用層次分析提升潤滑質量的一個實例

馮彥輝

(中國石化潤滑油有限公司上海分公司，上海 200137)

0 引言

制造企業質量管理要抓住影響產品質量的關鍵因素，設置質量管理點或質量控制點。生產制造現場在一定時期、一定的條件下對需要重點控制的質量特性、關鍵部位、薄弱環節以及主要因素等采取特殊的管理措施和辦法，實行強化管理，使企業生產處于良好的控制狀態，保證規定的質量要求。

潤滑是設備維護管理工作的重點，可以設置為質量管理點。作業區的設備潤滑質量能保證設備的正常運行和生產任務的順利完成，保證必須的設備完好率，確保設備安穩長滿優運行。提高設備潤滑質量，需要專業技術人員、質量管理人員和潤滑解決方案提供方對生產整體做出系統分析，找出重點部位和薄弱環節并加以控制[1]。

設備潤滑質量管理要圍繞價值來思考工作方法，以效益為核心來指引工作方向，在保證機械設備安全、經濟、環保、穩定運行的前提下，找到檢修成本控制的平衡點，同時達到最佳的設備綜合效率與最小的檢修成本。

1 建立潤滑質量的層次分析模型

1.1 建立層次結構

層次分析法(AHP)是一種定量與定性相結合的多目標決策分析法，將決策者的經驗給予量化，這在目標結構復雜且缺乏必要數據的情況下較為實用[2]。這種方法的特點是在對復雜的決策問題的本質、影響因素及其內在關系等進行深入分析的基礎上，利用較少的定量信息使決策的思維過程數學化，從而為多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題提供簡便的決策方法。尤其適合于決策結果難以直接準確計量的場合。應用AHP解決實際問題，首先明確要分析決策的問題，并把它條理化、層次化，理出遞階層次結構。AHP要求的遞階層次結構一般由三個層次組成：目標層設定問題的預定目標，準則層設定影響目標實現的準則，措施層設定促使目標實現的措施。AHP算法的步驟是：(1)將每一層次的各要素相對于上一層次的各要素進行兩兩比較判斷，得出相對重要程度的比較權重；(2)構造成對比較矩陣；(3)計算最大特征根以及相對應的特征向量，進行層次單排序；(4)得到各層要素相對于上一層某要素的重要性排序；(5)自上而下用上一層各要素的組合權重為權數，對本層次各要素的相對權重向量進行加權求和，進行層次總排序，得出各層次要素相對于系統總體目標的組合權重；(6)根據最終的權重大小進行方案排序。

將有關的各個因素按照不同屬性自上而下地分解成三個層次，同一層的諸因素從屬于上一層的因素或對上一層因素有影響，同時又支配下一層的因素或受到下一層因素的作用。最上層為目標層，中間是準則層，最下層為措施層。基于設備完好率的潤滑質量層次分析，目標層為設備完好率最優A；準則層為潤滑標準B1，潤滑技術B2，設備管理B3,潤滑制度B4；措施層為技術人員C1，質量管理C2，潤滑方案C3。基于設備完好率的潤滑質量層次分析圖見圖1。

圖1 基于設備完好率的潤滑質量層次分析

1.2 構造成對比較矩陣

從層次結構模型的第二層開始，對于從屬于(或影響)上一層每個因素的同一層諸因素，用成對比較法和1～9比較尺度構造成對比較陣，直到最下層。層次結構反映了因素之間的關系，但準則層中的各準則在目標衡量中所占的比重并不一定相同，在決策者的心目中，它們各占有一定的比例。

在確定影響某因素的諸因子在該因素中所占的比重時，遇到的主要困難是這些比重常常不易定量化。當影響某因素的因子較多時，直接考慮各因子對該因素有多大程度的影響，常常會因考慮不周全、顧此失彼而使決策者提出與其實際認為的重要性程度不相一致的數據，甚至有可能提出一組隱含矛盾的數據。為此，采取對因子進行兩兩比較建立成對比較矩陣的辦法。即每次取兩個因子xi和xj，以aij表示xi和xj對因素的影響大小之比，全部比較結果用矩陣(aij)表示，稱為判斷矩陣。容易看出，若xi與xj對判斷矩陣的影響之比為xi/xj，則xj與xi對因素判斷矩陣的影響之比應為xj/xi。從心理學觀點來看，分級太多會超越人們的判斷能力，既增加了做判斷的難度，又容易因此而提供虛假數據。Saaty等人還用實驗方法比較了在各種不同標度下人們判斷結果的正確性，實驗結果也表明，采用1～9標度最為合適[3]。

