防维修组织的架构。对于多数小型企业来说，预
防维修的组织应保持在十人以下的规模，通常在维修组织中设置一个预防维修小组即可。在
大型企业中，预防维修小组的规模可以适当大些，设置一个专职计划人员和一个主管也是十
分必要的。
预防维修取得成效的关键
预防维修在一个企业中取得成效的关键在于：
● 高效的计算机管理信息系统
● 严格按规范实施的设备维护
● 由专业技术人员组成的预防维修小组（不一定是专职的）
● 合理地确定设备的维修等级并据此进行预防维修
● 完备的维修工作报告体系以及设备维修纪录
● 实施过程中的责任心与纪律
TPM 管理中由设备操作人员辅助的预防维修
除上述前提外，预防维修取得成效的关键还在于设备操作人员的参与。许多例行的预防
维修措施，如设备的清洁、整理、调整、小故障的排除等简单维修作业都可以交由经过专业
技术培训的操作人员实施。某些企业在具体实施过程中还须解决相关的政策问题。
操作人员参与的全员预防维修所产生的效应就是在维修费用不变的前提下提高生产设
备的利用率，同时也为他们的参与、聘用以及职业培训提供了一种新的机遇。
计算机辅助的预防维修
高效的预防维修系统必须是在计算机辅助之下实施的。在预防维修体系中，各项指令以
及各类材料清单通常都是由企业计划部门和维修车间中编制及打印，这些作业由人工完成是
非常繁琐的。在计算机辅助系统中，除上述维修作业外，数据的自动采集、各类工作报告以
及库存管理都可以由计算机辅助系统完成。
通 常 采 用 计 算 机 辅 助 维 修 管 理 系 统 CMMS(Computerized Maintenance Management
Systems ) 对预防维修进行管理。CMMS 的应用使 TPM 管理面临着新的挑战，操作人员在
参与过程中也同样要面对专业知识的更新，因为在管理系统的终端，设备维修人员与操作人
员都要分别进行相关计划、报表、清单的编制，操作人员不进行专业知识的培训是很难胜任
的。
良好的预防维修计划在管理过程中是无需进行较大的调整与变动的。重要的是确定企业
对 TPM 管理的不同需求，在管理过程中不断对预防维修系统进行改进与完善。
四、 借助技术手段完善对生产设备的管理
全面生产设备管理 TPEM 中的 EM 要素是对生产设备进行管理与完善。许多企业在实
践中都是将其作为 TPEM 管理中的第一要素而非第三要素来考量的。
全面生产设备管理 TPEM 中的自主维护 AM 与预防维修 PM 要素都强调操作人员参与
维修的实际作业。而 EM 管理更注重操作人员在参与过程中分析问题，提出改进设备管理与
维修的意见和建议。从而使 AM 和ＰＭ管理能够更加富有成效。
TPEM 管理中的自主活动小组 CATS（Creative Action Teams）
TPEM 管理中的自主活动小组 CATS 也可称之为“持续改进活动小组（Continuous
Improvement Action Teams）”。通常情况下，每个自主活动小组负责某一台特定设备的管理，
每个小组可配置 5—7 人，其中至少有一名熟悉所管理设备性能的专业维修工人。在流程生
产、装配线生产中，对于某特定区域设备的管理也可采用同样的方式，只是在小组成员中还
应配备一名了解生产流程，能够对设备管理中的问题进行分析，提出指导性意见的维修技术
员或工程师。具体的组成还取决于企业文化及其组织结构。自主活动小组的主要目标鉴别和
分析所管理设备运行过程出现的问题，在此基础上提出解决的方法和改进的意见。
自主活动小组的工作流程
为使自主活动小组的工作能取得成效，管理数据及相关信息的采集与整理是必不可少的。
这些数据及信息涉及设备日常的停机时间、故障、生产过程中的延误、生产速度的下降以及
调整时间的延长等生产设备运行过程中所出现的问题。针对这些问题提出改进意见，使设备
能够安全可靠地工作。活动小组所要做的就是确定影响设备运行的关键所在，是否存在改进
的可能性。
活动小组所需要采集和整理的数据包括：
● 设备综合效率 OEE
● 设备技术状态
● 设备运行状态
● 设备故障
在对相关数据进行分析、处理的基础上，活动小组所要进行的工作就是提出改进设备管
理以及维修作业过程的意见和实施方案，前者属于 EM 的范畴，后者则涉及 AM 和 PM。
1．设备综合效率 OEE 的分析
与生产设备综合效率相关的数据应该是易采集，过程具有可操作性的。对采集到的数据
要进行仔细的分析与研究，判明造成综合效率损失的各种原因。分析过程应该是量化的，可
采用帕莱托分析法对综合效率进行分析和研究。
某企业在进行综合效率分析时得到如图 1、图 2 所反映的数据。
首先进行的是第一层次的帕莱托分析。分析和研究与综合效率相关的各项时间参数之间
的关系。从图 1 中可以看出：
净生产时间 1 占全部可利用时间的 50%，其余各项时间参数所占的比例分别为：
空转及停机时间 2 占 20 %；
故障停机时间 3 占 14%；
调整时间 4 占 10%；
速度下降损失的时间 5 占 5%；
生产废品所损失的时间 6 占 1%。
图 2 所示第二层次的帕莱托分析表示的是构成全部空转及停机时间中各项时间参数之
间的比例关系。
原材料供应问题所损失的时间 1 占 45%；
维修零部件供应问题所损失的时间 2 占 20%；
服务不到位所损失的时间 3 占 15%；
错误的调整及操作所损失的时间 4 占 10%
传感器问题造成的时间损失 5 占 8%；
其它原因造成的时间损失 6 占 2%。
通过以上分析，空转及停机时间是影响设备利用率的主要因素，而原材料供应在空转及
停机时间中又占主导地位。因此，活动小组可以据此有针对性地分析原材料供应中存在的问
题，提出具体改进意见，存在的问题得到排除后，综合效率在原有基础上提高了 9%左右。
良好的综合效率分析对于设备管理工作的改善将起到极大的推动作用，不仅可以发现管
理过程中存在的问题，判明设备运行中的各种时间损失；而且还可以通过量化管理的手段测
算每天以分钟计的各项时间参数及所占的百分比。综合效率分析是 TPEM 中设备管理 EM
要素的重要手段。
2．设备技术状态分析
TPEM 管理中设备操作人员通常都是通过工作记录的形式来评估设备技术状态的。对于
维修及设备管理的改进来说，设备的技术状态是重要的依据，综合效率也是以技术状态作为
其定性或定量分析的依据的。
技术状态分析包括综合效率分析中未涉及的设备状态及生产过程中的各种缺陷。对于自
主活动小组来说，将两者结合起来将使对设备的评估趋于完善。
图 1 综合效率的帕莱托分析（第一层次）
图 2 综合效率的帕莱托分析（第二层次）
设备技术状态的评估涉及以下方面：
● 设备的可靠性
● 设备的生产能力
● 一般状态（包括外观、清洁度、维护保养程度、安全性、设备的使用环境等）
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
设备技术状态分析可参考以下表格加以记录。
设备技术状态分析
设备编号 技术说明
日期 使用部门
5 分（优）4 分（良）3 分（中）2 分（合格）1 分（不合格） 总 分
可靠性：
生产能力：
一般状态：
外观、清洁度
维护保养程度
安全性
设备的使用环境
技术状态的评估共分为五级：
优：完全符合各项技术标准和规范；
良：各项技术标准和规范基本符合要求，使用情况较为理想；
中：符合要求，存在改进的可能性；
合格：部分技术标准和规范不能达到要求，但可以维持时使用；
不合格：各项技术标准和规范均不符合要求，不能使用。
五级评估标准具体的划分及活动小组应该采取的应对措施如下表所示。
设备技术状态分析及应对措施
状态评估等级 设备的技术状态 可能的应对措施
不合格（1 分）
各项标准低于平均值
难以操控
不可靠
综合效率指标很低
加工（生产）误差较大
为进行过技术改造
无法保证正常的维护
