流程工業(yè)RAM一體化設(shè)計
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流程工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的一種標志,也是最能體現(xiàn)先進科學技術(shù)和現(xiàn)代生產(chǎn)力的地方。流程化設(shè)備的維修對企業(yè)的安全和生產(chǎn)效率起著舉足輕重的作用。如果能在設(shè)計階段設(shè)定RAM目標,并在整個流程期控制好這些目標并不斷權(quán)衡維修費用與有效度,那么,維修和可靠性管理就會變得卓有成效。然而,這將需要從經(jīng)驗維修到科學維修的轉(zhuǎn)變。為了實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變,就要提出一個在整個流程期間都要考慮RAM的合理方案。它應(yīng)在流程設(shè)計目標和執(zhí)行標準之間設(shè)立一個可監(jiān)測的環(huán)節(jié),能在操作期間監(jiān)測到RAM思想是否實施到維修概念、設(shè)備設(shè)計、制造、調(diào)整、使用等環(huán)節(jié)中,當這些信息形成了反饋后,可靠性工程才能在流程設(shè)備系統(tǒng)中真正有效地運用。
簡單地說,RAM的實施可明顯地分工為工程和管理兩個方面。工程師正在通過使用更好的材料和更高可靠性的設(shè)備來解決未來的操作可靠性問題,提高維修性以及維修的合理性來提高可工作時間和安全性。管理人員對RAM設(shè)立目標,并在整個流程中有效地控制這些目標。然而,為改進設(shè)備可靠性和減少維修費用所進行的努力都是以傳統(tǒng)上的工程方法以及日本全員生產(chǎn)維修(TPM-Total Productive Maintenance)的成功經(jīng)驗為基礎(chǔ)的。TPM被認為是一個達到零故障的有效方法,它與著名的全員質(zhì)量管理(TQM)非常相似。它們都是強調(diào)在組織狀況、定量監(jiān)測以及決策方面進行改進,并由工程師、維修工以及操作人員組成小組,對設(shè)備發(fā)生的不可預(yù)測的情況交換思想,在預(yù)防和補救措施方面達成一致。
英國一家大石油公司的主要負責人認為操作可靠性的缺乏是商業(yè)指標得不到滿足的主要原因。這個結(jié)論是他在職員中進行民意測驗而得到的(Collins,1991)。并暗示有55%的員工在日常工作中認為操作可靠性是一個問題。主要潛在的原因是:管理差、維修質(zhì)量差、維修判斷和計劃決策差、投資不足、以及與其它商業(yè)部門缺乏了解。類似這種情況具有一定的普遍性,在化學流程工業(yè)中,維修費通常被認為僅占全部設(shè)備購置費的2%~6%,可是在每年支出的費用中,直接維修所需的費用和人工費用可能比設(shè)備運行所需的費用和人工都多(Solomon,1987),并且這些費用在美國的化學流程工業(yè)中以每年約11%的比率增加(Basta,1988),所有這些數(shù)字并不包括產(chǎn)量的損失、生產(chǎn)計劃的偏差、流程化設(shè)備質(zhì)量不合格的影響。對于一個典型的主要設(shè)備系統(tǒng),它損失的機會成本將達到全部壽命周期費用的30%。
此外,可靠性和維修對流程的安全和環(huán)境污染有著深刻的影響。在許多安全調(diào)查中,維修誘發(fā)的故障或缺乏適當維修是一個重要因素。主要故障報告系統(tǒng)把元件故障認為是和忽略管理混在一起的主要事故的主要原因之一(Drogaris,1991)。美國核能工作者協(xié)會(INPO--nstitute of Nuclear Power Operator, 1984)在研究中發(fā)現(xiàn)事故的所有根本原因中有38%與維修有關(guān)。因此,在涉及危險產(chǎn)品的流程設(shè)計中,風險概率研究的基本理論似乎已不能再使政府確信操作的安全。在美國的核工廠以及化學流程工業(yè)中,為確保操作的安全。美國核控制委員會(NRC-uclear Regulatory Commission)在1991年7月頒布了一部關(guān)于在核工廠監(jiān)測維修效果的聯(lián)邦法律來確保關(guān)鍵設(shè)備正常地工作。聯(lián)邦職業(yè)安全和健康委員會(FOSHA-Federal Occupational Safety and Health Administration)近來又發(fā)布了一條以遵守危險性高的化工廠流程安全管理的規(guī)則(Kuryla,1992)。對可靠性和安全性來說,目標應(yīng)當規(guī)定出來并且此目標能夠很好地證實操作程序處于良好的狀態(tài),而此狀態(tài)對于操作工人和政府檢查官員是容易直接檢查的。美國核工業(yè)委員會極力鼓勵分析技術(shù)和模型化研究的使用來充實和完善一系列目標,以使流程設(shè)備的操作程序處于嚴格可控的標準科學化,而不是主觀隨機的經(jīng)驗化程序,在這一點上,應(yīng)真正達到從經(jīng)驗維修將逐步向科學化維修轉(zhuǎn)變,在此過程中,維修任務(wù)將被賦予新的內(nèi)涵。
根據(jù)這些情況,人們聚集學術(shù)和工業(yè)專家的智慧在可靠性、有效度、維修及安全領(lǐng)域提出合理的決策支持系統(tǒng)。目前,決策支持技術(shù)一般應(yīng)用于評估流程安全危險性和可操作性研究(HAZOP-Hazards and Operability studies),故障模式及效果分析(FMEA-Failure Modes and Effects Analysis)及定量風險評估(QRA-Quantitative RiskAssessment))用于RAM方面較少(Block, 1992,Van Rijn,1987)。通過書面調(diào)查,人們經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn)那些從應(yīng)用數(shù)學的觀點來看很有趣的論文卻引不起有著實用觀點的工程師的興趣(Dekker, 1992)。
值得提出的是,荷蘭SHELL EXPRO公司對于在操作中建立以可靠性為中心的維修(RCM)技術(shù)很積極,因為它能導(dǎo)致更適當?shù)木S修戰(zhàn)略并且減少10%~45%的人力(Cooper, 1992)。西屋公司(Westinghouse)(Maguire, 1992)和法國電器公司(Electricite deFrance)(Mercier, 1992)宣布開展了類似的活動。許多國際財團從八十年代初期就積極收集可靠性的數(shù)據(jù)以及進行有效決策的必要材料。但操作數(shù)據(jù)的分析仍存在一個可能發(fā)生額的問題:標準統(tǒng)計數(shù)據(jù)的直接應(yīng)用可能導(dǎo)致錯誤信息。研究人員和RAM技術(shù)的用戶現(xiàn)在正試圖建立像歐洲可靠性和數(shù)據(jù)協(xié)會(ER&DA-European Reliability and Data Association)那樣的組織來交流信息。
從設(shè)備供應(yīng)商的角度來看,人們對可靠性也越來越重視。以往,軍用和航空設(shè)備注意到的可靠性,現(xiàn)在已延伸到工業(yè)企業(yè)。買方或企業(yè)的設(shè)備管理人員對現(xiàn)在關(guān)鍵設(shè)備要求越來越高,并要求提供操作有效度的保證書。這從另一方面督促設(shè)備制造商擁有必要的技術(shù)來測定實際運行狀況下元器件的壽命,并且愿意透露這個信息。