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制药设备维修管理系统的研究与开发

2010/7/28    来源:万方数据    作者:王宏睿  王志龙  祝金国      
关键字:设备管理  设备维修  设备管理系统  
介绍制药类的连续型生产企业设备的维修管理的特点和存在的问题,提出了定期维修策略以及维修周期是预防维修的一个重要指标。根据制药企业设备管理的需求,结合该行业设备管理的实际,建立了设备维修管理信息系统,实现了设备管理的目标,并就系统设计和实现进行了阐述。

1 引言

    对现代制药类企业的设备基本上采用的是连续工作的流程作业设备、自动化流水生产线设备以及联动设备中的主机、辅机及其配套设备等,如果一部分设备发生了故障,就会造成全面停产,导致很大的损失;但设备的计划、设计、使用、维护、修理等所需的设备管理体制与技术水平却不适应,仍然停留在传统的维修管理阶段。制药企业大多数在建立生产作业线时,较少考虑设备的维护修理,或由于生产紧张没有对设备进行充分维护,经常导致设备状态失修、劣化严重、突发故障频繁,对生产和设备的精度、寿命等造成严重的影响。实际生产中往往是设备的维修周期较长,影响生产的正常运作。

2 预防维修间隔期的研究

    在设备的维修决策中,—个很重要的问题就是合理确定预防维修周期。目前我国机械设备采取的是一种强制性的周期性检修方法。这种方法是根据设备磨损规律和零件的使用寿命,规定了检修日期、类别和内容,到了规定的检修时间必须严格按计划进行检修。修理单位或部门可按计划做好修前准备。—般来说,检修周期的确定主要依据是:设备的运行时间和工作量的大小;设备的磨损规律和零件的使用寿命。但是,由于设备的生产环境不同,使用维修条件也不尽相同,检修周期常常不一定切合实际。往往会出现一方面设备不能及时得到维修而造成“失修”,使事后维修量增加;另一方面因进行了不应进行的修理而使得—些零部件过早报废,甚至可能造成进一步故障隐患而使设备亡况下降,维修费用增加。因此应针对具体的设备,根据其使用及故障规律,按一定的原则确定合理的维修周期。维修周期决策可以根据有效度最大原则和总费用最小原则确定设备的最佳维修周期。预防维修是定期维修,但不能保证没到维修期绝对不发生故障。一旦发生故障就要进行事后维修。而事后维修有时是对故障进行修理的事后维修,有时是对零部件进行更新的事后维修,所以预防维修就有修理型事后维修和更新型事后维修之分。下面就两种维修模型进行比较。

    修理型事后维修的情况,如图1所示。图中T是预防维修间隔时间;系统工作到T时后进行预防维修,Tp是预防维修时间,修复后继续工作;但是在工作时间没到T时,仅工作到T1(T1 <T未满预防维修间隔期)时系统发生了故障,此时应立即进行修复性维修,Tc是事后维修时间;修复后系统继续工作,工作时间到T2,T=T1+T2,也就是连故障前工作的那一段时间T1一起实际上工作了T时间再进行预防维修。

修理型预防维修周期

图1 修理型预防维修周期

    更新型事后维修的情况,如图2所示。如果没有发生故障,工作到时间T后对系统进行预防维修;若未到时间T,在时间T1(T1 <T未满预防维修间隔期)时系统发生了故障,就采用更新型维修加以更新。此时由于更新系统工作时间需要重新计时,故障前工作的那一段时间T1就不计算在更新后的实际工作时间内,系统重新工作了时间T后再进行预防维修。

 更新型预防维修周期

图2 更新型预防维修周期

    修理型事后维修和更新型事后维修各有优缺点:修理型事后维修在故障后的再次预防维修不是采用“一刀切”的办法,而是对零部件分别计时到了规定时问后进行预防维修,从而充分发挥了设备的零部件的寿命,但是采用这种方法管理比较复杂;更新型事后维修虽然从单个零件寿命角度来看存在一定的浪费,但是管理起来比较容易,这种维修模型适用于价格较低,寿命较短且数量较大的零部件。

    预防维修的核心问题是如何确定最佳预防维修间隔期,主要按以下两个原则来确定最佳预防维修间隔期。(1)系统有效度最大原则:有效度是指可修复的系统、设备或零部件等在某时刻具有或维持其功能的概率,也称为可用度。它是系统可用性的概率度量。系统有效度最大原则是指在系统的有效度最大情况下制定最佳预防维修间隔期。(2)维修费用最小原则:维修费用是指设备在寿命周期内为保持设备正常工作而进行维护、修理所消耗的全部资源的货币形式。维修费用可分为预防维修费用和事后修理费用。预防维修费用是指周期性的检查、维护、修理费用;事后修理费用是指突发故障的情况下的修理费用。维修费用最小原则是指在维修费用最低的情况下制定最佳预防维修间隔期。其中维修费用最小原则模型中关于平均周期长度除了考虑正常无故障的工作时间,还应该考虑突发故障情况。

    有效度是可靠度和维修度的综合,维修度是指产品在发生故障后在规定的条件下和规定的时间内完成修复的概率。要想得到高的有效度,系统应有高的可靠度和高的维修度;有效度最大情况下有—种可能是系统的维修度很高,这样系统就会经常发生故障,反而使系统的维修费用增加;针对制药生产流水生产的情况,故障次数的增加会使生产线上的药品(或药品原料)报废,反而成本增加,所以在制药企业经常使用维修费用最低原则制定最佳维修间隔时间。

