輸配工藝設(shè)備全生命周期管理體系的分析研究

付國(guó)強(qiáng)

（新疆燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司天然氣輸配分公司，新疆 烏魯木齊 830013）

工藝設(shè)備在燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中占據(jù)非常重要的地位，是保證輸配體系安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要部分。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，燃?xì)馄髽I(yè)生產(chǎn)運(yùn)行所使用的主、輔設(shè)備也逐步向大型化、集成化、精密化和智能化的方向發(fā)展。設(shè)備在企業(yè)的固定資產(chǎn)投入中占比達(dá)到60%～70% 以上，大中型設(shè)備成套系統(tǒng)中往往包涵了機(jī)械、電氣、自控、熱工等多種專業(yè)技術(shù)，設(shè)備的運(yùn)行操作、維護(hù)與管理的要求日益提高。

工藝設(shè)備的可靠性、利用率，設(shè)備的安全與能效管理，都決定著燃?xì)馄髽I(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中能否保障安全生產(chǎn)、提升生產(chǎn)效率、保證運(yùn)行質(zhì)量、降低經(jīng)營(yíng)成本，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的盈利與可持續(xù)發(fā)展。設(shè)備管理工作的開(kāi)展需要具備有完整的知識(shí)體系、專業(yè)技能和數(shù)據(jù)信息的綜合處理能力。設(shè)備全生命周期管理是從設(shè)備的選型采購(gòu)、運(yùn)行維護(hù)到技改報(bào)廢的全生命周期，進(jìn)行設(shè)備不同階段的全過(guò)程管理；對(duì)設(shè)備全生命周期內(nèi)的整體費(fèi)用、運(yùn)行管理、安全效能等方面進(jìn)行全面管控，以企業(yè)總體效益為出發(fā)點(diǎn)運(yùn)用先進(jìn)地管理方法與技術(shù)手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備全面、系統(tǒng)和科學(xué)的管理。目前，我公司輸配場(chǎng)站工藝設(shè)備在設(shè)備管理體系方面以及管理技術(shù)手段方面還存在一些短板，需要進(jìn)一步引入先進(jìn)的管理理念，建立現(xiàn)代化的設(shè)備管理體系來(lái)完善。

1 工藝設(shè)備生命周期管理的框架

設(shè)備全生命周期管理是從設(shè)備的選型采購(gòu)、運(yùn)行維護(hù)到技改報(bào)廢的全生命周期，進(jìn)行設(shè)備不同階段的全過(guò)程管理；對(duì)設(shè)備全生命周期內(nèi)的整體費(fèi)用、運(yùn)行管理、安全能效等方面進(jìn)行全面控制，以企業(yè)總體效益為出發(fā)點(diǎn)運(yùn)用先進(jìn)地管理方法與技術(shù)手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備全面、系統(tǒng)和科學(xué)的管理。主要適用于生產(chǎn)領(lǐng)域中設(shè)備使用年限長(zhǎng)、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、能源消耗費(fèi)用大的大中型設(shè)備。根據(jù)設(shè)備采購(gòu)、使用和管理的不同側(cè)重點(diǎn)可分為前期投入（前期管理）、運(yùn)行維護(hù)（中期管理）、技改報(bào)廢（后期管理）三個(gè)階段。前期管理主要是設(shè)計(jì)制造安裝，中期管理主要是使用維修，后期管理主要是資產(chǎn)報(bào)廢。設(shè)備全生命周期管理框架如圖1。

圖1 設(shè)備全生命周期管理的框架圖

2 輸配工藝設(shè)備管理現(xiàn)狀分析

2.1 歷年事后維修（故障維修）情況分析

目前，輸配工藝設(shè)備主要以事后維修、計(jì)劃性維修的檢修管理體制為主。以2015～2017年設(shè)備維修情況（事后維修）為例進(jìn)行說(shuō)明目前設(shè)備故障維修的特點(diǎn)。將2015～2017年各工藝設(shè)備故障維修量統(tǒng)計(jì)如表1。

從表1可知，2015～2017年各工藝設(shè)備故障維修數(shù)量呈下降趨勢(shì)，2016年故障總量較2015年相比減少了 26.04% ，2017 年較 2016 年相比減少了 26.59%。

