煤化工企业动设备KPI指标信息化计算逻辑及案例探析

摘 要：文章根据中安联合煤化工有限责任公司动设备KPI指标信息化建设经验，简述大机组故障率、MTBF、MTBR、备件平均寿命KPI指标信息化计算逻辑及案例，为煤化工企业及其他炼化企业动设备KPI指标信息化管理提供技术借鉴。

关键词：煤化工企业;动设备专业KPI指标;信息化管理

一、 动设备KPI指标信息化管理现状

中国石化炼化企业动设备专业KPI指标主要有大机组故障率、故障维修率、千台机泵密封消耗量、机械密封平均寿命、轴承平均寿命、机泵平均无故障间隔时间、年度机泵重复检修台次等十四项。随着信息化技术的应用，大量动设备专业KPI指标实现了信息化管理，有力提高了企业设备专业管理水平，但是对于机组故障率、机组维修率、备件寿命、MTBF、MTBR等动设备专业KPI指标，在煤化工企业设备信息化中涉及较少或缺乏。中安联合煤化有限责任公司在设备信息化系统建设中，与石化盈科信息技术有限责任公司共同开发了机组故障率、机泵维修率、备件寿命等动设备KPI指标信息化统计功能，填补了动设备专业KPI指标信息化管理的空白。

二、 动设备KPI指标信息化案例

（一）机组故障率

机组故障率是指机组因事故（故障）停机维修时间与机组计划投用时间的百分比，是考核机组技术状态、故障强度、维修质量和效率一个重要指标。

其计算公式为：

机组故障率=（∑机组故障维修时间/∑机组计划投用时间）×100%

式中，机组故障维修时间是指机组因本身机械原因出现异常，必须停机维修的时间。可以集成查询时间段内M2通知单（完成状态）中的故障维修时间，即机组的故障维修时间=∑单台机组通知单（停机结束时间-停机开始时间）。机组计划投用时间要扣除机组计划停工检修时间，即机组计划投用时间=∑[日历时间-（装置计划开工时间-装置计划停工时间）]。

机组故障率可以按照年度统计，也可以按照月度统计。当机组故障率按照年度统计时，如果装置开停工时间跨年，则机组计划投用时间=∑[日歷时间-（查询年底日期-装置计划停工时间）]。当机组故障率按照月度统计时，建议机组计划投用时间=∑（全年日历时间-装置开停工时间），全年各月机组计划投用时间取数相同，但是各月机组故障维修时间=上月累计停机时间+本月停机时间，这样才能在展开年度机组故障率时，显示月度机组故障率增长情况，保证12月份机组故障率统计值即为该机组全年机组故障率。

案例：某公司在2018年有三台机组各发生两次停机故障，机组1、机组2年计划投用时间为8760小时，机组3由于2018年计划停工16天，计划投用时间为8376小时。2018年各机组故障率和2018年公司机组故障率计算如下表1：

（二）机泵维修率

机泵维修率是指机泵故障维修次数与运行机泵总台数的百分比，旨在提高机泵的维修质量与运行可靠性。在机泵维修率信息化计算时，建议机泵维修率计算范围不包含大机组。

其计算公式为：

机泵维修率=（机泵故障维修次数/运行机泵总台数）×100%

式中，机泵故障维修次数是指机泵因本身机械原因出现异常，必须停运维修的次数。可以取查询维度下M2通知单（完成状态）的个数，集成通知单中的故障结束时间。运行机泵总台数集成设备主数据中0701大类下的设备（投用状态）总台数。

