改進FMEA在港口企業(yè)特種設(shè)備安全管理中的應(yīng)用

摘要： 摘要：針對港口企業(yè)特種設(shè)備安全隱患眾多，安全事故頻發(fā)的現(xiàn)狀，提出一種改進的FMEA分析方法，并以港口典型設(shè)備輪胎式起重機為例進行風(fēng)險辨識及分析。根據(jù)評價結(jié)果制定相應(yīng)的管控手段，提高設(shè)備運行時的可靠性。研究結(jié)果表明，改進的FMEA方法操作性和針對性更強，能夠有效從源頭消除故障隱患，減少事故發(fā)生。

Abstract： An improved FMEA analysis method is proposed to solve the current situation of port enterprises， including many hidden safety danger and frequent accidents of special equipment. The risk identification and analysis of typical tires are taken as an example. According to the evaluation results， appropriate control means are developed to improve the reliability of equipment operation. The results show that the improved FMEA method is more operational and more targeted， and can effectively eliminate the hidden trouble from the source and reduce the accident.

關(guān)鍵詞： 特種設(shè)備；改進FMEA；故障；隱患

Key words： special equipment；improved FMEA；fault；hidden danger

中圖分類號：X92 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）35-0027-04

0 引言

改革開放以來，我國交通運輸事業(yè)得到大力發(fā)展，港口作為溝通國內(nèi)與國際經(jīng)濟往來的重要樞紐，在促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與國際貿(mào)易方面發(fā)揮著越來越大的作用。但隨著港口現(xiàn)代化、規(guī)模化的發(fā)展，港口設(shè)備數(shù)量大大增加，且日益趨向復(fù)雜化、大型化和自動化，隱藏著巨大的安全隱患[1]。針對港口設(shè)備的事故與隱患問題，企業(yè)大多采用傳統(tǒng)的故障類型與影響分析方法（FMEA）對設(shè)備風(fēng)險進行管控。若應(yīng)用傳統(tǒng)的FMEA方法對設(shè)備進行辨識及控制，則要求在設(shè)備研制、使用階段對各系統(tǒng)的所有故障類型進行列舉分析，盡量不要遺漏，這樣不僅會浪費大量的人力、物力，而且分析沒有針對性，管控效果很不理想。

針對這一問題，本文對已有的FMEA過程進行改進，在系統(tǒng)使用階段開展FMEA，對主要危險源進行分析，不僅能夠提高系統(tǒng)運行過程的可靠性，還可以進一步查明導(dǎo)致不期待發(fā)生事件的原因因素，進而從源頭消除隱患。

1 改進FMEA方法簡介

1.1 改進FMEA方法原理

故障類型和影響分析是對系統(tǒng)的各組成部分、元素進行分析。系統(tǒng)的組成部分或元素在運行過程中會發(fā)生故障，故障類型往往有所不同。采用這種分析方法，首先需要找出系統(tǒng)中各組成部分及元素可能發(fā)生的故障及其類型，查明各種類型故障對周圍部分或元素的影響以及最終對系統(tǒng)的影響，然后提出減少或避免這些影響的措施，從而提高整個系統(tǒng)的可靠性[2]。

傳統(tǒng)的FMEA是基于可能性的概率事件，要求對所有子系統(tǒng)的所有故障類型進行列舉分析，盡量不要遺漏，大多數(shù)情況下，這種列舉都是根據(jù)研制人員的經(jīng)驗和臆想來確定的，工作量大，且沒有針對性。改進的FMEA則主要針對歷史事件，即那些過去已經(jīng)實際出現(xiàn)的故障類型進行分析，逐個分析不同故障類型的危險因素、后果嚴重度、發(fā)生概率以及風(fēng)險等級，并根據(jù)評價結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的控制措施[3]。該方法將節(jié)省大量的物力、人力，并能夠更有針對性的對危險因素及事故進行控制，提高企業(yè)的安全管理水平。

1.2 基本概念

①故障。元件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內(nèi)，達不到設(shè)計規(guī)定的功能，因而不能實現(xiàn)設(shè)計規(guī)定的任務(wù)的狀態(tài)稱為故障。故障不一定會引發(fā)事故。