2015年全年各月度維修趨勢(shì)圖（圖2）來(lái)看，全年工藝設(shè)備故障維修呈現(xiàn)波浪形式。其中調(diào)壓設(shè)備故障維修量最高， 在11月達(dá)到最大值；計(jì)量?jī)x表故障次之，基本上貫穿全年各月，過(guò)濾設(shè)備、加臭設(shè)備、控制閥門(mén)、供熱采暖設(shè)備、供電設(shè)施的故障量處在高位。

表1 2015～2017年各工藝設(shè)備故障維修量統(tǒng)計(jì)表 起

圖2 2015年故障維修趨勢(shì)圖

2016年全年設(shè)備故障維修呈兩頭高中間低。對(duì)比各月度可知1～3月處在冬供期間故障維修率較高，自上一期冬供結(jié)束后，設(shè)備故障維修量逐漸減少。到本采暖季10月起，故障量呈逐漸上升趨勢(shì)。從設(shè)備類型對(duì)比來(lái)看調(diào)壓設(shè)備故障維修數(shù)量最多，在1月、11月達(dá)到故障高峰，控制閥門(mén)和采暖設(shè)備次之，其它類別設(shè)備故障維修量均較低。故障維修趨勢(shì)基本接近可靠性維修理論的故障規(guī)律（圖3）。

圖3 2016年故障維修趨勢(shì)圖

2017年全年設(shè)備故障維修趨勢(shì)呈現(xiàn)階梯狀（圖4）。在1月至7月期間，各工藝設(shè)備故障量均較低，處在低發(fā)階段。8月至12月期間，故障量逐漸上升，特別是閥門(mén)設(shè)備在11月達(dá)到峰值。其次是調(diào)壓設(shè)備、過(guò)濾設(shè)備受工況（溫度、壓力），氣體流速、氣體雜質(zhì)、設(shè)備自身性能等綜合影響，故障量漸增。SCADA站控系統(tǒng)的故障量也處在高位，供電設(shè)施的故障也逐漸增加，而儀表設(shè)施的故障量減少。

綜上所述，通過(guò)對(duì)近3年各工藝設(shè)備故障維修量的統(tǒng)計(jì)分析，我們可以從中得到設(shè)備故障發(fā)生的一些規(guī)律：各工藝設(shè)備在投入運(yùn)行的初期故障量較低，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，受工況參數(shù)、氣體雜質(zhì)、設(shè)備自身性能的綜合影響，在供氣負(fù)荷高峰階段10～12月期間，發(fā)生故障的概率較大。特別是調(diào)壓設(shè)備、過(guò)濾設(shè)備、控制閥門(mén)、供電設(shè)施、SCADA站控系統(tǒng)、供熱采暖設(shè)施故障維修量處在高位。因此針對(duì)這些不同功能的設(shè)備除了常規(guī)的維護(hù)保養(yǎng)外，還應(yīng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分析探索故障發(fā)生的周期規(guī)律及制定相應(yīng)的管控措施來(lái)確保設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。

圖4 2017年故障維修趨勢(shì)圖

2.2 歷年計(jì)劃性維修情況分析

目前，為了提高工藝設(shè)施的完整性和可靠性，對(duì)于在日常生產(chǎn)運(yùn)行中存在潛在安全隱患的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造，生產(chǎn)過(guò)程缺少的儀器設(shè)備進(jìn)行購(gòu)置補(bǔ)充，各類儀表器具及部分設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)檢定，確保設(shè)備參數(shù)精準(zhǔn)，運(yùn)行工況穩(wěn)定。因此將2014～2018年的設(shè)備計(jì)劃性維修的各項(xiàng)費(fèi)用列表說(shuō)明（表2）。目前設(shè)備技改項(xiàng)目費(fèi)用呈逐漸增加趨勢(shì)，設(shè)備維修（檢驗(yàn)、校準(zhǔn)、檢定、項(xiàng)修）等費(fèi)用呈逐漸增加趨勢(shì)，設(shè)備購(gòu)置項(xiàng)目費(fèi)用隨購(gòu)置設(shè)備的種類不同費(fèi)用波動(dòng)較大。

