Iailure
Rale
Infant
Morlalitv
region
Steady
Stale
region
remon
【TPM】设备管理浴盆曲线
故障随时间变化规律呈不同的分布类型，依据其分布类型来估计设备可靠性参数，采取合理的监
测方法和维修方针。
典型故障曲线
由许多不同零部件组成的复杂系统、设备，其在整个使用寿命周期内的故障率变化情况如
图所示。
由于其图形很像一个浴盆，通常称为浴盆曲线。该曲线是设备在运行寿命时间内,故障发展
的规律，表现了故障率变化的三个阶段。
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。
由于设计、制造中的缺陷，零部件加工质量以及操作工人尚未全部熟练掌握等原
因，致使这一阶段故障较多，问题充分暴露。随着调试、排除故障的进行，设备运转逐渐
正常，故障发生率逐步下降。
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。
在这一阶段所发生的故障，一般是由于设备维护不当、使用不当、工作条件（负荷、温度、
环境等）劣化等原因，或者由于材料缺陷、控制失灵、结构不合理等设计、制造上存在的
问题所致。
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。
这时应采取不同形式的检修、或进行技术改造，才能恢复生产效能。如果继续使用，就可
能造成事故。
以上三个阶段对应故障分布的三种基本类型，即初期为故障递减型，偶发期为故障恒定型，
耗损期为故障递增型。三个阶段里发生的故障，凡因磨损发生的故障，称为有规律性故障。
因此三个阶段对应的磨损量，也可分为磨合磨损期、缓慢磨损期和快速磨损期。
2复杂设备的故障模型
20世纪60年代，提出了以可靠性为中心的维修理论，经过大量的研究，对于复
杂设备故障，除了浴盆曲线故障模型外，还存在其他五种故障模型，见图。
五种故障曲线显示各种机电部件故障与时间的关系，其中故障概率呈稳定或缓慢
上升D、E、F三种类型占了故障总概率的89%，其余的只占11%。
Dalanik定律："可修复的复杂设备，无论故障件寿命分布类型如何，故障件修复或更新以
后，设备的故障率随时间而趋于常数。"
复杂设备的故障模式多种多样，每种故障随机发生后，如果及时排除、修复或更新故障件，
可使设备故障率成为常数。除了简单的磨损、疲劳及腐蚀等消耗故障外，才属于A、B、C
类型故障。
ikA
7%
一----—-
14%
D故陣由增至缓"
E故障指数分布l'
根据图中不同的故障分布曲线，设备越复杂，故障率越高，随机性越大。只按某种固定监测
诊断方法和维修方式，难以解决复杂的设备故障问题。
美国宇航局NASA通过研究，归纳六种设备故障概率，其中F类占68%，在整个服役期内
故障概率恒定。
所谓复杂的设备是指具有多种故障模式的设备，一般的机械设备、电气和电子设
备大多为复杂的设备，如电机、汽轮机、加工中心、压缩机及生产线等。这些设备的故障基
本符合F类故障规律，在服役期间故障率恒定不变，但是其故障是随机发生的。
所以要强调对设备的监测和诊断，设备故障的随机性越强，越要进行检测和诊断。设备检测
诊断有设备停机检测诊断和运行中的检测诊断；也有在线监测诊断和离线监测诊断。
3故障渐变过程
匚放障篠増
F故障诚缓
设备性能存在一个由开始劣化并进入潜在故障期的渐变过程，称设备从潜在故障
至U功能故障的间隔期为P-F间隔，如图所示
翟在故谨闻P-F比陽示言
4设备性能劣化渐变过程
设备性能劣化也是一个从量变到质变的过程，其发展进程如图所示
5劣化原因的结构
设备性能劣化原因可能是单一因素、多因素或复合因素，其结构如图所示。
设备性能劣化原因㊁能是单一页素、多因素或复今元養”貝结构如图所示T
原因2
结构朴
单一因素心
冬因素Z
复合因素，
坦善主鸵兴乂吟壬运琦
