基于SRCM的維修策略決策與優化

王東升李 江張 雷

（1.中海油能源發展油建機械設備技術服務中心 天津 2.中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津）

一、引言

自20世紀60年代以來，許多企業均采用以可靠性為中心（RCM）或類似的過程或方法開展維修策略決策與優化（MSR）項目，其中一些企業取得了巨大的成功，而另外一些則沒有得到想要的效果。影響MSR項目成功的因素很多，重點關注MSR項目分析結果的實施，并由此建立維修策略的持續改進流程作為完整MSR項目的一部分。企業相關人員對MSR項目分析過程和結果的認同也是項目成功的關鍵因素之一，但是，如果沒有管理層的認同和推動，MSR項目最終會失敗，因為MSR項目成功的關鍵在于MSR項目分析結果的實施、反饋、測量和持續改進。

基于 RCM（SRCM）方法的MSR項目實施過程，MSR項目分析結果的實施和如何建立維修策略持續改進的流程。SRCM過程或方法已在全球各個行業相關項目中廣泛應用并取得了巨大的成功，但和其他維修策略決策與優化的過程或方法（包括傳統的RCM）一樣，需要輸出維修策略的定量結果，僅靠一次分析的結果并不能保證完全是最優的。主要原因在于大多數企業缺乏足夠有效的數據，支持維修任務的頻率計算、識別設備的故障機理和成本影響等，這也是為什么建立維修策略的持續改進流程與決策分析本身同等重要，應作為完整MSR項目的一部分。

二、定義MSR項目目標

在MSR項目開始之前，理解和定義項目目標和關鍵績效指標（KPI）是項目成功的關鍵，如果沒有切實可行的目標，也許項目從技術角度上是合理的，但最終仍會失敗，因為從一開始對項目目標就不了解，則項目范圍和努力的方向就更不會明確。例如一家新工廠，MSR項目的主要目標為建立優化預防性維修（PM）流程方法（基于供應商預先提供的PM），則主要關注范圍應為工廠的所有系統或設備。如果項目的主要目標是通過設備維修維護的優化來提高生產設備的可靠性和可用性，則主要關注范圍應為工廠的生產系統或設備。MSR項目目標的定義示例如下：

☆延長工廠停線/停機檢修間隔

☆關注關鍵設備的預防性維修和其主要的失效機理

☆加強基于狀態的維修計劃

☆識別不必要的預防性維修任務

☆降低或消除重大故障的可能性

☆降低維修維護費用

☆提升設備可用性和可靠性

☆提升現有EAM/CMMS系統使用

有了明確的項目目標后，然后定義相應的KPI指標，典型的KPI指標應包括定性和定量的指標，例如MSR項目輸出的PM任務數量與現有的PM任務數量對比等。

三、SRCM分析流程

SRCM是由RCM發展過來的，基于設備的可靠性分析和維修歷史決策，確定設備的維修策略，其最顯著的特點是能夠顯著的降低人工投入。SRCM分析流程重點關注與系統功能相關的部件的功能和可靠性分析，重點關注于關鍵設備，以便進一步分析如何避免關鍵部件故障。維修策略任務則首先基于功能，維修策略任務的優化則基于經驗和潛在的部件故障。設備的維修歷史分析決策，和維修部門以及操作運行部門相關人員的共同討論對MSR項目的成功非常重要。SRCM分析流程如圖1所示。在SRCM分析流程中，數據收集的主要內容包括：

☆系統描述

☆工藝流程及描述

☆系統分布圖（控制回路、電機控制等）

☆系統安全分析要求

☆裝置運行與報警系統

☆設備臺帳

☆糾正性與預防性維修歷史記錄

☆預測性維修歷史記錄

☆設備供應商提供的圖紙和手冊

識別關鍵系統和和其功能對裝置的安全運行是必須的，然后根據相應的關鍵性判斷標準識別每項系統功能所關聯的設備。在SRCM分析流程中，關鍵性分析主要采用故障模式影響分析FMEA方法，基于相應的關鍵性矩陣來識別關鍵的設備，針對一個裝置，一般30%～40%的設備是關鍵設備。SRCM分析過程允許列出某個部件的多個故障模式，但只識別主要的影響。如果某個部件是關鍵的，則應識別出合適的故障原因和PM任務，如果為非關鍵的則需進行非關鍵性分析。