表2 2014～2017年設(shè)備維修改造費(fèi)用

3 設(shè)備全生命周期管理體系的建設(shè)思路

設(shè)備全生命周期（LCEM）管理體系主要從成本管理（LCC）、能效管理（EM）和安全管理（SM）三個(gè)管理方面形成對(duì)設(shè)備全過(guò)程管理。成本管理（全生命周期成本，簡(jiǎn)稱LCC），也被稱為全壽命周期費(fèi)用，它是指產(chǎn)品在有效使用期間所發(fā)生的與該產(chǎn)品有關(guān)的所有成本，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本、制造成本、采購(gòu)成本、使用成本、維修保養(yǎng)成本、廢棄處置成本等。通過(guò)幫助客戶優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理安裝調(diào)試、降低運(yùn)維費(fèi)用，減少整體投入。設(shè)備成本管理主要包含五個(gè)方面內(nèi)容：①投入成本。②運(yùn)行成本。③維護(hù)成本。④故障成本。⑤廢棄成本。設(shè)備能效管理（EM），主要通過(guò)優(yōu)化設(shè)備管理和技術(shù)改進(jìn)等措施，提高設(shè)備利用效率、降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的制造成本降低、盈利能力的提高。設(shè)備安全管理，主要目的在于保證設(shè)備安全運(yùn)行、SOP作業(yè)安全、現(xiàn)場(chǎng)管理安全等方面，建立起線上與線下并行的監(jiān)控管理機(jī)制，進(jìn)行設(shè)備故障預(yù)警管理。設(shè)備全生命管理過(guò)程中不僅要考慮到設(shè)備采購(gòu)、運(yùn)行、維修等階段的費(fèi)用合理優(yōu)化；同時(shí)在保證設(shè)備的日常運(yùn)行、保養(yǎng)和點(diǎn)檢的基本工作要求下，針對(duì)設(shè)備使用過(guò)程中的可靠性、安全性與利用率等方面進(jìn)行重要管理；通過(guò)提高設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行，幫助企業(yè)減少設(shè)備的計(jì)劃停機(jī)、故障停機(jī)、產(chǎn)品缺陷返廠維修、材料配件的浪費(fèi)、能源損失等各方面成本。隨著科技技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)備在智能自控、環(huán)保節(jié)能等方面的新技術(shù)、新裝置的發(fā)展也是日新月異，所以在設(shè)備生命周期過(guò)程中的通過(guò)新技術(shù)、新裝置、新工藝的引進(jìn)，能夠合理的優(yōu)化設(shè)備利用效率、延長(zhǎng)設(shè)備使用年限以及降低設(shè)備的能源消耗。

3.1 投入期的管理思路

設(shè)備的前期管理可稱為是投入期，中期管理可稱為是產(chǎn)出期，設(shè)備的后期管理可稱為是衰退期。投入期主要包括設(shè)備的需求制定、選型采購(gòu)、商務(wù)招標(biāo)、合同簽訂、安裝調(diào)試、驗(yàn)收移交的過(guò)程。投入期的設(shè)備管理的基本思路是：根據(jù)工藝設(shè)計(jì)科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)符合工藝條件的設(shè)備并進(jìn)行招標(biāo)采購(gòu)，完成設(shè)備運(yùn)輸安裝調(diào)試驗(yàn)收；建立設(shè)備資產(chǎn)檔案及設(shè)備臺(tái)賬；完成設(shè)備的操作培訓(xùn)，建立備品備件庫(kù)。投入期設(shè)備管理的框架圖如圖5。

圖5 投入期設(shè)備管理框架圖

投入期設(shè)備管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：①設(shè)計(jì)選型環(huán)節(jié)：要從設(shè)備的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品性能、可靠性、維修性、材料消耗、安全環(huán)保等因素綜合考慮，確保設(shè)計(jì)選型的精準(zhǔn)。②設(shè)備安裝環(huán)節(jié)：要從設(shè)備的技術(shù)資料的準(zhǔn)備、機(jī)具材料的準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)條件、基礎(chǔ)驗(yàn)收、設(shè)備的清點(diǎn)核對(duì)、安裝校正、調(diào)試運(yùn)行等方面全面管控，確保設(shè)備的安裝質(zhì)量達(dá)到技術(shù)要求。③驗(yàn)收交接環(huán)節(jié)：要從生產(chǎn)監(jiān)造、裝箱檢驗(yàn)、到貨驗(yàn)收、入庫(kù)驗(yàn)收、精度驗(yàn)收、空載、負(fù)載試運(yùn)，安裝驗(yàn)收等方面進(jìn)行管控，才能確保設(shè)備在施工階段的進(jìn)度質(zhì)量及技術(shù)效能。

