本文是一篇工程硕士论文，本文针对 JSW 化工企业设备可靠性低，维修方法的落后，通过学习设备可靠性、维修理论的学习与国内外经验的借鉴，找到了一些维修方法。但还是不能解决问题，结合 JSW 化工企业的运行状况，对其设备可靠性进行研究。论文通过多种交叉学科理论，并结合当前国际领先的设备管理理论和可靠性理论，在分析设备可靠性低的基础上，结合 JSW 化工企业设备管理的实际情况和当前参与的企业可靠性项目，对设备的可靠性低进行研究分析，明确了以可靠性为中心的维修理论，并制定了设备维修改进措施。
1 绪论
1.1 选题背景
有机硅主要是以硅氧烷为主的中间体，经过深度加工后，得到各种高附加值的产品。这种深度加工后的有机硅材料是其它行业不可缺少的重要组成部分，主要用于航空航天、高端装备、新能源、电子材料、汽车、医疗、美容以及国防等领域。虽然中国的有机硅起步较晚，大概在 20 世纪 50 年代初。但是经过几十年的发展与改进，到 2020 年底，国内的有机硅企业已经发展到 11 家，总产量以及达到 3500 千吨/年，折合成硅氧烷是1750 千吨/年[1]，成为全球最大的有机硅生产国。
JSW 化工企业是 DC 公司大中国区在江苏的大型化工生产分基地，企业建厂 10 多年来，随着设备的老化，再加上逐年对工艺进行提产，已经超过了设计产能，企业设备可靠性方面存在的缺陷逐渐慢慢突显出来，设备的故障率逐年增高。特别是以管道腐蚀磨损，管道内衬损坏，机械密封泄漏等为代表的问题逐渐体现出来。化工设备每次突然的非计划停车，都会面临着一次设备开管作业，往往还会涉及到一些高危险的作业，如登高作业、高压水清洗作业、密闭空间作业、动火作业等，人员容易暴露到火线的在危险中。JSW 化工企业特点：生产工艺运行非常复杂，大多数都是高温高压的工艺；工艺比较苛刻，原料有毒性，腐蚀性和磨蚀问题；工艺里存在气固两相，容易造成设备磨损和管道堵塞；生产工艺流程是高度集成化的，一旦整条生产线正常开车后，基本上没有停车窗口。一旦非计划停机直接影响到整个生产基地甚至亚太区的产量需求，严重时还有收到客户投诉。本文针对 JSW 化工企业的设备可靠性进行研究，通过识别问题、分析问题、解决问题的方法论，来提高企业的设备可靠性和市场的竞争力。
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1.2 研究目的和意义
设备的可靠性问题时时刻刻都在影响到了企业的生产效率和竞争力。基于产品的高附加值，如果 JSW 化工企业非计划停车，每天产品损失大概是 50~60 万美金。面对这种情况，迫切的需要对企业设备可靠性方进行改进和提高，从而提高设备的运行效率，以防止非计划的停机损失和昂贵的维修成本。
通过学习 RCM、TPM、TQM 相关的理论知识，并结合自身的生产工艺管理经验和切身经历。基于设备可靠性的改进对策研究，不但可以分析出设备可靠性问题的根本原因，并找到针对性的改进对策。从而减少由于管道泄露、管道磨损、压缩机跳车、仪表问题等导致的非计划停机事件。最终提高设备的可靠性，增加设备的运行寿命，减少设备的维修成本，提高企业的整体竞争力。同时也给相应的制造类企业和集团下的其它类型的企业提供一定的参考意义。
图 1.1 技术路线图
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2 可靠性与维修相关理论概述
2.1 可靠性理论
2.1.1 可靠性指标
可靠性是 MTBF 是 Mean Time Between Failure 的缩写，即平均无故障工作时间。是指产品在指定的前提下，在生命周期内达成预期性能的能力，这些制定的前提覆盖设施的应用方法、外部环境、维修情况等。能否满足这些前提将会直接影响到设施的可靠性[30]。同时设施在生命周期之中所处的阶段也会影响到其可靠性水平，一般情况下设施投入使用的初期会展现出更好的可靠性，随着时间的推进，其可靠性水平会逐步下降，这也意味着设施在性能方面出现故障的可能性提高。产品往往具有多种性能，而在对设施的可靠性水平进行评估的过程中也必须要综合考量多种性能实现的能力，一般评估标准是相邻两次故障之间的平均时间。
