故障風險應對措施在關鍵設備中的應用

黨 偉，姚東鑫，霍經(jīng)雨，彭 超，張宇清，馬運頂

（中國重汽集團濟南橋箱有限公司，山東濟南 250104）

0 引言

在現(xiàn)行國際汽車質(zhì)量管理體系（IATF 16949）與舊版體系（ISO/TS 16949）的交叉重疊中，引出了關鍵設備風險分析這一概念。中國重汽集團公司指出：“集團范圍內(nèi)單一設備、不可替代，且維修難度大、修復周期長，該設備一旦發(fā)生故障停機，將直接導致整體停產(chǎn)?！边@也從一定層面上說明，實行關鍵設備風險應對措施勢在必行。制定應急預案來提高關鍵設備的生產(chǎn)能力及風險應對能力、加強預防性管理，防止出現(xiàn)突發(fā)故障造成停產(chǎn)從而影響產(chǎn)品發(fā)交。在應急預案制訂中，應當從設備、生產(chǎn)、工藝技術、質(zhì)量等方面綜合考慮，提出切實可行的應對措施。值得注意的是，應當貫徹預防性、預見性維護的思想理念，防患于未然，在設備出現(xiàn)故障前及時解決，保證設備正常運轉、生產(chǎn)如期進行、公司穩(wěn)步發(fā)展。對此，將從生產(chǎn)和設備兩方面重點介紹故障風險應對措施。

1 制定生產(chǎn)應急預案

為提高關鍵設備的風險應對能力，防止設備突發(fā)故障造成生產(chǎn)線停產(chǎn)，影響產(chǎn)品發(fā)交，制定關鍵設備生產(chǎn)應急預案。生產(chǎn)應急預案由3方面組成。

（1）建立一定量的產(chǎn)品儲備。日?？茖W組織、合理調(diào)度，做好大月及小月的均衡生產(chǎn)和儲備的消化與建立。單一且不可替代的設備，產(chǎn)品儲備量應滿足公司正常排產(chǎn)3 d的需求。

（2）外協(xié)加工能力。為避免長時間的設備故障問題導致大規(guī)模停產(chǎn)所帶來的損失，公司設備主管部門已開發(fā)外協(xié)廠家提供外協(xié)支持，且外協(xié)廠家產(chǎn)能能夠滿足生產(chǎn)需求。在設備停產(chǎn)3 d以上時，啟動外協(xié)生產(chǎn)，保證公司正常生產(chǎn)。

（3）可替代設備。在新規(guī)劃的生產(chǎn)線中，要求配置同類型設備2臺以上，如果一臺設備發(fā)生故障，另一臺設備可替代進行加工，保證生產(chǎn)需要。

2 關鍵設備的選定及應急協(xié)調(diào)小組的組建

2.1 關鍵設備的選定

關鍵設備的評選，需要充分考慮以下5個方面。

（1）生產(chǎn)方面：是否是工序的單一設備、故障頻繁經(jīng)常影響生產(chǎn)、負荷高并對均衡生產(chǎn)影響大的設備。

（2）質(zhì)量方面：是否是質(zhì)量關鍵工序無代用的設備。

（3）成本方面：是否是修理停機對產(chǎn)量產(chǎn)值影響大的設備。

（4）安全方面：是否是出現(xiàn)故障或損壞后嚴重影響人身安全的設備。

（5）維修方面：是否是備件供應困難和價格昂貴的設備。

綜合分析以上5個方面，制定關鍵設備選定評分表（圖1），當設備總評分數(shù)值Z≥168時，將其評選為關鍵設備。

圖1 關鍵設備選定評分表

2.2 組建關鍵設備應急協(xié)調(diào)小組

應急預案的實施由本公司設備、生產(chǎn)、工藝、技術、質(zhì)量等部門以及外來維修商參與，實施方案應當落實到責任部門和相關人員。應急協(xié)調(diào)小組應當由責任部門主管領導、其他部門人員協(xié)助，以便于工作的順利進行。

3 故障風險分析及應對措施

3.1 FMEA小組的組建

FMEA（潛在失效模式及后果分析）的開發(fā)由多方論證（跨職能）小組負責，小組成員具備必要的專業(yè)學科知識。以FMEA小組的方式實施FMEA動態(tài)開發(fā)過程，確保分析結果全面細致。設備FMEA小組的組長由經(jīng)驗豐富的技術主管擔任，小組由產(chǎn)品技術質(zhì)量工程師、設備工程師、采購員、現(xiàn)場維修人員、設備操作人員等組成。

3.2 設備功能結構拆分明細分析

關鍵設備選出后，F(xiàn)MEA小組需對設備機械、電氣圖紙、使用維護說明書等細化分析，為FMEA分析做好前期準備，根據(jù)要求填寫設備功能結構拆分明細表（圖2），該表包括設備設計性能、性能偏差值（上下限）、狀態(tài)控制標準等性能參數(shù)，用來衡量設備的性能標準。

