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1、人类工效学在冶金设备管理中的应用孙钰(北京钢铁设计研究总院)摘要根据人类工效学理论，扼要地叙述了人类工效学在冶金设备管理中的应用，重点叙述了设备设计及设备状态监测与故障诊断技术，旨在把人类工效学引入冶金设备管理，为冶金企业实现安全生产和获得更高的经济效益提供可靠的技术依据和有效的技术保障。关键词工效学设备管理状态监测故障诊断APPLICATION OF ERGONOMICS IN MANAGEMENT OF METALLURGIRAL EQUIPMENTZHOU YongkangSUN Yu(Beijing Central Engineering and Research Incorporat
2、ion of Iron and Steel Industry)ABSTRACTOn the basis of the ergonomics,this paper briefly states the application of ergonomics in management of metallurgical equipment,and the emphasis is given on the equipment design and machine condition monitoring and fault diagnosing technology.The purpose of thi
3、s paper is to introduce ergonomics into management of metallurgical equipment,and provide reliable technical basis and effective technical guarantee for metallurgical enterprise to achieve safety in production and obtain even better economic benefit.KEY WORDSergonomics， equipment management,conditio
4、n monitoring,fault diagnosis1引言人类工效学是一门研究人与机器设备(包括环境)之间的相互关系及其合理配合，并使之更适合人类的生理、心理特点，以使人-机系统更安全、更便于操作，工作效率达到最佳化的实用学科。设备管理以设备为研究对象，探讨如何以最低的设备维修费用，减少设备故障及停机时间，创造最高的设备经济效益。从以上简单的定义可看出，两者有密切的联系，其目的都是为了提高劳动效率及企业经济效益。因此，如何应用人类工效学理论及其研究成果来指导设备管理对提高企业经济效益作用非常大。在冶金企业里，许多设备在较恶劣的环境条件(高温、高负荷、高腐蚀、高作业率)下运行，机件蚀损、老化
5、及失灵等现象时有发生，设备维修管理费用占相当大的比重。因此，冶金企业更要重视设备管理(包括设备设计)，积极开展人和设备的可靠性研究，推行设备点检定修制度，广泛采用设备状态监测与故障诊断技术，安装切实有效的安全防护装置，确保设备长期安全、高效运行，给企业带来更高的经济效益。2设备设计及人的操作可靠性研究2.1设备设计及本质安全化生产设备是冶金企业发展生产、实现经营目标的物质基础，设备性能和技术状况直接影响到企业的产品质量、能源和材料消耗以及经济效益的提高。为了保证设备安全运行，许多企业采取了推行点检定修制度、安装安全防护装置等措施，也取得了一些成效，但要确保设备长期安全运行仍然较难。因此，正努力
6、寻求以较低的维修费用来实现较长时间的安全运行的途径。实践证明，在设备设计(包括规划、可行性研究、方案设计、技术设计及制造图设计等)、制造及安装阶段充分考虑人类工效学要求(安全、高效、经济、舒适)，解决好人-机、机-环、人-环等关系(机宜人、人适机、环适机等)，彻底消除不安全隐患以及还需采取何种安全防护措施，是使设备尽可能长时间地安全运行、达到本质安全化的有效途径，也只有在设备设计、制造及安装阶段满足了上述人类工效学要求的设备系统(人-机-环境系统)才是真正实现了本质安全化的生产系统。由于设备设计、制造 及安装中没考虑人类工效学要求或考虑不而遗留下来的问题(如人、机、环匹配不佳等)，在设备投产后
