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企业培训师观点:现场设备管理对化工设备可靠性影响

企业培训师吉宁 2015年12月11日 企业培训师观点

RCM(以设备可靠性为中心的维修)研究表明:在复杂的设备系统中,除非其部件有1-2个与工龄有关的支配性失效模式,否则预防性维修对系统可靠性影响甚微。这对传统的定修模式带来了巨大的挑战。RCM的研究甚至认为:过度的维修会带来更多的故障。

RCM的理论促进了“设备状态检测”维修技术的发展,同时使设备的日常巡检、点检等基础的状态检测工作变得更为重要,本文将讨论化工行业目前现场设备管理的模式,及对设备可靠性带来的影响。

一、定修模式的缺陷和RCM的发展

在二次世界大战期间,战争带来的压力增加了对各种物品的需求,而产业劳动

力锐减,导致了世界范围内生产设备机械化程度的提升,设备也日趋复杂,生产开始依赖设备的可靠性,停机时间成为突出的问题。这使得企业想到应该预防设备管理故障,进而形成了预防性维修的概念,在60年代预防性维修主要表现为对设备的定期大修。

这种定修模式基于这样一个概念,既:设备中的每一个部件都有一个“正常的工龄”,达到此工龄就必须要大修,以确保安全和运行可靠性。然而近年来,设备的制造日趋大型化、复杂化、自动化,新的研究发现:大多数设备的运行工龄似乎与故障几率的联系变得原来越小,而设备的故障模式也由原来的一种,变成六种之多,根据对民用飞机的研究表明:约82%的设备故障与工龄没有直接关系。这些研究导致了以下两个结论:

1:对于复杂系统,除非其部件有1-2个支配性的、与工龄相关的故障模式,否则定修对可靠性的用处很小(事实上,如果把“早期损坏率“-引入到本应稳定的系统中,度维修只能增加整体故障率)

2:在复杂系统中,存在大量的单元,找不到适合它们的、有效维修的周期。

以上的结论使得维修经理人们非常困惑,如果设备的故障防不胜防,那么应该如何制定设备维护方式?难道要放弃预防性维修的做法吗?

RCM(以设备可靠性为中心的维修)就是为了解决以上的问题产生的,它最先起源于60年代美国的航空业,并在70年代美国军方、核电行业得以应用。近年来,推广到全球的多个工业领域。准确的说:RCM不是一项具体的维修方式,也不是笼统意义上的维修思想,事实上,RCM是一套分析过程和方法,它的基本思路是:对系统进行功能和故障分析,明确故障的后果,然后用规范的逻辑决断方式,确定不同设备的维修方式。对这些方法的讨论,超出了本文的范围。然而,RCM的发展,直接促进了状态检测技术的发展,同时,使得设备的现场管理显得更为重要。在以下的文章中,将根据RCM的几项研究成果,讨论在现场管理给化工企业带来的变化和挑战。

二、RCM与现场管理

由于与工龄无关的设备故障大量存在,以及传统定修技术越来越无能为力,促进了新型预防工作的发展,位于前列的就是状态检测状态检测基于这样一个事实:大量的故障不会瞬间发生,实际上故障要发展一段时间,如果能在这期间发现故障,则可能采取有效的方式预防故障、或避免严重的后果,如下图所示:

RCM的贡献之一,就是把故障分成“潜在故障”和“功能故障”,P点是潜在故障的发生点,例如,电机振动,可能意味着轴承的磨损,但是暂时还不影响电机的工作。F点,可能表示轴承卡死,电机保护装置启动,从而导致电机停止工作。

P-F之间表示“潜在故障”发展到“功能故障”的时间间隔。如果定期对设备的状态进行检查,跟踪其趋势,就可以较好地在“功能故障”发生前,进行修复。然而,实际情况并不简单,原因是:不同故障模型的P-F的间隔可能从数秒到数年不等,这就带来了状态检测的第一个问题,那就是:应该用什么样的频率去检测(毫无疑问,频繁的检查,将导致员工负荷增加,而间隔太长,又错失了预防机会)

确定状态检测的频率和诸多的因素相关:

1:故障后果(如某些化工企业,泄漏可能带来立即的安全问题控制工程网版权所有,则生产巡检的频率达每小时一次)

2:和修复故障所需要的时间有关系(故障的修复本身需要时间去组织材料和安排人员,这个过程从数小时到数周不等,如果检测频率不够

的话,即便发现了问题,依然可能因为修复来不及,造成生产上的损失)

3:历史数据的分析(根据历史隐患发生的频度,确定更为科学合理的检测频率)