構造判斷矩陣的方法是：每一個具有向下隸屬關系的元素(被稱作準則)作為判斷矩陣的第一個元素(位于左上角)，隸屬于它的各個元素依次排列在其后的第一行和第一列。填寫判斷矩陣大多采取的方法是：向填寫人(專家)反復詢問，針對判斷矩陣的準則，對其中兩個元素進行兩兩比較哪個重要，重要多少，對重要性程度按1～9賦值。因此，經常采用如表1所示的重要性標度方法。

表1 判斷矩陣重要性標度賦值

通過上海市潤滑油品行業協會、中國機械維修協會設備工程分會、中國設備管理協會等單位組織油品專家、設備專家和管理專家進行調查研究和技術研討，給出量化指標數值，數字越大，證明行要素比列要素越重要，最大為9，表示極端重要；最小為1，表示同等重要。倒數表明相對不重要程度，1/9最不重要。采用同一說明文字，注意使各位專家保持判斷的一致性和連續性。對每一個數字采用三點估計法，即均值(或估計值)=(最大估計值+4×估計值的中間值+最小估計值)/6。對四個準則層相對于目標層的重要性，構建判斷矩陣A-B，見表2。

表2 四個準則層相對于目標層的判斷矩陣A-B

對三個措施層相對于四個準則層的重要性，分別構建判斷矩陣B1-C，判斷矩陣B2-C，判斷矩陣B3-C，判斷矩陣B4-C，見表3～表6。

表3 措施層相對于“潤滑標準”準則的判斷矩陣B1-C

表4 措施層相對于“潤滑技術”準則的判斷矩陣B2-C

表5 措施層相對于“設備管理”準則的判斷矩陣B3-C

表6 措施層相對于“潤滑制度”準則的判斷矩陣B4-C

1.3 層次分析法的運算

對于每一個成對比較矩陣計算最大特征根及對應特征向量，利用一致性指標、隨機一致性指標和一致性比率做一致性檢驗。若檢驗通過，特征向量(歸一化后)即為權向量：若不通過，需重新構造成對比較矩陣。

計算最下層即措施層對目標層的組合權向量，并根據公式做組合一致性檢驗，若檢驗通過，則可按照組合權向量表示的結果進行決策，否則需要重新考慮模型或重新構造那些一致性比率較大的成對比較陣。

1.4 層次結構圖的分析結果

經過層次單排序、層次總排序及其一致性檢驗，利用層次結構圖繪出從目標層到方案層的計算結果，即層次總排序表，見表7。也可采用特征向量法和熵權法相結合來構成組合權重[4]。熵最先由申農引入信息論，目前已經在工程技術、社會經濟等領域得到了非常廣泛的應用。熵權法的基本思路是根據指標變異性的大小來確定客觀權重。一般來說，若某個指標的信息熵指標權重確定方法之熵權法越小，表明指標值的變異程度越大，提供的信息量越多，在綜合評價中所能起到的作用也越大，其權重也就越大。相反，某個指標的信息熵指標權重確定方法之熵權法越大，表明指標值的變異程度越小，提供的信息量也越少，在綜合評價中所起到的作用也越小，其權重也就越小。

表7 基于設備完好率的潤滑質量層次總排序

表7可以得出本次潤滑質量方案設計的結論，專業技術人員對基于設備完好率的潤滑質量貢獻率應為21.1%，質量管理人員對基于設備完好率的潤滑質量貢獻率應為25.7%，潤滑整體解決方案對基于設備完好率的潤滑質量貢獻率應為53.1%。在企業生產計劃安排、設備維修保養、質量管理體系設計、采購潤滑油品、采購潤滑整體解決方案、潤滑質量考核指標設計、企業設備管理考核等方面，都要依此比例作為基本指導方向。

