前言：仪器设备维护是实验室管理者的重要工作内容，合理的预防维修能够减少仪器设备的故障率及故障维护成本。为了确定仪器设备的科学维护周期，给出根据仪器设备实际寿命确定威布尔分布参数的方法、预防维修周期及与维修周期对应的单位时间维修费用。结合实例，运用Matlab7.4自编程序进行了计算，可为确定高校大型仪器设备维护周期提供参考。

       近年来，为了增强教学和科研实力，培养优秀的科技人才，各高校不断加大在实验室建设方面的投入，购置了大量先进的大型精密仪器设备。仪器设备的复杂性使其发生故障的时间难以预测，故障发生的可能性也大大增加。为了提高仪器设备的完好率，是仪器设备的性能总是处于良好状态，维护的重要性日益彰显。然而频繁的维护又会使得维护成本增加，并降低仪器设备的有效利用率。这就需要建立一个科学的维护周期，使得维护工作发挥最大功效，提高仪器设备的使用效率，降低因故障产生的各种损失。

预防维修的重要性

      常见的仪器设备维护有三种：更换（事后维护）、预防维修和小修（改善型维护）。更换是用新的同型系统来更换正在工作或已经失效的系统，在系统失效前更换为预防更换，在系统失效后更换为事后更换，一般认为在事后更换费用大于预防更换费用。预防维修则是在系统失效前的某一时刻进行维护，普遍假设修复后可以如新，通常预防维修费用比更换费用小。小修即不改变系统失效的维修。

      由于预防维修是通过计划性的方式来避免仪器设备设备故障的发生，是提高设备可靠性、防止设备故障以及减少维护成本的重要手段，一直是仪器设备维护方面的研究热点。基本的预防维修方式有2种：一种是依赖于运行时间的定时维修，另一种是赖于对系统状态监视的维修方式。由于后者花费较大，模型也更为复杂，某些检测技术手段也尚未解决，所以目前广泛应用的仍是定时预防维修方式。

      虽然有研究表明，进行有效的预防维修可使计划外停产减少50%，然而这方面的研究与应用一般集中在生产企业的生产线管理或大型供应企业的硬件维护，如供电系统变压器的维护等，在高校的大型仪器设备的维护管理方面应用十分少见。

      随着高校实验室的不断发展，大型、复杂仪器设备将会越来越多。如果能够避免在仪器设备出了故障后才求助主管部门，争取在仪器设备正常工作的时间段内，在合理的时间点进行预防维修，不仅可以提高仪器设备的使用效率，降低仪器设备的故障率，更能够减少故障维修费用。所以将科学维护的理论应用到高校大型仪器设备管理实践中来，对于高校的大型仪器设备维护管理具有重要的意义。

仪器设备预防维修模型的构建

      为了建立合理的维修制度，首先应建立科学的维修模型以进行指导。大型仪器设备的故障率随时间的变化的关系，仪器设备的故障率可分为磨合故障期（早期故障期）、偶然故障期和损耗故障期。但是，仪器设备故障率曲线只能定性的反映故障发生的整体趋势，无法定量的反映出故障分布的具体情况，因此需要引入仪器设备的寿命分布。

      常用的寿命分布有指数分布及威布尔分布。由于指数分布通常用于描述小型仪器，而威布尔分布在有限时间区间对于大型仪器设备的符合性较好，故应相对广泛。本文也采用威布尔分布描述高校大型仪器设备的寿命分布。

      假设预防维护周期位T，维修作业时间很少，可以忽略不计，优化目标使单位时间内预防费用率最低，为预防维修中更换或修复未发生故障的零件费用记为C。更换或修复发生故障后的总费用为Cf，在所有情况下Cf>C。

应用举例

      根据上述的推导，可知威布尔分布的两参数的近似求解方法以及大型仪器设备预防维修的周期确定公式，为了更直观的应用到实际中，下面给出实例，并在Matlab7.4环境下自编程序进行计算，使预防性维护能简便的运用到大型仪器设备的日常管理中。

      以激光共聚焦显微镜为例，其主要部件为激光器，根据统计，其有效工作时间为H=（3753 5038 5581 3851 7620 5102 6909 3714），平均每次预防维护费用为C。为1万元，平均每次故障维修费用为Cf，为20万元，则威布尔分布的均值E(t)=t`及方差D(t)=o2，可以计算得出，在Matlab软件中由以下程序实现。

      其中形状参数M=3.97，尺度参数 A=5735.03。则根据前文公式将求得得参数带入，得到维修周期T=2049小时，Ct=6.1934-4（万元/小时）=6.2（元/小时）。

结束语

      预防维修是通过定期得维修来减少、避免故障维修，这对提高大学仪器设备利用率及减少维修费用都大有裨益。随着高校对实验室建设的不断投入，将预防维修得费用估算是科学维护仪器设备得前提。本文运用威布尔分布结合实际算例，给出了确定两参数得方法，并自编程序进行计算，以此推算出合理得预防维修周期及费用，可以为高校大型仪器管理引入预防维修、改进仪器设备管理提供一定的参考。