圖1 SRCM分析流程

關鍵設備的任務選擇采用邏輯決斷的分析方法。邏輯決斷圖如圖2所示，針對關鍵的部件，主要的故障原因通過故障歷史、經驗和判斷來識別。針對每一項故障原因，都應采用邏輯決斷樹的方法來進行任務的選擇，首先選擇PDM/CMB任務，其次選擇基于時間的維修任務。如果某一故障原因沒有相應的維修活動來預防，故障后果也不能減輕或降低，則應選擇修改設計來降低關鍵性等級。如果某一故障不能通過任何維修任務來預防，但其后果可接受，則應識別其是否為隱蔽故障。針對隱蔽故障，則應選取相應的功能檢查任務，例如功能測試等。

非關鍵性分析評估提供基于成本視角評估非關鍵零部件的流程方法。在非關鍵評估分析中，利用幾個問題來確定采取預防維修任務的成本與運行至失效的成本對比。如果所有的問題均回答為否，則該部件采取運行至失效的維修策略。如表1所示。

在關鍵和非關鍵分析過程中，需要決策工廠的糾正性維修歷史數據，需要和裝置的運行人員和維修人員討論以獲取相關部件的性能和維修相關的其它數據。

任務比較分析的數據來源包括現有的PM任務數據，關鍵性分析和非關鍵性分析輸出的任務數據，目的在于：

☆添加新的預防性維修任務

圖2 關鍵設備任務選擇邏輯決斷樹

表1 非關鍵性分析評估問題

☆基于關鍵與非關鍵性分析保留、修改或刪除現有的預防性維修任務

☆識別現有的多余預防性維修任務

四、項目組成員構成

執行SRCM分析需要裝置相關人員與分析者或推動者的共同努力合作，這也是SRCM分析項目成功的最關鍵因素之一。裝置相關人員包括各工種維修人員、工程師和操作運行人員，也包括負責該項目的項目成員，項目組成員為SRCM分析項目中投入的主要的人力資源，也稱為核心項目組成員。

核心項目組成員一般由工程部門、運行部門和維修部門中的代表組成，其應有權決定維修任務的修改和執行，核心項目組應熟知對特定系統最了解的相關人員，并確保其參與到相應的分析過程中來。

五、MSR結果實施

圖3展示了MSR項目的結果如何實施及如何實現持續更新。這部分是MSR項目中最困難的部分，根本原因在于企業或相關成員對MSR的結果是否認同，是否有足夠的人力資源或技術手段。如果不能處理好這兩個方面，則MSR項目必定會失敗，典型的失敗起源于：

☆維修任務建議沒有實施或者只有小部分實施

☆實施的時間很短，不足以支持項目的成功

六、持續優化

MSR分析結果實施之初，就需要建立持續改進的方法流程，目的在于基于企業的預防性維修和糾正性維修歷史、技改、行業經驗等實現維修策略的持續優化。圖4給出了基于CMMS/EAM系統建議的持續優化流程。

圖3 MSR項目結果實施

維修任務的變更受幾種因素的影響，當如下因素變更時則應重新進行評估分析：

圖4 基于CMMS/EAM系統的持續優化流程

☆技改或者設計變更

☆新的PDM技術

☆對嚴重的設備故障進行根本原因分析

☆設備制造商的技術手冊變更

表2 關鍵性評估標準

每年度應對如下因素進行決策分析：

☆糾正性維修歷史

☆預防性維修歷史

七、海上平臺桁架式吊機SRCM分析主要結果

本項目的范圍及目標為通過對某海洋平臺吊機的機械系統、液壓系統、電控系統開展SRCM分析評估，規范完善維修策略，制定預防性維修計劃任務并上載至Maximo系統實施，同時建立維修策略持續優化流程。關鍵性評估標準見表2。

依據關鍵性評估標準，故障模式關鍵等級分析結果見圖5。

通過SRCM分析輸出的預防性維修計劃任務數量見圖6。

通過SRCM分析識別出的修改設計數量見圖7。

圖5 故障模式關鍵等級分析

八、結論

眾多MSR項目成功的經驗表明，項目成功的關鍵在于SRCM分析結果的實施和建立持續優化的工作流程。同時，也應該意識到，成功的MSR項目會對裝置的許多方面產生有益的影響，如流程、軟件和人員等，因此，管理層人員的持續推動，明確且切實可行的項目目標和外聘的咨詢服務對項目的成功同樣重要。

圖6 預防性維修計劃任務數量

圖7 修改設計數量