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中文摘要 I
Abstract III
一 导论 1
(一)选题背景 1
(二) 课题的研究意义 1
(三) 国内外研究现状 3
1.国外研究现状 3
2.国内研究现状 4
3.评述 4
(四) 本课题研究内容及方法 5
1.研究内容 5
2.研究方法 6
二 质量管理理论概述 7
(一) 质量管理理论 7
1.质量管理理念 7
2.质量管理原则 8
(二) 相关质量管理方法与工具 8
1.QC七大手法 8
2.鱼骨图分析 9
3.QC 小组 9
4.失效模式及后果分析(FMEA) 10
三T公司LNG设备质量管理现状及存在问题分析 11
(一) T 公司设备质量管理 1 1
1.设备质量管理基本情况介绍 1 1
2.生产运营过程质量管理 1 1
(二) T 公司 LNG 设备质量管理主要问题分析 1 2
1.人员管理问题 1 4
2.制度健全问题 1 4
3.设备本质问题 1 5
4.备品备件库存及采购管理问题 1 5
5.现场管理问题 1 6
(三) 设备质量管理问题原因分析 1 6
1.人员方面 1 6
2.机器方面 1 6
3.制度方面 17
4.材料方面 17
5.环境方面 17
四 T 公司 LNG 设备质量管理优化 19
(一) 设备质量管理的保障 19
1.明确 LNG 设备质量的执行目标 19
2.践行领导承诺 20
3.构建设备质量管理组织机构 20
(二) 设备质量管理分级和分析 22
1.进行设备分级管理 22
2.推行动设备RCM分析 23
(三) 设备质量管理执行的优化研究 24
1.加强人员管理 25
2.健全设备质量管理制度 26
3.持续推进设备国产化 27
4.优化备品备件管理 28
5.推行标准化现场管理 28
(四) 形成持续改善机制 29
1.推行QC小组活动 29
2.推行设备设施完整性管理 29
五设备质量管理优化实施效果 32
(一) 人员综合能力提升 32
(二) 设备质量管理制度适用性强 32
(三) 进口设备自主化维修及国产化效果显著 33
(四) 备品备件实时跟进 34
(五) 现场管理经济效益 35
(六) 设备质量管理效益优化前后对比分析 35
六总结与展望 37
(一) 主要研究结论 37
(二) 展望 37
参考文献 39
致谢
论文独创性声明 论文使用授权声明
一导论
(一) 选题背景
随着工业现代的高速发展,人类文明的不断进步,世界各国对清洁能源的需求愈发强 烈,天然气作为世界第三大能源,是高效、环保的能源,并能够弥补可再生资源的空缺。 我国不断地进行能源消费革命,为了建立高效、安全、环保的新能源体系之路,需要加速 LNG 的应用,提升 LNG 在能源消费中的比例,从根本上解决大气污染的难题,对生态环 境的改善有很大的促进作用。据国际能源机构提供的数据分析,LNG总需求量在2040年 将比2014年提高50%[1]。因此我国在提高国内天然气产量的同时,大力发展天然气进口, 逐步形成了多元化能源供应的格局[2-5]。
我国天然气主要由陆地长输管道天然气以及LNG接收站组成。根据国家发改委能源 局的意见,我国将加速提升天然气清洁能源的消费能力,提高其在一次能源消费的比例。 通过不断发展清洁能源天然气产业,对天然气进行研究,让清洁能源天然气应用到更多行 业和产业,提升天然气的利用率,不断推进清洁能源天然气在一次能源中的应用。因此加 强LNG设备质量管理的研究,对保障LNG接收站正常运行,优化装置设备检维修管理有 指导意义。通过设备分级管理,采用基于风险的检验(RBI)评估,延长了承压类特种设 备检验周期,运用设备振动检测技术,优化了动设备大修周期。设备质量管理是企业生产 运营主要物质技术基础,企业运营效率的高低、运营成本的大小与设备质量管理技术水平 息息相关,科学的设备质量管理是提高企业竞争力的有效方法。优化设备质量管理,适应 企业市场经营的需求,进而实现企业的降本增效,不断地为企业服务。
早期接收站设备以进口设备为主,在LNG生产系统中发挥着关键的作用,但有较高 的低温设备技术要求,并且设备价值都高。设备质量管理的好坏对公司的生产运行起到决 定性作用,熟练高效的操作、检修工作对公司的安全稳定运行有很大促进作用。 LNG 设 备质量管理工作繁琐、难度高、成本较大的特点,是 LNG 接收站管理的重点、难点。一 方面,要求企业员工提高设备操作水平、增强对设备故障的判断能力、提升设备的检维修 能力,需要设备运行具有更高的可靠性;另一方面,要求发挥员工主观能动性,开展自主 化操作、检维修,降低 LNG 设备操作、检维修的成本,同时如何降低设备操作、检维修 期间对LNG接收站生产系统的影响,保障设备完好是LNG接收站设备质量管理研究的目 的。
(二) 课题的研究意义