废品率很高
为进行预防维修
应急措施
停机
修理或技术改造
进行预防维修
进行功能及安全性的改进
清理、整顿
重新喷漆
封存
合格（2 分）
部分标准低于平均值
操控性较差
使用范围受到限制
跑冒滴漏严重
综合效率较低
废品率较高
预防维修涵盖范围有限
临时采取的措施
修理或技术改造
进行功能及安全性的改进
改进预防维修措施
清理、整顿
加强设备检测
中（3 分）
能满足生产要求
可靠性达到要求
实施预防维修措施
使用范围局部受限
综合效率处于中等水平
废品率居于中等水平
必要的措施
进行必要的功能性改进
改进设备检测手段
改进预防维修措施
清理、整顿
防止状态的劣化
良（4 分）
较高的可靠性
外观整洁、性能优良
废品率很低
全部实施预防维修
较好的综合效率指标
各项技术指标均符合标准
可能采取的措施
进一步调整、改进预防维修
强化检测手段
细化清洁、润滑程序
保持状态的稳定
优（5 分）
极佳的技术状态
外观如新设备
极佳的性能
废品为零
故障停机时间为零
综合效率指标很高
作为设备管理的典范向企
业各生产单位展示，其特征：
状态保持良好、稳定
故障为零
现场保持清洁、环境良好
3．设备维修纪录
设备维修纪录是自主活动小组进行管理的信息来源。通常情况下，设备综合效率、设备
状态分析难以反映重复性的缺陷和故障，但是维修记录则可以有效地解决这一问题。通过维
修纪录，管理人员可以了解设备的各项性能、技术状态以及以往进行维修的相关信息，从而
为设备改造提供决策的依据。
4．设备缺陷报告
在许多企业中由于缺乏有效的维修纪录，或者操作人员更多地将注意力集中在设备故障
上，此时设备缺陷报告将成为维修管理的有效手段，如下表所示。
设备缺陷报告
设备编号 技术说明
日期 时间 报告人
1、 缺陷的表现形式（报告人对缺陷现象的描述）
2、 缺陷原因分析（报告人的意见）
3、 采取的对策（防止重复性缺陷的发生）
当所记录的缺陷现象重复出现时，操作人员应当提出自己的判断，包括对缺陷原因的分
析及应当采取的对策，即便是自己的猜测也可以。事实证明，操作人员的判断对维修管理往
往是十分有效的，因为他们天天接触设备，对设备的性能非常熟悉，在自主活动中所提出的
建议具有很强的针对性，对于快速地进行故障维修以及改进设备性能可以起到很好的作用。
对于关键性的生产设备，设备的综合效率、故障损失分析、设备技术状态分析、维修记
录以及设备缺陷报告等相关信息都是自主活动小组用以对设备管理进行持续改进的重要依
据。
在改进设备管理的过程中，投入产出也是必须予以考虑的问题。投资应该取得相应的回
报，这里所说的回报就是空转时间的降低，故障及缺陷的减少。对于多数 TPEM 项目来说，
项目的投资回报率是较高的。在预防维修的实施过程中，其成效往往取决于设备清洁工作等
微小的细节，也就是由设备操作人员所决定的。正是因为如此，发挥操作人员在设备管理的
作用，可以更好地激发他们参与预防维修和自主活动小组的积极性。
第二部分 设备的维修管理
维修管理的基本概念
一、概述
1．维修的概念
所谓维修, 是指为维持和恢复设备的额定状态及确定和评估其实际状态的措施。维修是
维护、检查及修理的总称。
维护的功能是对现有设备的保养及日常管理, 使设备在正常使用条件下最大限度地发
挥其功能。
检查是确定和评估设备实际状态的措施。检查用于查明和确定设备的磨损并作出评估,
即对设备实际状态与额定状态的差别进行评估。在我国，许多企业通常将检查称之为点检。
修理是指恢复设备额定状态的措施。
维修的必要性在于, 任何形式的设备在使用过程中都不可避免地存在有形及无形的磨损,
在特定条件下, 设备即使并未投入具体的使用, 但经过一定时间以后, 其功能也将逐渐消失。
对于设备的使用者来说, 维修的主要职能之一就是对使用时间的影响, 防止影响使用的故障
出现及排除已出现的故障。这里所说的故障是指设备的可以用价值表示的损失, 在客观上是
可以避免的。
维修的作用可以从图1中得到反映。每一项资产都有其各自的容许耐用度, 耐用度就是通
过制造或修复, 资产在确定条件下所固有的履行其功能的能力。例如提升钢丝绳的功能就是
起吊或下放重物, 除此之外还具有连接和支承提升容器的作用, 提升钢丝绳的耐用度与所用
材料、加工工艺及使用条件等诸多因素有关。资产的耐用度将随其状态的变化而降低, 这就
是所谓的磨损和消耗过程。磨损和消耗是一种不可逆的、固有的过程。新资产在正常条件下
投入使用时的耐用度可定为100%, 随使用时间的推移耐用度将逐步降低, 降至零就丧失了履
行功能的能力。通过适当的维修措施可使资产的耐用度重新达到100%, 而通过某些技术改
造或现代化改装手段将有可能使资产耐用度高于100%。如图所示。
图1 维护、检查、修理和耐用度之间的关系
图中状态 Z1、Z2、Z3通过检测加以确定。维修可以对磨损和消耗过程施加影响并加
以控制, 需要指出的是, 维修的目的并不是使耐用度尽可能地高, 而是使其达到按计划所需
的合理的程度。
故障可以通过维修加以预防或排除, 它们之间的关系如图2所示。
无 有
差 好
设 备 故 障
偶发性故障 重复性故障
维
修
技改的可能性
技改的经济性
维修的经济性 技 术 改 造
退 役 维
修
差
好
图 2 设备故障与维修的关系
表1 维修与设备管理其它环节的关系
相 互 关 系 对维修工作的影响 经济效果
设备规划与维修
规划时就需考虑维修需求，如零部
件的耐磨性，维修时的可达性，易
拆卸性等，即较高的可靠性与维修
性
较高的设备有效度，较少的检
查及修理费用
设备筹措与维修
制造厂商对产品维修方面的建议
可减少对维修及备件的需求，提高
设备有效度，特别是在运行初期影
响更为明显
降低仓储费用（较少的储备资
金、仓储空间及保险费用等）
设备配置、安装与维修
设备安装时合理的配置、布局，对
装、卸载，设备及通道的全盘考虑
可降低故障率，减少某些故障的发
生
减少维修次数，降低故障后果
费用
设备技术改造与维修
及时的技术改造，如对故障多发的
薄弱环节的改进即排除可有效地
减少维修需求
江堤人员、设备、材料、能源
等方面的费用
设备退役（报废）与维修
及时的退役可有效减少维修次数
及强度
降低维修费用及故障后果费
用
设备更新与维修
对于使用强度高的设备，优化其维
修策略可推迟其更新（更换）时机，
延长其使用寿命
减少设备投资及附加费用（如
利息等）
2．设备维修的专业化与市场化
对于企业来说, 设备的维修工作可以通过两种方式进行, 即由本企业内部的维修部门完
成或委托企业外部的专业化维修机构或设备制造厂家进行, 前者通称为自修, 后者则可称为
专业化维修或外委维修。
在发达国家, 作为第三产业重要支柱的维修服务业扮演了非常重要的角色, 其服务范围
早已超出传统的“维护、检查、修理”而涉及到许多专业化的领域, 如旧设备的拆卸、重新组
装, 设备薄弱环节分析、排除, 设备的现代化改装与优化等等。德国工业维修有限公司的维
修服务涉及维修咨询、维修计划的制订与实施, 具体内容包括传统意义上的维修工作, 如清
洗、润滑、维护、检查及修理；其它专业服务包括工业设备的安装, 设备的防火、防灾及事
故处理, 设备的现代化改装, 旧设备的拆卸、清理及其它专业性服务。其服务领域涉及汽车
工业、机械制造业、纺织业、电子工业、轻工业及其它行业, 服务对象为机器及生产设备、
表面处理设备、建筑机械设备及其它设备。
由于市场竞争的激烈, 企业必须随时准备调节自己的生产经营目标, 保持机动灵活的策
略, 以适应快速多变的市场需求。但是多变的生产机制又将导致企业生产成本的提高, 企业
必须重视对间接费用的调节以应付上述负面效应, 其具体措施就是设法降低维修费用。对间
接费用的价值分析源自制造费用价值分析OVA(Overhead Value Analysis), 其目标是降低企