2 潤滑質量以設備完好率最優為基本目標

AHP法是一種系統性的分析方法，把研究對象作為一個系統，按照分解、比較判斷、綜合的思維方式進行決策，成為繼機理分析、統計分析之后發展起來的系統分析的重要工具。系統的思想在于不割斷各個因素對結果的影響，而層次分析法中每一層的權重設置最后都會直接或間接影響到結果，而且在每個層次中的每個因素對結果的影響程度都是量化的，非常清晰明確。這種方法尤其可用于對無結構特性的系統評價以及多目標、多準則、多時期等的系統評價。AHP法是一種簡潔實用的決策方法，既不單純追求高深數學，又不片面地注重行為、邏輯、推理，而是把定性方法與定量方法有機地結合起來，使復雜的系統分解，能將人們的思維過程數學化、系統化，便于人們接受，且能把多目標、多準則又難以全部量化處理的決策問題化為多層次單目標問題，通過兩兩比較確定同一層次元素相對上一層次元素的數量關系后，最后進行簡單的數學運算。計算簡便，并且所得結果簡單明確，容易為決策者了解和掌握。AHP法所需定量數據信息較少，主要是從評價者對評價問題的本質、要素的理解出發，比一般的定量方法更講求定性的分析和判斷。由于層次分析法是一種模擬人們決策過程的思維方式的一種方法，層次分析法把判斷各要素的相對重要性的步驟留給了大腦，只保留人腦對要素的印象，化為簡單的權重進行計算。這種思想能處理許多用傳統的最優化技術無法著手的實際問題。通過對復雜問題的分析，首先明確決策的目標，將該目標作為目標層(最高層)的元素，這個目標要求是唯一的，即目標層只有一個元素。

潤滑技術的研究和應用方案包含技術性與經濟性兩個方面的完美結合，體現在潤滑生產、應用系統，包括產品壽命、設計、銷售、應用和服務等各個方面[5]。不僅包括滿足潤滑設計的主要要求，而且包括對實際應用要求的主要功能管理，如軸承、密封、管理和檢測等等。潤滑技術服務提供可靠的潤滑技術、潤滑產品、潤滑設備、檢測設備，還能提供政府項目合作、咨詢、論證、合同節能以及系統的潤滑管理培訓、技術咨詢和現場管理方案等。先進潤滑技術帶來的不僅僅是直接節能，而且可以實現每道工序、工業環節及各產業鏈重復循環節能增效，改變機械設計、制造和應用及管理理念，改變石油煉制、冶金、機械制造、運輸等基礎產業結構，改變經濟增長方式，甚至改變人們的生產生活方式。潤滑技術服務通過應用先進潤滑技術，顯著提高機械設備的極壓抗磨性能，減少摩擦磨損，減少動力損失，延長潤滑介質壽命，降低惡性機械事故發生概率，延長設備壽命，減少能耗，提高能效，減少排放，實現巨大的經濟效益。

3 保障設備完好率的四個衡量準則

為了實現設備完好率最優化，可以從潤滑質量標準、合理潤滑技術、設備潤滑管理、潤滑管理制度四方面進行綜合衡量。

3.1 潤滑質量標準

潤滑質量標準中，潤滑技術標準規定單機的潤滑部位、潤滑點數、潤滑材料、潤滑方式、加油周期和清潔周期等。潤滑管理標準則規定各類單機使用、維護和管理人員的潤滑工作職責、權利以及具體的潤滑工作注意事項等。設備使用、保養與維修標準，包括設備利用指標、設備保養規程、設備檢查規程、設備維修規程等。

積極實施油液檢測技術，為制定合理潤滑方案提供科學根據[6]。先進油品監測儀器可以解決潤滑油中磨粒的監測，并能根據油品物理和化學測試確定潤滑油組分和性能的變化。油液檢測技術能夠為企業制定合理的換油周期并為換油指標提供科學依據，及時發現設備用油的惡化程度和污染原因，從而檢測診斷設備主要摩擦副的磨損失效情況，為企業制定合理潤滑方案提供科學根據。