总而言之,状态检测的频率是企业根据其实际情况,不断分析和调整的过程,甚至在一段时间内,因为某些潜在故障的发生,可能临时增加检测的频率和检查的内容。这需要来自现场的数据记录反馈和分析

状态检测的另一个基本假设是:故障发生时,有可以被发现的迹象。随着潜在故障的发展,其故障的表象是不同,不同的表象意味着不同的设备劣化程度。这就带来了第二个问题,那就是什么时候,现场设备经理人可以发现各种迹象?举例而言:

考虑到一个滚动轴承,其故障被描述为:“由于缺乏润滑而最终被卡死”,则在此过程中,不同的阶段,通过不同的状态检测手段,可以探测到不同的特征控制工程网:

-首先,如果采用先进的点检技术,可以及早发现隐患

-功能故障的消除有效性控制工程网版权所有,不在何时发现了那种状态,而是,什么时候这些问题得到汇报(不幸的是,今天,很多工厂无法连最基本的巡查工作都无法保证,或者由于交接班的记录缺失,导致问题得不到有效跟踪)

-当人的感官发现问题时,大多数情况下设备已经接近功能故障,低效的问题汇报和甄别流程,将延误维修的战机。

-考虑到不同设备P-F间隔的变化(从数秒到数年),在很多情况下,需要故障发现人及时采取现场的行动(如:启动备用设备、或安全报警装置等),这需要对现场的员工提供培训,以及在此异常条件下,有针对性的操作指导。

状态检测技术近年来有了较大的发展,象:振动测试、转速测试、红外成像、油品分析等。但这只解决了问题的一个方面。

另一个方面需要解决的是:如何合理定义状态检测的频率,如何理顺现场的问题发现、反应、汇报、审核、跟踪的流程,如何将不断优化的状态检测策略,和企业积累的知识及时传递到现场,这对现场管理的组织有效性,和实施效率都带来了更高的要求。

三、RCM在现场应用遇到的挑战

随着RCM理论的成熟和发展,企业更加关注设备的现场工作状态,从而也使现场的保养、巡检、点检等工作大量增加。然而,在大多数企业,这项工作进行的并不顺利,从管理的角度上讲,其原因可能有如下几点:

(1)经理人无法监控是否到位检查(包括生产人员的巡检、设备人员的点检等)。

虽然有些企业有纸面的检查单据和翻牌制度,但这种做法完全依赖于员工的主动性,纸面的记录单极容易被员工随意填写,这容易让员工产生懒惰的心理,反正去或不去都一样,做得好做不好也一样,反正管理层并不了解。

(2)现场任务的安排不完全科学与合理

很多企业定义了各种现场作业规范,一旦开始实施,就很少认真去根据现场的反馈www.cechina.cn,进行合理的评估和调整,随着设备运行的状况发生变化,有的应该检查,或应该更频繁检查的项目,没有被补充到新的作业规程中,有的明显故障率较低的设备,却被要求频繁检查,这让员工本身对

检查项目的科学性产生质疑。

另一方面,随着设备的运行时间增加控制工程网版权所有,设备暴露的问题增多,以及国家和企业对安全生产方面的要求越来越严格,现场检查的项目也不断增加,在此情况下,科学合理的安排工作显得尤其重要。然而,目前企业很少对现场巡检的实际工作时间进行评估。在某些企业的调研过程中,员工反映:巡检周期的长短和巡检的内容不合理,很难准时完成。

造成这个问题的原因,一方面是现场数据不完整www.cechina.cn,或者是分析手段的缺乏

(3)对现场作业的指导不足

设备可靠运行的关键,首先要确保相关人员在发现问题时,及时采取必要措施,防止故障的放大(考虑P-F的间隔有时非常短),然而令人尴尬的是:由于没有IT系统的支持,员工往往遇到两难的局面。
举例而言:当巡检人员听到压缩机发出异响www.cechina.cn,并发现设备读数接近临界,这时是应该关掉压缩机,中断生产而造成停线损失?还是冒着设备故障的风险,让压缩机继续运行,由此留下其它的安全隐患呢?在这种情况下,也许不同的员工基于其自身的经验,采取的行动截然不同。

在这种情况下,员工不能得到有效的决策支持(如过去的处理方法是什么等)

(4)检查结果无法量化

目前获取现场很多设备信息的方式仍采用传统经验方式,如用手测温,用耳听声音等感官测量方式,获得的结果不能精确量化。举例如现场电机轴承,由于目前没有好的巡检方式检验其是否不能使用,使得大量轴承未到最长使用寿命便被更换

