煤化工企業(yè)動設(shè)備KPI指標(biāo)信息化計(jì)算邏輯及案例探析

摘 要：文章根據(jù)中安聯(lián)合煤化工有限責(zé)任公司動設(shè)備KPI指標(biāo)信息化建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，簡述大機(jī)組故障率、MTBF、MTBR、備件平均壽命KPI指標(biāo)信息化計(jì)算邏輯及案例，為煤化工企業(yè)及其他煉化企業(yè)動設(shè)備KPI指標(biāo)信息化管理提供技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：煤化工企業(yè);動設(shè)備專業(yè)KPI指標(biāo);信息化管理

一、 動設(shè)備KPI指標(biāo)信息化管理現(xiàn)狀

中國石化煉化企業(yè)動設(shè)備專業(yè)KPI指標(biāo)主要有大機(jī)組故障率、故障維修率、千臺機(jī)泵密封消耗量、機(jī)械密封平均壽命、軸承平均壽命、機(jī)泵平均無故障間隔時(shí)間、年度機(jī)泵重復(fù)檢修臺次等十四項(xiàng)。隨著信息化技術(shù)的應(yīng)用，大量動設(shè)備專業(yè)KPI指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了信息化管理，有力提高了企業(yè)設(shè)備專業(yè)管理水平，但是對于機(jī)組故障率、機(jī)組維修率、備件壽命、MTBF、MTBR等動設(shè)備專業(yè)KPI指標(biāo)，在煤化工企業(yè)設(shè)備信息化中涉及較少或缺乏。中安聯(lián)合煤化有限責(zé)任公司在設(shè)備信息化系統(tǒng)建設(shè)中，與石化盈科信息技術(shù)有限責(zé)任公司共同開發(fā)了機(jī)組故障率、機(jī)泵維修率、備件壽命等動設(shè)備KPI指標(biāo)信息化統(tǒng)計(jì)功能，填補(bǔ)了動設(shè)備專業(yè)KPI指標(biāo)信息化管理的空白。

二、 動設(shè)備KPI指標(biāo)信息化案例

（一）機(jī)組故障率

機(jī)組故障率是指機(jī)組因事故（故障）停機(jī)維修時(shí)間與機(jī)組計(jì)劃投用時(shí)間的百分比，是考核機(jī)組技術(shù)狀態(tài)、故障強(qiáng)度、維修質(zhì)量和效率一個(gè)重要指標(biāo)。

其計(jì)算公式為：

機(jī)組故障率=（∑機(jī)組故障維修時(shí)間/∑機(jī)組計(jì)劃投用時(shí)間）×100%

式中，機(jī)組故障維修時(shí)間是指機(jī)組因本身機(jī)械原因出現(xiàn)異常，必須停機(jī)維修的時(shí)間?？梢约刹樵儠r(shí)間段內(nèi)M2通知單（完成狀態(tài)）中的故障維修時(shí)間，即機(jī)組的故障維修時(shí)間=∑單臺機(jī)組通知單（停機(jī)結(jié)束時(shí)間-停機(jī)開始時(shí)間）。機(jī)組計(jì)劃投用時(shí)間要扣除機(jī)組計(jì)劃停工檢修時(shí)間，即機(jī)組計(jì)劃投用時(shí)間=∑[日歷時(shí)間-（裝置計(jì)劃開工時(shí)間-裝置計(jì)劃停工時(shí)間）]。

機(jī)組故障率可以按照年度統(tǒng)計(jì)，也可以按照月度統(tǒng)計(jì)。當(dāng)機(jī)組故障率按照年度統(tǒng)計(jì)時(shí)，如果裝置開停工時(shí)間跨年，則機(jī)組計(jì)劃投用時(shí)間=∑[日歷時(shí)間-（查詢年底日期-裝置計(jì)劃停工時(shí)間）]。當(dāng)機(jī)組故障率按照月度統(tǒng)計(jì)時(shí)，建議機(jī)組計(jì)劃投用時(shí)間=∑（全年日歷時(shí)間-裝置開停工時(shí)間），全年各月機(jī)組計(jì)劃投用時(shí)間取數(shù)相同，但是各月機(jī)組故障維修時(shí)間=上月累計(jì)停機(jī)時(shí)間+本月停機(jī)時(shí)間，這樣才能在展開年度機(jī)組故障率時(shí)，顯示月度機(jī)組故障率增長情況，保證12月份機(jī)組故障率統(tǒng)計(jì)值即為該機(jī)組全年機(jī)組故障率。

