基于FMEA的設(shè)備風(fēng)險分級管控研究

吳鳳明 劉家祥 殷璨

摘要：本文運用FMEA方法對T港口岸橋進行分析，以岸橋的起升機構(gòu)為例，首先基于系統(tǒng)的危險源辨識，分析各部件可能發(fā)生的故障，然后運用FMEA的RPN方法對故障模式造成的安全風(fēng)險進行評價，根據(jù)風(fēng)險大小，對各故障進行隱患分級，結(jié)合系統(tǒng)的危險源辨識結(jié)果，形成隱患排查清單，實現(xiàn)設(shè)備風(fēng)險分級管控。

Abstract： In this paper， FMEA method is used to analyze the T port shore bridge. Taking the lifting mechanism of the shore bridge as an example， firstly， based on the system hazard identification， the possible failures of various components are analyzed， then FMEA rpn method is used to evaluate the safety risks caused by failure modes， according to the risk size， the hidden dangers of various failures are graded， and combined with the system hazard identification results， the hidden danger investigation list is formed， so as to realize the hierarchical control of equipment risks.

關(guān)鍵詞：FMEA；岸橋；隱患排查；風(fēng)險分級管控

Key words： FMEA；shore bridge；hidden danger investigation；risk classification control

中圖分類號：F626.112 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）27-0094-03

0 引言

岸橋是用來在岸邊對船舶上的集裝箱進行裝卸的設(shè)備。隨著我國集裝箱運輸船舶的大型化的發(fā)展，岸橋在國家港口運輸中發(fā)揮的作用越來越大。但是岸橋事故頻繁，且造成嚴重的人員傷亡、財產(chǎn)損失。究其根本原因，主要是先進設(shè)備管理方式以及故障分析手段的缺失，導(dǎo)致不能及時有效的發(fā)現(xiàn)識別設(shè)備發(fā)生的故障，并采取相應(yīng)的補償措施。如何有效的管理岸橋，如何有效分析岸橋的故障，在故障發(fā)生之前識別故障或消除故障，降低故障后果的危害度，從而降低設(shè)備事故率，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，是岸橋設(shè)備管理的重大難題。

風(fēng)險分級管控是指按照風(fēng)險不同級別、所需管控資源、管控能力、管控措施復(fù)雜及難易程度等因素而確定不同管控層級的風(fēng)險管控方式。本文以T港口為例，對其岸橋設(shè)備進行系統(tǒng)的危險源辨識，根據(jù)危險源辨識結(jié)果，對其安全隱患進行分級，針對不同級別的安全隱患，采用不同的風(fēng)險管控方式，實現(xiàn)對不同設(shè)備的不同部件的重點管控，提升企業(yè)的安全管理水平。

1 FMEA方法介紹

故障類型與影響分析（FMEA）是安全評價的重要分析方法之一，基本原理是，將系統(tǒng)劃分為各組成部件或元素，然后逐次分析設(shè)備各部件潛在的故障模式，造成的后果及導(dǎo)致故障的危險因素，最后根據(jù)評價結(jié)果制定相應(yīng)的控制措施[1]。它主要是通過將系統(tǒng)或設(shè)備進行功能層次劃分，合理歸納整個系統(tǒng)或設(shè)備各組成單元的潛在故障模式，分析故障模式相對上下級結(jié)構(gòu)的故障影響，并將各故障模式按照其故障后果的嚴重度進行風(fēng)險排序評級，以確定系統(tǒng)或設(shè)備預(yù)防性補償措施，從而提高系統(tǒng)或設(shè)備的可靠性的一種方法。

通過對設(shè)備失效嚴重度（S）、發(fā)生率（O）和探測度（D）進行評價，計算出RPN值，RPN（Risk Priority Number）是嚴重度（S）、發(fā)生度（O）、難檢度（D）的乘積，是一種對風(fēng)險的評價方式，RPN值的大小可表示風(fēng)險的大小。嚴重度S表示故障模式對后果的影響，發(fā)生率O表示故障發(fā)生的幾率，探測度D表示對故障模式檢出的難易度，O、S、D的評判準(zhǔn)則如表1所示。

2 岸橋FMEA分析

2.1 信息收集

以岸橋為研究對象，對其進行FMEA分析時，首先應(yīng)深入了解岸橋設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)組成、作用原理、各結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系以及設(shè)備工作環(huán)境等基本信息。全面考慮設(shè)備各功能結(jié)構(gòu)所處的具體邊界條件，方能做到FMEA分析的細致無誤，發(fā)揮FMEA的作用。實施FMEA分析需要收集以下信息[2]：

①設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求、工作原理、工作環(huán)境等。

②設(shè)備的文件資料，包括設(shè)計圖紙、操作指導(dǎo)書、故障處理建議等。

③相同或類似結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的故障情況。

2.2 成立FMEA分析小組

FMEA分析小組由安全方面專家、設(shè)備安全管理人員、技術(shù)人員、維護人員、維修人員等組成。根據(jù)分析需要，可聯(lián)系岸橋設(shè)計及廠家人員進行咨詢。

2.3 FMEA分析過程

故障模式與影響分析（FMEA）的一般步驟為：針對具體的分析對象，對其進行結(jié)構(gòu)層次劃分，然后從最底層開始，對各個組成單元進行故障模式、原因及其可能造成的后果分析，并采用相應(yīng)的方法確定故障模式相應(yīng)的后果嚴重度類別，最后提出應(yīng)采取的預(yù)防性措施，消除故障或降低構(gòu)件故障率，進而降低故障后果所造成的安全性、環(huán)境性或經(jīng)濟性影響，提升設(shè)備的利用率，提高設(shè)備的可靠性。