随着科学技术的进步,现代企业如机械、电力、化工等设备逐渐趋于智能化和专业化, 可能导致出现异常的因素复杂多变,因此如何做好设备管理,则是现代企业需不断追求的 气、信息化、土建等专业检维修承包商,以及消防、阀门、带缆、防腐等若干家专项维修 承包商,这些承包商覆盖了 T 公司所有的设备设施的检维修业务。
虽然 T 公司目前未配备专门的检维修班组,设备检维修业务完全依托承包商资源力 量,但这并不意味着以包代管。事实上,检维修业务市场化后, T 公司作为业主的责任更 重了,九家检维修承包商来自全国不同的领域,队伍的人员素质、人员结构及生活习惯差 异很大。在执行公司规章制度过程以及融入企业文化过程中,难以保持统一,增加了业主 设备质量管理的难度。
为做好设备质量管理,首先需要考虑如何将检维修核心技术掌握在公司内部并及时消 化,为此,公司采取以下几点措施:
(1) 配备专业技术骨干。甲方一定数量、素质较高的技术骨干能在设备检维修、电 仪体统、信息化建设等领域既起到指导、监督、执行作用,又能传授自己的相关经验和方 法给检维修作业人员。
(2) 明确甲乙双方职责。在检维修管理中的职责、工作程序,所有关键设备、重要 部位的检维修方案必须由业主组织编制、审核、批准,一般设备检修方案由检维修单位负 责编制,报业主审核、审批,涉及质量检验及试验计划的需要经过专业工程师检查确认。 检维修承包商负责的维修工作质量检验及试验计划由检维修作业负责人协调相关维修人 员和质量工程师一起编制和确认;外委负责施工的维修工作质量检验及试验计划由承包商 提供,设备检维修管理部门相关专业工程师检查确认。所有设备的台帐档案、巡检记录、 检修记录等基础资料都由业主保存,同时充分发挥信息化、大数据等在资料管理方面的作 用,使各项设备基础资料、记录最大程度实现共享。
(3) 确认作业质量界面。对于设备日常维修工作(预防性维修工作和一般故障维修 工作),由检维修作业负责人自行负责质量检查与控制。专业工程师每月随机抽取进行审 查,审查内容包括工作步骤完成情况、工作步骤完成质量和维修工作记录完整性;对于特 殊作业、关键设备和仪控系统的作业(调试、校验)都需要业主的相关专业工程师协同进 行,确保相关作业顺利、安全进行。
(4) 协调资源调配共享。根据公司检维修作业的实际情况,甲方可以对在场的检修 作业人员和工器具进行跨专业的分配,发挥人员和工器具的作用最大化。
(二)T公司LNG设备质量管理主要问题分析
T 公司设备质量管理与生产经营目标密切相关,设备故障次数从使用频率上分析,当 进入冬季供气、供电高峰,下游用户用气量剧增,日常1-2台天然气气化外输生产线增加 到 3 台以上,设备异常及缺陷的增加,检维修人数有限,生产运行设备不能满足下游用户 用气量需求。分析2019年3月到2020年2月T公司设备缺陷台账汇总表,如图3-1所示, 从 11 月气温下降,下游用户用气量增长,设备缺陷新增数量增长,到春节前后(2、3 月)
下游工厂停工,缺陷新增数量减少,此种“事后维修”现象严重影响天然气保供、保民生
这一重大国家战略的落实,并有承担未满足下游供气合同要求的法律责任风险。
2019.3-2020.2年缺陷管理统计
300
250
227 225
2C0
100
50
0 m月 4月 9月 6月 7月 8月 9月 W月 11月 12月 1月 2月
■新増 18 150 163 149 97 100 93 114 154 156 227 93
■剩余 169 239 167 1S6 162 141 163 156 1E3 171 225 214
图3-1 T公司2019年3月-2020年2月设备缺陷统计 遵循质量管理原则,基于事实的决策方法, T 公司整理总结 2019 年之前设备质量管 理方面存在的不足,进行信息的逻辑分析作为决策的基础。通过最直观的设备缺陷统计, 看到设备质量管理问题的本质,利用鱼骨图分析总结,从设备质量管理人员、设备、制度、 备品备件、环境五个方面,深入了解T公司设备请购、现场维修、备品备件、操作人员、 维修人员、规章制度、考核指标、绩效监视等,找出设备质量管理方面存在的不足,如图 3-2所示。
1.人员管理问题
在人员管理方面,主要有以下几个问题与原因:
(1)设备质量管理不够重视。公司管理人员、操作人员普遍对设备质量管理不够重 视,重生产、重安全。设备质量管理部门占公司生产成本很大一部分,人员付出与回报不 能即时兑现,属于辅助性生产部门,不能直接为公司创造利润,从而忽视了设备为公司创 造利润所作的贡献,对设备质量管理部门不能给予足够的支持。
(2)设备操作和检修规程,落实不到位。根据相关制度要求,编制并发布了设备操 作规程和检修规程,并定期由设备管理部门组织修订完善。但设备使用部门和检修部门在 执行过程中未能完全按照要求执行,未按照规程执行的操作和检修偶有发生,比如同一路 的截止阀、闸阀开启先后顺序错误,球阀用作为节流使用等非不合理的操作导致设备故障 率不断提高。