业生产中的间接费用, 使用这种方法一般可降低 10%—20% 的间接费用。自修还是专业化
维修就通常被用来作为间接费用价值分析的内容。从维修工作的性质来看, 具有熟练技能的
专业维修人员及维修专用设施、设备、仪器、仪表都是必不可少的, 而计划性强, 张弛有度
也是预防维修的特点。因而自修对于企业, 特别是中小型企业来说有可能是造成间接费用上
升的重要因素。首先, 实施自修策略就必须雇佣一批经专业培训的维修人员；其次还须购置
维修必备的设备、 工具、设施等。由于维修工作的特点, 这些人员与设备平时可能闲置, 实
施维修 (特别是维修发生突发性故障的设备) 时又可能能力不足。这就将导致维修费用的提
高, 特别是由于技术方面的原因, 维修质量难以保证。与此形成对照的是, 专业化维修机构
或设备制造厂家在上述几方面形成了明显的优势, 正因为如此, 发达国家以专业化为特点的
市场化维修在维修工作中占据了重要地位。
相比之下，我国国有企业目前的维修体制还存在着许多弊端，主要表现在维修资源的重
复配置, 大而全、小而全, 每一企业, 无论其规模、特点、所处环境及条件如何, 均设置相应
的维修机构或部门, 造成资源的严重浪费。一方面, 多数企业的维修部门长期吃不饱, 只能
通过行政手段垄断企业内部的维修, 质量、价格又与专业化维修相去甚远；另一方面, 由于
企业普遍设置维修部门且实施内部保护政策, 从而使得专业化维修企业也处于吃不饱的状态。
与此同时, 市场的无序竞争又使得大批不合格的维修机构应运而生, 严重干扰了维修市场化
的进程。解决我国企业维修管理中存在多年的问题在于从维修体制上进行改革, 通过资产重
组及资源的优化配置逐渐将现有的企业内部的维修机构组合成为面向市场, 实施专业化维修
的企业, 现有大企业内部的维修机构及设备制造厂家应发挥本身技术及专业方面的优势, 面
向市场, 参与竞争, 向专业化维修过渡。只有实现了真正意义上的面向市场的专业化维修,
才能理顺现有的维修体制, 降低维修成本, 提高维修质量, 为现代化的维修管理奠定基础。
目前,我国许多新建企业将维修的职能委托给社会上专业化维修机构，一些大型国企也在企
业内部进行维修体制的改革，将维修从生产中剥离出来，两者通过合同的形式将维修委托给
企业内部专业化的维修中心，取得了很好的效果。
（1）专业化维修的优越性
维修质量：专业化维修企业有大量经过专门培训的专业技术水平很高的维修技术人员；
有各类专门的仪器、工具、器件、材料及设备；有充足的专用的各类备品配件供应；有在专
业化维修过程中积累的大量维修经验可资利用；有广泛的信息渠道及各类资料、数 据, 从
而可充分利用最新的维修技术及工艺。所有这些, 都为确保维修质量提供了雄厚的物质基础。
维修时间：一般说来, 在相同条件下, 专业化维修所需的维修时间少于企业自修所需时
间, 这是因为专业化维修的维修条件及后勤支持系统均优于自修, 特别是在交通便利的中心
城市, 这一优势更为明显。
维修费用：专业化维修减少了停机停失及相应的费用；减少了自修时由加班、人员、设
备的组织及准备而相应产生的固定费用；由于专业化维修提供的质量保证而避免可能出现的
返修及相关费用；由于专业化维修减少工时、材料消耗而在相同条件下降低相应的费用。
维修组织：可以充分地集中有关维修计划制订与实施的权限, 改善维修工作的流程。
维修能力：无须按维修高峰需求维持较大的维修能力, 从而减轻企业维修管理方面的压
力。维修需求发生波动时也可以具有较好的适应性。
维修信息：可以广泛、详尽和系统地采集、分析和处理有关维修方面的各种信息, 对于
材料、备件、工具等必须的物质市场信息有深入了解并建有相应的购销网络, 在这方面也可
降低维修成本。
安全与环保：专业化维修可以通过优化、完善的维修计划, 改善维修工作条件, 预防危
及人身安全及环保的事故发生。
财务管理：减少自有维修机构的设置及相应的费用, 通过长期专业维修, 可使维修资金
需求由波动趋于均衡。
（2）进行专业化维修的前提
自修成本较高；
自修能力不足；
自修质量无保证；
自修缺乏必要的专业技能；
根据规定必须由指定维修机构进行的维修；
其它原因。
（3）自修与专业化维修的选择
对自修或专业化维修进行选择时, 最直接的方式就是进行费用的比较。一般说来, 选择
自修方式时, 维修费用由直接维修费用及间接维修费用两部分组成。
直接维修费用包括：维修材料费用；劳务费用；工具使用费用；材料购置及仓贮费用；
管理费用。
间接维修费用包括：停机及再起动费用；停机损失费用。
专业化维修费用则是随行就市, 由维修市场决定其价格。
在进行比较时, 维修费用将作为决策的主要依据, 同时也要考虑到维修质量、工期等因
素的影响。对于某些关键生产设备, 工期是必须重视的因素, 因为这里涉及到对费用构成起
主导作用的停机损失费用。
两者之间的比较还可通过综合评分的方法进行, 即将可以表现自修与专业化维修之间差
别的各项参数纳入评估范围, 然后按其对实现企业生产经营目标的重要性进行加权处理, 使
两者之间定性的差别通过量化后的分值反映出来, 最后将各项参数的量化分值相加便可得出
二者的评估分值, 供决策时参考。下表为一家外国企业进行自修与专业化维修所做分析比较
的实例。
表2 自修与专业化维修的比较
自 修 专业化维修 自修与专业化维修的比较
参数 权数 参数平
均值
加权后
平均值
参数平
均值
加权后
平均值
参数平均值 加权后平均值
质量
时间
能力
机动性
计划性
信息
备件
财物
安全
人员
组织
+
+
0 0
其他 + +
总计
可靠性理论在维修管理中的应用
一、可靠性的基本概念
随着科学技术的迅速发展, 可靠性理论与应用技术越来越为企业所关注。由于设备在现
代工业生产中的地位日益增强, 因设备故障导致的直接、间接损失也相应增大, 因此, 对可
靠性理论的研究和应用就成为现代设备管理中的重要课题。提高设备的可靠性可以减少故障,
延长设备的使用寿命, 对确保企业安全生产和经济效益有着不容忽视的作用。
可靠性问题是20世纪40年代提出来的。在此期间, 电子工业飞速发展, 而电子元器件的
可靠性却远不能适应这种发展的需要。据美国军方50年代初期的统计, 雷达和声纳设备因故
障而不能工作的时间分别为84% 和45%, 某些机载电子装置每飞行一小时所需的维修时间竟
长达100小时之多。鉴于此, 美国于50年代开始对可靠性问题进行了系统的研究, 并于1957年
提出了研究报告。到60年代, 可靠性理论输入欧洲、日本, 在许多领域内得到广泛应用。现
在, 许多系统和设备设计中都把可靠性作为一个重要的技术指标加以考虑, 与性能、成本等
同时作为评价系统和设备优劣的主要指标。在此基础上, 逐步形成了以可靠性为中心的维修
思想, 对系统和设备的可维修性的研究也是在对可靠性理论研究的基础上进行的。
1． 可靠性的定义
所谓可靠性, 是指系统、设备或零部件在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
由于设备的可靠性不能像设备的技术性能一样通过仪表进行测定, 故须通过研究、试验
和分析, 才能对可靠性作出正确的评估。
设备的可靠性与规定条件是分不开的。所谓规定条件包括:
环境条件：如温度、湿度、振动、冲击、粉尘等；
使用条件：如连续 运转或间断运转、满载或轻载等；
维护保养条件：如操作人员、维修人员的专业素养。同样设备在不同条件下表现出的可
靠性是不同的, 条件越恶劣, 可靠性就越差。
设备的可靠性与规定时间密切相关。规定时间可以是若干年, 也可以是若干小时乃至一
次性动作。一般说来, 工作时间越长, 可靠性就越低。
设备的可靠性与规定的功能有关。这里所说的功能是指设备应有的主要技术指标。
2.可靠度