在可靠性和可用性研究中，预测系统或部件在维护期间不可用的小时数是至关重要的。与此同时，维修提供了很多信息，可以帮助可靠性工程师做出明智的决策，如维修或更换、优化维修计划、备件策略。随着逐年设备的老化，可能需要更长的时间对设备进行修复并恢复在线，这样会让平均修复时间上升，这也说明设备已经达到了该有的寿命，需要做好整体替换的准备。
2.1.2 失效理论
随着科技水平的提升，实践领域内出现了各种先进的材料与技术，尤其是信息技术等大范围的应用，设备也逐渐智能化以及精确化。设备之间的装备结构以及彼此关系逐渐复杂，给设备维修工作带来了新的方向。
如图 2.1 所示，基于时间导致的设备老化，除了遵循经典的“浴盆曲线”[31]外，还符合 P-F 曲线，P1 点是故障开始的地方，P2 点是可以检测到故障的地方。P3 是设备功能失效的点。P-F 的频率是一个非常难判断的时区，这个在初期设定的时候需要设定一个初始值。
图 2.1 P-F 频率曲线
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2.2 维修相关理论
2.2.1 维修概念
维修性的概念是在指定前提下投入使用的设施，在一定的时间段内，依照确定的程序与方法开展维护，并且恢复到预期性能的能力[34]。维修性属于设备的一种装配特征。由于受到该特征的影响，导致设备在维修时候，可以使用较少的资源，同时可以在短时间内完成维修工作。从中可以看出，维修性除了与设计、装配存在明显关系以外，同时与时间、维修方法、费用以及环境等具有紧密的关联性。
通过维修性的概念能够得知，可靠性与维修性二者在如下几个方面存在联系[35]：
（1） 能否通过维护工作达成预期的效果将会直接影响到设施的可靠性，如果设施的相关维护人员没能及时维护，或者开展的维护工作不具有效用，就会直接导致设施的性能实现能力降低。
（2） 这两种性能都是设施有效性的关键保障，如果设施能够通过合理的维护恢复到预期的性能水平，并且设施的故障出现率也较低，那么就可以让系统的应用时间延长。
（3） 从费用层面切入，应用合理的设计方法来确保维修性以及可靠性，可以将成本控制在合理范围内。
（4） 在确定的背景下，设备的可靠性和维修性都应该稳定。 对于维修理论而言，主要是对设备的本质进行分析，掌握维修的规律，探索最佳效果，在此基础上提升生产运营效率。维修理论主要涉及维修设计、技术、管理等内容，这些理论主要是基于概率统计、故障物理、维修性工程等理论相互结合的基础上形成的一门综合性工程技术应用理论[36]。采用这些理论来指导设备维修过程，并且不断提升效率，从而获得最佳的维修效果，确保设备正常运营运行。下面就简单介绍相关维修理论。
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3 JSW 化工企业设备可靠性现状 ...................... 17
3.1 JSW 化工企业简介 .......................................... 17
3.2 JSW 化工企业设备可靠性现状 ........................................... 18
3.3 JSW 化工企业设备可靠性问题及分析 ..................................... 21
4 JSW 化工企业设备可靠性低改进措施 ....................................... 28
4.1 备件不足的改进措施 ............................... 28
4.1.1 引进以可靠性为中心的维修策略 ................................... 28
4.1.2 可靠性维修实施计划 ........................................... 28
5 实施保障措施 .............................. 46
5.1 重点进行企业文化的打造 ....................... 46
5.2 加强管理层全方位支持 ................................................ 47