案例：某公司在2018年有三臺機(jī)組各發(fā)生兩次停機(jī)故障，機(jī)組1、機(jī)組2年計(jì)劃投用時(shí)間為8760小時(shí)，機(jī)組3由于2018年計(jì)劃停工16天，計(jì)劃投用時(shí)間為8376小時(shí)。2018年各機(jī)組故障率和2018年公司機(jī)組故障率計(jì)算如下表1：

（二）機(jī)泵維修率

機(jī)泵維修率是指機(jī)泵故障維修次數(shù)與運(yùn)行機(jī)泵總臺數(shù)的百分比，旨在提高機(jī)泵的維修質(zhì)量與運(yùn)行可靠性。在機(jī)泵維修率信息化計(jì)算時(shí)，建議機(jī)泵維修率計(jì)算范圍不包含大機(jī)組。

其計(jì)算公式為：

機(jī)泵維修率=（機(jī)泵故障維修次數(shù)/運(yùn)行機(jī)泵總臺數(shù)）×100%

式中，機(jī)泵故障維修次數(shù)是指機(jī)泵因本身機(jī)械原因出現(xiàn)異常，必須停運(yùn)維修的次數(shù)?？梢匀〔樵兙S度下M2通知單（完成狀態(tài)）的個(gè)數(shù)，集成通知單中的故障結(jié)束時(shí)間。運(yùn)行機(jī)泵總臺數(shù)集成設(shè)備主數(shù)據(jù)中0701大類下的設(shè)備（投用狀態(tài)）總臺數(shù)。

案例：某公司在運(yùn)機(jī)泵300臺，圖1為該公司于2018.01.03至2018.02.15時(shí)間段內(nèi)機(jī)泵故障維修次數(shù)示意圖：

圖1中1-1、2-2、3-3、4-4分別代表每一個(gè)通知單的建立和完成時(shí)間段。

機(jī)泵維修率計(jì)算如下：

在2018.01.03至2018.02.15時(shí)間段內(nèi)，共有4張完成狀態(tài)的M2通知單，故障維修次數(shù)計(jì)為4次，機(jī)泵維修率=4/300×100%=1.33%

（三）機(jī)泵返修率

機(jī)泵返修率為機(jī)泵返修次數(shù)與修理機(jī)泵總臺數(shù)的百分比，是考核機(jī)泵維修質(zhì)量指標(biāo)。

其計(jì)算公式為：

機(jī)泵返修率=（機(jī)泵返修次數(shù)/修理機(jī)泵總臺數(shù)）×100%

對于煤化工企業(yè)，建議機(jī)泵返修定義為機(jī)泵故障修復(fù)后，經(jīng)試運(yùn)合格投入生產(chǎn)運(yùn)行一周時(shí)間內(nèi)再次發(fā)生需停運(yùn)維修的故障維修，并計(jì)為一次返修。

機(jī)泵返修次數(shù)集成M2通知單信息，其判斷邏輯為：該機(jī)泵在最近一次M2通知單停機(jī)結(jié)束后7天之內(nèi)再次創(chuàng)建的M2通知單次數(shù)。修理機(jī)泵總臺數(shù)為查詢時(shí)間段內(nèi)所建立過M2通知單的設(shè)備個(gè)數(shù)，而非M2通知單的個(gè)數(shù)。如某裝置機(jī)泵P101A、P103B、P106B在20019年建立過的故障通知單個(gè)數(shù)分別為3個(gè)、2個(gè)、1個(gè)，修理的機(jī)泵總臺數(shù)計(jì)為3個(gè)。

案例：某運(yùn)行部2018年共計(jì)14臺機(jī)泵發(fā)生故障維修，5次機(jī)泵故障返修，該公司2018年月度機(jī)泵返修率展示見表2、圖2：

（四）MTBF、MTBR

平均故障間隔時(shí)間（MTBF）是指設(shè)備相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間（單位：小時(shí)），旨在通過指標(biāo)測算，衡量設(shè)備的可靠性。

其計(jì)算公式為：

MTBF=設(shè)備總運(yùn)行時(shí)間/設(shè)備某期間段內(nèi)總故障次數(shù)

