分类策略在设备精细检修管理的应用

(华能重庆珞璜发电有限责任公司，重庆 402283)

喷油螺杆空压机作为重要动力设备，在为企业生产提供动力的过程中，其运行的安全性、可靠性往往占据主要地位；对于现代化企业，降低生产成本、提高企业整体效益也是必须考虑的要素。据统计，喷油螺杆空压机年度维护所需替换零部件、材料采购成本可以占到新设备平均采购价格的13%～16%，其维护管理应充分考虑自身的运行环境、工作状态，结合科学手段有针对性地进行，以达到在保障设备安全、可靠的同时，降低维护成本、消除设备非正常停运、降低设备能耗、合理安排人力支出的目的。

1 ABC分类法及空压机故障评级

1.1 ABC分类法

ABC分类法即主次因素分析法，是在1951年由美国电器公司的迪克首先在库存管理中倡导和应用的，后被管理大师彼得·德鲁克推广到一切管理领域，是项目管理常用的一种方法。该方法是通过对事物在技术或经济等方面的主要特征进行分类，分清重点和一般(即主次)，从而有区别地确定管理方式。因其通常把被分析的对象分成A、B、C三类，所以常被称为ABC分析法。

1.2 故障类型

按照重要部件或子系统中出现故障时空压机设备可能所受损失的大小，将重要部件或子系统按故障后果类型分为ABC三个类型(见表1)，其故障性质规定如下。

A类故障：一旦发生，会引起设备异常停运，并且重要设备部件受损的故障；

B类故障：引起设备停运，一般不会引起设备部件受损的故障；

C类故障：引起设备出力下降/能耗上升/对设备寿命有潜在影响/污染环境，短时间不会引起设备停运，也不会引起设备部件受损的故障。

其中，按受损支出大小的评估，根据多年统计可知A：B：C≈65：25：10，符合ABC分类分布。

表1 喷油螺杆空压机重要部件、子系统的典型故障模式及故障后果评价表

2 空压机的维护策略制订

2.1 空压机维护模式

对于空压机的维护方式，普遍认为可以采取的策略如下：①预防性维修，指通过对设备的检查、监测，使其保持在合理或规定的工况下所进行的维修活动，主要包括定期维修和状态维修；②修复性维修，指设备故障发生后，使其恢复到规定的工况进行的维修，主要包括非计划性的事后紧急维修和状态监控维修；③技术改造，指通过技术改造以提高设备的可靠性和安全性水平、经济性等；④综合性维修，指综合利用上述各种维修方式进行维修的活动。其中状态维修基于日常对空压机状态的定期监测，包括空压机PLC运行参数(包含且不限于进气滤网入口压差值，空压机油气分离器压差值，喷油压力，空压机出口空气压力、温度，冷却介质温度，空压机机头出口温度，环境温度，油气分离器温度，以及机器总运行时间、加载时间、加卸载时间间隔、启动次数)、振动测量情况、SPM测量情况、冷凝水排放情况、润滑油位、电机轴承温度以及油管老化情况等。根据监测的情况，决定是否需要和什么时候检修。

随着监测技术的不断完善，多个部件或系统发生的或将要发生的故障都可能引起空压机到达预设的报警阈值而触发报警，乃至达到紧急停运阈值，进而引起停运[1]。由于基于传感技术的设备运行参数变化有规律可循，大多数故障可以通过观察运行参数变化的趋势来掌握空压机状态，以提前合理安排所需要的备件和人力进行维护，从而解决故障。也可以通过定期检测空压机的部分重要部件如压缩转子及齿轮箱，以及驱动系统的运行状态来掌握其潜在的故障及发展规律。但需要说明的是，另一类故障的发生没有容易被觉察的规律可循，其发展的过程往往也不可预测，譬如控制系统的故障。

综上所述，空压机部件的故障后果类型不同，部件故障是否有规律可循也不相同；后果严重的部件故障并非完全没有规律可循，规律性不显著的部件故障也会造成严重程度不同后果类型。