所谓可靠度, 是指系统、设备或零部件在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率。
可靠度表示的是设备运行到某一时刻后, 下一时刻继续运行并能正常履行功能的概率,
是对可靠性的概率度量。
相应地, 设备在规定时间内发生故障的概率即为设备的不可靠度, 或称为累积故障率。
如果以R(t)表示设备在规定时间t内的可靠度, 而F(t)为设备在同一时间内的不可靠度, 则
有：
R(t)+F(t)=1
可靠度的取值范围：
当时间 t 分别为 0 或趋于无穷大时, 设备的可靠度分别为：
R(0)=1, R( ∞ )=0
设备的可靠度又可分为固有可靠度、使用可靠度和工作可靠度。
固有可靠度R1：
设备在设计、制造过程中形成的可靠度。固有可靠度是设备的固有属性, 在设计过程中
受到材料选择、零部件尺寸确定, 加工工艺等诸环节的影响, 而在制造中又受到机加工、热
处理、装配等诸多因素的制约。
使用可靠度R2：
设备在使用过程中, 使用者的操作及维护能力, 环境、运输和保管等使用条件对降低固
有可靠度的概率。
工作可靠度Ro：
1)(0 tR
设备在规定条件下和规定时间内履行规定功能的概率。
三者的关系可表示为:
3.可靠性的其它特征量
（1）平均故障间隔期 MTBF(Mean Time Between Failures)
对于可修复系统通常以平均故障间隔期表示其可靠性。平均故障间隔期表示两次相邻故
障间隔内正常工作的平均时间。
例如, 某设备第一次工作100小时后发生故障, 第二次工作200小时后发生故障, 第三次工
作240小时后又发生故障, 则该设备的平均故障问隔期为：
(100+200+240)÷3=180（h）
平均故障间隔期越长则说明设备可靠性越高, 因而常用平均故障间隔期表示可修复设备
的可靠性。在实践中，由于平均故障间隔期较为通俗和直观，因而在可修复系统中被广泛作
为表征设备可靠性的数量指标。
（2）平均寿命 MTTF(Mean Time To Failure)
对于发生故障不能修复的产品(如电子元器件), 可用平均寿命表示其可靠性。平均寿命
是指产品从使用到失效为止的使用时间平均值。
（3）故障率λ
故障率是评价设备可靠性的重要特征量, 也是判别设备故障规律的基本参数。
瞬时故障率λ(t)：到某一时刻 t 为止, 尚未发生故障的设备在随后的dt 时间内可能发生
故障的条件概率。
平均故障率λ：设备在某一期间内的故障总数与此工作总时间的比值。
二、可靠度函数
定量地分析设备的可靠性是运用数学方法进行的。由于表示设备可靠性的各种特征量都
与该设备的故障分布有关, 如果知道分布函数, 便可求出可靠度、故障率等各项数值。即便
不知道具体的分布函数而只知道其分布类型, 也可通过对分布的估计以求得某些可靠度的估
计值。
可靠度的基本函数式
可靠度函数中包括四项最基本的函数: 可靠度函数R(t)、故障分布函数（累积故障率函
数）F(t)、故障分布密度函数（累计故障率密度函数）f(t)和故障率函数λ(t)。它们之间的函
210 RRR
数关系为：
式中的负号可理解为R(t)值是随时间的推移而由1→0变化, 而 F(t)则由O→1变化, 在同
一单位时间内两者变化数值相同, 只是方向相反。
将上式积分, 则有：
由概率计算的互补关系, 可靠度函数为：
故障率函数可表示为：
设备平均寿命 与可靠度函数之间的关系可表示为：
上述基本函数式在实际应用中根据故障分布的不同而表现形式各异。对于机械设备来
说, 最常见的失效形式是随机故障和疲劳磨损故障, 前者是事前未曾预想的原因造成的, 如
轮胎被钉子扎破；后者则是由于长期工作造成的耗损导致的, 如轴承、齿轮的疲劳破坏等等。
可靠度函数由不同的故障形式而服从不同的分布规律。随机故障通常服从于指数分布规律,
疲劳故障则一般服从威布尔分布规律。需要指出的是, 威布尔分布涵盖了几种不同的分布规
律, 其中包括指数分布规律及正态分布规律。
三、常用的故障分布函数
指数分布
对于指数分布来说, 由于故障是随机发生的, 因此在每个相等的时间间隔中出现故障的
可能性是相等的, 即单位时间内故障率λ是一个常数, 因而指数分布函数是常故障率函数。依
据故障率及平均故障间隔期MTBF 的定义可知, 在指数分布条件下, 故障率λ的倒数即为
MTBF。故障率一般可通过现场实测, 或数理统计方法加以计算。求出λ(t)之后, 就可计算
f(t)、F(t)和R(t), 因此, 故障率函数是最基本的函数。指数分布的函数分别为:
dt
tdR
dt
tRd
dt
tdF
tf
)()(1)(
)(
t
dttftF
0
)()(
t
dttftFtR )()(1)(
dt
tRd
dttR
tdR
tR
tf
t
)(ln
)(
)(
)(
)(
)(
t
0 0
)()( dtttfdttRt
tetR )(
当 设 备 或 零 部 件 的 工 作 时 间 时 , 可 靠 度 , 不 可 靠 度
。
由上述分析可知，在指数分布的条件下,如果将检修间隔期按MTBF确定, 则设备或零部
件的可靠度仅为 %, 也就是说, 约有63%的设备或零部件在检修前将发生故障。如果检
修周期定为其平均故障间隔期的一半, 则 。需要注意的是, 检修周期如定得太
短将使维修费用增大并可能造成过剩维修, 因此, 应通过可靠性费用分析加以综合评定。
四、设备的可靠性管理
1．设备系统的可靠度计算
设备的可靠性是建立在各零部件之间的作用关系及这些零部件所具有的可靠度的基础
之上的, 即设备的可靠性取决于零部件的组合方式和各零部件的固有可靠度。零部件在设备
中的组合方式大致可分为串联、并联及串并联组合方式。
(1) 串联系统
串联系统中, 构成设备的所有零部件中只要有一个发生故障就将造成整台设备的故障,
如图3所示。
图3 设备的串联系统
设备各零部件的可靠性互相独立, 即任一零部件发生故障与否, 不致影响其它零部件发
生。也不受其它零部件发生故障的影响, 如各子系统的可靠度分别为R1、R2、R3，则此时设
备的可靠度为:
由于可靠度不可能大于 1, 因而串联系统可靠度总是小于系统中任一子系统的可靠度。
从可靠度的观点来看, 在串联系统中应尽量减少子系统数目, 对于由若干台设备组成的串联
系统, 应尽量减少零部件的数目。与此同时, 应尽可能避免出现薄弱环节, 也就是要尽量使
tetf )(
1
tMTBF
tt )( 1 etR
)( tF
)
2
(
t
R
n
j
jns RRRRRR
1
321
R1 R3R2
子系统的可靠度接近相等。例如, 由20台机床串联组成的流水线, 如每台机床可靠度为 ,
则整条生产线的可靠度仅为 , 这将使整条生产线无法正常生产。如果使
流水线可靠度达到 , 则每台机床的可靠度相应要提高到, 这在制造、安装及维护上
都将是十分困难的。
机械设备中如减速器、变速箱等都是典型的串联系统。
(2) 并联系统
在构成设备的若干零部件中, 只要有一个在起作用, 就能维持整台设备继续工作, 换言
之, 只有当所有零部件都失效时, 设备才会失效, 这种组合方式称之为并联方式。如图4所示。
图4 设备的并联系统
设备组成并联系统的各子 系统可靠度分别为 Rl、 R2、 R3、…… , 则此系统处于故
障状态的概率为 。由于可靠度与不可靠度之和为1，
因此，并联系统的可靠度为：
并联系统中, 系统的可靠度总是大于组成系统的任一子系统的可靠度, 并联的子系统越
多, 则系统的可靠度就越大。 并联系统在液压、自动化装置及电子设备中得到广泛的应用。
(3) 串、并联系统
由串联部分子系统及并联部分子系统组合而成, 如图5所示。
图5 设备的串并联系统
串、并联组合系统可靠度的计算, 应首先把系统中的并联部分简化为等效的串联部分,
20 SR
nR
)1()1()1()1( 321 nRRRR
n
j
jnS RRRRRR