3.3 FMEA分析過程

設備維修管理中，通過組成設備的各系統(tǒng)部件功能的分析和大量的過程數(shù)據(jù)，找出系統(tǒng)或部件潛在的故障模式，并涵蓋已經(jīng)發(fā)生的設備故障，分析每種故障模式對設備的影響，評價每種故障模式影響的嚴重程度，根據(jù)評價結果，制定相應管理措施和維修保養(yǎng)方式，從而盡可能地減少和消除故障，減少設備的非正常停運，提高設備的可靠性和維修性。FMEA分析如圖3所示。

通過FMEA分析結果，動態(tài)修訂已有的設備定期定量、自主保全、設備狀態(tài)監(jiān)測等基準，并對設備故障采取相關的維修應對措施，具體可分為4類：

（1）預防性維護：根據(jù)設備發(fā)生的各種故障制定相應的預防性維護計劃，從而對設備進行有計劃的維護（如定期定量、自主保全等方式），以減少和避免設備故障的發(fā)生，提高設備的完好率和利用率。

（2）預見性維護：依據(jù)設備運行數(shù)據(jù)和趨勢分析，對設備進行狀態(tài)監(jiān)測。運用定量診斷技術，通過預測可能的失效模式，以減少和避免維護性活動和防止設備故障的發(fā)生。

（3）改進維修：指對設備先天性缺陷或頻發(fā)故障，按照目前設備技術水平和發(fā)展趨勢進行，從根本上消除設備缺陷，以提高設備的技術性和可用率。

圖2 設備功能結構拆分明細表

（4）事后維修：對于事先無法預知的突發(fā)故障，不影響生產(chǎn)或者維修時間短的可以進行事后維修。

3.4 制定關鍵設備維修作業(yè)標準書

經(jīng)過分析討論及可行性分析，制定出設備可能發(fā)生故障時的維修作業(yè)標準書（圖4）。形成規(guī)范、標準作業(yè)模式的同時，確保維修作業(yè)的安全、及時以及到位。維修作業(yè)標準書包含5部分內(nèi)容：①實施作業(yè)名稱及作業(yè)類別；②發(fā)生故障原因；③維修方法（包含維修照片和維修步驟）；④作業(yè)條件（工具，更換配件，安全措施，配備人員，維修時間，預防措施）；⑤技術要點。

3.5 關鍵設備風險應對措施及維修

針對維修力量、設備備件、修復方案、維修周期等因素，判斷關鍵設備的潛在失效模式，找出失效要因，用合適的方法進行維修，運用自主保全、定期定量和預見性維護等方式對設備進行實時維護保養(yǎng)。關鍵設備風險應對措施及維修一覽表見圖5。

（1）重新整理關鍵設備備件采購清單。針對關鍵設備維修一覽表，統(tǒng)計關鍵設備備件采購清單。通過衡量備件周期、備件價值、備件使用壽命、停機對生產(chǎn)影響的嚴重程度等因素，合理的制定備件最小、最大儲備量和現(xiàn)有庫存量。

（2）列舉外修以及備件采購廠家信息。為了方便、可靠地對關鍵設備進行維修、維護、保養(yǎng)，列舉出維修能力強、備件質(zhì)量好、供貨周期短的供貨廠家信息。在設備發(fā)生故障時，能夠快速地找到廠家提供技術支持。

圖3 FMEA分析

圖4 關鍵設備維修作業(yè)標準書

（3）對關鍵設備進行定期的 CMK（臨界機器能力指數(shù)）檢測。CMK檢測也是一種重要的手段。在自行檢測取樣時，必須確保已排除了人員、環(huán)境、加工方法與材料的影響，且取樣數(shù)必須大于50。根據(jù)關鍵設備檢測情況，制定合理的檢測計劃。

檢測完成后，應對檢測結果進行進一步分析。對于1.33≤CMK＜1.67和CMK＜1.33的關鍵設備做出不同的處理措施，可以通過二次檢測及維修等方式來解決，以提高設備的風險應對能力，保證產(chǎn)品質(zhì)量和設備精度，同時要維持設備的正常運行。

（4）預見性維護。預見性維護是指對設備進行整體或者局部在運行過程中的物理現(xiàn)象進行隨機或定期檢測（包括點檢和檢查），目的是隨時掌握設備狀況和劣化規(guī)律，合理安排維修，防止問題的發(fā)生，確保設備正常運行。

預見性維護的手段很多，目前針對關鍵設備類型采取油質(zhì)檢測、精度檢測、主軸拉力檢測和壓力檢測等監(jiān)測手段。根據(jù)關鍵設備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，制定監(jiān)測周期計劃；對數(shù)據(jù)進行趨勢變化分析，根據(jù)劣化趨勢，做出更加合理的監(jiān)測周期計劃；預判故障發(fā)生時間，做出相對應的維修計劃。

