煤化工企業動設備KPI指標信息化計算邏輯及案例探析

摘 要：文章根據中安聯合煤化工有限責任公司動設備KPI指標信息化建設經驗，簡述大機組故障率、MTBF、MTBR、備件平均壽命KPI指標信息化計算邏輯及案例，為煤化工企業及其他煉化企業動設備KPI指標信息化管理提供技術借鑒。

關鍵詞：煤化工企業;動設備專業KPI指標;信息化管理

一、 動設備KPI指標信息化管理現狀

中國石化煉化企業動設備專業KPI指標主要有大機組故障率、故障維修率、千臺機泵密封消耗量、機械密封平均壽命、軸承平均壽命、機泵平均無故障間隔時間、年度機泵重復檢修臺次等十四項。隨著信息化技術的應用，大量動設備專業KPI指標實現了信息化管理，有力提高了企業設備專業管理水平，但是對于機組故障率、機組維修率、備件壽命、MTBF、MTBR等動設備專業KPI指標，在煤化工企業設備信息化中涉及較少或缺乏。中安聯合煤化有限責任公司在設備信息化系統建設中，與石化盈科信息技術有限責任公司共同開發了機組故障率、機泵維修率、備件壽命等動設備KPI指標信息化統計功能，填補了動設備專業KPI指標信息化管理的空白。

二、 動設備KPI指標信息化案例

（一）機組故障率

機組故障率是指機組因事故（故障）停機維修時間與機組計劃投用時間的百分比，是考核機組技術狀態、故障強度、維修質量和效率一個重要指標。

其計算公式為：

機組故障率=（∑機組故障維修時間/∑機組計劃投用時間）×100%

式中，機組故障維修時間是指機組因本身機械原因出現異常，必須停機維修的時間。可以集成查詢時間段內M2通知單（完成狀態）中的故障維修時間，即機組的故障維修時間=∑單臺機組通知單（停機結束時間-停機開始時間）。機組計劃投用時間要扣除機組計劃停工檢修時間，即機組計劃投用時間=∑[日歷時間-（裝置計劃開工時間-裝置計劃停工時間）]。

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

案例：某公司在2018年有三臺機組各發生兩次停機故障，機組1、機組2年計劃投用時間為8760小時，機組3由于2018年計劃停工16天，計劃投用時間為8376小時。2018年各機組故障率和2018年公司機組故障率計算如下表1：

（二）機泵維修率

機泵維修率是指機泵故障維修次數與運行機泵總臺數的百分比，旨在提高機泵的維修質量與運行可靠性。在機泵維修率信息化計算時，建議機泵維修率計算范圍不包含大機組。

其計算公式為：

機泵維修率=（機泵故障維修次數/運行機泵總臺數）×100%

式中，機泵故障維修次數是指機泵因本身機械原因出現異常，必須停運維修的次數。可以取查詢維度下M2通知單（完成狀態）的個數，集成通知單中的故障結束時間。運行機泵總臺數集成設備主數據中0701大類下的設備（投用狀態）總臺數。

案例：某公司在運機泵300臺，圖1為該公司于2018.01.03至2018.02.15時間段內機泵故障維修次數示意圖：

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

機泵維修率計算如下：

在2018.01.03至2018.02.15時間段內，共有4張完成狀態的M2通知單，故障維修次數計為4次，機泵維修率=4/300×100%=1.33%

（三）機泵返修率

機泵返修率為機泵返修次數與修理機泵總臺數的百分比，是考核機泵維修質量指標。

其計算公式為：

機泵返修率=（機泵返修次數/修理機泵總臺數）×100%

對于煤化工企業，建議機泵返修定義為機泵故障修復后，經試運合格投入生產運行一周時間內再次發生需停運維修的故障維修，并計為一次返修。

機泵返修次數集成M2通知單信息，其判斷邏輯為：該機泵在最近一次M2通知單停機結束后7天之內再次創建的M2通知單次數。修理機泵總臺數為查詢時間段內所建立過M2通知單的設備個數，而非M2通知單的個數。如某裝置機泵P101A、P103B、P106B在20019年建立過的故障通知單個數分別為3個、2個、1個，修理的機泵總臺數計為3個。

案例：某運行部2018年共計14臺機泵發生故障維修，5次機泵故障返修，該公司2018年月度機泵返修率展示見表2、圖2：

（四）MTBF、MTBR

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

其計算公式為：

MTBF=設備總運行時間/設備某期間段內總故障次數

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

單臺設備運行時間=日歷時間-∑M2通知單（故障停機結束時間-故障停機開始時間）

日歷時間=查詢時間-設備投用開始時間

設備投用開始時間為集成設備主數據中的設備投用日期。故障停機結束時間和故障停機開始時間集成M2通知單（完成狀態）信息，并且勾選“已停機”。設備某期間段內總故障次數集成所查詢時間段內符合條件的M2通知單個數。

案例：甲醇部某設備投用日期為2018年1月1日，2018年至2019年共發生三次故障停機，按照每半年一次統計，該設備的MTBF計算及信息化指標展示圖見表3。

平均修理間隔時間MTBR是指設備平均故障修理間隔時間，旨在通過指標測算，衡量設備故障維修的績效。MTBR數值越小，證明設備易恢復性越好。

其計算公式為：

MTBR=設備故障總維修時間/設備某期間的總故障次數

MTBR的信息化設計可以采用MTBF思路，不再贅述。

（五）備件壽命

對于煤化工企業，對于機泵軸承、機封和往復壓縮機氣閥、填料、活塞環等易損備件，需要統計一個時間段內因各種原因更換的數量、次數和平均壽命，以判斷易損備件檢修更換的合理性及經濟性。

其計算方法為：

備件壽命=∑備件的運行壽命/∑更換次數

1. 數據集成和維護

首先要建立動設備各部位易損備件主數據，包括設備號、主要部位代碼、主要部位描述、主要部位所對應的易損件及初始時間（即設備主數據中的開始日期）。其次在通知單“增強”頁面建立易損備件信息維護功能，并與易損備件主數據相關聯。當工單下達后，若工單組件中有易損備件需求信息，則自動集成到相關通知單中。當易損備件更換后，由設備管理人員在通知單“增強”頁面維護易損備件更換信息，系統自動統計備件壽命。

2. 計算邏輯

備件的運行壽命=∑[（第一次故障通知單停機開始時間-設備投用日期）+（第二次故障通知單停機開始時間-第一次故障通知單停機結束時間）+……+（第N次故障通知單停機開始時間-第N-1次故障通知單停機結束時間）]

備件更換次數=查詢時間段內M2通知單（完成狀態）個數

案例：某設備投用時間為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的平均壽命計算見表5：

作者簡介：

李永良，金陵石油化工有限責任公司。