(3)设备管理人员经验不足。设备管理人员大多数由基层员工提拔上来,往往需要 进行很长一段的再学习,而维修人员人数虽多,但具备五年以上工作经验的不到一半,其 他作业人员只会处理一般的故障情况。日常巡检中存在主观随意性,无法准确判断设备隐 患或缺陷发生的时间、位置,不但经常忽视设备外观上的异常现象,而且对潜在的异常运 行状况也一样麻木,存在设备长时间在异常情况下运行,直到故障跳车再进行检修。在开 展设备预防性维修、故障检修等工作时对技术要求较高,内部检修人员的技能水平不足, 加上自投产至今,设备整体故障率逐步升高,导致设备预防性维修、设备故障维修的工作 时间较长,设备缺陷始终维持非正常水平,若仍延用传统的经营理念、事后维修策略,设 备质量管理效力未能全面发挥,这将致使运行事故和设备隐患缺陷频发,运行风险大。
(4)缺少进度跟踪,部门间沟通不到位。公司为规范设备检维修质量的验收,明确 职责权限,使设备检维修中的各个质量环节和因素得到严格控制,设备检维修过程把质检 点(C、W、H点),其中C点(Check point)为作业项目负责人的自检点,W点(witness point)为见证点,H点(hold point)为必须进行的停工待检点,但是存在专业工程师对一 般作业或同种设备多次作业过程中,缺少进度跟踪,需多部门联合配合检修项目,职责定 位不清晰,缺少部门间的沟通,可能造成检维修返工,从而浪费协调的检维修窗口。
2.制度健全问题
(1)缺乏健全的激励机制。设备运行的稳定性不仅依靠设备自身质量问题,还需要 日常的维护保养、设备技改技措,创新使用运行等。这些工作均作为日常工作由生产部门、 检维修管理部门执行,对于工作有突出贡献的人员未能依据制度给予对应的奖励措施,导 致越来越多的人员积极性不高,维护保养走形式,不再接受科技创新的建议和实施,存在 设备平稳运行即可的思想。
(2)设备数据分析总结不深入。公司运行至今,涉及到大量的设备检维修项目,对 于检维修人员,这是工作经验积累与能力提升的机会,但事后的检维修记录只是简单描述 了设备问题表象和维修情况,设备故障的原因没有一一列举和深入分析,维修后如何避免 发生同类问题的措施未提及,总结记录变成了一个简单的维修描述,更没有针对历年的故 障进行系统的归纳分析,对维修人员无法起到总结提升的作用。
(3)缺少设备故障检测手段,落后的维修策略。公司绝大多数设备面临故障维修, 除了对法定设备进行定期检查,无法起到及时发现问题的效果,维修处于被动局面、维修 缺乏计划、维修资源不能合理配置。另外设备使用过程中的一些监控参数未能深入分析, 比如一些动设备规律性的递增或递减数据,监控人员未能及时分析出原因,当作正常数据 对待,导致设备后期发生故障停机。在设备发生故障之后,未展开失效模式分析,治标不 治本,导致同一类型设备故障频繁发生,浪费大量资源。
3.设备本质问题
(1)进口设备多,数量大。 T 公司建厂初期,采购大量进口设备,总设备台套数近 2 万台套,不同类型的设备结构,机械、电气、仪表等存在的原理、复杂程度不同,因此 需要具有不同技能的作业人员才能确保正常生产运行。
(2)设备自主化、国产化实施率不高。建厂初期由于国内技术尚不成熟,将工艺及 设备由国外承包商总承包,现场所用设备大部份涉及低温深冷条件,超86%设备均为进口。 比如,装车臂的快速接头泄漏的主要原因为密封圈的压缩量不足,由于其原装配件的采购 周期长且价格昂贵,很大程度上增加了运行成本和维修频率。
(3)设备结构设计不合理。设备设计过程中,往往很难全面结合实际工况,优先考 虑经济性和安全性,从而在实际使用过程中未考虑下游用户生产运行问题。比如,高压泵 的设计流量未考虑冷能用户的生产小流量需求,在外输量不大时,出现冷能生产运行中断 的可能,导致下游用户满意度不高。
4.备品备件库存及采购管理问题
材料主要指的是设备质量管理中检维修的备品备件及其他维修资源,大量的进口设 备,长期依靠国外供应商提供备品备件,涉外贸易、采购周期长、流程复杂、备件信息更 新不及时等,单纯依赖人工管理,既费时又费力,仍然做不到实时更新。设备故障的发生 存在不确定性,对突发设备故障,备品备件无法做到具有计划性库存,若全部购买,存在 库存积压,生产成本高等问题。接收站生产外输期间的相关低温设备出现异常,需要返厂 进行检修,低温设备相关进口备品备件的维修费用比较昂贵,同时维修周期需要时间较长, 不利于公司的正常生产运行。
5.现场管理问题
T 公司投产运行已经十多年,但是现场管理还是流于形式。在公司的生产现场,虽然 到处可见有关设备质量管理的宣传标语,但无人在乎。虽然 T 公司引进了可视化管理的思 想,但是只是流于形式,没有得到执行。作业现场及维修车间比较混乱,移动设备工具任 意乱放;对作业前安全风险识别不到位,作业过程存在风险;未定期切换设备,设备运行 时间过长等容易造成安全事故、设备故障率高、维修效率低。
