馬軍衛
(航空工業飛機強度研究所,陜西西安 710065)
國家重點實驗室是國家科技創新體系的重要組成部分,是國家組織高水平基礎研究和應用基礎研究、聚集和培養優秀科技人才、開展高水平學術交流、科研裝備研究的重要基地[1]。某氣候環境實驗室占地約5000 m2,容積達13 萬m3,可模擬高溫、低溫、淋雨、降雪、凍雨、太陽輻射、降霧和吹風等典型自然環境或極端氣候。為充分滿足裝備對氣候環境試驗的要求,氣候環境實驗室綜合運用了熱工、流體、空調、制冷、機械、電工電子、控制、通信、計量、計算機等技術完成對自然氣候環境條件的模擬[2]。其中基礎環境模擬集成系統(簡稱基礎環模)的主要功能是為各種試驗如低溫、高溫、太陽輻照、降雪、凍雨等提供規定的溫度、濕度和壓力條件,是氣候環境實驗室最核心、最關鍵、最復雜的系統集成。其主要組成包括:壓縮空氣系統、蒸汽鍋爐系統、制冷系統、載冷載熱系統、循環風處理系統、組合空氣處理系統,微正壓系統、循環冷卻水系統、氮氣匯流排系統、WINCC 監控系統、基礎環模集成控制系統等[3]。基礎環模設備種類多,涉及工種廣,運行邏輯緊密,安裝分散,協調復雜,基礎環模管理團隊通過對各系統組成和氣候環境試驗流程的研究,并借鑒先進的管理經驗,建立了符合氣候環境實驗室基礎環境模擬集成系統的人員管理模式。
基礎環境模擬系統(圖1)依據不同的氣候環境試驗項目,子系統依照一定邏輯聯合協調工作,實現試驗所需的工況。壓縮空氣系統生產的低露點高壓空氣為基礎環模系統氣動閥的正常執行提供動力;高壓軟啟動系統為復疊機組制冷系統變頻啟動服務;氮氣匯流排系統為載冷載熱系統的定壓充注氮氣;標準機組制冷系統為組合空調處理器提供冷源;復疊機組制冷系統為氣候環境實驗室提供冷源;載冷載熱系統能量載體,將復疊制冷機組產生的冷量和由蒸汽鍋爐生產的蒸汽輸送給循環風系統;循環風系統完成對進入環境室空氣的最后調節,將滿足試驗要求的空氣送入環境室;組合空氣處理系統將外界進入的空氣按照設定的露點、溫度和送風量進行處理,匯合來自環境室的回風進入循環風系統,實現環境室對外界的微正壓;微正壓系統保持環境室對外大氣壓的微正壓,保證環境室不受外界氣候條件影響;WINCC 管理系統將傳感器的數據以動態文本和動態曲線的形式顯示在屏幕上,實現24 h對基礎環模系統運行狀態的監控,方便運行人員的現場維護;基礎環模集成控制系統控制各系統的運行狀態及模式,以實現環境室試驗項目需要的環境條件。

圖1 基礎環境模擬集成系統組成結構
一支高素質的管理隊伍是保證基礎環模正常運行的關鍵。分工明確,劃分合理的崗位是構成氣候環境實驗室基礎環模運行管理的核心,對各級各層崗位人員進行合理配置,崗位職責結合基礎環模系統的自身特點,按崗位階梯和人員工種進行分解,崗位劃分清晰、職責任務明確。根據實驗室各系統的區域位置、設備的功能、維護任務、值班需求、工種組合等要素,進行基礎環模的崗位設置和運行管理隊伍的組建,實行三級管理,基礎環模崗位(圖2)內容及人員要求如下:

圖2 基礎環模崗位設置
(1)基礎環模主管。負責基礎環模系統的管理工作,要求有專業能力,而且具備很強的管理組織能力。
(2)值班主管。試驗期間的值班運行負責人,處理、協調、完成值班期間的工作任務。
(3)系統主管。負責管理系統的維護工作,制定完成保養計劃,配合完成維保,包括資料檔案主管、制冷系統主管、壓縮空氣系統主管、冷卻水系統主管。
(4)設備主管。負責主要設備的維修保養,包括儀器儀表主管、泵與風機主管等,要有系統操作運行維護保養工作能力及故障診斷與排除能力。
(5)機房主管。負責機房的安全衛生及設備點檢工作,主要是制冷站、動力站、匯流排室、地下室設備間。
(6)操作人員。負責設備的操作及承擔部分維修工作,基本操作技能要求四會(會操作、會保養、會檢查、會排除故障)。
(7)維護人員。負責設備的檢修和維護工作,具有電工、管道工、鈑金工、電(氣)焊工或鉗工技能。
基礎環模系統是一套相互影響、互相協調、自動化程度較高的系統集成,其運行管理的要求相對較高,除配備高技術水平和工作責任心強的技能人才和管理人員外,還要有科學完善的管理制度。管理制度的科學合理性直接影響到管理質量和效益,基礎環模系統的安全運行通過實踐形成了一套完善的規章制度保證。制度依據ISO 9002 國際質量標準規范管理運作程序[4]?;A環模系統在制定專業性的質量管理文件時遵循以下原則:
(1)質量管理文件所涉及的內容同相關部門的規章制度要求保持統一、條理清晰,不能有矛盾或產生異議的條文。
(2)質量管理文件互相協調、引用一致,不矛盾和遺漏。