4 設備突發(fā)故障處理流程

風險應對措施演練的目的是為了提高關鍵設備的生產(chǎn)保證能力，防止關鍵設備突發(fā)故障造成生產(chǎn)線停產(chǎn)影響發(fā)交，提高風險應對能力，加強預防性管理。

4.1 責任部門內(nèi)部組織搶修

（1）由設備應用技師（操作者）對故障進行排除。

（2）設備應用技師無法排除的故障應及時通知維修技師進行維修，如需技術支持可通知設備工程師配合維修。

4.2 主管部門組織搶修

如果內(nèi)部無法獨立解決時，執(zhí)行本公司《設備管理程序》中的規(guī)定：“設備發(fā)生故障停機或突發(fā)事故，嚴重影響生產(chǎn)進度而使用單位又無法獨立解決時，設備主管部門負責組織內(nèi)部搶修”。

4.3 應急響應程序過程

（1）當關鍵設備使用（或維護）過程中出現(xiàn)故障時，由設備操作人員或生產(chǎn)班長通知維修組長并報告現(xiàn)場分部長及設備管理員，說明故障發(fā)生的部位、狀況等信息。

（2）現(xiàn)場分部長、維修組長及設備管理員應立即趕到現(xiàn)場，初步了解故障發(fā)生的原因、性質(zhì)、范圍、嚴重程度，做好搶修準備工作。

圖5 關鍵設備風險應對措施及維修一覽表

圖6 風險應對措施演練記錄表

（3）現(xiàn)場分部無能力（無修理資質(zhì)）修理或無法在90 min內(nèi)排除故障時，應向加工部設備主管部門及設備管理室報告關鍵設備故障情況，由設備室主管和加工部部長等人員，共同制訂應急維修方案。

（4）關鍵設備在180 min內(nèi)無法排除故障時，現(xiàn)場分部長將關鍵設備故障、搶修信息報公司設備主管部門。

（5）如需委外維修時，設備主管部門立即聯(lián)系委外維修單位進行設備維修。

（6）設備故障搶修結束。設備管理員對維修結果確認無誤后，對搶修后的設備進行不少于1 h的試運行，由設備管理員和現(xiàn)場分部長確定搶修后的維修質(zhì)量和試機效果，并將試機情況向有關領導進行匯報，得到認可后，開始對搶修施工器具進行清點，將現(xiàn)場打掃干凈后撤離現(xiàn)場，操作工恢復正常生產(chǎn)。

（7）設備故障應急處理完成。值班人員負責對搶修后的設備進行連續(xù)8 h試運行，觀察運行情況，如無異常應急結束。

（8）故障排除恢復生產(chǎn)。關鍵設備通過搶修驗收后，設備使用部門組織恢復生產(chǎn)，如已將故障停機信息報公司制造部的，應再向其匯報關鍵設備修復完成信息。

風險應對措施演練記錄見圖6。

5 故障風險應對計劃

（1）關鍵設備故障風險應對措施計劃為每年進行一次評定工作，確保應對措施各項內(nèi)容與設備運行狀態(tài)、產(chǎn)品需求量和排產(chǎn)等情況具備可操作性，根據(jù)實際情況動態(tài)修改FMEA及預案內(nèi)容。

（2）若關鍵設備發(fā)生了預案中的故障，依照預案內(nèi)容進行解決，事后對預案的執(zhí)行情況進行評估，對不足的地方進行改進，確保應急預案真實可靠；若設備故障預案中未涉及，組織各部門人員進行討論，制定出合理方案并納入應急預案，對于同故障類型及相關可能發(fā)生的其他故障同樣要進行預案的編寫。

（3）加強關鍵設備的維護和保養(yǎng)工作，根據(jù)日常巡檢（設備維保和自主保全檢查）中的不足、現(xiàn)場操作者的完成情況以及設備運行的實際狀態(tài)不斷完善自主保全、定期定量、精度檢驗（關鍵設備精度檢測、關鍵設備精度性能檢測）、CMK檢測等工作，對于影響設備性能的備件進行強制更換，并根據(jù)產(chǎn)量的變化適量增加巡檢次數(shù)與預防性維護的力度，對于可能存在的隱患進行及時處理與預防，一旦發(fā)現(xiàn)異常，實施預防性維修。

（4）加強維修力量的培養(yǎng)工作。建立“設備培訓工作站”，普及維修知識；實行導師帶徒機制，傳承維修經(jīng)驗和技巧。

（5）對于部分進口備件，積極探索關鍵備件國產(chǎn)化替代方案，持續(xù)提升應急維修能力。

6 結語

關鍵設備故障風險應對措施是設備管理的重要環(huán)節(jié)。制定設備故障應急預案，對設備進行預防性維護，在故障發(fā)生前將其解決，保證設備在生產(chǎn)過程中的正常運行，避免因設備突然停機引起大規(guī)模停產(chǎn)而導致生產(chǎn)無法順利進行。