此外,生产设备的卫生、维护保养等的管理责任没有落实到岗、落实到人,如在接收 站生产区,各种工器具、材料等摆放杂乱,相关设备、管道及风险没有可视化的标识,导 致设备运行及工作场所环境较差,存在安全隐患,不利于设备的可靠运行。
(三)设备质量管理问题原因分析
据鱼骨图法“人机法料环”分析,设备管理出现问题最多在“人员、制度、设备”因 素方面,即人员素质、设备质量管理的定位、流程、制度、方法、进口设备存在较多的问 题,其它备品备件、环境因素是业界客观存在的问题。将T公司设备质量问题汇总,见表 3-1。造成设备质量管理主要原因如下:
1.人员方面
最重要是公司管理层缺少对设备质量管理进行完整性、系统性与前瞻性的战略思考、 规划和策划设计。忽视设备质量管理组织形式和结构,对人员分工不合理,同时也没有明 确规定相关部门和人员的职责。当设备稳定运行时,不会得到上级领导的表扬与肯定,但 当设备发生故障时,一旦影响了生产,延误了工期,设备管理部门和人员则需要承担相应 的责任。在设备管理方面,过分依赖设备管理的相关经理及工程师,不能主动对设备进行 管理,不是所有人参与其中,使得设备故障不能发现于萌芽状态,故障缺陷率居高不下。 设备质量管理不是岗位职责,也不是单个部门职责,应加强职责分工制度的建立。
其次,人员的综合素质水平不同,责任意识不同,不能确保设备维护正常进行,逐渐 养成懒散的习惯。加上公司运行岗位采用 24 小时倒班制,要求岗位人员一直坚守在工作 岗位中,导致员工只对自己工作岗位特别熟悉,自己岗位职责之外都不会主动去解决,甚 至现场非关键部位螺栓松动和润滑保养,也需要协调相关人员进行处理。
2.机器方面
检修人员技能水平不足并长期依赖设备厂家进场指导检修工作,再加上制造国设备的 使用环境、习惯、外输工艺条件等与实际工况存在差异,检修中所涉及的备件均为设备原 厂提供,未能进行备件数据测绘等进而尝试国产化、自主化替代。
二质量管理理论概述
本章对设备质量管理相关理论进行了总结,阐述在 T 公司建立推行质量管理过程中 运用的理论与工具,概述了现代设备管理方法及本课题的特色,包括QC新七种工具、QC 小组、鱼骨图分析、失效模式及后果分析,利用科学研究手段,从T公司实际出发,深入 潜出,为T公司质量管理优化提供理论依据。
(一)质量管理理论
质量管理一直伴随着社会生产活动,现代意义上的质量管理经过了质量检验、统计质 量控制和全面质量管理三个阶段。经过多年发展,全面质量管理已经是目前被普遍接受并 广泛应用的理论。
1.质量管理理念
(1)戴明十四点[15]
第一、建立公司的目标并向全员公布,并且管理层要承诺以这一目标为中心。 第二、全员(包括高层管理人员)重视、理解新理念。
第三、明确质量检验的作用。
第四、从价格导向型转为质量导向型。
第五、持续改善。
第六、开展培训。
第七、教育、训练并实施领导。
第八、重视团队建设,创造积极的工作环境。 第九、重视跨部门合作以实现公司目标。
第十、取消单纯针对员工的宣传口号、标语等。
第十一、以学习和应用改进方法取代定量生产;以过程改进取代绩效考核。
第十二、重视员工自豪感的改善。
第十三、重视员工发展与个人素质的提高。
第十四、以行动来实现转型。
(2)质量管理零缺陷[42] 强调质量文化的建设优于质量控制,质量问题的产生责任在管理人员而不是员工,可 以归纳为以下几点:
第一、质量的定义是符合要求,不追求十全十美。首先要准确、清晰的描述质量要求, 这是管理人员的工作。用这些明确的要求来评价产品的质量水准,不符合这些标准则表示
质量不足。当质量不足时,应该首先检讨质量要求而不是责怪员工。
第二、重点把事情第一次就做好。通过大量的案例展示了“质量是免费的”,产生费 用是因为没有第一次就把事情做好,产生了大量的返工、返修等重复性工作。
第三、质量管理唯一的绩效标准就是“零缺陷” 为了实现“零缺陷”,实施即是要点:决心、教育和实施。这就要求从高管到员工, 都要以正确的态度来对待质量管理,每个人都应该充分理解“零缺陷”这一理念,这些都 需要教育来实现,并最终转化为实际的行动。
2.质量管理原则
原则一:以顾客为焦点,组织依存于其顾客。
组织应以满足顾客为目标,并不断地对顾客的需求进行分析和总结,使顾客感受到无 微不至的关怀。
原则二:领导作用。 领导要统一组织思想,将目标、方向和制度结合起来,为员工提供一个可以展现自我 和实现目标的工作氛围。
原则三:全员参与,各级人员是组织之本。 通过让全员参与其中,使其发挥自身最大能力为组织创造受益。 原则四:过程方法。
加强对过程中资源和活动的管控,确保能够达到预期的效果。
