大数据背景下设备使用年限与维修费用的关系

2019-05-29张立冬

设备管理与维修 2019年18期

张立冬

（安徽中烟工业有限责任公司，安徽合肥 230088）

0 引言

2014 年我国烟草行业根据发展需要，印发了精益管理实施意见。按照精益管理“消除浪费，减少投入”核心思想，设备管理既要注重技术管理，又要注重经济管理，两者要兼顾并重，以实现资产投入产出效益最大化。设备作为重要的生产资料，推进设备精益管理、促进管理水平全面提升十分重要。为此，实施精准管理、向管理要效益，是促进设备精益管理工作水平提升最有效的手段。

因此，通过分析设备使用年限与维修费用的关系，掌握维修费用支出规律，对加强设备经济管理、实施费用精准控制具有重要意义。

1 分析方法

1.1 数据统计

随着计算机技术的广泛应用，行业设备管理工作已进入管理信息化时代，各种技术平台不仅满足日常业务需要，而且也为管理工作提供更加有效的服务手段。基于大数据分析应用，促进管理水平提升更加凸显了信息化手段的使用价值。本项目是基于IBM 公司Maximo 信息系统提供的系统数据，根据数据变化情况分析事物的内在规律。

在数据处理过程中，首先选择适用样本即研究对象，依据设备在行业发挥重要程度及管理优先次序，卷接、包装设备分别选择了ZJ17 机型和ZB45 机型。据不完全统计，这两种机型在行业资源配置中占比为85%，目前属于行业主力机型，这使得分析工作更具指导意义。其次选择样本空间即分析数据。数据是分析工作的基础，为保证数据真实、准确、完整，通过加强对系统日常使用规范性监管，保证了系统使用规范，各种单据填写正确无误，确保了系统数据及时、准确、真实。通过甄选，确定15 台ZJ17 机型和11 台ZB45 机型为研究对象，并从系统中提取它们2017 年至2018 年期间发生的维修费用，统计情况见表1。

1.2 研究思路

设备在生命周期里运行其故障发生规律形如浴盆曲线（图1）。该曲线表现了故障率变化的3 个阶段。

第一阶段为初始故障期，也称为早期故障期。它是指新设备（或大修好的设备）的安装调试过程至移交生产试用阶段。

第二阶段是偶发故障期。这时设备各运动件已进入正常磨损阶段，操作工人已逐步掌握了设备的性能、原理和调整的特点，故障明显减少，设备进入正常运行阶段。

表1 各机台设备维持费用统计

第三阶段是劣化故障期，也称耗损故障期。设备随着使用时间的延长，各部分机件因磨损、腐蚀、疲劳、材料老化等逐渐加剧而失效，致使设备故障增多，生产效能下降，为排除故障所需时间和排除故障的难度都逐渐增加，维修费用上升。

图1 设备的故障曲线

根据设备运行规律可以发现，设备故障与设备役龄存在一定关系，而设备故障发生频率与日常维修费用支出又有极大关联，依据此逻辑进一步推断设备日常维修费用与设备役龄即使用年限可能存在某种关系。按照烟草行业设备10 年折旧年限规定，根据设备故障曲线固有特性，将设备日常维修费用分别按照0～2 年、2～8 年、8～10 年、10 年以上4 个时段进行统计（表2），为进一步分析两者的关系提供了数据依据。

表2 各机型设备维持费用汇总万元

2 模型建立

按照机型分类，根据统计数据作相应散点图，观察变量X、Y 之间的关系（图2、图3）。其中，横坐标为自变量X，表示设备使用年限，其观测值为x；纵坐标为因变量Y，表示设备使用年限，其观测值为y。

图2 PROTOS（ZJ17）机型X、Y 变量散点图

由图2 可以得出X、Y 变量函数关系Y=f（x）：当0

图3 GDX2（ZB45）机型X、Y 变量散点

由图3 可以得出X、Y 变量函数关系Y=f（x）：当0

3 结果分析与检验

3.1 结果分析

从图2、图3 可知各机型费用支出的特点：①ZJ17 机型维修费用在0～10 年内逐步增长，各时段增长幅度均值为14.5万元，增长趋势呈现良好的线性特性；10 年以上费用较前一阶段有下降趋势，从图2 来看，降幅为9 万元左右；②ZB45 机型维修费用在0～10 年内稳步下降，费用总体维持在23～29万元；10 年以上费用较前一阶段有增长趋势（从图3 来看，增幅为5 万元）。

3.2 检验

为检验变量表征的真实性，将设备故障率曲线与已知图形进行比较，用来验证分析结果与实际情况吻合度，进一步了解费用支出实际情况。从上面的图、表来看，GDX2（ZB45）机型图形趋势与设备故障率曲线吻合度较好，所得函数关系方程式能更好地反映实际情况，可以在设备管理中作为经验公式加以应用；ZJ17 机型在0～10 年时段内吻合度较好，所得函数关系方程式能较好地反映实际情况，10 年以上曲线偏离实际较大，其失真可能与生产任务不均衡、设备开动机台数量变化等因素有关，需要更加关注设备运行情况，可以通过采集多年数据为基础进行纠偏分析，掌握纠偏程度对其加以修正。

4 结语

以卷接、包装烟草机械设备为研究对象，以信息系统为依托，以设备运维过程中积累的大数据为基础，按照数据统计方法进行分析，形成了设备使用年限与日常维修费用内在关系的经验公式，为下一步成本控制管理及预算制定提供参考依据。设备在生命周期里维修费用构成比较复杂，除日常维修费用外还有大修理费用、项目修理费用和设备改造费用等，且各类费用受其他因素影响较多，为掌握设备维持费用与各种因素之间关系，还需要在下一步研究工作中以事实为依据，充分发挥大数据应用价值，在科学方法的基础上，深入分析事物内在规律，找准管理工作的发力点，不断做实、做好管理工作。