牙東北

（柳州鋼鐵股份有限公司機動工程部，廣西 柳州 545002）

常見的設(shè)備維護策略包括事后維修、周期預(yù)防性維護、狀態(tài)維護和預(yù)測性維護等。由于對策略方法理解不透徹或缺乏工具方法的應(yīng)用，某些部門、車間在制定設(shè)備維護策略過程中，常存在拍腦袋應(yīng)用、一味追求策略技術(shù)的先進性、應(yīng)用邏輯不正確等問題。為合理制定設(shè)備維護策略，必須系統(tǒng)分析設(shè)備的生產(chǎn)運行條件、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)實現(xiàn)條件和維護需求。本文對制定設(shè)備維護策略的FEMA 方法進行分析總結(jié)。

1 失效模式及影響分析（FEMA）原理簡述

FMEA 是在產(chǎn)品設(shè)計或過程設(shè)計階段，對構(gòu)成產(chǎn)品、設(shè)備的部件、零件，對生產(chǎn)過程的各個工序逐一分析，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。其作為一種可靠性設(shè)計分析方法廣泛應(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)專門推廣的五大核心工具之一。

設(shè)備FEMA 是該工具的一個細(xì)分應(yīng)用方法。其基于設(shè)備使用過程數(shù)據(jù)，預(yù)測設(shè)備可能的失效模式，分析各個失效模式下后續(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，并對各失效模式所產(chǎn)生的影響程度進行打分；（2）評價各種失效模式產(chǎn)生原因，評價現(xiàn)有手段能檢測出該原因發(fā)生能力大??；（3）針對各種失效模式進行風(fēng)險值大小排序；（4）制定合理的維護策略及維護方案預(yù)防此失效模式發(fā)生。

常用的風(fēng)險評估方法為風(fēng)險優(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，是評價設(shè)備故障后果的嚴(yán)重程度；O為故障發(fā)生的頻度，評價故障發(fā)生頻率高低；D 為故障檢測度，是評價有效手段故障檢測難易程度。

2 FEMA 方法實施步驟

FEMA 方法實施步驟包括以下幾個方面：（1）明晰分析對象，即對設(shè)備工藝條件、設(shè)計信息獲取的基礎(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）評估、量化失效模式帶來的影響。（4）找出故障原因，列出故障的檢測方法，決定設(shè)備故障采用那種維護策略。（5）構(gòu)建圖表也是FEMA 方法實施過程中的關(guān)鍵。靈活的應(yīng)用系統(tǒng)圖和矩陣圖容易表達各種分析結(jié)論，容易看清設(shè)備工藝狀況及各故障模式的關(guān)系，維護策略容易歸納。

表1 主抽風(fēng)機FEMA 分析表

表2 評價標(biāo)準(zhǔn)

3 實例分析

在鋼鐵企業(yè)中，燒結(jié)機主抽風(fēng)機作為燒結(jié)廠的心臟設(shè)備，其是否可靠運行不僅直接影響到燒結(jié)機的產(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FEMA 分析表為例說明其維護策略的制定過程。（1）列出主抽風(fēng)機各個部件名稱、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（見表1）。

（2）決定主抽風(fēng)機的維護策略。對應(yīng)主抽風(fēng)機的每一種故障模式，綜合OSD 這3 項指標(biāo)，計算出危險值RPN，決定主抽風(fēng)機采用何種維護策略。①根據(jù)經(jīng)驗或成立技術(shù)交流小組，設(shè)定故障模式的頻度、嚴(yán)重度、檢測度的評價標(biāo)準(zhǔn)（表2）。本例每個指標(biāo)都分為四級，等級按從大到小分別用10、7、4、1 進行量化。②確定危險優(yōu)先數(shù)RPN 的閾值。先確定最小的需要采用維護措施的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，當(dāng)某一故障RPN值大于50，就應(yīng)當(dāng)采用相應(yīng)的維護措施。然后依據(jù)帕累托的80/20 法則，重點對造成最高的20%的故障采取維護措施。最后，利用RPN 值和實際情況來決定主抽風(fēng)機的維護策略。③表1 是上述過程綜合得到的主抽風(fēng)機FEMA 圖。

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

4 結(jié)語

在設(shè)備維護策略制定過程中使用FEMA 方法，可以制定除合理的維修模式及實施時間，同時也帶來一些其他好處：（1）能有效的安排維護活動，及時的獲取備件供應(yīng)和人力資源。（2）提供設(shè)備使用率，避免“維修不足”和“維修過渡”。（3）由于采取了合理的維修策略，減少了專用維修活動的時間和備件消耗，降低維修成本。（4）客觀解釋了各類維修業(yè)務(wù)開展理由，促進企業(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)改進的過程。在實施某種維護策略后，需要重新評估、計算新的風(fēng)險值，看是否在可接受的范圍內(nèi)，并決定是否切換新的維護策略，即PDCA 循環(huán)。