1
321 )1(1)1()1()1()1(1
R1
R2
R3
R1
R3
R2
然后再作为全部串联系统加以处理。
2. 可靠度目标的确定与分配
对于企业的生产经营来说, 生产计划的完成与否是与生产设备的可利用率(即有效度)
密切相关的。设备管理部门必须根据企业管理部门确定的设备有效度选择维修策略及具体的
维修措施, 由于有效度又是可靠度与维修度的函数, 因而对具体的设备应确定其工作可靠度
目标值, 也就是选择适合使用条件的可靠性特征值。通常情况下是可靠度、平均故障间隔期
MTBF、平均寿命MTTF, 故障率λ等可靠性特征值, 究竟选择其中哪一种, 还应根据设备使
用目的来决定。
(1) 可靠度目标值确定的依据
企业的维修能力及社会化协作的外部条件：这是确定可靠度目标值的重要基础。只有
在此基础上, 才能制订出符合企业实际条件的目标值, 企业自有的维修能力及维修的社会化
协作条件则是实现目标的两种互为补充的手段。
设备在企业生产中的地位：目标值的确定不是整齐划一的, 要考虑到设备在生产系统中
所起的作用。一般说来, 越是重要的设备, 其有效度的要求就越高, 对可靠度目标值的要求
也就越高。此外, 某些关键设备及涉及人身安全、环境保护的设备在制订可靠度目标值时更
应予以特别重视, 必要时还须引人备用系统以防不测。
经济性：对于设备的用户来说, 选择固有可靠度高的设备虽然要在短期内支付较高的设
置费用, 但其后的维持费用将大为降低, 固有可靠度低的设备则正好相反。由于固有可靠度
在很大程度上决定了工作可靠度, 同时工作可靠度又受制于维修、使用 环境及条件等诸多
因素, 而这些因素又与经济性相关, 因而在确定目标值时必须考虑到由此而产生的代价。
(2) 冗余性设计的概念
为使设备达到规定的功能, 如果具有两种以上的手段, 而且其中任何一种都是可以随时
使用的, 那么, 即使其中一种发生故障, 另一种还可使设备履行规定的功能。这就是所谓冗
余性设计的概念, 其目的是通过备用系统提高系统的可靠性。例如, 某些重要的部门常用双
回路供电线路, 以确保其中一回路出现故障时, 另一回路能保证供电；矿山生产中, 为保证
安全, 其排水、通风系统均采用冗余设计使之成为有储备的系统。
冗余性设计的原理, 是建立在并联系统可靠度大于其组成子系统可靠度这一基础上的。
采用冗余性设计时, 两手段虽然功能相同, 但其故障的发生必须是独立的。如两种手段
同时发生故障, 就失去了冗余性设计的意义。因此, 必须使其工作原理不一样或者对两种手
段的空间采用不同的布置方式。
储备的方式大体有两种：
工作储备：
工作储备即并联储备。在工作储备系统中, 只要不是所有子系统都发生故障, 系统就不
会发生故障。
设系统由两个子系统组成，如其可靠度与故障率分别为R1、R2和λ1、λ2，则系统的可
靠度为：
当系统故障服从指数分布时，则系统的可靠度为：
系统的平均寿命为：
如λ1=λ2，则有
由于在单一子系统中, 平均寿命为 , 因此工作储备系统的平均寿命为子系统的倍,
其可靠性的提高是显而易见的。
非工作储备：
当一个子系统发生故障时，相同功能的另一子系统立即投入运行，使系统的功能得以
维持。非工作储备系统中, 并联子系统平时不工作, 所以基本无磨损, 因此, 这种系统可靠度
要高于工作储备系统。如图6所示。
图6 非工作储备系统
如所有子系统相同，转接装置100%可靠，则系统的可靠度为：
212121 )1()1(1 RRRRRRRS
ttt
S eeetR
)( 2121)(
2121
111
t
2
3
t
1
)1()( ttS etR
R1
R2
RC
系统的平均寿命为：
当非工作储备系统中的一个子系统发生故障, 而另一并联子系统立即投入运行的转接
装置的可靠度为RC(由于开关失灵或操作延误等原因造成), 则系统可靠度为:
两种系统的主要差别在于储备系统是否处于工作状态。如储备系统处于工作状态为工
作储备系统, 处于待机状态则为非工作储备系统。
应用冗余性设计时应进行详尽的技术经济分析, 如果不分主次, 盲目采用冗余性设计将
造成极大的浪费。
五、设备的有效度
除维修性和可靠性外, 某些“后勤边界条件”也对维修有着不容忽视的影响。这些“后勤
边界条件”不属于设备本身固有的特性, 如进行维修所用的设备、工具、备件及维修人员的
专业素质等。设备的可靠性、维修性及后勤边界条件共同定义出设备的“有效度”。
有效度可以表述为:
系统、设备或零部件在规定时间内履行其功能的概率。
对于不可修复的系统、设备或零部件, 有效度就是可靠度；而对于可修复系统、设备或
零部件, 其有效度则是可靠度和维修度的统一形式。
有效度是时间的函数, 对于可修复的系统、设备或零部件, 有效度A可表示为：
如第一章中所阐述的，有效度还可以表示为时间利用率。
对于可修复的系统、设备或零部件, 要提高其有效度(可利用率)就应尽量增加其可工作
时间和缩短停机时间, 前者是可靠性问题, 后者则是维修性问题。
可靠度高的设备, 其维修频度必然较低, 相应的维修时间及维修费用也将减少, 设备得
以保持较高的有效度。但是设备的可靠度很大程度上是由设计、制造过程决定的, 提高可靠
性就意味着设备成本的增加。据国外的统计资料, 高可靠度设备的成本较之正常可靠度设备
的成本高出50%—100%,甚至更多，因而片面强调可靠性并不一定是经济的。一般说来，当
设备成本增加20%—50%，企业总投资增加10%—15%时，可靠性与维修性就能大幅提高，
此时设备投资的经济性便可得以改善。此外, 由于有效度是由可靠度和维修度共同决定的,
在有效度要求一定时, 通过提高设备的维修度可以弥补可靠度的不足, 而提高维修度要比通
2
t
)1()( tRtS CetR
MTTRMTBF
MTBF
A
过提高可靠度在费用上更为经济。
例如，当设备的 , ，t=100h。 在工作储备系统中，无维修条
件下的系统可靠度为，有维修则为；非工作储备中无维修时的可靠度为，有维
修时则为；而在无维修条件下，非冗余性设计系统的可靠度仅为。同时维修度高的
设备同样还可降低维修费用, 减少故障停机损失。因此, 提高设备有效度的目标并不在于设
计、制造最高可靠度的设备, 而是发展可靠度、维修度均较高, 但总费用最为经济的设备。
要使有效度提高可以通过提高平均故障间隔期MTBF来实现, 当MTBF→∞时, 有效度
A→1 由于MTBF是可靠性指标, 因此, 应改进可靠性设计, 尽量延长设备的连续工作时间,
减少故障次数, 同时应尽量使设备在规定的各项条件下工作。提高设备的维修度可以降低平
均修理时间 MTTR, 当MTTR→0时, 有效度 A→1。为此, 应首先改进设备的维修性设计,
使设备易于维修；其次应设法提高维修人员专业素质, 改进维修管理方式, 在此基础上, 尽
量缩短平均修理时间。
如果设备的工作时间为t, 维修作业时间为τ,相应的可靠度、维修度及有效度则可表示为
R(t)、M(t)和A(t、τ), 它们之间存在如下的数量关系：
上式中的 是考虑维修后设备有效度的增量。
维修费用的管理
设备维修费用是产品成本的重要组成部分, 加强维修费用的管理对提高企业的经济效益
有着十分重要的意义。
我国企业的设备维修费用通常由大修理费用和日常维修费用组成。
一、设备大修理费用的管理
长期以来, 我国一直沿用提取大修理基金的方式支付设备大修理费用。由于大修理费用
数额较大且一般数年才进行一次, 如一次性计入大修当月的生产费用之中将引起产品成本的
较大波动。为使产品成本中分摊的大修理费用均衡稳定, 并保证大修理资金有可靠来源, 一
般采用预提的方式提存大修理基金, 即依据设备原值的一定比例按月从产品成本中均衡地提
取, 以便大修时集中使用。
大修理基金是根据大修理基本提存率计算而提取的。首先预计在设备的使用年限内需支