原则五:持续改进。 持续改进是组织的一个永恒的目标。不断对组织进行改进,能够识别内外部环境的变 化,并采取相应的应对措施,这对于组织来说是必须的。
原则六:基于事实的决策方法。 要具备识别信息和数据的能力,并进行总结分析,有助于更好地进行决策。 原则七:互利的关系管理。
加强组织的集体荣誉感,竭尽全力为共同目标而贡献自己的能力[43]。 重视相关方的管理,相关方包括供应商、员工、客户、政府机构等等,全面质量管理 已不再局限于全员参与,而是博取众长,发展为广泛采用各种管理理论、方法的一种管理 理念。
(二)相关质量管理方法与工具
1.QC 七大手法
QC 七大工具已从老七种工具演化成新七种工具,包括关联图、系统图、亲和图、过 程决策图(PCDC)、矩阵图、矩阵数据分析法、矢线图。关联图和系统图用于分析问题原 因,追踪溯源找到问题本质,过程决策图用于制定对策及对策实施,每种工具适用于设备 质量管理过程不同阶段,具体见表 2-1。
表 2-1 QC 新七种工具适用情况简介
序号 方法 过程、、 系统图 关联图 亲合图 矩阵图 矩阵分析 PDPC 矢线图 简易图表
1 问题 ★ •
2 现状调查
3 设定目标
4 分析原因 ■ ■
5 确定主因 ★ •
6 制定对策 • • ■ ★ ★
7 对策实施
8 检查效果 ★
9 巩固提升 ★
10 展望 ★
注:1. ■特别有效 ★有效 •有时采用
2.简易图表包括:柱形图、饼图、折线图、雷达图、箭条图
2.鱼骨图分析
一位日本的管理大师结合逻辑理论创造出的鱼骨图,又名石川图。鱼骨图能够更快地 找出问题的根源所在,我们又将其称为“Ishikawa”或者“因果图”。其特点是简洁实用, 深入直观。这个图从外观上看与鱼骨形状相似,将整个过程的结果标注在“鱼头”部分。 同时,将产生结果的可能原因分别标注在“鱼刺”上,这样,就可以更加直观地发现原因 怎么对结果产生影响。
对于问题进行系统地分析,总结出导致问题的所有因素,并对其进行整理和分类,按 照相互的逻辑性对所有因素进行排列,并从中找出关键要素的图形就是特性原因图。由于 其外观与鱼骨形状相似,又称为鱼骨图,其可以通过深挖现象中的本质,并进行深入的分 析的一种方法[44-47]。
3.QC小组
QC 小组的本质是利用团队合作,综合运用不同的方法与工具对质量问题进行分析, 找出根本原因并采取措施进行改善。其强调的是持续改善。一般运用柏拉图找出主要问题 优先改善,完成之后再运用柏拉图找出新的主要问题,以此循环;或者深挖问题的关键因 素,再重复验证深挖新的主要因素,持续地减少关键因素直到解决问题。
4.失效模式及后果分析(FMEA)
FMEA是以组织为基础,更加系统和定性地进行分析的一种方法。其目的是:
(1) 通过采取相关技术方法,评估产品或设备运行异常的风险。
(2) 分析失效的起因和影响。
(3) 记录预防和探测措施。
(4) 针对降低风险的措施提出建议。
FMEA 是一种事前行动,事前花费资源做好 FMEA 可以更容易的减少事后产品变异 造成损失邯㈣。FMEA运用成功的关键是跨职能小组的共同努力并有效的工作。失效模式 及后果分析在设备质量管理中开展预测性维修、动设备RCM分析具有至关重要的作用, 通过采取设备运行监测和异常诊断的方法,适时掌握设备的实际状态,再根据设备的实际 状态情况做出分析和预测,进而制定相对应的维修计划。
三T 公司 LNG 设备质量管理现状及存在问题分析
(一)T公司设备质量管理
1.设备质量管理基本情况介绍
T公司2008年投产,总体项目的气源为国外项目,通过LNG船将LNG从气源产地 运输到T公司。目前T公司建有6座16万方LNG储罐、1个可接卸8〜21.5万方的LNG 专用码头、1个工作船码头,低压外输系统关键设备有18台LNG低压泵、30个LNG槽 车充装撬,高压外输系统关键设备有7台LNG高压泵、7台海水泵、7台ORV (开架式 汽化器)、3套海水过滤器,BOG回收系统关键设备有3台低温BOG压缩机、2台常温 BOG压缩机等设备设施,目前是国内LNG储存能力最大的接收站之一。已经运行天然气 长输管道总长约372公里,管输能力约77.18亿方/年,由一条主干线和三条支线组成,包 括17个分输站和18座阀室。天然气分输站内关键设备包含燃气发电机、气液联动阀、过 滤分离器、调压撬、计量撬、加热炉等设备设施。具有涉及专业广、区域跨度大、作业难 度大等特点。
T公司作为国内第一个自主引进、建设、管理的大型LNG项目,在T公司LNG接 收站设备质量管理、特别是设备操作、维修管理具有一套成熟的管理模式,形成了 T公司 接收站设备质量管理的体系和方法。不断提高公司设备质量管理水平,适应国际、国内天 然气销售事业的发展需求,实现公司设备质量管理方式尽快与国际接轨,在全公司推行设 备质量管理体系,应用七项管理原则,促进公司不断改进全面业绩。建立设备质量管理体 系,并形成公司的设备质量管理企业文化,确保能够在生产活动中,逐步形成和建立设备 质量管理表现的信念和遵循的行为规范,提高全体员工的设备质量管理意识和习惯,提高 企业形象,把设备质量管理概念从单纯的生产、销售、服务等范围扩展到社会各个领域和 国际范畴。
