基于FEMA 制定設(shè)備維護(hù)策略方法

牙東北

（柳州鋼鐵股份有限公司機(jī)動(dòng)工程部，廣西 柳州 545002）

常見(jiàn)的設(shè)備維護(hù)策略包括事后維修、周期預(yù)防性維護(hù)、狀態(tài)維護(hù)和預(yù)測(cè)性維護(hù)等。由于對(duì)策略方法理解不透徹或缺乏工具方法的應(yīng)用，某些部門(mén)、車間在制定設(shè)備維護(hù)策略過(guò)程中，常存在拍腦袋應(yīng)用、一味追求策略技術(shù)的先進(jìn)性、應(yīng)用邏輯不正確等問(wèn)題。為合理制定設(shè)備維護(hù)策略，必須系統(tǒng)分析設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)行條件、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)條件和維護(hù)需求。本文對(duì)制定設(shè)備維護(hù)策略的FEMA 方法進(jìn)行分析總結(jié)。

1 失效模式及影響分析（FEMA）原理簡(jiǎn)述

FMEA 是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或過(guò)程設(shè)計(jì)階段，對(duì)構(gòu)成產(chǎn)品、設(shè)備的部件、零件，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)工序逐一分析，找出所有的失效模式，并分析其可能的后果，從而預(yù)先采取必要的措施，以提高質(zhì)量和可靠性的一組活動(dòng)。其作為一種可靠性設(shè)計(jì)分析方法廣泛應(yīng)用于汽車零部件生產(chǎn)行業(yè)，也是汽車行業(yè)質(zhì)量體系IATF16949 標(biāo)準(zhǔn)專門(mén)推廣的五大核心工具之一。

設(shè)備FEMA 是該工具的一個(gè)細(xì)分應(yīng)用方法。其基于設(shè)備使用過(guò)程數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)設(shè)備可能的失效模式，分析各個(gè)失效模式下后續(xù)作業(yè)的安全、可靠性、可維修性、有效性。制定合理維護(hù)策略，避免主要失效模式發(fā)生和事故原因的可能性，減低設(shè)備維護(hù)成本。該工具的正確的使用邏輯為：（1）列出潛在的失效模式，并對(duì)各失效模式所產(chǎn)生的影響程度進(jìn)行打分；（2）評(píng)價(jià)各種失效模式產(chǎn)生原因，評(píng)價(jià)現(xiàn)有手段能檢測(cè)出該原因發(fā)生能力大小；（3）針對(duì)各種失效模式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)值大小排序；（4）制定合理的維護(hù)策略及維護(hù)方案預(yù)防此失效模式發(fā)生。

常用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法為風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)法.該方法可定義為：

RPN=S×O×D （1）

式中，S 為嚴(yán)重度，是評(píng)價(jià)設(shè)備故障后果的嚴(yán)重程度；O為故障發(fā)生的頻度，評(píng)價(jià)故障發(fā)生頻率高低；D 為故障檢測(cè)度，是評(píng)價(jià)有效手段故障檢測(cè)難易程度。

2 FEMA 方法實(shí)施步驟

FEMA 方法實(shí)施步驟包括以下幾個(gè)方面：（1）明晰分析對(duì)象，即對(duì)設(shè)備工藝條件、設(shè)計(jì)信息獲取的基礎(chǔ)上列出設(shè)備各系統(tǒng)或部件的名稱、功能。（2）列出設(shè)備所有的可能發(fā)生的故障模式。（3）評(píng)估、量化失效模式帶來(lái)的影響。（4）找出故障原因，列出故障的檢測(cè)方法，決定設(shè)備故障采用那種維護(hù)策略。（5）構(gòu)建圖表也是FEMA 方法實(shí)施過(guò)程中的關(guān)鍵。靈活的應(yīng)用系統(tǒng)圖和矩陣圖容易表達(dá)各種分析結(jié)論，容易看清設(shè)備工藝狀況及各故障模式的關(guān)系，維護(hù)策略容易歸納。