②故障類型。故障類型是故障呈現(xiàn)的狀態(tài)。一個元素一般有四種可能的故障類型：意外運行；不能按時運行；不能按時停止；運行期間的故障。

③故障等級。不同故障類型對系統(tǒng)或子系統(tǒng)的影響程度不同，故將其劃分為不同等級。劃分故障等級主要是為了針對故障造成的不同影響采取相應(yīng)的處理措施措施。故障等級的評定可以從以下四個方面進行考慮：故障影響的大小；故障發(fā)生的頻率；防止故障發(fā)生的難易程度；是否需要重新設(shè)計。

④嚴重度。某種故障類型發(fā)生后，對系統(tǒng)造成的沖擊和影響，表現(xiàn)為對人、系統(tǒng)本身和環(huán)境的不同影響。

⑤發(fā)生率。某種故障類型發(fā)生幾率的大小，一般以單位時間內(nèi)發(fā)生的次數(shù)來決定其等級程度。

⑥不期待發(fā)生事件。系統(tǒng)偏離正常的運行狀態(tài)[4]。

1.3 FMEA的評價步驟

①明確系統(tǒng)組成及功能。確定被分析的對象系統(tǒng)的邊界和分析的詳細程度，收集目標的各項資料，包括其組成、功能、使用與維修說明、各元素之間的功能關(guān)系等[3]。

②列出所有可能的不期望發(fā)生事件。準確的定義“不期待發(fā)生事件”不僅具有巨大的指導(dǎo)意義，還可以保證分析人員對所研究的問題有準確的理解和溝通，將分析小組的注意力集中到最重要的事情上[5]。endprint

③確定FMEA分析小組成員。分析小組的成員組成應(yīng)該由四方面人員組成：安全方面的專家、企業(yè)設(shè)備管理人員、設(shè)備實際操作人員、技術(shù)員。相關(guān)人員經(jīng)驗越豐富，將更有助于辨識的準確性。

④制定FMEA表格。分析人員進行頭腦風(fēng)暴，根據(jù)經(jīng)驗和收集的相關(guān)資料，列出造成每一個不期望發(fā)生事件出現(xiàn)的故障類型，并進一步分析其影響、風(fēng)險等級及相應(yīng)的控制措施。

⑤結(jié)果匯總。改進的FMEA分析完畢后，將對系統(tǒng)影響大的故障列表匯總，詳細分析并制定對應(yīng)的控制措施。

2 G港口特種設(shè)備FMEA分析

2.1 G港口企業(yè)安全管理現(xiàn)狀

G港口企業(yè)作為重要的對外貿(mào)易口岸，主營業(yè)務(wù)包括港區(qū)土地開發(fā)；裝卸搬運；倉儲；貨物中轉(zhuǎn)聯(lián)運、分拔；港口理貨；客貨運輸服務(wù)；駁運；設(shè)備及港口機械的租賃、維修；商品包裝加工；工屬具制造；物資供銷等。廠區(qū)內(nèi)存在大量的機械設(shè)備，其中大部分是特種設(shè)備，有輪胎式起重機、門坐式起重機、叉車、裝載機等[6]。對特種設(shè)備的管理，公司主要是依據(jù)法律法規(guī)，定期對人員進行培訓(xùn)，定期不定期對設(shè)備進行檢查，以消除隱患。但檢查的項目基本來源于法律法規(guī)及經(jīng)驗，很不全面，導(dǎo)致時常有事故發(fā)生。本文選取港口企業(yè)的典型特種設(shè)備輪胎式起重機為例，對其進行FMEA分析，全面辨識設(shè)備風(fēng)險及原因因素，并提出對應(yīng)的管控措施。此方法可以推廣到其他設(shè)備，大大增強企業(yè)對設(shè)備的管理水平[5]。

2.2 輪胎式起重機FMEA分析

①分析小組收集資料，包括產(chǎn)品說明書，設(shè)備維護保養(yǎng)手冊，公司臺賬、維修記錄及案例，設(shè)備管理規(guī)程，分析總結(jié)可能發(fā)生的不期待事件，及導(dǎo)致不期待事件發(fā)生的故障類型及原因因素。

②確定控制措施前后故障的嚴重度（S）、發(fā)生率（O）。管控措施前后分別由經(jīng)驗豐富的項目組成員對故障模式的嚴重度及發(fā)生率進行打分[4]。將風(fēng)險的后果嚴重程度分為五個等級，分別從可能導(dǎo)致的人員傷害、經(jīng)濟損失和環(huán)境影響三個方面進行考慮，詳見表1。將風(fēng)險的發(fā)生概率分為五個等級，分別從故障發(fā)生的可能性、控制措施的有效性、人為因素、相關(guān)事故案例四個方面進行考慮，詳見表2。