案例：某公司在运机泵300台，图1为该公司于2018.01.03至2018.02.15时间段内机泵故障维修次数示意图：

图1中1-1、2-2、3-3、4-4分别代表每一个通知单的建立和完成时间段。

机泵维修率计算如下：

在2018.01.03至2018.02.15时间段内，共有4张完成状态的M2通知单，故障维修次数计为4次，机泵维修率=4/300×100%=1.33%

（三）机泵返修率

机泵返修率为机泵返修次数与修理机泵总台数的百分比，是考核机泵维修质量指标。

其计算公式为：

机泵返修率=（机泵返修次数/修理机泵总台数）×100%

对于煤化工企业，建议机泵返修定义为机泵故障修复后，经试运合格投入生产运行一周时间内再次发生需停运维修的故障维修，并计为一次返修。

机泵返修次数集成M2通知单信息，其判断逻辑为：该机泵在最近一次M2通知单停机结束后7天之内再次创建的M2通知单次数。修理机泵总台数为查询时间段内所建立过M2通知单的设备个数，而非M2通知单的个数。如某装置机泵P101A、P103B、P106B在20019年建立过的故障通知单个数分别为3个、2个、1个，修理的机泵总台数计为3个。

案例：某运行部2018年共计14台机泵发生故障维修，5次机泵故障返修，该公司2018年月度机泵返修率展示见表2、图2：

（四）MTBF、MTBR

平均故障间隔时间（MTBF）是指设备相邻两次故障之间的平均工作时间（单位：小时），旨在通过指标测算，衡量设备的可靠性。

其计算公式为：

MTBF=设备总运行时间/设备某期间段内总故障次数

式中，设备总运行时间为单台设备运行时间之和。对于煤化工企业，建议单台设备为中国石化设备分类中设备类别为07*（通用机械类，排除070109喷射泵）、09*（动力设备类，排除0901、0999）、27*（炼油化工机械类，排除270102、270103、270114、270122～270126），并且设备ABC标识为A或B的动设备。

单台设备运行时间=日历时间-∑M2通知单（故障停机结束时间-故障停机开始时间）

日历时间=查询时间-设备投用开始时间

设备投用开始时间为集成设备主数据中的设备投用日期。故障停机结束时间和故障停机开始时间集成M2通知单（完成状态）信息，并且勾选“已停机”。设备某期间段内总故障次数集成所查询时间段内符合条件的M2通知单个数。

案例：甲醇部某设备投用日期为2018年1月1日，2018年至2019年共发生三次故障停机，按照每半年一次统计，该设备的MTBF计算及信息化指标展示图见表3。

平均修理间隔时间MTBR是指设备平均故障修理间隔时间，旨在通过指标测算，衡量设备故障维修的绩效。MTBR数值越小，证明设备易恢复性越好。

其计算公式为：

MTBR=设备故障总维修时间/设备某期间的总故障次数

MTBR的信息化设计可以采用MTBF思路，不再赘述。

（五）备件寿命

对于煤化工企业，对于机泵轴承、机封和往复压缩机气阀、填料、活塞环等易损备件，需要统计一个时间段内因各种原因更换的数量、次数和平均寿命，以判断易损备件检修更换的合理性及经济性。

其计算方法为：

备件寿命=∑备件的运行寿命/∑更换次数

1. 数据集成和维护

首先要建立动设备各部位易损备件主数据，包括设备号、主要部位代码、主要部位描述、主要部位所对应的易损件及初始时间（即设备主数据中的开始日期）。其次在通知单“增强”页面建立易损备件信息维护功能，并与易损备件主数据相关联。当工单下达后，若工单组件中有易损备件需求信息，则自动集成到相关通知单中。当易损备件更换后，由设备管理人员在通知单“增强”页面维护易损备件更换信息，系统自动统计备件寿命。

2. 计算逻辑

备件的运行寿命=∑[（第一次故障通知單停机开始时间-设备投用日期）+（第二次故障通知单停机开始时间-第一次故障通知单停机结束时间）+……+（第N次故障通知单停机开始时间-第N-1次故障通知单停机结束时间）]

备件更换次数=查询时间段内M2通知单（完成状态）个数

案例：某设备投用时间为2018.01.1，所安装的深沟球轴承＼NSK＼6318C3自2018.01.01至2019.05.31共更换2次，创建两张M2故障通知单（见表4），该备件自2018.01.01至2019.05.31的平均寿命计算见表5：

作者简介：

李永良，金陵石油化工有限责任公司。