煤炭港口翻堆线生产作业系统的综合效能提升

赵天威

摘要：面对开港初期国投曹妃甸港煤炭综合接卸效率偏低的情况，公司技术人员在设备管理中滚爬摸打，不断探索，不断总结，把现代设备管理理念与港口设备实际情况相结合，最终形成了一套自己特有的设备管理体系。精确设备管理，公司减少委外维修人员近50%，大大降低了维修劳务成本，维修人员利用率维持在60%的合理范围内。目前，公司已经分别建立了设备点检专检ACCESS数据库系统、设备管理群、油品自测与委外相结合、润滑周期与利用率相结合、油品更换与再处理利用相结合、自修与委外维修相结合、进口备件采购与国产化相结合等设备成本管理措施。基于大数据对设备故障、生產作业进行分析，建立应急处置机制，开展系列技术比拼和专项师带徒活动，提高现场技术人员技术水平和管理水平。

本项目基于大数据统计，借助互联网平台，综合采用QC兴趣小组、联合攻关等模式，寻找出影响翻堆线生产系统作业效能的因素，通过实施技术改造、员工培训技能提升、加强内部管控等措施达到了提高作业效率的目的。

关键词：设备管理;效率提升;创新培训;大数据

一、国投曹妃甸港翻堆线设备概况

国投曹妃甸港分起步与续建两大工程。两工程设计接卸能力都为5000万吨/年，各有两条煤炭接卸作业线。每条作业线包括翻车机、皮带机和堆料机等主要设备。运煤列车进港后，首先由翻车机翻卸煤炭，再经过皮带机的运输，最终通过堆料机堆至堆场上。每条翻堆线设计能力为7780吨/小时。起步工程皮带机皮带宽2米，带速为5.8米/秒;续建工程皮带机皮带宽2.2米，带速为4.8米/秒。

据统计，开港初期，进港煤炭综合接卸效率起步工程约为4728吨/小时，续建工程约为5427吨/小时，分别达到设计能力的60.77%和69.76%，综合卸车效率偏低。

二、翻堆线作业效能影响因素

（一）设备方面对卸车效能的分析

1、设备故障导致卸车中止

对年度或者更长时间阶段的故障进行统计分析，可以找出影响作业效率的主要故障。卸车效能提升QC小组对翻卸线故障信息进行了整理和统计，得出以下结论：

（1）在导致卸车作业中止的故障中，皮带线拉绳开关、撕裂开关和堵料开关信号触发是高频故障。

（2）对皮带拉绳信号故障进一步分析，在所有皮带线中BD线拉绳信号故障占据较多份额。

（3）对皮带撕裂和堵料开关故障开展调查得知，其中的故障属于误触发，并非真实的故障。

2、设备设计、安装缺陷影响卸车效率

通过对起步和续建工程翻堆线45条流程的作业效率进行分析，可以看出：

（1）在起步工程翻堆线流程中，第5号、10号等流程作业效率相对较低。通过各流程间设备对比，结合现场调研得知，在这些低效流程中BH1-4和BH2-4段皮带线易发生皮带压停故障，而且，一旦压停，这两个段皮带重载启动困难，一般都需进行长时间的清煤作业。进一步分析得出，BH1-4和BH2-4皮带在导料槽出口处都有一个大约45°的爬坡，皮带重载停机后，由于惯性使煤流堵塞在导料槽内，导致重载启动失败。

（2）在续建工程翻堆线流程中，包含BH1皮带段的流程作业效率相对较低。据观察，BH1皮带在粘煤作业时，由于落料点不正，发生跑偏的概率较高，需通过控制给料量来缓解跑偏现象，导致作业效率低。

（二）操作人员技能参差不齐影响卸车效能

翻车QC兴趣小组旨在通过对影响卸车效率影响因素进行分析，寻找解决方案，达到提高作业效率的目的。对甲、乙、丙、丁四个运行班组在四个翻堆线的纯作业效率进行了分析，纯作业效率是刨除故障、煤种等影响因素后的作业效率，其更能体现出运行人员的操作技能。分析结论说明，同样的设备受操作人员技能影响，其作业效率表现较大差异。其原因有两个，一是由于各班组员工技能培训质量不一导致的员工操作技能参差不齐，二是由于缺乏统一的作业标准，致使员工凭经验来设定给料量，导致作业效率存在较大差异。