(3)質量管理的編寫表達通俗易懂、簡明精煉,不能含糊。文字條款敘述要易懂、好記,便于接受和落實,注意理解的唯一性。
(4)質量管理文件精密聯系實驗室的科研生產,內容合理、科學務實,在實際工作中能夠有效促進整體管理質量的提高。
(5)質量管理文件在執行中不斷總結問題和糾正錯誤,及時修改和補充,使其日臻完善。
(6)質量管理文件是對工作人員行為的規范,其目的是積極引導和教育工作人員,培養員工的自覺性和主動性。因此,內容的編寫不能忽視員工的職業道德教育和思想政治教育[5]。
基礎環模系統是涉及多學科、多專業的綜合性技術管理工作。其中,檢修、操作、維護、保養的水平與相關人員的技能水平密切相關,相關人員必須具備熟練的開停機、調節、維護、保養和檢測修理設備的技能。因此,工作人員除具備高度的職業道德素養外,還要求有專業理論知識和專業技能水平。建立起一套符合實驗室實際工作需要的培訓機制尤為重要,業務學習與培訓制度的不斷完善,對提高參與系統工作的相關人員的專業素質和技術水平有重要意義。
業務學習與培訓要緊密結合,根據現有人員結合現有系統和設備制定內容,包括學習和培訓對象、目的、要求、形式、時間、執行者等。
基礎環模系統運行時必須有人值班監護,以確保系統投入運行后保持最佳狀態,而系統運行質量直接影響試驗任務能否順利完成。影響運行質量的因素很多,如基礎環模系統狀況與設備狀態,參與值班的人員素養,包括敬業心、技能水平、發現和處理問題的能力等。如果能維持高質量的值班水平,不僅在系統運行過程中設備的使用效果較高,而且在值班期間運行數據的記錄、運行環境的保潔、事故隱患的預防、突發事故的應對等也都能有基本保證。相應的人員管理制度來配合值班質量的提高,制度的基本內容規定運行管理人員在值班期間的行為。
基礎環模系統和設備操作維護保養規程由一系列文件組成,內容包括試驗間期系統和設備從停止待機的靜止狀態到投入使用的運行狀態,或從正在運行的狀態到正常非正常的停機狀態,及在試驗期間應遵守的操作維護保養規程。為了確保人員安全和延長設備使用壽命,基礎環模設備操作和維護保養規定,對于由種類繁多的設備和縱橫交錯管道組成的基礎環模系統尤為重要,因為稍有不慎,輕則會對系統或設備造成傷害,影響其使用壽命,導致試驗任務不能順利完成,重則造成人員傷害,甚至災難性事故。
基礎環模系統的啟動過程不是孤立的,各系統之間有嚴格的邏輯關系,如復疊制冷機組在載冷載熱系統和循環冷卻水均啟動達到要求后才能進行啟動操作,而循環冷卻水和載冷載熱系統的正常運行又分別建立在循環風系統和壓縮空氣系統啟動正常的基礎上,否則復疊制冷機組啟動后有可能受到損傷甚至損毀。
基礎環模集成控制系統配置了較好的安全保護功能,各子系統根據各系統相互之間的邏輯關系,每次試驗前會制定相應的操作執行流程。系統按順序具有操作保護功能,不按照控制邏輯設計順序進行,系統會停止。操作規程的內容根據系統類型和設備的類型、功能、使用、工況條件,結合設備制造廠商提供的技術資料來制定,以保證系統和設備的使用壽命。
為了使系統和設備的開停過程都能安全有序地進行,有必要對制定好的操作規程進行濃縮提煉,把操作規程的要點和注意事項簡單扼要地書寫清楚,張貼在設備操作或控制地點的墻面上,盡量減少人為誤操作或不當操作造成的損失和危害。
試驗期間系統連續運行8 h,安排值班人員輪換上崗值班。實行3 個班組輪崗,上一班和下一班的工作銜接環節是重點,下一個班組仔細核對上一班組的物料轉交,認真聽取設備運行狀態說明,不出現紕漏、扯皮和推諉現象,上一班組的遺留問題必須交代清楚,使責任分明。制定一個相關的制度予以保證,其基本內容應明確規定交接班的時間、內容、要求等。
制定相應的制度來保證設備的運行安全,使其有一個良好的運行環境,制度涵蓋試驗間期和試驗期間,確保試驗間期機房的安全和設備的停機狀態,試驗期間設備不受非操作人員或非檢修人員的觸動而停機,制度的制定也避免非專業人員無意中受到傷害。該制度的內容包括設備的操作、環境衛生的要求、機房的進入、公共設施的使用等內容。
基礎環境模擬集成系統的管理是實驗室管理體系的重要組成部分,是一項綜合性強、細致而繁瑣的工作,管理人員的技術技能水平、管理素質是核心,否則系統再完美、設備再先進,也難以保證長期、穩定地發揮出應有的效能。只有建立完整、規范、有效的基礎環模人員管理制度和程序,認真落實好制定的各項人員管理工作中的每一項具體工作,才能保證實驗室科研工作的順利開展,才能更好地發揮基礎環模系統的設計要求,提高設備的使用效率和壽命,促使管理水平和服務質量有更大提高,發揮國家重點實驗室的科技創新作用。