3 确定最佳预防维修间隔期模型研究

3.1 带有修理型事后维修的预防维修间隔期

    设Cp为平均预防维修费用,Cc为平均事后维修费用,通常Cc>Cp。则单位工作时间内的总费用为:

   
   


   

4 系统设计

4.1 数据库设计

    系统的数据库主要包括基础数据库和生成类和查询类数据库,在数据库设计中,涉及到表空间、表、视图以及完整性约束等。

    (1)基础数据库:主要包括设备台帐库、故障代码库、维修记录库和运行台时库等。

    (2)生成类和查询类数据库主要包括系统功能模块的设备的保养、设备故障、设备维修历史、备件更换历史、以及设备利用分析、设备保养提醒、故障提醒等等。

4.2 功能设计

    基于系统分析和设备管理的发展趋势,将系统划分为几个主要模块:固定资产管理(台帐管理)、运行管理和故障维修管理、计划维护管理和备件管理等,具体功能模块结构示意,如图4所示。

    4.2.1 设备台帐管理

    设备台帐管理以设备卡片为基础,对设备进行统一编号并记录设备的各种信息,如设备名称、规格型号、技术参数、使用年限等,并结合设备的运行、维修和变动等信息形成设备台帐,并动态进行设备统计。设备档案汇集并积累了设备运行以来的技术状况,为分析研究设备的使用情况,提高设备管理水平。提供了重要依据。

    4.2.2 运行管理和故障维修管理

    运行管理包括日常维护、消缺处理、事故处理、故障处理和检修验收等功能,详细记录设备日常运行时间和故障信息。日常运行包括计划运行时间、计划停机时间、应运行时间和实际运行时间等;根据设备运行情况制定点检维护计划,对设备发生的缺陷进行记录和处理,产生运行报表。设备发生故障或事故后,自动转入维修模块进行处理,维修作业完成后,组织运行和维修人员进行验收。同时重大的缺陷、故障及事故自动进人设备档案。故障维修信息包括{殳备编号、设备名称、故障发生时间、维修时间、故障描述、更换备件及维修人员等,将这些数据纳人数据库中管理,作为性能分析数据来源,统计故障频次、分析故障原因及核算维修费用。

    4.2.3 计划维护管理

    计划维护即为确保机器设备及其零部件高效而安全使用,规律性地按照某个时间间隔对设备进行分解检查,预防设备故障发生。维护规则具有自定义功能系统根据维护规则和历史维护记录,自动生成维护计划,维修计划制定完毕,经审批执行后,可以自动产生备件需求计划,维修工单可以在维修申请接收或检修计划下达后自动生成,系统根据维护计划制订和下发维护工单,其内容包括维护规程、人力需求、资金需求、工具需求和备件需求等。维修完成后,维修记录自动归入设备档案,并且相应的任务可以根据需要自动调整。

    4.2.4 备件管理

    备件管理包括备件需求计划、备件库存管理、备件采购管理等几个部分。备件管理是设备维修管理系统的重要组成部分,是确保设备维修工作顺利开的前提。备件管理的核心是备件需求的确定,早期设备管理系统中备件的需求只有维修工作开始才能定,这就会产生由于缺少备件而造成维修延误的问在设备管控一体化系统中,维修计划制定以后就可生产备件需求清单和维修任务单,备件库房在接到件清单后要提前做好备件准备的工作,维修部门接维修任务单后要提前做好维修工作的安排,这样就够保证设备维修的准时完工,大大提高设备维修效率。

    4.2.5 查询功能

    本系统提供了强大的统计查询功能,能够按不同的时问段分别按送修单位、单车、派工号、进出厂设备、收付款情况一一查询,给修理厂内部的管理提供了可靠的依据。

4.3 系统实现

    考虑企业内部局域网特点,系统采用ClientServer体系结构,服务器端主要负责数据的存储、检索和更新,并为数据提供完整性、安全性控制。客户端通过企r业内部的局域网与数据库相连,具体包含用户界面、使用规则,确保客户端权限、功能的安全性。后台服务器端为Windows2000操作系统,数据库系统为SQLServer2000数据库管理系统。前台程序开发工具采用PowerBuilder9.0,客户端采用window200帐聃8作为操作系统均可,但需安装SQLServe客户端应用程序。

4.4 系统的特点

    管理系统的开发中坚持了管理的目的就是实现利益最大化的目标,极大地提高了设备的使用率、完好率和总效率,为公司及厂领导对设备的管理与决策提供了良好的支持作用。例如,设备维修决策模块,通过对设备生命周期内各项数据的采集,自动生成各种趋势图和报表,这样可以通过分析设备运行可靠性来进行维护决策。该系统实现了设备管理的自动化,功能强大、界面友好、操作灵活,在某企业成功实施和运用,取得良好的经济效益,实现了系统开发的目标:减少数据及资料查找、传递、检查、核对的时间,提高了工作效率,规范管理;实现了信息数据共享,实现了固定资产与设备台帐的数据统一与共享,由于篇幅所限,仅给出系统其中之一界面以供参考,如图3所示。

设备型号规格信息窗体

图3 设备型号规格信息窗体

5 结束语

    在设备管理中真正做到预知维修,完全可以杜绝对设备的欠修或过修,对降低设备维修费用,节约设备维修时问以及确保设备的安全运行均能起到积极作用。同时要全面提高操作人员、维修人员及管理人员的水平和业务素质,重视设备管理中的点检工作,及时发现设备在运行过程中的缺陷,并及时妥善处理,真正使运行设备零故障,使设备管理工作提高到—个新的水平。

责任编辑:梁曦
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