5.3 强化设备管理培训 ................................... 48
5 实施保障措施
5.1 重点进行企业文化的打造
仅仅依靠企业的规章制度来管理企业是不够的，需要把可靠性文化融入到企业内部。设备可靠性是企业的可持续发展的方向。随着大量竞争对手扩建和建厂，企业的利润在逐渐下降。提高设备的可靠性也是企业高层强调的一个重点，并保证产品的供应的高可靠性，需要有一个高可靠性的组织采用科学的设备管理和全员参与的理念以让设备的可靠性在一个高水平上面运行。
作为一个高可靠的组织，我们可以将非计划停机发生的频率降到最低。高可靠性组织具有如下特质：意识性强；好奇心强；用心巡检；学习能力强；沟通技能强。
第一，意识性强。当周围生产或者工作环境发生变化，大家能意识到很微小的细节和不一样的地方。操作员现场巡检，注意一些非常细微的变化，需要把一些不正常的问题，及时反馈给生产主管并记录在电子交接班系统。而且禁止把不正常现象作为正常的现象，其实现场的一些异常震动和微小的变化，都是发生问题前兆。
第二，好奇心强。经常问一些开放性的问题，遇到问题，就对这个问题进行跟踪，直到所有的问题都解决。
第三，用心巡检。① 不允许微小的变化、偏差或异常成为“正常”事件。化工企业装置蒸汽系统的“水锤”是一个非常危险的现象，代表管道里面的冷凝水没有通过疏水器进行排出。如果操作人员认为每天出现这样的声音是正常的，那他们就认为非正常的“水锤”变成正常的现象。一旦冷凝水量突然增多，会导致“水锤”的威力更大，严重的时候导致管道破裂和人员伤害。② 视每一个警告信号和症状为真实信号。由于化工企业是连续 24 小时运作的，全年除了大修以外基本上是没有休息的一种工作模式。操作人员需要进行倒班才能完成这种生产任务，现场发生的每一个异常不是每一个人都亲身经历。所以现场一旦发现有任何和以前不一样的地方，必须进行足够重视并及时报告主管或者相应的工程师以让他们及时对工艺当前的问题进行故障诊断，防止出现不可预知的情况。
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结论
有机硅市场前景一直被国内的企业看好，近两年硅氧烷配套单体企业在国内大量建设，企业纷纷通过新建或者扩建以满足国内经济的发展，从而导致市场竞争非常激烈。
本文针对 JSW 化工企业设备可靠性低，维修方法的落后，通过学习设备可靠性、维修理论的学习与国内外经验的借鉴，找到了一些维修方法。但还是不能解决问题，结合 JSW 化工企业的运行状况，对其设备可靠性进行研究。论文通过多种交叉学科理论，并结合当前国际领先的设备管理理论和可靠性理论，在分析设备可靠性低的基础上，结合 JSW 化工企业设备管理的实际情况和当前参与的企业可靠性项目，对设备的可靠性低进行研究分析，明确了以可靠性为中心的维修理论，并制定了设备维修改进措施。可以总结为：
（1） 阐述了可靠性以及维修相关的基本原理，论述了 JSW 化工企业设备可靠性的实际情况，并对世界各国在设备可靠性改进方面现有的技术进行了整理与分析，提出了 JSW 化工企业可靠性改进措施。
（2） 通过对 JSW 化工企业设备可靠性现状、问题以及原因的分析，发现 JSW 化工企业存在备件不足、生产操作与标准化巡检以及维修标准化与质量三个方面的问题。究其原因主要是缺乏先进的维修策略、缺乏全员参与以及缺乏规范性维修质量管理。
（3） 通过对国内外企业设备可靠性分析，具体分析和对比不同的维修方式来明确维修工作中的改进措施。提出了在 JSW 化工企业中以可靠性为中心的维修策略的建议，并将可靠性放在维修工作的首位，合理安排维修工作计划，同时引入 TPM 和 TQM 相结合模式进行维修管理。以上为本文最后可靠性改进措施的建议奠定了基础。
（4） 为了更好地实现设备可靠性管理并通过综合工程学进行维修管理，本文提出了可靠性设备维修管理的改进方案。通过引入以可靠性为中心维修方法改进缺乏先进的维修策略、引入 TPM 全员生产维修策略改进缺乏全员参与意识、引入 TQM 全面质量管理体系改进缺乏规范性质量管理的问题。通过设备可靠性项目推行 1 年后的数据表明，设备被动式维修以及开管频率明显降低，平均无故障工作时间提高，设备综合利用率显著提高。
参考文献（略）