表1 主抽風(fēng)機(jī)FEMA 分析表

表2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3 實(shí)例分析

在鋼鐵企業(yè)中，燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)作為燒結(jié)廠的心臟設(shè)備，其是否可靠運(yùn)行不僅直接影響到燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)量，也影響到煉鐵工序的穩(wěn)定和高爐產(chǎn)能的發(fā)揮。本文以主抽風(fēng)機(jī)FEMA 分析表為例說(shuō)明其維護(hù)策略的制定過(guò)程。（1）列出主抽風(fēng)機(jī)各個(gè)部件名稱、功能、潛在故障模式、故障產(chǎn)生的影響、故障產(chǎn)生的原因和故障檢查方法（見(jiàn)表1）。

（2）決定主抽風(fēng)機(jī)的維護(hù)策略。對(duì)應(yīng)主抽風(fēng)機(jī)的每一種故障模式，綜合OSD 這3 項(xiàng)指標(biāo)，計(jì)算出危險(xiǎn)值RPN，決定主抽風(fēng)機(jī)采用何種維護(hù)策略。①根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或成立技術(shù)交流小組，設(shè)定故障模式的頻度、嚴(yán)重度、檢測(cè)度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表2）。本例每個(gè)指標(biāo)都分為四級(jí)，等級(jí)按從大到小分別用10、7、4、1 進(jìn)行量化。②確定危險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)RPN 的閾值。先確定最小的需要采用維護(hù)措施的RPN 值，根據(jù)95%的置信度原則，將最大的RPN 值乘以（1-0.95），即得RPN 閾值。本例中，RPN 的閾值為10×10×10×（1-0.95）=50。就是說(shuō)，當(dāng)某一故障RPN值大于50，就應(yīng)當(dāng)采用相應(yīng)的維護(hù)措施。然后依據(jù)帕累托的80/20 法則，重點(diǎn)對(duì)造成最高的20%的故障采取維護(hù)措施。最后，利用RPN 值和實(shí)際情況來(lái)決定主抽風(fēng)機(jī)的維護(hù)策略。③表1 是上述過(guò)程綜合得到的主抽風(fēng)機(jī)FEMA 圖。

（3）應(yīng)用效果。燒結(jié)廠在根據(jù)設(shè)備FEMA 來(lái)制定設(shè)備維護(hù)策略后，取得如下成果。①滿足ISO、IATF16949 體系提出的全面生產(chǎn)維護(hù)控制系統(tǒng)建設(shè)要求，設(shè)備FEMA 表客觀解釋了開(kāi)展預(yù)測(cè)性維護(hù)工作的理由。②促進(jìn)設(shè)備點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化，提高了點(diǎn)檢工作的針對(duì)性及有效性。③主抽風(fēng)機(jī)綜合效率由原來(lái)的70%提高至88%。

4 結(jié)語(yǔ)

在設(shè)備維護(hù)策略制定過(guò)程中使用FEMA 方法，可以制定除合理的維修模式及實(shí)施時(shí)間，同時(shí)也帶來(lái)一些其他好處：（1）能有效的安排維護(hù)活動(dòng)，及時(shí)的獲取備件供應(yīng)和人力資源。（2）提供設(shè)備使用率，避免“維修不足”和“維修過(guò)渡”。（3）由于采取了合理的維修策略，減少了專用維修活動(dòng)的時(shí)間和備件消耗，降低維修成本。（4）客觀解釋了各類維修業(yè)務(wù)開(kāi)展理由，促進(jìn)企業(yè)IATF16949 等體系建設(shè)工作，提高設(shè)備管理整體水平。最后，需要指出的是，F(xiàn)EMA方法是一種持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程。在實(shí)施某種維護(hù)策略后，需要重新評(píng)估、計(jì)算新的風(fēng)險(xiǎn)值，看是否在可接受的范圍內(nèi)，并決定是否切換新的維護(hù)策略，即PDCA 循環(huán)。