基于SRCM的维修策略决策与优化

王东升李 江张 雷

（1.中海油能源发展油建机械设备技术服务中心 天津 2.中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津）

一、引言

自20世纪60年代以来，许多企业均采用以可靠性为中心（RCM）或类似的过程或方法开展维修策略决策与优化（MSR）项目，其中一些企业取得了巨大的成功，而另外一些则没有得到想要的效果。影响MSR项目成功的因素很多，重点关注MSR项目分析结果的实施，并由此建立维修策略的持续改进流程作为完整MSR项目的一部分。企业相关人员对MSR项目分析过程和结果的认同也是项目成功的关键因素之一，但是，如果没有管理层的认同和推动，MSR项目最终会失败，因为MSR项目成功的关键在于MSR项目分析结果的实施、反馈、测量和持续改进。

基于 RCM（SRCM）方法的MSR项目实施过程，MSR项目分析结果的实施和如何建立维修策略持续改进的流程。SRCM过程或方法已在全球各个行业相关项目中广泛应用并取得了巨大的成功，但和其他维修策略决策与优化的过程或方法（包括传统的RCM）一样，需要输出维修策略的定量结果，仅靠一次分析的结果并不能保证完全是最优的。主要原因在于大多数企业缺乏足够有效的数据，支持维修任务的频率计算、识别设备的故障机理和成本影响等，这也是为什么建立维修策略的持续改进流程与决策分析本身同等重要，应作为完整MSR项目的一部分。

二、定义MSR项目目标

在MSR项目开始之前，理解和定义项目目标和关键绩效指标（KPI）是项目成功的关键，如果没有切实可行的目标，也许项目从技术角度上是合理的，但最终仍会失败，因为从一开始对项目目标就不了解，则项目范围和努力的方向就更不会明确。例如一家新工厂，MSR项目的主要目标为建立优化预防性维修（PM）流程方法（基于供应商预先提供的PM），则主要关注范围应为工厂的所有系统或设备。如果项目的主要目标是通过设备维修维护的优化来提高生产设备的可靠性和可用性，则主要关注范围应为工厂的生产系统或设备。MSR项目目标的定义示例如下：

☆延长工厂停线/停机检修间隔

☆关注关键设备的预防性维修和其主要的失效机理

☆加强基于状态的维修计划

☆识别不必要的预防性维修任务

☆降低或消除重大故障的可能性

☆降低维修维护费用

☆提升设备可用性和可靠性

☆提升现有EAM/CMMS系统使用

有了明确的项目目标后，然后定义相应的KPI指标，典型的KPI指标应包括定性和定量的指标，例如MSR项目输出的PM任务数量与现有的PM任务数量对比等。

三、SRCM分析流程

SRCM是由RCM发展过来的，基于设备的可靠性分析和维修历史决策，确定设备的维修策略，其最显著的特点是能够显著的降低人工投入。SRCM分析流程重点关注与系统功能相关的部件的功能和可靠性分析，重点关注于关键设备，以便进一步分析如何避免关键部件故障。维修策略任务则首先基于功能，维修策略任务的优化则基于经验和潜在的部件故障。设备的维修历史分析决策，和维修部门以及操作运行部门相关人员的共同讨论对MSR项目的成功非常重要。SRCM分析流程如图1所示。在SRCM分析流程中，数据收集的主要内容包括：

☆系统描述

☆工艺流程及描述

☆系统分布图（控制回路、电机控制等）

☆系统安全分析要求

☆装置运行与报警系统

☆设备台帐

☆纠正性与预防性维修历史记录

☆预测性维修历史记录

☆设备供应商提供的图纸和手册

识别关键系统和和其功能对装置的安全运行是必须的，然后根据相应的关键性判断标准识别每项系统功能所关联的设备。在SRCM分析流程中，关键性分析主要采用故障模式影响分析FMEA方法，基于相应的关键性矩阵来识别关键的设备，针对一个装置，一般30%～40%的设备是关键设备。SRCM分析过程允许列出某个部件的多个故障模式，但只识别主要的影响。如果某个部件是关键的，则应识别出合适的故障原因和PM任务，如果为非关键的则需进行非关键性分析。