经过努力设备质量工作亦取得明显成效,但随着时代的进步及时间的推移,前期一些 质量管理不到位的问题已逐渐凸现,如果不进行设备质量管理改善研究活动,问题逐渐扩 大将对T公司将来的生产运营管理造成不可挽回的损失。
2.生产运营过程质量管理
T公司作为国内第一批投产的进口天然气企业,T公司从项目规划、设计阶段就十分 重视设备检维修体系的建设,结合企业发展的实际,提出设备检维修实行“资源社会化、 运作市场化、管理专业化”、“以专业检维修承包为主,专项检维修承包为辅”、“业主既要 牢牢掌握管理的主动权和核心技术,又要使检维修业务尽可能市场化”等基本思路。按照 这些思路,T公司在充分调研、考察的基础上,通过公开招标确定了包括机械、仪表、电
目标,延长设备的运行时间,提高设备利用率、降低运行成本、提升企业效益和市场竞争 力[6-11] 。
接收站运营期,主要介质是LNG和其气化产生的天然气,天然气的爆炸极限范围为 5.3%〜15% (V/V),属于甲B类火灾危险物质。若LNG设备及管道由于人为的因素、环 境的因素、外部的因素等原因造成天然气泄漏,泄漏的天然气若浓度较高,就有造成本单 位员工及周围居民窒息的风险,若遇明火发生火灾爆炸,有给本单位的员工、民众及企业 造成伤害的风险。
在LNG气化过程中,由于其设备、阀门、管道等大多为低温环境,运行人员若不正 确佩戴防护设备,或防护设备失去作用,会使运行人员冻伤;运行人员不按照设备操作规 程操作,以及设备异常运行等原因可能会引起人员伤害。现场进行作业时,施工人员若不 按照作业制度要求进行作业,或不进行风险识别并采用相应安全措施,都有可能造成人员 坠落或伤亡事故。主要工艺设备如加热炉、过滤分离器、高压泵等由于操作、生产运行、 维护检修等原因造成的超压、泄压,导致装置在异常情况下可能引起爆炸的风险。天然气 管道发生超压引起泄漏等事故时若直接放空至大气中,并与空气混合,若达到了其爆炸极 限就有可能发生爆炸、导致设备损坏及人员伤害。自然灾害如:地震、台风、洪水等原因 造成天然气管道发生破坏或设备损坏,第三方施工导致的事故,都可能引起气体的泄漏, 导致生产供气中断[12-14]。
结合目前国内已建成的LNG接收站运行质量管理过程中的经验和教训,以T公司运 行期质量管理为例,有针对地提出 LNG 接收站设备质量管理的方法,建立了一套适用于 运营期设备质量管理的模式。针对LNG接收站设备的特点,对LNG接收站设备采用分级 管理,根据不同分类结果制定了相应的检维修策略,质量管理体系的建立、设备缺陷数据 统计分析、设备优化的技改技措、基于RBI的设备检验方法均延长了承压类特种设备检验 周期,采用在线振动检测,优化关键动设备大修周期等开展了研究。
由于超低温的特殊储存要求,增加了 LNG接收站在储存、运输和外输的过程中的风 险,设备的运行状态直接会涉及到接收站生产装置能否正常运行,其设备操作、故障将对 生产造成严重影响,导致巨大经济损失,甚至社会影响。因此优化设备质量管理影响着接 收站各个系统的安全稳定运行,消除设备的操作偏差、一般性故障等,避免引起接收站外 输系统的停车。通过本文的分析研究,能够对 LNG 接收站设备安全可靠运行保驾护航, 为 LNG 接收站设备质量管理带来一定的借鉴和指导作用。
本课题以LNG接收站设备全生命周期管理为基础,根据企业对设备管理的需求,深 入优化设备质量管理策略,建立设备质量管理体系,设备运行状态良好,降本增效效果显 著,员工整体素质提升,自主检维修意识增强,下游天然气用户稳定,开拓天然气市场, 迸发企业竞争力。
(三)国内外研究现状
当前国内设备管理的理论和技术手段较落后,与发达国家仍有一定的差距,特别是设 备质量管理的研究与应用领域,设备质量管理是一个复杂的系统工程,是技术和经济两方 面整体统一和有机结合[15,16],涉及多个领域,如:现代设备管理、设备全生命周期管理、 现代企业管理、失效模式分析理论、培训管理、自主化维修、技改、体系标准的建立、绿 色维修、降本增效、大数据的分析等。
1.国外研究现状
最初工业多为工人手动进行生产,所使用的工器具较为简单,工作效率较低,产品质 量由各个工匠经验控制,未发展成流派体系理论,设备管理的重要性并不迫切。自 18 世 纪第二次工业革命开始,最初的手工生产逐渐改变,现代工业开始逐步形成, 1875 年泰勒 制诞生,标志着科学管理的开始,对设备质量管理进行职责分工,建立了质量检验员和质 检部门。科学技术的发展,用于支撑生产的设备也有了很大的提升,此时设备管理的重要 性越发凸显[17-23],设备管理体系需适用于快节奏、高产出的大工业背景。