2.3.1 故障模式分析

根據(jù)分析對象，系統(tǒng)的收集相同或相似設(shè)備歷史故障模式，或通過分析故障發(fā)生原理來推斷設(shè)備可能出現(xiàn)的故障模式，以此來找出設(shè)備所有可能出現(xiàn)的故障模式。

2.3.2 故障原因分析

通過分析人、環(huán)境以及物理化學(xué)等導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生功能故障或潛在故障的因素，進而找出故障模式產(chǎn)生的直接原因和間接原因。根據(jù)故障原因分析結(jié)果，采取有針對性的改進措施，規(guī)避或降低故障模式的發(fā)生率，有效提升設(shè)備的可靠性。

2.3.3 故障影響分析

功能故障模式或潛在故障模式對設(shè)備的功能和使用狀態(tài)所產(chǎn)生的不良影響稱之為故障影響。導(dǎo)致故障影響的原因較多，一種故障影響可能是由一個產(chǎn)品或多個產(chǎn)品的一種或多種失效模式引起的。故障影響分析中，不僅要考慮一個故障模式對其本身所在層次結(jié)構(gòu)的局部影響，也要考慮其對高一層次影響及對整個設(shè)備的最終影響。

2.3.4 故障檢測方法

故障檢測方法的確定，可有效為設(shè)備的日常維護、修理以及測試提供依據(jù)。岸橋作為一類通用的機電類設(shè)備，其檢測內(nèi)容主要分為機械部分及電氣部分；檢測方法則分為目視檢測、使用檢測、振動監(jiān)測以及無損檢測等；檢測手段豐富多樣，包括常規(guī)的定檢、應(yīng)力測試、安全監(jiān)控等。本文中所提到的檢測方法主要包括使用檢測，功能檢測、應(yīng)力檢測及振動檢測等。

2.4 岸橋故障模式分析與記錄

全面合理的分析岸橋所有可能出現(xiàn)的故障模式是FMEA分析的首要目的。統(tǒng)計、分析、試驗、預(yù)測等方法是采用FMEA方法獲取岸橋故障模式的主要手段。分析岸橋歷史故障數(shù)據(jù)，根據(jù)其現(xiàn)在所處的環(huán)境條件對其進行修正分析，可有效得出其故障模式。

由于起升機構(gòu)是岸橋工作最主要的部分，也是導(dǎo)致事故最嚴重的部分，本文以岸橋的起升機構(gòu)為重點，介紹FMEA分析方法的應(yīng)用。分析結(jié)果見表2。

3 對分析結(jié)果的評價

3.1 對各故障模式進行評價

從FMEA小組中，選取5名專家組成FMEA評估小組，對故障模式的O、S、D進行打分評價，5名專家編號為P1-P5，權(quán)重分別為0.2、0.25、0.10、0.3、0.15，評價結(jié)果如表3所示。

3.2 風(fēng)險排序

根據(jù)表3各專家的評價結(jié)果及各專家在評價小組的權(quán)重，對各故障模式的RPN值進行加權(quán)平均得：X11為：53.15；X12為：100.6；X21為：78.5；X31為：57.2；X32為：28.2；根據(jù)RPN值對風(fēng)險大小排序：X12>X21>X31>X11>X32。

4 風(fēng)險分級管控

由故障模式的RPN值及風(fēng)險大小，對岸橋各部件可能發(fā)生的故障模式進行分級管控，分為極重點隱患、重點隱患、一般隱患和輕微隱患，結(jié)合表1對岸橋起升機構(gòu)進行系統(tǒng)的危險源辨識結(jié)果，制定的隱患排查清單如表4所示。

設(shè)備隱患排查是指定期組織安全管理人員、專業(yè)技術(shù)人員和其他人員對設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況、工作性能和磨損情況進行檢查，通過聽、看、觸、嗅及使用檢測儀器等方式，查找通過現(xiàn)場可以發(fā)現(xiàn)的、可能導(dǎo)致事故的物的不安全狀態(tài)[3]根據(jù)隱患排查清單，可根據(jù)T港口實際情況，組織不同的人員對不同級別的隱患進行分崗位、分頻次的隱患排查，科學(xué)合理的隱患排查有助于實現(xiàn)設(shè)備安全風(fēng)險的分級管控目標(biāo)。

5 結(jié)論

FMEA分析方法是可靠性分析工程的重要手段之一，它在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品可靠性和減少維修工作量等方面發(fā)揮著重大的作用。基于FMEA分析制定的設(shè)備隱患排查標(biāo)準(zhǔn)可實現(xiàn)設(shè)備風(fēng)險分級管控，能夠很好的從物的不安全狀態(tài)的角度分析不同類型的故障類型及控制措施，可有效提升岸橋設(shè)備的管理形態(tài)，降低故障發(fā)生率，提高系統(tǒng)可靠性，從而降低或消除事故發(fā)生率，減少運維護成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]陳全.系統(tǒng)安全工程[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

[2]羅巍.數(shù)控機床故障分析與可靠性評價技術(shù)的研究[D].吉林大學(xué)，2011.

[3]張可信.淺談隱患排查治理工作的重點和難點[J].中國公共安全（學(xué)術(shù)版），2015，40（3）：14-18.