淺談現代機械設備管理及維護保養策略

李建偉，楊金鳳，陳慶巖

（中國石油集團渤海鉆探工程有限公司第二固井分公司，天津 300280）

0 引言

隨著社會日益發展，機械設備逐漸代替人力獲得了更加頻繁的應用，機械設備的質量是其獲得更多應用范圍的關鍵，然而機械設備的管理及維護工作還存在許多問題，加強對其研究具有實際意義。三維CAD 技術在機床、車輛、航空等行業的應用，大大提高了機械設備的精密程度，減小了加工誤差，原有的管理及維護方法已逐漸不適用于現代機械設備的檢驗。因此，針對基于CAD 數據的機械設備管理及維護技術亟待研究探索。

1 機械設備管理及維護概述

機械設備作為生產生活中協助人們完成相關作業、提高效率的重要工具，為社會經濟發展提供了必不可少的支撐。為確保機械產品可以正常、安全地完成重要工作，必須在出廠前對機械設備的一個或多個質量參數進行科學合理的測定，判斷該設備能否滿足相關作業要求。有效的機械設備管理及維護，不僅可以避免在實際應用中因質量問題導致的安全事故與經濟損失，還可以更加有針對性地對機械設備進行維護和保養。因此，對機械設備管理及維護工作中的問題進行分析研究，并給出相關改進措施，具有重要的實際價值。

2 機械設備管理及維護步驟

2.1 管理及維護具體步驟

（1）根據國家相關標準及產品技術說明，在充分了解機械設備產品結構及零件構成的基礎上，針對局部及整體功能和特點的差異性，進行針對性的檢驗。

（2）按照規定的檢驗方法和規范，借助所要求的量具及電子儀器設備等測定產品進行精確測量。

（3）將測量的實際結果與國家標準規范中的要求值進行比對，給出實際誤差偏離度，根據比較結果判斷該機械設備是否符合國家標準。

（4）對相關部件參數及整機性能參數進行記錄并反饋給相關部門，以便后續產品的管理及維護保養。

2.2 機械設備管理及維護制度

（1）三檢制。三檢制是指自檢、互檢與專檢相結合的檢驗制度：①自檢是指該設備的生產商根據圖紙要求、工藝水平和技術標準進行自我檢查的形式，該檢驗方式實現容易，但可靠性較差；②互檢是指生產人員對上道工序中生產的半成品在進行自我加工前的檢驗，通過這種檢驗方式可以較為高效地管控產品重大質量問題；③專檢是指通過相關部門專業檢驗人員組成檢驗小組進行更為嚴格和專業的管理及維護，它具有自檢與互檢不可取代的功能，是產品管理及維護的“守門員”，是三檢制中的檢驗主導。

（2）重點工序雙崗制。重點工序雙崗制正如字面意思所述，在較為重要的生產工序加工階段，除相關制造人員外還需有相應的檢驗人員和技術人員在場，通過不同崗位職責的人員互相監視，確保重點工序所加工的零部件符合規定。采用重點工序雙崗制要求生產人員、技術人員和檢驗人員在相關文件上做出記錄并留檔，以便后續查詢。

（3）留名制。留名制是從中國古代延續至今的一個檢驗制度，是指在生產中從原材料入廠到設備生產完成過程中，相關管理及維護人員在每一道工序和每一個零部件上必須簽名或加蓋印章，該簽名表示本道工序已達到相關的管理及維護要求，后續如有問題可尋找專員進行問責。

（4）質量統計和分析制。質量統計和分析制是生產車間與質檢部門根據實際情況，對機械設備的質量指標進行統計、計算和分析，并按時上報于質檢部門，從而對設備質量變動規律有所掌握。機械設備管理及維護分析指標主要包括抽查合格率、抽樣率以及設備一等品率、二等品率和廢品率等。

3 機械設備檢測規則庫建立

3.1 CAD 數據管理及維護相關標準

在對機械設備進行管理及維護過程中，CAD 參考的規范大致有以下4 類。

（1）制圖標準。制圖標準主要選取GB/T 18229—2000《CAD工程制圖規則》、GB/T 14665—1998《機械工程CAD 制圖規則》和GB/T 18617.1—2002《技術產品文件CAD 圖層的組織和命名 第1 部分：概述與原則》。

（2）CAD 技術規范。CAD 技術規范采用的是國際標準化組織在第10 次技術委員會擬定的ISO 16792《數字產品定義數據通則》文件。

（3）機械設備制造企業質量標準。機械設備制造企業質量標準是相關企業根據自己的加工水平、技術能力選用的相關個性化標準，針對于不同的企業，該標準的內容及精密程度有所不同。

（4）幾何數據質量標準。幾何數據質量標準一般采用GB/T 18784.2—2005《CAD/CAM 數據質量保證方法》，該標準可以使設備制造企業在生產過程中對發生數據交換的產品CAD 數據進行一定的數據檢驗，是機械設備質量的基本依據。

3.2 CAD 數據管理及維護規則庫

機械設備的CAD 數據是保證機械設備質量合格的基礎因素，因此對機械設備質量的檢驗首先要進行CAD 數據的管理及維護。CAD 數據管理及維護需架構出合理的檢驗規則庫，分為3 個模塊。