1950年,美国为了加快发展速度,机械设备高负荷运行,导致设备故障率不断升高, 产品质量不断下降,生产效率降低[24]。同时,智能化的设备维护对人员的技术水平要求也 比较高,关键设备的结构又比较复杂,如果运行人员没有足够的经验和技术理论知识,就 不会掌握设备操作、管理等方面的内容,导致设备性能降低、维护成本的提高。因此,一 种全新的设备管理模式逐渐成型, Shamsuddin 等[25]指出企业是一个有输入、运行过程和 输出的系统。Robert等[26]提出生产全过程设备管理(TPAM)的概念,不仅仅局限于全员 参与的生产性维护(TPM),TPAM的执行分为策划、计划和实施三个阶段。
Oijan等[27]提出网格决策方法(decision making griddling, DMG)。这种方法相比传统 的全员维修的分析系统,可以弥补全员生产维修在实际运行操作过程中与现实不匹配的很 多问题, DMG 的方法更加强调企业的生产与运营管理要与企业的生产目标以及企业的经 营目标匹配起来,要能够形成一种较为全面的企业质量管理的决策系统,可以从多个方面 整体性的分析企业的质量与运营管理工作,从而将企业的质量管理与前期的检维修管理有 效的结合起来。
Ross等[28]开创性的开发了 TPM3的质量管理分析方法,相比传统的TPM分析系统, 三代的 TPM 系统将企业的质量管理进一步扩展到了供应链方面, TPM3 的主要内容包括 了设备与工艺两个方面,在设备方面, TPM3 更加强调提高设备的利用率,要求企业的设 备首先需要在效率上有所领先,进一步 TPM3 强调在设备运行效率提高的基础上,进一步 提高员工的工作效率,要求员工能够有效的掌握整个设备运行系统的效率改进问题,从而 能够有效的适应现代化高效能的新设备,最后, TPM3 还强调了保证产品工艺的问题,即 强调在保证产品工艺水平的前提下,提升设备的运行效率,需要有效的将设备的运行效率 与保证产品的工艺水平有效结合起来,才能满足现代化的生产企业质量管理的要求与目 标。
2.国内研究现状
国内从1978年推行全面质量管理,起步较晚,与国外大型企业设备质量管理仍存在 一定的差距,但随着中国经济实力的增强,国内设备管理体系形成了百家争鸣的局面,先 后借鉴国外事后维修、预防性维修、生产状态维修,并形成一系列适合我国国情设备质量 管理观点,有助于建立企业设备质量管理体系。
核工业、航空航天、供电机械、石油工业、工程机械和机械制造,具有大量不同的设 备,其性能和工况复杂多变,设备产品在服役过程中会产生各种缺陷,缺陷的出现往往会 引起零件间的配合失效,导致设备工作性能变差,极大地影响机械设备的使用寿命,同时 人为操作失误、缺乏相关技术经验和违法违规形成造成极大的安全隐患。大量事实证明, 设备质量管理不完善是各种工程机械恶性事故的重要原因[29,30]。
李葆文提出了“全面规范化维护”,在专业维修系统的基础上,持续规范全体人员的 行为,建立以设备综合效率和有效生产率为目标的设备制度[31]。设备综合效率(OEE), 作为设备管理的关键因素,通过设备效率的高低来体现设备管理的有效性。陈志军指出现 代企业设备管理工作重点在于维修工程,维修工程的重点在于现场管理[32]。王晓明对政府 提出的设备管理制度持怀疑态度,他认为学术理论对设备维修具有指导作用[33]。状态维修 将作为现行设备维修主要方式,设备管理中要充分运用计算机技术和信息技术。
赖桂生通过研究企业竞争力,提出在设备管理工作中应引入竞争机制,如实行招标制 设备采购,人才竞聘上岗等[34]。胡毅提出设备质量管理应实施设备本体与可利用率相结合 的管理模式,适应新的经济增长模式,重视对设备资产的集约型管理[35]。
高永红、毛如明[36,37]指出设备质量管理是一项全员参与的活动,要更加注重设备效率 和人员综合能力,提高企业整体竞争力。吴宁、应俊强[38,39]对危险化学品的设备管理实践 研究中,强调质量管理不是单纯的设备管理,而是内部全过程的重大革新,实现从传统模 式到信息化,以及改善不适宜的设备制度。刘辰、王平等[40,41]阐述了设备管理的概念,需 要不断优化设备管理的模式,引导企业如何提升效益。
3.评述
在设备质量管理方面我国的企业发展相对国外企业较晚,大部分企业没有设备质量管 理的长期发展计划、缺乏技术与理论支撑,设备质量管理模式存于单一且较落后的模式。 虽然部分企业有长期规划目标,但是由于企业对先进设备质量管理思想认识的比较片面, 常常生搬硬套,没有结合我国的国情进行相应的理论创新,导致计划得不到真正的实施, 只停留在表面,实际上对企业质量管理体系实施过程出现的问题分析较少,对于降本增效、 下游用户满意度及加强团队建设的分析仍然较少,仅对提高设备可利用率,减少生产事故, 提升生产水平进行探讨。
(四)本课题研究内容及方法