設備潤滑的檢測是設備潤滑管理一個不可缺少的環節。由于受到內外界因素變化的影響，設備潤滑油會逐漸發生物理和化學反應而變質，生成有害物質，從而劣化設備技術狀態，縮短設備使用壽命，甚至發生設備事故。潤滑油變質的原因很多，而氧化、水分增加及雜質混入是較為重要的因素。為保證設備的正常運行，必須加強與規范對設備潤滑的檢測。如能同步使用目測診斷或油質快速分析儀等多種方法，同時進行設備潤滑狀態監測,才能確保設備可靠潤滑。

3.2 合理潤滑技術

合理潤滑技術是企業降低維護成本，提高設備利用率和安全系數，實現節能減排的重要手段。制訂先進的、合理的潤滑油標準，培養專業的潤滑人才，將機械、潤滑、密封三要素進行系統的合理運用是我國潤滑業界亟待解決的問題。

采用先進潤滑技術產品的重大意義在于，可實現每個工序環節、工業環節及各產業鏈的重復節能增效[7]。先進潤滑技術產品能夠滿足強沖擊、重負荷和高速度等苛刻條件下的潤滑需要，為機械和載運等裝備向低能耗、高可靠性和長壽命方向發展提供強有力的技術保障。據測算，在目前的能源和資源消耗水平下，在全國范圍內推廣先進潤滑技術及產品，不僅可以增加國民生產總值，而且可以降低各工業環節的單位能耗，產生巨大的“潤滑經濟”效應，合理潤滑技術將是促進國民經濟長期穩定增長的重要戰略和技術手段。

3.3 設備潤滑管理

設備潤滑管理既要給設備提供正確潤滑、減少和消除設備磨損、延長設備使用壽命，保證設備正常運轉、防止發生設備故障和降低設備性能，又要減少摩擦阻力、降低動能消耗，合理潤滑，節約用油，避免浪費，還要提高設備的生產效率和提高產品加工精度，保證企業獲得良好的經濟效益。

預先養護是通過對導致設備損壞的根源性油品參數進行檢測并控制，延遲失效發生，把故障的苗頭消滅在萌芽階段，最大限度地減少停機維修帶來的損失。通過實施油品狀態監測和污染控制技術，不斷消除被動維修，不斷優化定期維修的周期，最終完成企業維修策略的戰略轉變。

3.4 潤滑管理制度

為使設備潤滑管理工作有章可循，企業應建立健全各項設備潤滑管理制度，包括潤滑材料供應的管理制度、潤滑站管理制度、設備清洗換油制度、廢油回收及再生管理制度。設備在生產期間，應規范和認真執行設備潤滑管理制度。

專職潤滑管理人員根據油質狀態監測換油的科學方法，組織潤滑業務學習，普及潤滑知識，總結并積極推廣先進的科學技術。根據設備各部件的潤滑要求，確定油品的使用、配制或代用，解決潤滑技術問題。熟悉設備的潤滑狀況和所需潤滑油的油質、油量的要求，對于失效的潤滑油做好廢油的回收再利用工作。堅持對設備進行巡視檢查和油液監測工作，仔細查看潤滑點的各個注油器或油泵的工作情況，發現問題，立即解決，及時排除潤滑故障，改善密封狀況，消除潤滑系統的跑、冒、滴、漏現象。

設備操作人員在設備開車前，仔細檢查設備的供油情況，發現故障，立即報告有關管理人員，由維修人員進行檢修。在檢修工作未完成之前，不得啟動設備。按照設備潤滑示意圖，根據潤滑“定人、定時、定質、定量、定點”的“五定”原則，對各個潤滑部位進行潤滑。定期清洗設備油氈、油線、油孔、油標、濾油器等。維護好設備的潤滑裝置，如油杯、油嘴等。

4 實現設備完好率最優目標的具體措施

實現設備完好率最優化的目標，具體措施方面，需要生產企業運營的專業技術人員進行設備的綜合運用計劃、合理使用機械設備，也需要質量管理人員以質量管理體系標準和設備管理標準為基礎，建立既保證產品質量又保障設備質量的方法，更需要潤滑油公司提供潤滑劑的選擇、監測、優化、更換的綜合潤滑解決方案[8]。專業技術人員、質量管理人員、潤滑油公司三方面的通力合作，才能從根本上保證實現設備完好率最優化。