h/ h/
),()()()()()()(1)(),( tMtRMtFtRMtRtRtA
),( tM
出的大修理费用总额, 据以计算出每月或每年应从产品成本中提取的大修理费用, 再将其与
设备原值 进行对比, 即可求出年度或月份的大修理基金的提存率。计算公式为
提取大修理基金的方法源于前苏联, 目前世界各国已很少采用这种方法。在实际操作中,
大修基金制也暴露出许多弊端。首先是所规定的大修理提存率偏低, 一般年提存率仅为设备
原值的%—5%, 在生产资料价格不断上涨的情况下, 按这一固定比率提取的资金远远不能
满足大修理的实际需要。在实际执行过程中, 许多企业已把大修费用作为日常维修费用(通
过车间经费)摊人生产成本；另一方面, 大修理基金在一些企业中又常常被挤占挪用, 已失去
了专项基金的意义。
1993年实施的《工业企业财务制度》取消了提取大修基金的做法, 规定企业可采用分期
摊销或预提的方法核算大修理资金。根据新的规定, 企业可以根据设备的实际状态和生产需
要合理安排大修理, 大修理的费用直接计入成本费用, 不受物价波动、设备原值及提存比率
的影响, 同时, 大修理的费用直接计入生产成本, 也可杜绝资金挪用的问题。对某些价值高
昂的大型设备, 由于所需大修理的费用较高, 直接计入成本将影响成本的均衡, 所以新的制
度仍允许企业对这类设备采用待摊或预提的方式加以平衡。需要指出的是, 取消大修理基金
并不意味着取消大修理这种方式，大修理仍是企业维持简单再生产的一种重要手段。对大修
理费用的管理应注意以下几方面的问题：
加强对大修理费用的监督考核, 实行大修理费用的单台核算；
编制大修理计划时应提出详细的费用计划, 对重要设备的大修理应进行充分的技术经济
论证, 确保大修理在技术上可行, 经济上合理；
大修理应结合技术改造同时进行, 以提高设备的技术水平；
进行大修理时, 应采用先进的管理方法如网络技术等编制计划, 以缩短工期, 节省时间、
人力及费用, 同时应尽量采用新技术、新材料、新工艺, 以提高修理质量；
加强对修理人员的培训, 提高其管理及技术水平。
二、日常维修费用的管理
日常维修费用是指除大修理以外的用于设备维护、保养、小修、项修、检查等作业的费
用。由于这些费用额小, 一般由设备所属车间的“车间经费” 列支, 列入当月的车间生产成本。
日常维修费用虽然较低, 但由于进行的次数多, 因而费用总额并不低, 一些流程 工业设备的
日常维修费用总额接近于大修理费用总额, 加强对这部分费用的管理同样具有十分重要的作
设备原始价值预计使用年限
费用总额预计使用期限内大修理
大修理基金年提存率
用。
1．日常维修费用的构成
(1) 材料备件费用：材料备件费用包括设备维修用的原材料、辅助材料、润滑油脂、自
制配件及领用备件的费用。
(2) 劳务费用：委托其它车间或部门为维修设备所支出的费用称之为劳务费用。本部门
维修人员的工资计入车间经费中的辅助工人工资, 因而, 车间维修费用中不含工资。
2．日常维修费用的确定
日常维修费用定额通常可按以下方法确定：
(1) 按工业产值确定
企业可以根据“万元产值维修费用”对维修费用加以确定。
(2) 按计划开动台时确定
根据设备的计划开动台时确定日常维修费用, 即以设备前一周期内单位开动台时的日常
维修费用计算值与计划周期内设备计划开动台时的乘积表示。
式中： —计划周期t+1内设备的日常维修费用；
—周期t内设备I的日常维修费用；
—设备t在周期t内的开动台时；
—设备i在周期t+1内的开动台时；
n—设备总台数。
按计划开动台时确定日常维修费用是较好的一种方法, 因为它反映了影响设备磨损的因
素一设备的运行时间, 因而据此确定的日常维修费用是较为科学合理的。
3．降低日常维修费用的途径
(1) 劳动力的优化配置
劳动力优化配置的目的是提高维修工作效率, 缩短维修时间, 减少劳动力的闲置。例如,
维修人员如配属各生产车间, 实行分散化管理就较之集中化管理要节省许多准备时间, 又如,
维修工人与操作工人的合理分工, 让操作工人承担部分简单的维护、保养工作等等。对劳动
力的配置应制订优化的计划、管理和控制系统并认真加以实施。据国外的资料, 劳动力的优
n
i
t
it
i
t
mit
m TT
C
C
1
11
1t
mC
t
miC
t
iT
1t
iT
化配置一般可节省10%左右的费用。
(2) 备件库存的优化
减少备件库存也是节省日常维修费用的重要因素。一般说来, 库存与消耗的关系很难精
确地加以阐明。出于安全的考虑, 人们总是愿意多一些库存, 而合理的库存不仅可以减少流
动资金的占用, 还可降低仓储费用。为此, 应注意采集备件库存的数据；在此基础上, 合理
地安排备件库存以减少不必要的备件购置及闲置。根据发达国家的统计数据，库存的优化一
般可节省2%左右的费用。
(3) 设备自修和外委维修的选择
在不同的条件下, 自修和外委维修将对维修费用产生不同的影响。就快速、简捷及可靠
方面而言, 自修具有一定的优势, 但是在某些方面, 对设备进行外委维修也是合理而且可行
的。首先, 外委维修具有专业优势和良好的后勤辅助系统, 因而维修工时要少于自修；其次,
本部门的自修能力不足时, 外委维修将使自修能力得以均衡的利用并导致费用结构的变化；
此外, 由于维修时间、质量的差异, 将对车间生产计划及设备的后续维修产生影响。 但是,
自修和外委维修的选择并没有一个确定的标准, 应视车间自身的条件而定, 如技术上可行、
经济上合理、时间上允许(对生产计划不造成大的影响), 可以考虑对设备实施外委维修。在
进行外委维修时, 应对其费用结构进行检查、分析, 以确保合理性；在进行选择时应扩大选
择范围, 保留选择的余地以降低费用。随着外委协作的加强, 双方的联系将更为密切, 在信
任和巩固的协作基础上, 费用也将随之发生变化, 外委与自修的差异也将缩小。综上所述,
对外委与自修的选择必须预先计划, 详尽分析, 随时收集相关数据、信息, 以便在变化的需
求上作出正确的选择。根据发达国家的统计, 处理好自修与外委协作的关系可使维修费用降
低5%左右(视维修市场行情而定)。
除上述途径外, 制订合理的维修费用定额并随时视情况变化而调整, 实施动态化的管理；
提高设备维修质量, 加强日常维护、保养；以设备寿命周期费用最佳的观点筹措设备, 以求
降低其后期维持费用等措施均可在不同程度上降低设备的日常维修费用。
备件管理
所谓备件, 是指在设备维修工作中为减少停机时间而事先采购、加工并储备的各种零部
件。对于维修管理来说, 备件与维修工具、设备及具有熟练技能的维修工人一样, 是必不可
少的。备件管 理则是指备件的生产、订货、供应及储备的组织与管理工作。
搞好备件管理, 可以减少维修停机时间, 提高设备利用率；科学地储备及供应备件, 可
以减少流动资金的占用, 提高资金的利用率。
由于备件种类繁多, 寿命及利用率也各不相同, 需求量变化较大, 加工及订货周期存在
差异, 因而备件管理是一项非常复杂 的工作, 是维修管理中的一个重要环节。
一、备件的技术管理
备件的技术管理主要包括编制、积累备件管理的基础资料, 据此掌握备件的需求, 预测
备件的消耗定额, 确定合理的备件储备定额和储备形式, 为备件的生产、采购、库存提供科
学合理的依据。
1．备件消耗定额的确定
备件的消耗定额是指在一定条件下, 生产单位产值或单位产量合理消耗备件的数量标准,
如万元产值消耗的备件资金(或备件重量)。这里所说的一定条件, 是直接影响消耗定额的各
种因素, 如管理人员的素质、企业经营管理状况、自然条件、生产技术条件及备件质量等,
在确定备件消耗定额时, 应考虑上述因素的影响。
备件消耗定额的确定, 通常有以下几种方法：
（1）经验估算法。
根据以往备件管理的经验, 参考历年统计资料和有关技术文件, 并结合生产实际对消耗
