当今时代,石油装备的维修(maintenance)已经摆脱了敲敲打打、修修补补的手工作坊模式,开始进入高技术发展阶段。由于设计理念和维修观念的急剧变革,以及维修新技术的不断涌现,近些年来维修学领域发生了巨大的变化,其深度和广度可能已经超过其他任何一门管理科学。现代的石油装备维修早已经不是原来意义上的工作,而不少人的观念却还停留在昨天。理论指导实践,了解和分析石油装备维修观念上的变化,研讨和学习有关的维修基础理论,对于我国石油企业生产和提高经济效益将起到有力的促进作用,这对于提高维修工作的效率和水平具有十分重要的意义。
石油企业改制、重组后,普遍将修理力量分离出来,让其走向社会,这些修理企业今后如何发展?由于修理行业是微利,缺乏资金投入,难以提高其装备水平和竞争力,企业的发展将会遇到困难,有的修理企业不得不转向产品制造。同时,生产企业不直接承担大修后,重点要做好设备的维修保养和小修,以及外委大修,对一般设备或修理不经济的不再大修,直接更换。在这种情况下,重视维修基础理论的研究,了解其实质内容,结合我国石油系统的实际情况进行研究和应用,显得非常及时和必要。本文作者参考了当前在维修理论和实践方面的大量信息,认为值得思考和研究的课题及问题有:(1)以可靠性维修为中心的维修管理;(2)装备维修工作的信息化管理;(3)社会化维修的规范和标准的制定;(4)诊断技术中数据采集后的分析处理技术;(5)装备工程人才的培训;(6)维修的创新和研究。维修观念上的变化总结如下八个方面:
一、 维修不仅是为了保持装备的原貌,更重要的是为了保证装备的正常使用。
过去,预防性维修的主要目的是使装备保持原有的状况和指标。近年来,人们逐步认识到,更重要的目的是使装备能够完成既定的任务。因此,维修的目的不是保持装备的原貌,“修旧如新”。如果装备经过维修后可以保证正常使用,即使状况和指标发生了变化又有什么了不起呢?普通装备存在多种故障模式,如果某种故障模式具有严重的后果,则应当尽最大力量预防其发生,而如果其影响很小或者没有影响,则不必采取什么预防措施。换句话说,采取何种维修策略应取决于故障后果的严重程度。由于检修会影响使用,因此是否有必要进行维修、进行什么程度的维修需要慎重决策。
二、过去那种故障的发生主要是由于装备的老化,这一旧观念已逐渐演化为故障的发生主要不是由于装备的老化。
多年来,人们普遍认为装备老化是发生故障的主要原因。这一观点的理论基础是:装备的故障与其使用时间(或次数)之间存在直接关系,这种关系通常用“浴盆”曲线来表达——装备使用的初期,故障率较高;随着使用时间的推移,故障率降至一个平稳的低点;接近装备的使用寿名时,故障率再次升高。故障率随时间的变化曲线,就像浴盆的截面。
“浴盆”曲线对于部分故障模式(尤其是机械磨损类)是适用的。但随着装备种类的增加和复杂程度的提高,相当多故障的条件概率随时间推移的变化,已经不符合“浴盆”曲线所描述的规律。其中:1、装备在一定时间内能可靠地工作,超过这一阶段后很快损坏;2、故障率随着时间的推移而缓慢增加,但没有明显的损坏期限;3、故障率开始时较低,然后迅速上升到一个稳定值;4、故障率在不同时期内不变;5、早期损坏率很高,随着时间的推移,故障率最终降低为一个恒定值,或呈缓慢增长走势。以液体弹性波系统装置为例,整个装备的故障,分别有4%、2%、5%、7%、14%符合上述1至4种模式,其余的68%符合第5种模式。随着装备的日益复杂,将有越来越多装备的故障率符合4和5模式。因此,复杂装备发生故障主要不是由于装备的老化。
三、定期大修不一定会提高装备的可靠性,对复杂装备可能无益有害。
过去许多人认为,装备使用时间越长出现故障的可能性越大;而在两次及时的大修之间,装备出故障的概率很低。因此,应该定期进行大修和更换部件。但他们没有意识到,大修本身也可能是导致故障出现的原因。从上一个观念我们可以知道,经过一段时间后,装备的故障率与使用时间之间并没有必然联系,定期进行大修和更换部件不能提高复杂装备的可靠性。相反,由于大修会在很大程度上损害稳定系统的性能,因此在没有证据表明故障与使用时间有关的情况下,仍然不时地对装备进行大修,会使装备提前损坏的概率明显提高,使所预防的故障提前发生,对于复杂装备尤其是这样。
四、维修的基本类型包括视情维修、预防性维修和修复性维修,除此而外,其基本类型还应该包括探索性维修。