7、再去解决，难度和费用较大。2.2人的操作可靠性研究需要强调的是，在设备系统中影响系统安全的因素，除机器设备及环境外，人的操作可靠性也是一个很重要的因素。因此，在设备系统设计中除了要研究和分析设备和环境的可靠性外，还要特别重视研究和分析人的操作可靠性，以便提高整个设备系统的可靠性，使设备处于本质安全化状态，避免操作中产生由于人的因素所导致的设备故障(事故)，甚至做到即使人发生误操作也不致于造成事故。3设备状态监测与故障诊断技术及其应用实绩设备状态监测与故障诊断技术在实施设备管理、提高企业效益方面起着重要作用。目前，设备技术正朝着高速化、复杂化、自动化、计算机化、智能化方向发展，单纯依靠人的五官来
8、判定设备运行状态，已越来越不适应生产需要了。因此，需在开展点检定修制的基础上进一步开发并应用设备状态监测与故障诊断技术。3.1设备状态监测的目的、对象、过程及方法设备状态监测与故障诊断是设备管理的有机组成部分，是进行维修决策的有力依据。监测的目的是查明故障根源，跟踪设备状态，避免停产事故及保证产品质量；监测对象主要是各种设备部件(如齿轮传动装置、滚柱轴承及滑动轴承等)及产品(带钢、棒材及线材等)；监测过程为：信息收集分析计算诊断找出解决办法积累经验；监测方法通常采用振动监测、磨损监测、过程参数(马达电流、电压、转速及光电管的开关信号等)监测、生产介质(润滑剂等)监测、温度监测及产品质量监测等方
9、法。3.2国内外应用实绩设备状态监测与故障诊断技术在国内外均得到了较快发展，取得了许多成果。例如日本新日铁公司在其所属 9 个厂采用诊断技术后获得了可观效益，5年来累计节省维修费用 125 亿日元，1984 年为 27 亿日元，其效益来自：减少了设备运行故障及停机时间，提高了作业率；通过早期发现性能变化，进行最佳维修，节约了维修费用。川崎钢铁公司开发并使用了综合设备管理系统后，取得了显著效益，设备运行稳定，与 5 年前比，故障率降低了一半，设备维修费用降低 40 %。1993 年 8 月，德国霍赫费尔德线材公司给一套线材轧机(5 17.5 mm 线材年生产能力 85 万 t)安装了一套设备状态
10、综合监测系统，即在小方坯推出机、夹送辊、卷取机的齿轮传动装置、滚柱轴承及滑动轴承上设置了 40 个监测点。1994 年 1 月，该系统投入使用以来，在设备故障诊断方面取得了初步成果。宝钢在设备故障诊断技术推广应用方面在国内处于领先地位，除开展了行之有效的设备点检定修制外，还充分利用引进的振动、油液诊断设备仪器，对大型关键机电设备进行跟综监测，平均每年从检测的设备中诊断出 100 多台次异常设备，并给出正确的诊断结果，取得了明显效果，同时取得了不少经验。4结语综上所述，以设备状态监测与故障诊断为有机组成部分的设备管理系统是设备长期安全运行的技术保障，是企业提高经济效益的有效途径。随着自动化技术、
11、计算机技术、CIMS 技术、专家系统和神经网络技术的发展，对设备管理提出了更高的要求。因此，设备管理也要跟上当代科学技术发展的步伐，以设备一生为研究对象；要贯穿于设备规划、设计、制造、使用、维修直到报废的全过程，并逐步从单纯的传统设备管理过渡到包括产品质量及生产管理在内的现代综合设备管理。在这种形势下，以人、机、环境及其相互关系为主要研究对象、以工作效率和安全为主要研究内容的人类工效学的发展速度应更快；只有这样才能以自身不断完善的理论体系及不断丰富的研究成果给现代设备管理科学提供更可靠的理论依据、实用参数(人体的安全范围等)及方法，使我国的设备管理工作在不远的将来出现广泛应用、效益显著的新局面
12、。参考文献1SchwarzM，Weissbuch F.Maschinenzustandsberwachuug an der Drahtstrasse der Walzdraht Hochfeld GmbH.Stahl und Eisen,1995,(8):5964.2王耀华.冶金企业应用设备诊断技术有关问题的探讨.冶金设备，1994，(6)：1317.3王兆贵.浅析现代设备管理工作.江苏冶金，1995，(3)：6162.4张献身.钢铁厂设备管理自动化.钢铁技术，1995，(1)：5052.5曹琦.论人机环境系统安全原理.中国人类工效学学会学术年会论文集，1991.11.6刘东明，孙桂林.安全人机工程学.北京：中国劳动出版社，1993.