定额加以确定。经验估算法简便易行, 容易掌握, 但由于是以过去的统计资料为依据, 可能
会把备件实际使用中的浪费作为合理的数据加以保留, 从而直接影响估算的准确性。通常应
用于缺乏技术资料, 影响消耗的因素比较复杂, 综合程度较大的条件下。
（2）统计分析法。
在统计资料的基础上, 进行分析研究, 同时考虑各种因素对备件消耗定额的影响, 据此
确定备件的消耗定额。统计分析法能发现并消除一些不合理因素的影响, 但所依据的统 计
资料必须准确, 备件管理人员也应具有较高的业务素质。
(3)实测法
实测法是选择有代表性的现场, 对备件的消耗进行实际测定,根据实测结果和维修记录
进行分析研究, 从而确定消耗定额的方法。
以上三种方法各有其优缺点, 在实际工作中往往结合使用。
2．备件储备定额的制定
所谓备件的储备定额, 从广义上说, 是企业为保证生产和设备维修, 按照经济合理的原
则, 在收集各类有关资料并经过计算和实际统计的基础上所制定的备件储备数量、库存资金
和储备时间等的标准限额。狭义的备件储备定额是指备件卡中所列的各类备件的储备量定额。
经常储备哪些备件取决于备件的使用寿命；储备的数量则取决于备件的消耗量和本企业
的维修能力及备件的供应周期。确定备件储备定额时, 应以满足设备的维修需要、保证生产
及不积压备件资金、缩短储备周期为原则。
通常可采用存储理论求得备件的经济订货批量。所谓存储理论就是在备件资料(如月平
均消耗量、订货周期、订货费用、备件保管费用等)的统计分析基础上, 建立反映其变化规
律的数学模型与公式, 据此以系统费用(由备件建立费、存储费、备件短缺损失费组成)最低
的原则求得经济订货批量。这里的备件建立费是采购备件时发生的各种费用或自制备件所需
的费用, 与存储量大小无关而与采购次数或生产备件的批数有关；备件存储费包括备件因存
储在仓库内需要支付的费用、资金积压损失等；备件短缺费用则是指企业备件短缺引起的停
工损失及相应发生的费用。
备件储备通常可分为确定型存储和概率型存储，下面介绍确定型存储问题。
某些备件的年需求量为确定的常数, 月消耗量也较为均匀,求这类备件的经济订货量就
是确定型存储问题。在这种条件下, 有三种不同的情况。
（1）备件货源充足且不允许缺货, 库存用完后将立即获得补充, 这种条件下建立的库存
模型如图7所示。
图7 货源充足而不得缺货的确定型库存模型
经济订货批量为
(件)
式中：Q—经济订货批量；
R—备件月消耗量；
C1—每个备件一个月内的存储费；
C2—每批备件的建立费。
每批订货的间隔期为
Q /2
Q
t 时间
库存量
1
22
C
RC
Q
（2）备件货源紧张而不允许缺货, 此时必须建立安全储存量,库存模型如图8所示。
图8 备件货源紧张而不允许缺货的确定型库存模型
图中 Qmax 是最大储存量, 即库存备件数的最高限额；Qmin是最小储存量, 即安全储存
量,Qmin 是正常条件下应保持的最低限额, 以便在货源紧张, 消耗量忽然增大的非正常情况下
保证备件供应。 库存量随备件的使用降至订货点 时应及时订货, 以免订货到达前库 存
量已低于最小储存量。需要注意的是, 如订货点储存量过大, 备件库存就会过多, 费用必然
增大；反之, 备件库存就会不足, 将会影响到生产的正常进行。理想的状态是在考虑订货周
期及运输条件的情况下, 当库存备件消耗到 时提出订货, 待人库时正好保证库存量达到
Qmin。图中T及 分别为恢复周期和订货周期。
上述条件下的经济订货批量仍可按式5-46计算, 最大储存量Qmax、最小储存量Qmin、
订货点储存量 则可按下式计算：
式中: A—系数，重点设备取A=，一般设备A=。
RC
C
R
Q
T
1
22
Q
QMIN
T
告急点
库存量
QMAX
T0
订货点
时间
Q订
OQ
OQ
OT
OQ
AQQ min
minmax QQQ
RTQQ OO min
（3）备件货源紧张但允许缺货, 此时无需建立安全储存量, 库存模型如图9所示。
图9 货源紧张但允许缺货的确定型库存模型
图中S表示下一批备件产出前的缺货量,V表示弥补上一批备件的欠缺后剩余的备件数
量,T为每批的间隔时间,T1 、T2为每批在库时间及缺货时间。
由于允许缺货, 因此需要研究的问题就是如何确定经济订货批量Q及经济缺货量S, 使备
件总费用为最小。Q、S 、T分别为：
（件）
（件）
（月）
式中：C3—每个备件缺货一个月产生的短缺损失。
二、备件的经济管理
1．备件储备资金的来源及占用范围
备件储备资金是企业购置和存储备件, 用于备件形态的资金。从采购付款开始到途中运
输、人库验收、保管 , 直至领用出库这一过程中发生的备件购运费都属于备件储备资金。
备件储备资金属于企业流动资金的一部分, 各企业按一定的核算方法确定备件储备资金, 并
Q V
S
T
T
1
T
2
库
存
量
时间
3
21
1
22
C
CC
C
RC
Q
31
1
3
22
CC
C
C
RC
S
3
31
1
22
C
CC
RC
C
T
有一定限额。因此, 备件的储备资金只能由属于备件范围内的物质所占用。
2．备件资金的核算
备件资金定额的核算, 主要有以下几种：
（1）按设备固定资产原值的一定比例核算
（2）按资金周转期进行核算
以年度实际消耗的备件资金与资金周转期的乘积加以适当修正后核算备件资金定额。
可表示为
备件资金定额=本年度备件消耗资金 备件资金计划周转期（年）
（3）按统计数据核算
根据历年备件资金消耗金额, 特别是上一年度的消耗金额, 结合本年度设备状态及修理
计划确定本年度的备件资金。
(4) 按备件卡上规定的储备定额核算
根据计划期动用设备的情况, 先核定各种设备的备件资金定额, 再综合起来计算总的备
件资金定额。
备件资金定额 = (备件平均周转储备定额×备件的单价)
这种方法较为繁琐, 且其计算的合理性取决于备件卡的准确性和科学性。
确定备件资金定额时, 应注意下列情况:
对于同型设备多, 自制能力强, 社会化协作及外购条件好的企业, 资金占用额可小些,
反之则应大些；
新建企业的备件资金应随修理任务的增加而逐步增加, 以防造成积压；
专用设备、非标准设备、自动线较多的企业及陈旧设备较多的企业, 备件资金可适当多
些；
考虑价格因素, 注意备件市场价格的波动, 在保证备件质量的前提下, 订购价格较低的备
件。
3．备件经济管理考核指标
（1）备件资金周转期
（2）备件资金周转率
本年度实际修理工作量
下年度计划修理工作量
（天）
每日平均耗用备件资金
备件平均储备资金
备件资金周转期
（3）备件资金占用率
备件占用资金的多少、周转快慢, 对企业经济效益有直接的影响, 应在保证维修和设备
完好的前提下尽量减少备件资金占用额, 提高备件资金周转率。资金周转期应控制在一定范
围内, 如周转期过长, 占用资金过多, 则应设法压缩备件品种及数量。
三、备件 ABC 管理法
ABC 分类管理法又称为重点管理法, 是物资管理中ABC分类控制法在备件管理中的应
用。
设备备件的种类繁多, 其重要程度、消耗数量、价值大小、资金占用及库存时间都各不
相同, 只有实行重点控制, 才能做到有效管理。 ABC 分类管理法将各种类型的备件按其单
价高低、用量大小、重要程度、采购难易程度等因素分为A 、B 、C 三类, 分别采用不同
的管理方法。
ABC 分类的原则是:
A类备件：重要程度高、加工困难、订货周期长, 储存量少而占用资金多的备件。通常 A
类备件占库存资金总额的80%左右, 库存品种占总数的10%—15%。对A类备件应严格控制,
在保证维修的前提下, 要适当地增加订货次数以减少安全储备量, 加速备件资金周转, 减少
资金积压。
B类备件：B 类备件占库存资金总额的15%左右, 库存品种占总数的20%—30% 。对B
