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工作执行管理 预防性维护

使用模块化方法的设备战略开发

提高系统级可靠性的最具成本效益的方法之一是为关键设备制定策略。设备策略可能包括预防性维护(PM)、预测性维护(PdM)、持续监控、调试和重新设计。这些策略可以单独使用,也可以与其他策略中的一个或多个组合使用,最终目标是优化生命周期成本(LCC)。

这些用于化工厂的这些策略的发展可能是非常费力的,以及时间和资源密集。最大限度地减少开发植物 - 广泛的关键设备策略所需的努力和时间的方法是利用模块化方法。本文将概述如何做到这一点。但是,在潜入模块化方法之前,让我们确保涵盖基本概念。

基础知识

对于已经或将要运行多年的可修复设备,最常用的设备策略是PM和PdM。对于本文的其余部分,设备策略仅指PM和PdM。根据故障模式、故障成本和执行维护任务的成本,实施PM/PdM的效益比可能低至0.1至0.3(越低越好)。这里,效益比定义为设备策略实施的生命周期成本与设备运行到故障的生命周期成本之间的比率。

预防性维护是指在磨损部件失效前对其进行维修或更换,以保持设备的可靠性。如果不与任何预测性维护相关,PM通常以固定的时间间隔执行,例如每三年的操作时间。预测性维修使用技术来确定在役设备的状态,并预测何时需要PM。PdM支持基于状态的维护,因为PM间隔不仅基于设备的年龄,还基于设备特定的配置和运行条件。PdM的有效性取决于能够及时和准确地发现最终导致设备故障的问题。

在为关键设备制定设备策略时,重要的是要包括关键设备本身和关键设备正常工作所必需的配套设备。例如,当考虑其功能是在某种流体到达下一个化学处理步骤之前对其进行压缩的离心式压缩机时,重要的是要认识到:

  • 压缩机转子要转动,必须由电机通过联轴器驱动,联轴器将两台设备的轴连接起来;
  • 压缩机轴承要连续润滑,需要一台或两台油泵;
  • 为了达到所需的压缩比,需要通过级间冷却器(例如,热交换器)冷却流体;
  • 控制面板,仪表和控制阀对于正常和安全操作至关重要。

除非也开发出用于所有先前提到的支撑设备(例如,电动机,耦合,泵,冷却器,控制阀等),否则压缩机系统的设备策略不完整。由于所有支撑设备的故障与压缩机的功能故障相关联,因此不能忽略其可靠性。

在进行成本优化和/或风险缓解之前,应建立以下设备策略框架:

  1. 地点- 在系统层次结构之后,这可以是单一资产或多级资产;
  2. 功能- 用户对资产的期望;对于在上面的级别定义的每个位置,需要定义一个或多个功能;
  3. 故障- 资产无法满足预期功能的方式;对于上述级别定义的每个功能,需要至少定义一个功能故障。功能性故障是指破坏模式(例如,过热,高振动,润滑不足等);
  4. 导致- 上述水平定义的每个功能故障应至少具有与其相关的一个原因;原因是指引起相应功能故障的失效机制(例如,疲劳,腐蚀,磨损等)(即失败模式)。对于每个原因,需要定义以下详细信息:

一种。失败分配- 可以使用可用的设备故障数据配备两个(形状和刻度)分布参数的常用的威布尔分布;

纠正维护(cm)- 当设备未计划失败时,CM任务指定将其带回运行的操作,持续时间和成本;应该定义与CM任务相关的劳动力,备件和工具;

C。PM和PDM.- 为了确保在恶化时维护或恢复设备功能,PM和PDM任务是重要的生命线;对于每个原因,可以创建多个PM和PDMS。除了成本和持续时间,详细的PM / PDM程序还有助于计划者和技术人员更有效地执行任务。应定义与每个PM和/或PDM相关的劳动力,备件和工具。

天。影响- 每个原因也应该分配一个或多个故障效果;这些效果可能包括美元,安全和环境严重程度的生产损失。

一旦设备战略框架完成,就可以执行仿真,以确定执行单个PM/PdM任务或一组任务的优化频率。它还从统计上确定了设备策略的最佳组成部分:仅PM,仅PdM,或PM和PdM。

既然基本概念已被审查,让我们探索模块化方法。

去模块化

显然,像离心式压缩机一样开发复杂系统的设备策略是耗时的。鉴于化学厂与用于离心式压缩机相似的复杂性的化工厂并不罕见,设备战略开发的效率对工厂的可靠性改进计划的成功变得至关重要。

建议采用模块化方法来提高设备战略发展的效率。关键的想法是将每个复杂系统(例如,离心压缩机)划分为较小的块,并为每个唯一类型的块开发通用设备策略模板。由于多种块类型对于多个系统很常见,因此可以避免在为所有系统开发相同的块上的大量时间。拟议方法的程序如下:

  • 按班级建立植物设备名单。对于化工厂,该清单可包括压缩机,泵,电机,驱动系统,热交换器等。
  • 对于每个设备类别,可以生成一个或多个级别的设备类型。作为一个例子,对于一个泵,可以增加两种类型:离心式和容积式。离心泵可进一步分为三大类:常规泵、屏蔽电机泵和磁力驱动泵。
  • 一旦确定了装备类别和类型(或子类型),就可以为每个最低级别的装备类型制定通用装备战略。对于通用设备战略,需要设备战略框架中的所有信息,故障分布和影响除外。在这一步,重要的是要包含尽可能多的功能故障和/或原因,使模板成为通用的。这将节省将通用模板应用到特定系统的时间。
  • 只需将所有所需的组件级模板添加到一起,就可以创建特定的系统级设备策略。例如,CO2压缩机(离心)系统设备策略需要充分开发以下通用模板:压缩机、电机、联轴器、泵、冷却器、控制阀等。
  • 对于建立在通用组件模板上的特定设备策略,需要指定以下信息:
    • 删除功能,功能故障和/或不适用于从通用模板的特定设备的功能;
    • 基于历史数据或已知的操作条件,建立所有适用失败原因的故障分布;
    • 为所有适用的故障原因分配适当的效果信息;这可能包括运营,安全和环境,并应考虑在生产损失和潜在的环境,健康和安全(EHS)风险方面对系统对系统的具体影响;
    • 删除不适用于特定设备的PM / PDM任务;
    • 可以将不同组件的任务组合在一起,以进一步简化优化过程。

使用所提出的模块化方法的好处包括:

  • 节省大量的时间:对于将在20个不同的系统中使用的通用设备策略模板,如果在微小调整中复制20次,则开发所有20个块的总时间显着降低。
  • 信息共享当组件添加到系统中时,资源(例如,劳动力,工具,备件)信息自动添加到系统资源中,并且可以由系统中的其他组件共享。
  • 简单修改:如果更新系统中的一个组件,则可以通过用新的组件模板替换组件模板来轻松更新相应的设备策略。
  • 独立:系统中的所有块都彼此平行,没有互连。添加新块或删除现有块不会影响系统的结构。
  • 更好地利用资源:一个对某一类型设备的操作和维护最了解的人将被分配开发其设备策略的任务。

结论

高效的设备战略开发对于大规模可靠性改进项目的成功至关重要。所提出的模块化方法,通过适当选择以可靠性为中心的维修(RCM)软件的帮助下,已被证明是有效地实现效率,缩短开发时间,并最大限度地提高有限资源的利用率。