式中，設(shè)備總運(yùn)行時(shí)間為單臺設(shè)備運(yùn)行時(shí)間之和。對于煤化工企業(yè)，建議單臺設(shè)備為中國石化設(shè)備分類中設(shè)備類別為07*（通用機(jī)械類，排除070109噴射泵）、09*（動力設(shè)備類，排除0901、0999）、27*（煉油化工機(jī)械類，排除270102、270103、270114、270122～270126），并且設(shè)備ABC標(biāo)識為A或B的動設(shè)備。

單臺設(shè)備運(yùn)行時(shí)間=日歷時(shí)間-∑M2通知單（故障停機(jī)結(jié)束時(shí)間-故障停機(jī)開始時(shí)間）

日歷時(shí)間=查詢時(shí)間-設(shè)備投用開始時(shí)間

設(shè)備投用開始時(shí)間為集成設(shè)備主數(shù)據(jù)中的設(shè)備投用日期。故障停機(jī)結(jié)束時(shí)間和故障停機(jī)開始時(shí)間集成M2通知單（完成狀態(tài)）信息，并且勾選“已停機(jī)”。設(shè)備某期間段內(nèi)總故障次數(shù)集成所查詢時(shí)間段內(nèi)符合條件的M2通知單個(gè)數(shù)。

案例：甲醇部某設(shè)備投用日期為2018年1月1日，2018年至2019年共發(fā)生三次故障停機(jī)，按照每半年一次統(tǒng)計(jì)，該設(shè)備的MTBF計(jì)算及信息化指標(biāo)展示圖見表3。

平均修理間隔時(shí)間MTBR是指設(shè)備平均故障修理間隔時(shí)間，旨在通過指標(biāo)測算，衡量設(shè)備故障維修的績效。MTBR數(shù)值越小，證明設(shè)備易恢復(fù)性越好。

其計(jì)算公式為：

MTBR=設(shè)備故障總維修時(shí)間/設(shè)備某期間的總故障次數(shù)

MTBR的信息化設(shè)計(jì)可以采用MTBF思路，不再贅述。

（五）備件壽命

對于煤化工企業(yè)，對于機(jī)泵軸承、機(jī)封和往復(fù)壓縮機(jī)氣閥、填料、活塞環(huán)等易損備件，需要統(tǒng)計(jì)一個(gè)時(shí)間段內(nèi)因各種原因更換的數(shù)量、次數(shù)和平均壽命，以判斷易損備件檢修更換的合理性及經(jīng)濟(jì)性。

其計(jì)算方法為：

備件壽命=∑備件的運(yùn)行壽命/∑更換次數(shù)

1. 數(shù)據(jù)集成和維護(hù)

首先要建立動設(shè)備各部位易損備件主數(shù)據(jù)，包括設(shè)備號、主要部位代碼、主要部位描述、主要部位所對應(yīng)的易損件及初始時(shí)間（即設(shè)備主數(shù)據(jù)中的開始日期）。其次在通知單“增強(qiáng)”頁面建立易損備件信息維護(hù)功能，并與易損備件主數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)工單下達(dá)后，若工單組件中有易損備件需求信息，則自動集成到相關(guān)通知單中。當(dāng)易損備件更換后，由設(shè)備管理人員在通知單“增強(qiáng)”頁面維護(hù)易損備件更換信息，系統(tǒng)自動統(tǒng)計(jì)備件壽命。

2. 計(jì)算邏輯

備件的運(yùn)行壽命=∑[（第一次故障通知單停機(jī)開始時(shí)間-設(shè)備投用日期）+（第二次故障通知單停機(jī)開始時(shí)間-第一次故障通知單停機(jī)結(jié)束時(shí)間）+……+（第N次故障通知單停機(jī)開始時(shí)間-第N-1次故障通知單停機(jī)結(jié)束時(shí)間）]

備件更換次數(shù)=查詢時(shí)間段內(nèi)M2通知單（完成狀態(tài)）個(gè)數(shù)

案例：某設(shè)備投用時(shí)間為2018.01.1，所安裝的深溝球軸承＼NSK＼6318C3自2018.01.01至2019.05.31共更換2次，創(chuàng)建兩張M2故障通知單（見表4），該備件自2018.01.01至2019.05.31的平均壽命計(jì)算見表5：

作者簡介：

李永良，金陵石油化工有限責(zé)任公司。