2.2 制订空压机维护策略

根据前述空压机维护的可选策略，通过对故障模式及后果的分析，基于系统运行的安全性、可靠性优先的原则，建立对空压机重要部件及各子系统进行维护的相应策略；由于同一部件、子系统，往往会存在不同重要等级的策略选择方案，故根据“专家法”评级[2]打分可得出可选策略优先级，如表2[3]所示。

3 空压机备件采购管控及备货策略

为解决空压机出现的故障，保证生产活动的持续性，不可避免地需要采取措施保障一些零部件处于不同层级、不同取用途径的备用状态，结合相关情况合理安排技术人工劳力，对空压机进行维修或对出现的故障进行及时处理[4]。

表2 喷油螺杆空压机重要部件、子系统的维护策略

注：维护策略中的编号“1”“2”代表推荐策略的优先级，基于保障可靠性的原则，约定选择项“1”优先于“2”。

1)空压机维护耗材零部件占用资金分类

空压机既有固定的维护项目，又有不固定的维护项目。其中固定维护项目所需耗材及零部件的需求可以通过设备状态监测，根据设备运行时间在充分考虑采购提前期的基础上提前备货。根据多年统计数据可知，空压机各个主要部件、子系统中主要的耗材及零部件在维护时所需要的资金占比符合ABC分类法则，因此可根据统计数据将占用的资金类型分为三类(ⅰ类、ⅱ类和ⅲ类)。其中，按统计数据，ⅰ类为单次处理需要高的资金支出，总计占到年维护耗材及零部件成本支出的约50%；ⅱ类则单次处理需要的资金相对ⅰ类低，占年维护耗材及零部件成本支出的约35%；ⅲ类单次处理需要的资金相对ⅱ类更低，大约占年维修成本支出的15%。如表3所示。

表3 喷油螺杆空压机各重要部件、子系统的主要零部件构成及维护占用资金类型表

表3 (续)

注：对能维修的部件仅考虑修理而非更换的情况。

2)故障后果类型/维护需要占用资金类型综合

在喷油螺杆空压机中，处理缺陷必须的可替换零部件对设备安全稳定运行起关键作用的，不一定是价值高的，某些价值不高的零部件往往影响很大。企业为了在有限的人力和财力支出下满足设备安全运行要求，有必要区分耗材及零部件的保障目标，以及对采购与库存进行分类管理。

综合上述部分评价表，将空压机重要部件、子系统的故障后果类型评级表(见表1)及维修需要占用资金类型评价表(见表3)合并，得到综合评价表如表4所示。

表4 故障后果类型/维护需要占用资金类型综合评价表

重要部件、子系统名称主要的耗材及零部件构成维护需要耗材及零部件占用资金类型∗冷却系统冷却器(包括油冷却器、气冷却器)Bⅰ类冷却风扇及电机(仅对气冷型空压机)Bⅱ类温控阀Bⅲ类冷凝系统疏水阀及电子疏水阀Cⅲ类进气系统进气空气滤Cⅲ类进气阀件Cⅲ类调节系统控制器Bⅱ类传感器Bⅲ类控制阀Bⅱ类电控系统过载继电器、保险、断路器Bⅲ类机内管道油管、控制气源管、进气管、排气管、水管Cⅲ类

3)采购及管控策略

根据前述重要部件及子系统故障后果类型和维护需要占用资金类型综合评价表(见表4)，按设备可靠性优先的要求，对部件保障率、资金需求计划采取程度不同的管控策略，同时根据故障规律、风险管控要求采取不同采购策略[2]。保障率目标根据部件故障引起设备停运对系统的风险程度设定，如表5所示。

表5 按类型分类的管控及采购策略

4 结语

根据主次因素分析法及按照可靠性优先、继而降低成本的考虑，通过以上对空压机故障后果评级的分析，针对不同部件、子系统制订相应维护策略，达到满足可靠性同时合理安排技术人力的目的；其次通过对相应维护需要占用资金类型的评价，综合上述故障类型和维护资金类型，根据风险管控要求制订相应管理策略，以达到合理安排资金支出项目、尽可能降低库存、节省人力的目的。以上也是设备精细化管理方法的一种探讨，其过程与方法一样适用于其他复杂设备或系统。