4.1 專業技術人員保持設備的良好潤滑狀態

設備維修方法和潤滑方法是否正確，對摩擦副磨損狀況影響極為重要，維修過程是否潔凈、揩布是否清潔等都會影響磨損過程。在維修中，應認真做好配件和潤滑油的更換工作，更換配件時擦拭揩布一定要清潔，重要部位的揩布應先清洗后使用，避免塵埃污染配件，新更換的配件其潤滑部位要徹底清潔，安裝部位也要徹底清潔。對于齒輪箱更換齒輪，應磨合后重新清理并更換潤滑油后再投入正常運行。更換軸承時若是密封軸承，其軸承已加入了潤滑脂，不必再加入潤滑脂，安裝時保護密封蓋，注意不要損壞，以免潤滑脂溢出和塵埃入侵；且在安裝時不得采用熱裝，以防止潤滑油脂熔化溢出。同時更換軸承時要注意清潔工作，潤滑油脂中的塵埃、雜質或水分對軸承的磨損較大，當雜質的含量增加至0.5%時磨損可增加5～10倍。潤滑脂的加入量要適當，一般為軸承空腔的1/2 ～ 1/3。

以空壓機潤滑技術管理為例,從正確選油用油開始,進行在線設備用油檢驗監測,時時修訂潤滑卡片，在線空壓機設備取樣分析,實施監督檢查“六步走”管理，能夠更好地保持設備良好潤滑狀態。

4.2 質量管理人員運用質量管理方法保障設備完好

質量管理人員提出潤滑服務質量的要求，潤滑服務最表層的內涵應包括服務的安全性、適用性、有效性和經濟性等一般要求。實行潤滑服務承諾制是一種有效的方法[9]。

(1)制訂高標準,如無條件的滿意度保證、針對運送時間的單項服務、提供商標準保證等，使顧客所期待的與實際得到的服務都能保持一致。(2)不惜付出相當的賠償代價，可以吸引心存不滿的顧客主動前來抱怨、有效地挽回失望的顧客，刺激企業記取失敗的教訓。(3)特別情況特別處理,較高層次的主管出面處理，可采取適當措施，更可以實際了解顧客的不滿。(4)提供簡潔的保證，必須言簡意賅，讓顧客一看便知。簡化顧客申訴的程序,盡量減少申訴過程的不便，才不致既流失顧客，又失去從申訴中學習改善的機會。

4.3 定制潤滑服務質量的解決方案

為充分發揮機械設備的效能，提高設備的使用可靠性，潤滑技術主要在設備潤滑管理的基礎上，借助設備管理計算機系統實現單機管理，推行“按技術狀態用油”，為每一臺設備“量身定做”潤滑方案，使設備潤滑狀態最優化；正確使用好潤滑油及添加劑，對機械進行不解體維修保養，減少“跑、冒、滴、漏、滲”現象，降低設備維修費用。

設備潤滑機理革命帶來了用油高性能化。當今機械設備發展的趨勢，正向著質量輕、體積小、負荷大、效益高、長壽命發展。潤滑油必須更新換代，來適應設備向高參數發展，首先油中加了高效添加劑，形成了吸附膜層,有比流體潤滑膜更為穩定和可靠的潤滑作用。潤滑油公司的綜合潤滑服務方案，要從合理潤滑全過程出發，包括正確選油、規范用油、合理加油、監測油品、發現不合格油品、下達整改技術通知單、更換不合格油品、回收廢油。

5 結論

(1)潤滑是設備維護管理工作的重點，設備主要潤滑點可以設置為質量管理點。提高設備潤滑質量，需要專業技術人員、質量管理人員和潤滑解決方案提供方對生產整體做出系統分析，找出重點部位和薄弱環節并加以控制。

(2)潤滑質量管理運用層次分析法，以設備完好率為目標層，從潤滑質量標準、合理潤滑技術、設備潤滑管理、潤滑管理制度四方面建立準則層，構建遞階層次結構。

(3)專業技術人員對基于設備完好率的潤滑質量貢獻率為21.1%，質量管理人員對基于設備完好率的潤滑質量貢獻率為25.7%，潤滑整體解決方案對基于設備完好率的潤滑質量貢獻率為53.1%。這為提高潤滑質量提供了一個基本參考。