③確定控制措施前后的風(fēng)險等級。對風(fēng)險后果嚴重度及發(fā)生率進行打分，依據(jù)公式：風(fēng)險等級=后果嚴重度×發(fā)生率，得出具體事件的綜合風(fēng)險分值。根據(jù)實際情況將風(fēng)險分為四個等級，詳見表3。

2.3 制作FMEA表格

確定輪胎式起重機故障類型與影響分析表，列出不期望發(fā)生事件，分析導(dǎo)致不期望發(fā)生事件的故障類型及原因因素，根據(jù)評價結(jié)果制定相應(yīng)的風(fēng)險控制措施，以及采取控制措施前后后果嚴重度、發(fā)生概率、風(fēng)險等級的變化。詳見表4、表5。

表4中1-17分別為：1-滑輪故障不轉(zhuǎn)導(dǎo)致鋼絲繩非正常磨損；2-由于卷筒繩槽磨損過度（卷筒出現(xiàn)裂紋或筒壁厚度磨損達原厚度的20%），導(dǎo)致繩間非正常磨損；3-制動活塞制動力不足（活塞密封件漏油；液壓動力不足）；活塞回位彈簧失效；鋼片摩擦片磨損過度；4-卷筒底座金屬結(jié)構(gòu)（焊縫）達到疲勞極限，出現(xiàn)裂紋；5-卷揚卷筒軸承內(nèi)圈、外圈及滾子面有點蝕、接觸斑點、階梯狀磨損，導(dǎo)致軸承有異響；6-耳板銷孔與銷軸磨損過大；7-卷揚鋼絲繩銷孔與銷軸磨損量過大；8-卷揚鋼絲繩繩夾開口銷安裝不對；9-電磁閥或氣缸漏氣，導(dǎo)致氣缸鋼桿不能正常伸出；10-制動活塞制動力不足（活塞密封件漏油；液壓動力不足）；活塞回位彈簧失效；鋼片摩擦片磨損過度；11-銷子磨損過度（銷軸磨損量不得超過5%）；12-未按正確步驟組裝臂架；13-外力碰撞，導(dǎo)致主桿彎曲變形，降低或失去承載能力；14-剎車片、剎車分泵安裝調(diào)整不當，導(dǎo)致制動行程過長或過短；15-剎車分泵的連接氣管破損或調(diào)壓閥損壞，造成漏氣，氣壓不足，導(dǎo)致制動失效；16-氣泵損壞；17-結(jié)構(gòu)磨損或密封件老化，泄油量大；18-啟動機、發(fā)電機的接線柱松動，連接線脫落；19-電線絕緣外皮老化造成銅芯裸露，導(dǎo)致短路；20-使用不合理，起重機長時間超負荷運行，造成線路或設(shè)備過熱[7]。

用改進的FMEA對輪胎式起重機進行分析，得到設(shè)備典型的不期待發(fā)生事件有貨物墜落，吊鉤掉落，臂架墜落，車輛與周圍人、機發(fā)生碰撞，機車傾覆與著火等。針對貨物墜落，分析總結(jié)了五條原因因素，每一條的S、O都為4，風(fēng)險等級為Ⅳ，說明危險極易發(fā)生且危害極大。針對這五條原因因素，專家組根據(jù)實際情況，提出了針對性的五條控制措施，將S、O分別降到3、2，危險等級降為Ⅱ級，有效提高了對貨物墜落事件的管理，減少事故的發(fā)生。

3 結(jié)束語

企業(yè)的安全管理實質(zhì)上是一種風(fēng)險管理，基礎(chǔ)目標是控制生產(chǎn)過程中的事故發(fā)生。選用合理的風(fēng)險辨識方法進行危險源辨識是實現(xiàn)企業(yè)全面安全風(fēng)險管控的基礎(chǔ)條件。本文利用改進FMEA對輪胎式起重機安全狀況進行了分析及評價，重點抓住了設(shè)備的典型危害事件，通過管控措施的實施，顯著提高了系統(tǒng)在運行時的可靠性。整體思路可推廣到港口企業(yè)其他特種設(shè)備安全管理中，具有廣泛的應(yīng)用價值。

參考文獻：

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