（三）进港煤炭质量对卸车效能的影响

受市场环境影响，我港需要接卸各种煤种，如粘煤、冻煤、大块煤、洗清煤以及大烟煤等多种特殊煤种。据统计，公司共接卸各类煤种达到60余种，特殊煤种有20种。特殊煤种的翻卸对设备的作业效率有较大影响。

（四）翻堆线卸车作业管理对卸车效能的影响

1、翻车QC小组对四条翻堆线的作业效率进行了统计分析得知，在起步工程两条作业线中， CD1作业线卸车效率始终要高于CD2;在续建工程两条作业线中， CD3作业线卸车效率始终低于CD4的现象。经调查与分析，QC小组成员发现CD2作业线翻车机部位料斗料位不准，经常出现空斗信号，加上个别料斗闸门开度不一致，影响给料控制;在CD3作业线，皮带秤计量误差太大，导致实际给料量偏差过大，对给料量设置带来困难。在此之前，由于缺乏对作业信息的统计和分析，使一些影响作业效率的隐形因素难于被发现，对卸车作业造成长期的影响。

2、在翻堆线故障时间构成进行分析时发现，部分故障的实际处理时间远远低于沟通、联络、寻找工具等辅助环节的时间。这些时间可以通过加强管理进行压缩，以降低对卸车生产的影响。另外，当一条翻堆线出现故障后，若通过有效的沟通，可以通过调整流程，及时恢复生产，也能最大限度的降低故障对卸车的影响。

3、效能提升QC小组在对常见故障处理时间分析时发现，由于外委员工流动性大、专业素质较低等原因，部分常见故障的处理时间偏长。

（五）作业条件对卸车效能的影响

按故障内容，结合时令季节对翻堆线故障进行分析，呈现出一定的规律性。尤其是在冬季寒冷季节，冰冻对卸车效率影响极大。

三、解决方案

（一）实施技术改造

1、翻堆线拉绳信号改造。

据统计BD线拉绳故障占据总拉绳故障的77%，经现场观察发现，BD线拉绳故障多发生在流程启动和粘煤冲斗环节。流程启动时，皮带线上的残余料流随着皮带运转至堆料机尾车时，由于煤料少、质量小，部分料流直接砸到BD线两侧拉绳，触发拉绳开关。粘煤冲斗作业时产生煤泥附着力小，运转至尾车爬坡位置时，煤泥也容易撒漏导致BD线拉绳触发。

基于以上分析，技术组对皮带线各转接塔溜槽和衬板进行了改造，降低了衬板上格子的高度，缓解粘煤作业时粘斗现象。同时，对BD线拉绳进行位置进行了变更，将拉绳设置在BD线皮带钢结构下发，防止落下的煤炭砸中拉绳。

2、翻堆线皮带撕裂信号改造。

撕裂信号故障是高频故障之一，且多数为误触发。翻堆线效能提升QC小组对现有皮带撕裂装置进行了改造，简化了撕裂检测装置的机构，并结合安装位置对撕裂开关的触发机构进行了特性设计。该技术改造提高了检测的精准度，也成功的申请到了专利。

3、翻堆线堵料信号改造。

堵料信号故障是影响翻堆线卸车效能的关键因素之一。技术组对堵料信号故障改造开展联合攻关活动。在借助创新工作室大量实验的基础上，技术员决定选用微波检测技术代替现有水银开关，成功的破解了这一难题。

（二）优化翻堆线生产流程

1、根据煤种特性合理选择生产流程。公司起步工程与续建工程皮带线设备由于设计的原因，存在较大差异。主要表现为，续建工程皮带带宽较起步工程大，带速较起步工程低，皮带运行更为稳定。续建工程这一特质，使其在接卸粘煤等特殊煤种时表现出更好的性能。受此影响，同样的煤种在不同的翻堆线作业效率不同。通过根据煤种来选择更高效的流程，达到充分利用设备性能的目的。

2、起步工程皮带线流程优化

由于设计与安装缺陷，起步工程中部分包含BH1-4与BH2-4的流程作业效能较低，续建工程中包含BH1的流程作业效能较低。对于BH1皮带，技术组对接料板实施了改造，改造后能适应各类煤种。对于BH2-4和BH1-4皮带线，技术组仅通过优化皮带流程控制就完美解决了重载启动困难的问题，实现零投入，高产出的目标。