传统的观念中,维修包括3种基本类型——视情维修、预防性维修和修复性维修。视情维修是指通过检测来确定处于运行状态的装备是否将发生故障;预防性维修是指定期对装备进行大修或更换部件;修复性维修是在装备已被发现失效后进行修理。但有不少维修工作不能列入上述3种分类。例如,当人们定期启动火警报警器时,并不是在检测它是否将失效,不是要进行大修或更换,也不是对它进行修理,而只是想看一下它是否还能用。这种以查看未处于运行状态的装备是否仍然能用而进行的工作被称为“功能检查”,与之相关的维修称为“探索性”维修。探索性维修只适用于那些隐藏的、尚未暴露迹象的故障。复杂的现代装备系统中,多达40%的故障模式不能通过前3种维修来解决;而这40%的故障模式中的80%需要进行“探索性”维修。也就是说,现代的维修工作中有多达1/3属于“探索性”维修。
五、视情维修比定期大修更经济有效,而在过去,这两个概念是颠倒的。
过去人们普遍认为:在技术上都可行的前提下,定期大修比视情维修既省钱、效果又好;而新的维修理论则认为:在技术上都可行的前提下,视情维修总是比定期大修更有效、费用更低。其原因是:①视情维修通常在装备正常运转过程中便可完成,对装备运行的干扰小;②视情维修可以确定即将发生的故障,从而事先采取相应措施,使修理的工作量大大减小且容易进行;③视情维修可以确定装备即将出现故障的临界时间(或距离),从而尽可能地提高装备的使用率。此外,很多人过去认为:有效的维修策略只能在分析大量有关故障的历史数据的基础上制定;而新维修观念则认为:有关装备故障管理的决策总是在故障数据不足的情况下做出的。
六、改善装备可靠性的最佳途径已不是改进设计,而首先应当考虑是否可以改进使用和维护方式。
良好的设计能够在很大程度上降低故障发生的频率。但是长期以来,人们形成一种错误的认识:解决装备可靠性的最佳途径是改进装备的设计,而不是改进维修工作。实际上,在决定改进装备的设计方案之前,应该首先考虑改进维修工作。原因是:①设计方案的改进通常要花费6个月到3年的时间,并且需要投入大量的经费,而通过改进现有维修策略和执行过程,耗费人力、物力要小得多;②许多装备都存在大量需要改进的地方,如果都采用改进设计的方法,显然是行不通的;③设计改进后的产品未必就真能解决原来存在的问题。实际上许多设计改进都是花了冤枉钱,而没有达到予期目的。当然,也不能完全否定设计改进的作用,在单凭完善和增加维修工作确实不能提高装备性能时,进行设计改进也是必要的。
七、通用的维修策略已不适用于大多数类型的装备,应该随装备的使用场合和维修人员而异。
过去,几乎所有的维修计划都体现出这样一种观点;通用的维修策略应该适用于大多数类型的装备。但是,绝大多数传统的维修计划之所以没有达到预期效果,主要原因就是不恰当地使用了通用的维修策略。原因是:①在不同的使用场合,对装备性能的要求不同,因此维修标准也不同;②在不同的使用场合,装备可能的故障模式差别很大,故障管理策略也不能相同;③在不同的使用场合,故障造成的后果不同,因此要采取不同的维修策略。④维修工作人员的技术和经验不同,习惯采用的视情维修工作方式不同(如有人乐于依赖高科技状态监控设备预测即将发生的故障,有人则更愿意在对装备性能进行监控的基础上融入个人的经验和感觉),因此在开展视情维修工作时,更多地让维修人员使用其擅长的方式而不是强迫其执行死板的程序,方能获得最佳的维修效果。
八、维修计划已不应该由管理层和承包商制定,而应当由最熟悉装备的人员来制定。
传统的装备维修计划通常由维修管理部门安排,但在大多数情况下,这些计划根本行不通。造成这种局面的原因,主要是负责制定维修计划的管理者通常很少甚至从不接触装备,他们对装备的使用环境、功能、故障模式和故障的后果了解得很不充分,因此维修计划没有针对性和可行性。解决上述问题的唯一途径是让装备的使用人员直接参与维修策略的制定过程;管理层的责任只是提供适当的工具和手段,帮助前者做出正确的决定,并确保这些决定的执行。要使操作人员真正在维修计划的制定中发挥作用,最好的方法是让他们作为正式人员参加有关会议,并且接受全面的维修理论培训。
在传统的装备采购中,供货合同明文规定由制造商负责提供新装备的维修计划。而实际上,装备制造商很难清楚地掌握制定维修计划中应该考虑的诸多因素,因此所制定的维修计划多数无法付诸实施,维修效果不好。另外,让装备制造商制定维修计划还存在一大缺陷——不顾及使用方的成本,可能会浪费大量的维修配件,更有甚者,他们制定的计划可能只有他们自己能够完成,从而可以漫天要价。这些因素将造成装备的“过度维修”和零备件的“过度供应”现象。