（1）機械設備屬性規則庫。設備屬性主要是指在設備生產中CAD 數據在材料、標注、指引線、公差、剖面等的定義。在機械設備管理及維護中，需要重點檢測的是顯示和相關性，只有對產生標注的顯示及相關數據元素的相關性進行了密切檢驗，才能確保機械設備具有較高的精度和可靠的穩定性。

（2）幾何參數特征規則庫。無論是用于何種場景下的機械設備，其CAD 圖紙都應在模型比例、單位、精度和完整性上做出硬性的檢驗規范。在設計圖紙中，設備經過旋轉、拉伸可以實現相關功能，但在實際生產中卻容易出現CAD 設計中忽視的許多問題，造成螺紋失效、強度不夠等差錯，所以為了確保機械設備在使用過程中不出現安全問題，有必要對幾何特征進行細致檢驗。

（3）幾何公差規則庫。在實際項目中，有許多因為機械設備關鍵部件的微小公差而導致最終機械設備整體損壞的案例，確保機械設備不因制造公差而造成大的經濟損失是十分必要的。制造公差包括形狀公差、輪廓公差、位置公差和定向公差等，但是國內相關的公差標準沒有明確建立，可多參考國外公司的公差檢測進行相關的管理及維護。

4 機械設備CAD 數據管理及維護系統設計

由于機械設備制造業是流水線作業模式，因此在構建CAD 數據管理及維護的規則庫后，應針對于制造生產過程進行相關的檢驗系統設計，將管理及維護落于實處，更加高效地進行相關加工和檢驗工作（圖1）。結合上述規則庫，參考國外企業的管理及維護平臺架構，設計機械設備管理及維護CAD 數據檢驗系統架構。

圖1 系統流程

4.1 CAD 數據管理層

機械設備作為大型工具，所包含的部件眾多，在生產過程中所產生的CAD 數據量也是極大的。龐大的數據量極易造成信息檢驗不足，從而引發產品質量問題，因此需要基于數據庫建立各流程相互獨立的數據管理系統。該數據系統應該以查詢為主，采用靜態數據，不進行信息上下層的流動。各個層級對本層級的數據絕對負責，從而減少數據冗余、優化查詢功能和數據完整性、避免數據在傳遞過程中產生的誤差和重復工作。

數據層應具體分為：①Name 模塊，包含檢測部件名稱、檢測人員名稱、檢測時間、檢測結果及備注；②Thing 模塊，包含檢測項目標示、檢測項目內容、判定結果和描述等。通過對設備部件的檢測和相關負責人員分類標示，提高管理及維護的效果，并明確相關責任制。

4.2 數據傳底層

在相關質量數據于數據層檢驗完畢后，采用ODBC API 接口對高層級人員進行檢驗結果傳遞。該層級相關檢驗人員僅接受檢驗結果，而不負責具體部件的細節檢驗。在收到總體部件檢驗合格的數據后，可抽樣選擇部分關鍵部件進行二次核查，在核查完畢后向裝配人員發出后續加工指令，這樣既可以減少過多的重復性工作，又可以極大地提高工作檢驗效率和水平，提高機械設備的可靠性。

4.3 組裝與最終檢驗層

該層級對機械設備部件進行最終的組裝工作，在完成整體構建后，針對相關機械設備所具有的功能和施工條件進行針對性出廠管理及維護。在復雜工況下對機械設備的可靠性、強度、功能完成度等關鍵參數進行檢驗，確保該機械設備可以準確完成所需功能，一旦出現問題則按照層級反推逐層尋找責任人，并對該問題進行翻修，對相關人員做出批評懲罰。

5 機械管理及維護工作改善途徑

5.1 完善檢驗體制，落實檢驗工作

檢驗相關機械設備的部門對精密化程度應有更高的要求和規范，相關部門必須確立完善、行之有效的檢驗體制，針對于不同運用用途、環境的機械設備，選擇合適的檢驗設備進行檢驗。同時參照相關質檢標準對檢驗環節進行打分和分析，確保檢驗工作可以落到實處。

5.2 統一檢驗標準，規范檢驗流程

為使管理及維護部門能夠跟得上機械產品的更新換代，必須積極推行檢驗標準和規范的與時俱進。相關技術部門應增多標準研究會議，根據設備更新結果進行相應標準的修訂。質檢部門應持續提高自己的檢驗手段和方法，避免過于陳舊的檢驗手段無法有效地進行機械設備管理及維護，確保將“質量最重要”的信念滲透到檢驗工作的每一個步驟和細節中，提高管理及維護的能力。

5.3 確立相關懲罰制度

在提高檢驗水平的同時，應該抓緊確立一套合理的懲罰制度，不能將管理及維護變成一個走過場的無用之舉。對產品質量合格率低的企業做出相應的合理懲罰，并監督其在限期內完成相關整改，如若多次產品質量不過關，質檢部門有權對其進行更嚴厲的懲罰。只有建立完成合理的懲罰制度，才可以更加完善地督促企業進行高品質機械設備的生產，從而確保機械設備的使用安全問題。

6 結論

機械設備對人們生產生活有著重要作用，質量標準直接決定了使用的安全性和有效性。管理及維護作為確保其正常工作的手段十分必要，分析當前機械設備管理及維護的現狀并提出整改意見，可以有效提高機械設備使用的安全性。