图1 SRCM分析流程

关键设备的任务选择采用逻辑决断的分析方法。逻辑决断图如图2所示，针对关键的部件，主要的故障原因通过故障历史、经验和判断来识别。针对每一项故障原因，都应采用逻辑决断树的方法来进行任务的选择，首先选择PDM/CMB任务，其次选择基于时间的维修任务。如果某一故障原因没有相应的维修活动来预防，故障后果也不能减轻或降低，则应选择修改设计来降低关键性等级。如果某一故障不能通过任何维修任务来预防，但其后果可接受，则应识别其是否为隐蔽故障。针对隐蔽故障，则应选取相应的功能检查任务，例如功能测试等。

非关键性分析评估提供基于成本视角评估非关键零部件的流程方法。在非关键评估分析中，利用几个问题来确定采取预防维修任务的成本与运行至失效的成本对比。如果所有的问题均回答为否，则该部件采取运行至失效的维修策略。如表1所示。

在关键和非关键分析过程中，需要决策工厂的纠正性维修历史数据，需要和装置的运行人员和维修人员讨论以获取相关部件的性能和维修相关的其它数据。

任务比较分析的数据来源包括现有的PM任务数据，关键性分析和非关键性分析输出的任务数据，目的在于：

☆添加新的预防性维修任务

图2 关键设备任务选择逻辑决断树

表1 非关键性分析评估问题

☆基于关键与非关键性分析保留、修改或删除现有的预防性维修任务

☆识别现有的多余预防性维修任务

四、项目组成员构成

执行SRCM分析需要装置相关人员与分析者或推动者的共同努力合作，这也是SRCM分析项目成功的最关键因素之一。装置相关人员包括各工种维修人员、工程师和操作运行人员，也包括负责该项目的项目成员，项目组成员为SRCM分析项目中投入的主要的人力资源，也称为核心项目组成员。

核心项目组成员一般由工程部门、运行部门和维修部门中的代表组成，其应有权决定维修任务的修改和执行，核心项目组应熟知对特定系统最了解的相关人员，并确保其参与到相应的分析过程中来。

五、MSR结果实施

图3展示了MSR项目的结果如何实施及如何实现持续更新。这部分是MSR项目中最困难的部分，根本原因在于企业或相关成员对MSR的结果是否认同，是否有足够的人力资源或技术手段。如果不能处理好这两个方面，则MSR项目必定会失败，典型的失败起源于：

☆维修任务建议没有实施或者只有小部分实施

☆实施的时间很短，不足以支持项目的成功

六、持续优化

MSR分析结果实施之初，就需要建立持续改进的方法流程，目的在于基于企业的预防性维修和纠正性维修历史、技改、行业经验等实现维修策略的持续优化。图4给出了基于CMMS/EAM系统建议的持续优化流程。

图3 MSR项目结果实施

维修任务的变更受几种因素的影响，当如下因素变更时则应重新进行评估分析：

图4 基于CMMS/EAM系统的持续优化流程

☆技改或者设计变更

☆新的PDM技术

☆对严重的设备故障进行根本原因分析

☆设备制造商的技术手册变更

表2 关键性评估标准

每年度应对如下因素进行决策分析：

☆纠正性维修历史

☆预防性维修历史

七、海上平台桁架式吊机SRCM分析主要结果

本项目的范围及目标为通过对某海洋平台吊机的机械系统、液压系统、电控系统开展SRCM分析评估，规范完善维修策略，制定预防性维修计划任务并上载至Maximo系统实施，同时建立维修策略持续优化流程。关键性评估标准见表2。

依据关键性评估标准，故障模式关键等级分析结果见图5。

通过SRCM分析输出的预防性维修计划任务数量见图6。

通过SRCM分析识别出的修改设计数量见图7。

图5 故障模式关键等级分析

八、结论

众多MSR项目成功的经验表明，项目成功的关键在于SRCM分析结果的实施和建立持续优化的工作流程。同时，也应该意识到，成功的MSR项目会对装置的许多方面产生有益的影响，如流程、软件和人员等，因此，管理层人员的持续推动，明确且切实可行的项目目标和外聘的咨询服务对项目的成功同样重要。

图6 预防性维修计划任务数量

图7 修改设计数量