（三）健全给料作业标准

给料作业标准的不健全，导致翻车机司机在设置和调整给料量时缺乏依据。给料量设置过大，容易导致堵料、皮带压停等故障导致作业中止，影响卸车作业的延续性;给料量设置过低，不能充分利用设备性能，导致作业效率低下。

翻车QC小组通过煤种写实，健全了各类煤种作业标准，并根据此煤种作业时容易发生的异常现象进行了提醒，效果显著。

（四）提升员工技能

1、提高员工操作技能

受员工操作技能影响，在同样条件下，各翻堆线作业效率产生较大的差异。尤其在特殊煤种的翻卸效率，差异尤为大。显然这是由于员工操作技能参差不齐引起的。我们采取了以下措施提高员工操作技能：

（1）定期统计并公布各班组、各翻堆线的作业效率，促使各班组、各翻堆线主管技术员自己寻找产生差距的原因。

（2）翻车QC和效能提升QC小组通过现场调研，帮助低效能班组寻找分析原因，同时将高效能班组先进的做法通过提炼后进行分享。

（3）部门建立对标平台，组织各班組不定期进行交流。

2、提高员工故障处理技能

故障处理速度也是影响作业效率的直接因素之一。为了帮助班组建立技术力量，提高员工故障处理能力，主要采用了以下两种措施：

（1）丰富员工技术培训模式

综合采用室内理论培训、现场实操、创新工作室提升等多种模式，适合不同技术层面的员工。同时，为了充分发挥技术组的技术优势，我们开展了“技术组+班组”、“技术员+员工”的“双+”活动，通过此活动将技术员和班组员工绑定在一起，并定期组织技术评比，激发员工学习技术的热情。

（2）建立常见故障处理思路和标准

在对故障信息进行整理、分析的基础上，组织建立了常见142种故障的处理思路和标准，给员工提供参考，同时也便于班组内部开展技术培训。

3、完善翻堆线卸车作业应急处置体系

针对翻堆线作业过程中发生的特殊事件，建立应急处置机制。截止到目前，已完成包括特殊煤种、死钩车皮、异型车皮、特殊天气等在内共计35项应急处置方案。

（五）完善故障管理和生产作业分析机制

1、完善故障管理机制

完善故障管理管理机制，以月为单位对设备设施故障进行整理、分析和总结，加强对重复故障和长时间故障的监控，通过召开故障分析会的模式，查找故障根源，分享故障处理经验。同时把故障统计结果与设备主管技术员月度评优挂钩，促使技术员做好设备设施的保养，降低故障发生概率。

2、完善生产作业分析机制

分别以班组和翻堆线作为分析标的，按月为单位，对生产作业情况进行分析，查找影响作业效率的因素，并提出针对性的解决措施。

四、应用推广价值及效益分析

（一）应用推广价值

生产大数据的应用、QC质量小组、员工技能培养模式的探索以及引进新技术对翻车和皮带传输环节效率的优化提升等，在同行业中都处于领先地位。把现代设备管理理念与互联网技术相结合，实现了设备管理的高效、低成本和全员参与。

1、基于大数据的统计与分析，能快速精准找到影响卸车效能的关键因素和隐性因素。

2、QC质量小组在提质增效、管理提升中的应用，提供一个发挥才能的平台。

3、设备故障分析、生产作业分析、应急处置等机制的建立，促进作业效率的提升。

4、新技术在翻车机拨车给料、皮带机拉绳、堵料、撕裂、跑偏中的应用，显著提高了作业效率。

（二）效益分析

精确设备管理使公司减少委外维修人员近50%，大大降低了维修劳务成本，维修人员利用率维持在60%的合理范围内。

基于大数据对设备故障、生产作业进行分析，建立应急处置机制，开展系列技术比拼和专项师带徒活动，提高现场技术人员技术水平和管理水平。

本项目基于大数据统计，通过QC兴趣小组、联合攻关等模式，寻找出影响翻堆线生产系统作业效能的因素，通过实施技术改造，加强内部管控等措施达到了提高作业效能的目的。