(5)反应的问题不能及时得到处理

由于纸面的检查记录,或者不能将现场的问题及时提交给专业人员,不少现场反应的问题得不到有效的跟踪、快速的处理,都使得员工对现场检查的重要程度,产生了怀疑心理。

简而言之,企业在重视设备可靠性的同时,如果缺乏信息化的技术手段,来持续地有效的管理现场作业,作业的规范将难以“落地”,从而也很难从根本上提升设备可靠性。维护人员忙于抢修故障,更没有时间来从事必要的日常检查工作,从而可能导致维修人员忙的不可开交,但设备故障依然不断的“怪圈”

四、IntelaTrac移动作业的应用

IntelaTrac®移动作业和决策支持系统是美国Wonderware公司最新导入中国市场的、采用最新移动技术的、面向设备巡检、点检、生产操作、安全环保等设备现场管理的信息化系统,为客户解决了以上问题。

IntelaTrac®由软件和掌上电脑等硬件两部分组成,企业可以将设备巡检和点检的“五定要求”(定人、定点、定量、定周期、定标准)建立在软件系统中,形成电子化、标准化的现场作业规程版权所有,这些规程实时下达到掌上电脑-现场作业人员的移动终端设备上。

当工人开始日常巡检时控制工程网版权所有,可携带移动终端,并从中获取任务指令,而不再需要笔和纸进行记录。系统会告诉相关人员应该去检查那些设备

控制工程网版权所有检查那些项目,和设备的目标值等。当工人输入数据时,如果实际数据超过上下限,IntelaTrac®会发出警告。并提示工人最佳操作步骤,及时防范事故的发生。必要时,还可以自动向后台支持系统(如EAM系统)发出设维修请求。并发送信息给相关生产主管和安全人员,现场采集的数据利用通过网络上传、审核、监控,构建

了一个闭环的移动作业现场管理体系,提升了设备现场管理的透明度和执行力。

4.1现场设备管理知识数据库

IntelaTrac®为生产或设备主管依据现场经验和管理规章,创建点检、巡检作业程序,提供了一个工具。这些程序的建立与改进,形成了一整套设备故障预防、识别、改正的电子化的现场作业规范,这些规范可以随时下达到员工的移动终端上,供员工查询,并对日常工作进行指导。

4.2灵活的排程功能

Intelatrac提供了灵活的排程功能,他可以安排定期或临时的现场检查任务,并可以定义和调整现场的周期,任务可以分派给班组和个人,也可以统计工作的开始时间、结束时间和执行的次数,并可以将实际的时间和计划的时间进行对比,从而更合理的平衡工人的负荷。

它也可以将任务定义成必须完成的,以确保关键的任务不会被遗漏。

4.3现场作业决策支持

IntelaTrac®系统可以针对巡检和点检发现的异常问题,在移动终端上,指导员工做出正确和及时的操作,以消除设备隐患,避免现场人员“视而不见、视而不以为然”的情况。在移动终端上,现场作业人员可以查询设备趋势,历史的巡检、点检记录、同时,现场的异常情况可以实时传递给相关专业人员和管理层,便于跟踪与报告

4.4现场作业的透明化管理

IntelaTrac®报告与分析功能,可以自动统计作业人员是否按质、按量、按时完成现场检查任务,系统还帮助管理层对工作加以检查,找出不良因素,并查看现场所提供的实际工作日志。作为流程的一部分,用户还可以批准、编辑、退回提交的巡检报告,也对滞后的巡检任务进行跟踪,提升现场执行力。

4.5提升设备安全可靠运行能力

IntelaTrac®是所有“高效安全生产管理”系统的一个重要组成部分,它为消除设备隐患、提升设备可靠运行能力,提供了一个“策划、执行、监控、改善”的信息化管理平台,在系统中可以定义关键的生产设备、安全与环保设备的监控点、并确保在需要的时间、执行需要的任务,满足企业和行业的符合性审查要求。

同时,系统可以与振动、红外成像等便携式点检设备集成,点检收集的数据,形成了设备的量化的健康趋势,为故障预测、以及可靠性分析奠定了基础。

利用系统控制工程网版权所有,可以摆脱繁琐的纸面记录,同样的人力可以管理更多的设备CONTROLENGINEERINGChina版权所有,使企业有能力把设备的巡检和点检工作进一步细化、量化控制工程网版权所有,从而提升设备安全可靠运行的能力。

作者简介:莫军现为中国区业务发展经理,负责“IntelaTrac移动作业和决策支持系统”在中国市场的业务导入和推广。

About 企业培训师吉宁

真正的实战派企业培训师,长期致力于人力资本、公司行为、市场营销、企业战略及领导力发展等组织实践与研究,数十年来参与及主持过的管理咨询项目累计逾千次;受邀主讲过的各类企业培训课程累计逾万次。吉宁老师还主导编写了12Reads系列等知名管理培训教材。