3.2 產(chǎn)出期的管理思路

產(chǎn)出期主要是通過(guò)設(shè)備交接后投入正式運(yùn)行后的管理，完成設(shè)備的維護(hù)和故障維修處置。產(chǎn)出期的設(shè)備管理思路是：在此階段要做好設(shè)備的運(yùn)行管理，日常維護(hù)及故障維修，確保設(shè)備的運(yùn)行工況穩(wěn)定可靠，設(shè)備的技術(shù)性能精準(zhǔn)優(yōu)良，通過(guò)做好日常運(yùn)行巡檢，實(shí)現(xiàn)設(shè)備零事故、零故障、零災(zāi)害的目標(biāo)。產(chǎn)出期設(shè)備管理框架圖如圖6。

圖6 產(chǎn)出期設(shè)備管理框架圖

產(chǎn)出期設(shè)備管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：①運(yùn)行管理環(huán)節(jié)：要做好資產(chǎn)交接、建立設(shè)備臺(tái)賬、知識(shí)庫(kù)的建立的投運(yùn)前期準(zhǔn)備，制定作業(yè)流程，做好運(yùn)行記錄。 ②維護(hù)環(huán)節(jié)：要制定維保計(jì)劃，做好設(shè)備的周期維保。③維修環(huán)節(jié)：做好缺陷故障的處置及工單管理，完成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，做好備品備件的管理。④維修決策：通過(guò)維修方法的優(yōu)化，提高設(shè)備的能效管理、安全管理，對(duì)管理體系進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)。

衰退期主要是由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，需要進(jìn)行設(shè)備更新或是技術(shù)改造，并對(duì)淘汰設(shè)備進(jìn)行報(bào)廢處置的過(guò)程。衰退期的管理思路是：對(duì)于閑置的設(shè)備進(jìn)行封存管理，對(duì)于不能滿足工藝要求的，為了提高設(shè)備能效進(jìn)行設(shè)備更新或技術(shù)改造，達(dá)到工藝設(shè)備的優(yōu)化。對(duì)于故障率居高不下的，失去維修價(jià)值的設(shè)備或已達(dá)到壽命周期的設(shè)備進(jìn)行報(bào)廢處置，從而提高設(shè)備資產(chǎn)的高效利用，提高企業(yè)的綜合收益。衰退期設(shè)備管理框架圖如圖7。

圖7 衰退期設(shè)備管理框架圖

衰退期設(shè)備管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：①設(shè)備更新：對(duì)于無(wú)法修復(fù)卻又不能期待設(shè)備功能的設(shè)備進(jìn)行更新。②技術(shù)改造：通過(guò)技術(shù)改造提高設(shè)備的性能，優(yōu)化設(shè)備的參數(shù)，從而提高運(yùn)行工況的穩(wěn)定性。③設(shè)備封存：對(duì)于尚處于停運(yùn)的閑置設(shè)備進(jìn)行封存，確保設(shè)備的完好率。④設(shè)備報(bào)廢：對(duì)于淘汰的設(shè)備、失去維修價(jià)值的設(shè)備進(jìn)行集中報(bào)廢，消除設(shè)備的資源浪費(fèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

基于對(duì)設(shè)備全生命周期管理體系的研究探討，通過(guò)對(duì)輸配工藝設(shè)備歷年維修情況的分析對(duì)比，提出建立設(shè)備管理體系的建設(shè)思路框架，對(duì)各階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的側(cè)重點(diǎn)分別進(jìn)行闡述。結(jié)合輸配工藝設(shè)備管理現(xiàn)狀，給出的建議如下。

（1）輸配工藝設(shè)備的管理方式目前是以事后維修與計(jì)劃性維修相結(jié)合的管理模式，為了提高設(shè)備的效能，應(yīng)逐步引入全面設(shè)備管理理念的管理體制。

（2）進(jìn)一步建立預(yù)防性維修與狀態(tài)檢修相結(jié)合的管理模式，依托自動(dòng)化技術(shù)做好設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析。

（3）根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的工況參數(shù)（溫度、壓力、流量）等參數(shù)的變化提前進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)警，防止發(fā)生故障。

（4）設(shè)備計(jì)劃性維修費(fèi)用在逐年增加，設(shè)備更新和技術(shù)改造費(fèi)用也在逐年增加。因此要想降低維修費(fèi)用就需要加強(qiáng)預(yù)防維修管理，并進(jìn)一步在日常運(yùn)行過(guò)程中提高點(diǎn)檢量化指標(biāo)，并對(duì)設(shè)備的可靠性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的綜合效能最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵澤波，陳慶，孟慶合.機(jī)電設(shè)備管理技術(shù)[M] .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]郝俊波，淺談設(shè)備的全生命周期管理[J]. 煤炭工程 .2008(12):109-110.