类备件的订货批量可适当加大一些, 按常规的最高、最低储备量及订货点订货。
C类备件：C类备件占库存资金总额的5%左右, 库存品种约占总数的60%—65%。C类备
件加工简便、订货周期较短, 占用资金也不多, 但品种多、数量大, 为简化管理,可按需用量
一次集中订货。
维修管理的评价指标体系
设备维修中的参数系统 (或称指标体系)是维修管理目标的重要组成部分, 借助于维修参
数及参数系统, 可对维修管理中某一环节的计划与实际执行情况进行评估和比较, 为管理层
在维修方面的决策提供依据。我国企业现有的维修参数还是在上世纪80年代由政府主管部门
职能制定的，主要涉及：
%100
备件年平均储备资金
年耗用备件资金
备件资金周转率
%100
设备资产原值
备件储备资金总额
备件资金占用率
维修质量指标：主要有设备返修率、新制备件废品率、一次交验合格品率以及单位停修
时间等。其中：
维修计划完成指标：主要有设备大修计划完成率、设备大（小）修理任务完成率等。
其中：
维修费用指标：如万元产值维修费、设备平均大修理成本、单位产品维修费用等。其中：
由于现有的维修指标都是在计划经济时期制定的，已难以全面考核和评估新形势下维修
管理中如费用控制、计划程度、劳动组织等诸多方面的管理水平和经济效果, 因而有必要对
现有的参数系统加以补充和完善, 使之适应维修管理工作发展的需要。
根据我国企业设备维修管理的现状及发展趋势, 参照发达国家在维修管理方面的指标体
系, 我国企业应考虑在以下方面补充制订相应的维修参数, 逐步形成一个相互关联的参数系
统以加强对设备维修管理工作的考核和评估。
一、维修的费用参数
1．维修费用强度
维修费用强度表明单位生产费用中维修费用所占的比值 , 从费用上反映了企业维修工
作的效果, 也是考核和评估维修费用控制的参数。维修费用强度可由企业财务部门加以统计
并考核。
2．主要生产设备维修费用强度
3．备件费用强度
此两项参数表明设备单位重置价值所消耗的年度维修费用及备件费用, 从费用上反映了
主要生产设备年度维修工作的强度及备件消耗的情况, 可用于主要生产设备维修费用和备件
费用控制的考核和评估。这两项参数可由企业财务部门及设备维修管理部门共同加以统计并
考核。
%100
时实际发生的全部修理工
实际发生的返修工时
设备返修率
%100
计划大修理台数
实际完成的大修理台数
设备大修理计划完成率
%100
企业全年总产值
企业全年维修费用
万元净产值维修费用
%100
企业年度生产费用
企业年度维修费用
维修的费用强度
%100
设备重置价值
设备年度维修费用
强度主要生产设备维修费用
%100
设备的重置价值
备件重置价值
备件费用强度
4．维修材料费用比
5．维修工时费用比
上述两项参数分别反映了单位维修费用中维修材料及维修工时所占的比例, 通过不同企
业(部门)之间的考核可以分析、判断维修材料及维修工时费用的合理性, 据此制订相应的费
用控制措施。这两项参数可由企业财务部门及设备维修管理部门共同进行统计并考核。
6．单位产品维修费用
此项指标反映了单位产品中维修费用所占的份额, 可用于对产品成本控制的分析。需注
意的是统计年度维修费用时要注意考虑当年维修计划及相应的维修预算, 不同年度的指标是
不具可比性的, 因为在设备大修集中的年度, 该项指标肯定要高于大修任务相对较少的年度。
7．维修工人工资费用率
8．维修管理人员工资费用率
上述两项费用在一定程度上反映了企业维修工作的效率及维修机构设置的合理性。可用
于本企业不同年度及相同类型企业之间的比较。
二、维修的计划参数
1．维修计划程度
维修计划程度以企业内部用于计划维修的费用在实际发生费用中的比值来表示维修工
作计划程度的高低, 可用于考核和评估企业预防性计划维修的状况及规模。这一参数可由企
业的财务部门及设备维修管理部门共同进行统计并考核。
2 ． 维 修 费 用 预 算 偏 差 度
维修费用预算偏差度表明了企业维修费用预算编制的实际效果, 反映了费用的计划程度。
%100
企业年度维修总费用
企业年度维修材料费用
维修材料费用比
%100
企业年度维修总费用
企业年度维修工时费用
维修工时费用比
%100
年产量
年度维修费用
单位产品维修费用
%100
年度维修总费用
年度维修工人工资总额
维修工人工资费用率
%100
年度维修总费用
总额年度维修管理人员工资
率维修管理人员工资费用
%100
企业年度实际维修费用
企业年度计划维修费用
维修计划程度
%100
维修预算费用
维修预算费用修费用企业年度实际发生的维
维修费用预算偏差度
计算的结果为正说明费用超支, 反之则为节余。可用于考核和评估企业年度维修费用控制的
情况, 分析发生偏差的原因并为下一年度维修费用预算的编制提供依据。这一参数可由企业
财务部门进行统计并考核。
3．计划维修实施率
计划维修实施率通过企业计划维修工时的实际完成值与计划值的比值反映了维修计划
制订在工时上的偏差, 可用于检查和考核本年度计划维修执行的情况并为下一年度编制维修
计划(时间方面)提供依据。这一参数可由企业设备维修管理部门进行统计并考核。
三、维修专业化参数
1．外委维修费用比
外委维修费用比是通过企业外委维修费用在企业总的维修费用中的比值来评估企业维
修专业化的程度, 既可用于同一企业不同年度的比较, 也可用于不同企业之间的比较, 比值
越大则说明专业化维修程度越高。此项参数可由企业财务部门及设备维修管理部门共同加以
统计并考核。
2．维修集中化程度
此项参数反映了大型或特大型企业内部实施维修的集中化程, 在一定程度上也反映了
企业内部维修的专业化水平, 可用于企业内部不同年度之间或不同企业之间的比较。该项参
数应由企业设备维修管理部门进行统计并考核。
四、维修管理的组织参数
1．人均设备固定资产价值
2．维修工人人均工作量（工时）
维修工人人均工作量（工时）=
此两项参数从维修人员人均分摊的设备固定资产价值(原值或重置价值)及人均维修作
业工时上反映了企业维修管理部门的工作效率, 可用于企业内部相同生产部门或同行业不同
%100
时年度制定的计划维修工
修工时年度实际完成的计划维
计划维修实施率
%100
企业年度维修费用
企业年度外委维修费用
外委维修费用比
%100
企业年度总的维修工时
度维修工时企业维修中心实施的年
维修集中化程度
%100
企业维修人员总数
企业设备固定资产价值
人均设备固定资产价值
100%
维修工人人数
工时维修作业工作量 ）（
企业之间的评估或比较。一般应由企业财务部门及劳动人事部门共同统计并考核。
2．维修人员构成比
3．维修人员比例
4．维修作业的监管参数
维修作业的监管力度=
上述三项参数反映了企业维修管理部门的员工素质及数量构成情况, 可用于企业内部
各部门或不同企业之间的评估与比较。这三项参数应由企业劳动人事部门进行统计并考核。
五、维修材料及仓储参数
1．库存比
库存比=
2．仓储场地费用比
仓储场地费用比=
3．供货时间比
供货时间比=
维修管理参数系统应该是一种动态的系统, 组成它的各项参数应该是根据实际情况不
断补充、不断完善的。首先, 管理参数应该着眼于降低成本、提高效益的一系列技术经济指
标和企业生产经营的总体目标, 而不仅仅是作为一种评比的手段；其次, 参数的制订应结合
企业实际, 及时反映企业管理的现实状况。简而言之, 在我国企业转换机制的过程中, 对现
有参数进行充实的基础上建立一套适应新机制的维修管理参数系统不仅对维修工作本身, 而
且对我国企业设备管理的现代化都是十分必要的。
%100
企业全体员工数量
企业维修人员数量
维修人员比例
100%
全体维修工人人数
维修工长人数
100%
平均库存
最小库存
100%
生产场地费用
仓储场地费用
100%
供货时间
仓库中的存储时间
%100
企业维修人员总数
企业维修技术人员数量
维修人员构成比
