大型裝備制造業企業關鍵設備備件預警策略

宋思榮SONG Si-rong；郝晶晶HAO Jing-jing

（中航工業黎明沈陽航空發動機（集團）有限責任公司，沈陽 110043）

（AVIC Shenyang Liming Aero-Engine (Group) Corporation Ltd.，Shenyang 110043，China）

1 緒論

1.1 關鍵設備定義 涉及企業產品加工核心或瓶頸工藝（工序）的設備，絕大多數為進口設備。

1.2 關鍵設備備件預警策略的意義 一般情況下，機械設備的壽命周期中維修所需的備件費用約占整個維修費用的50%-60%，設備備件預警機制的實行預計可節省備件相關費用20%左右。

2 設備失效模式與后果分析（MFMEA）介紹

設備在日常運行過程中經常發生的故障是設備管理部門無法逃避的問題。任何系統的故障和造成這一故障的元素之間都存在著一定的因果關系，設備失效模式及其影響分析在設備日常管理過程中的應用，使得設備管理部門能夠對設備的運行風險進行預估，并提早采取應對措施，從而減少或消除設備故障發生時對生產線產生的影響，提高設備的可靠性。

通過對設備可能發生的失效模式進行預估，并針對失效模式評估其對整個系統產生的影響，通過對其進行的在嚴重度（S）、頻度（O）和不可探測度（D）三個維度上的評價，計算出RPN 值（風險優先度，RPN=S×O×D），進而確定需要采取的對應的維修策略。MFMEA 的有效開展，三個條件必不可少：一是要確定合適的評估維度，評估維度的確定，需要綜合評估企業對于產量損失的可承受度以及設備本身的功能和特性；二是需要有適合的評估表格，可以參考DFMEA 或PFMEA 的格式，并根據實際情況加以優化；三是MFMEA 是建立在完整的前期數據準備上，參與MFMEA 的人員必須是經驗豐富的專家或專家組，通過分析對應設備的歷史運行數據和故障記錄，可以全面開展對設備的失效模式分析。

3 應用MFMEA 方法對關鍵設備備件預警進行分析

3.1 基于工藝關鍵性的設備的MFMEA 分析

本文運用MFMEA 作為工具，以某關鍵典型進口設備為例，對該設備進行失效風險評估，并根據評估結果，對關鍵設備的備件狀態進行系統化的梳理，明確這些關鍵設備的備件需求，并作為判斷備件關鍵性的重要依據。

3.2 MFMEA 的開展

3.2.1 成立由專家組成的MFMEA 工作機構。

3.2.2 確定分析目標和范圍。根據設備關鍵性分類，采取先A 類、后B 類、再C 類的次序對設備進行失效模式分析。

3.2.3 分析并建立設備失效模式。設備失效模式一般應從規定條件下不能完成既定的功能或在規定條件下產品質量特性參數未達到要求等方面來考慮。

3.2.4 MFMEA 評估的維度定義。①嚴重度S 是評估可能的失效模式對于設備的影響，10 為最嚴重，1 為沒有影響。其數值的確定，需要綜合考慮設備因素、生產對于產量損失的承受度及質量因素等；②頻度O 是特定的失效原因和機理多長時間發生一次以及發生的幾率，如果為10，則表示幾乎肯定要發生，如果為1，則表示基本不發生；③探測度D 評估是評估設備故障檢測失效模式的幾率，如果為10 表示不能檢測，如果為1 則表示可以被有效的探測到。RPN 風險值最壞的情況是1000，最好的情況是1。根據RPN 值的高低確定項目，推薦出對應的方案以及計劃完成日期，這些推薦方案的最終目的是降低一個或多個失效風險等級。

3.2.5 失效影響的系統分析。通過對失效模式的影響因素的定量分析，找到導致失效的原因，并對此采取相應措施和方法來避免這些失效的再次發生，或降低失效對結果影響、降低失效發生的頻度、提升可探測度。如TPM/PM優化、設備改造、備件策略優化等。

3.2.6 持續改進。MFMEA 開展要遵循PDCA 過程，不斷降低設備RPN 風險值，直到其風險評估降至可接受范圍內或不可能減少為止。

3.3 結合MFMEA 結果對關鍵設備備件狀態進行評估

表2 某電子束焊機MFMEA 并實施改善對策前后效果對照表

從表1 中的RPN 風險值的變化可以清楚看到，當經過一輪MFMEA 評估，并及時完成相關維修任務后，設備失效風險得到了有效的控制，設備可靠性獲得了較大的提升。

從表2 中可看到，針對潛在失效起因，通過持續改進采取相應改善措施后，需要儲備的關鍵備件種類下降了三分之一，既保證了設備可靠運行，又減少了大量的資金占用。

[1]梁建宏.故障模式及影響分析(FMEA)在設備維修管理中的應用[J].石油化工安全技術,2006,22(6):42-44.

[2]鄧家青,蔡國章.談新形勢下備件管理優化戰略[J].設備管理與維修，2010(11):4-5.

[3]姚遠.維修備件需求預測系統的設計及實現[D].上海交通大學，2008:10-12.