1.研究内容
本文计划充分融合理论研究与设备质量管理实践,有目的地对 T 公司设备质量管理 的历程、现状情况进行整理和分析,调研大型企业其他设备质量管理的模式,取长弃短, 掌握真实的 LNG 设备质量管理相关资料,对公司设备质量管理进行详细的分析与说明, 并总结性的提出自己的参考意见。
以LNG设备质量管理发展为研究对象,通过对T公司的发展现状进行分析,利用理 论研究法从质量管理七大原则着手,利用鱼骨图分析方法分析 T 公司设备质量管理问题, 总结问题背后共性影响因素,并提出全面切实可行的建议。基于此,本文的研究内容具体 如下:
(1)充分调研本课题的研究背景、研究意义,阐明设备质量管理的理论基础和设备质 量管理在国内外的发展概况,总结了设备质量管理的相关研究成果以及设备运行状态对接 收站运营的影响。
(2)总结概述质量管理理论及方法,包括QC新七种工具、QC小组、鱼骨图分析、失 效模式及后果分析,利用科学研究手段,从T公司实际出发,深入浅出,为T公司质量管 理优化提供理论依据。
(3)介绍 T 公司质量管理基本现状,但随着时代的进步及时间的推移,前期一些质量 管理问题不到位已逐渐凸现,如不进行设备质量管理改善研究活动,问题扩大化,将对T 公司未来的运营管理造成不可挽回的损失。
(4)利用鱼骨图分析T公司目前设备质量管理存在的问题,以问题为导向,溯源剖析 导致设备质量管理问题的本质原因,解决目前T公司设备质量管理“人、机、法、料、环” 方面存在的问题,适应国际、国内天然气销售事业的发展需求,实现企业设备质量管理方 式的提升。
(5)为解决当前 T 公司设备质量管理存在的问题,提出一系列优化方案,以风险管控 为基础,依据设备类别特性、对生产运行和环保的影响程度以及风险度将设备分为关键设 备、重要设备、一般设备;基于设备设施全生命周期,展开失效模式分析,优化检维修策 略。通过优化层级质量管理模式,明确质量管理目标,践行领导承诺,加强人员管理,提 高员工技能,健全设备质量管理制度,持续推进设备自主化、国产化进程,优化备品备件 管理,规范现场管理,形成持续改善机制,提高设备质量管理水平,为实施设备质量管理 活动提供保障,为 T 公司运营和核心竞争力的提升奠定基础。
(6)从经济上、适用性、可操作性及优越性等方面,评价优化设备质量管理。
2.研究方法
(1)文献检索法
查阅大量关于设备质量管理发展历程的资料,特别是维修管理,并对其中的方式进行 系统性的分析、归纳和总结。在文献调研的基础上,结合本课题的研究方向、特点,提出 国内外LNG接收站设备维修管理的共性问题和特性问题。
(2)案例分析法
针对LNG接收站设备检维修管理中的特性问题,对T公司设备检维修案例进行分析, 优化 LNG 接收站设备检维修策略,结合实际工作的需要自主研发,不断完善作业环境, 从课题需要研究、解决的实际风险问题出发,提出 LNG 接收站设备检维修管理中特性问 题的研究的方法、步骤及控制措施。
(3)理论联系实际
利用设备维修管理理论对 T 公司目前实施的设备计划性、运行状态、可靠性的维修 进行分析,识别设备的运行风险,将设备分为关键、重要和一般三类,结合设备的不同选 择相应的维修方法,选择设备维修时机,基于设备、零件的故障特性,结合实际结果、运 行状态、经济效益及失效模式来采取相应的维修方法。
(4)经验总结法
通过日常检维修经验的总结、技术知识的积累,结合质量管理相关理论研究对课题研 究内容进行分析,并从大量的研究信息中,总结归纳其规律,形成 LNG 接收站设备检维 修管理模式和技术方法,将此模式和方法再重新投入到管理及技术实践中,进行验证和提 升。
六 总结与展望
(一)主要研究结论
本文通过研究设备质量管理,优化策略以解决T公司目前设备质量管理存在的问题, 优化研究具有可行性、可操作性、优越性、经济性。针对前期 LNG 接收站进口设备多且 复杂,总结出切实可行的方案。通过优化层级管理结构、全员参与、数据分析、提高自主 化维修水平力等综合分析,评价优化设备质量管理。得到如下结论:
(1)介绍 T 公司质量管理基本现状,设备检维修资源市场化,在执行公司规章制度过 程中,难以保持统一,增加了业主设备质量管理的难度。随着时代的进步及时间的推移, 前期一些质量管理不到位问题已逐渐凸现。
(2)分析了 T公司设备质量管理现状,基于T公司建厂初期大量的进口设备,从“人、 机、法、料、环”角度分别分析 T 公司目前存在的问题,以解决人员素质、设备质量管理 的定位、流程、制度、方法、进口设备多、备品备件为出发点,提出了适合公司现状的设 备质量管理的模式。
(3)为解决目前 T 公司设备质量管理存在的问题,制定一系列优化措施,以风险管理 为出发点,依据设备类别特性、对生产和环保的影响程度以及风险度将设备分为关键设备、 重要设备、一般设备;基于设备设施全生命周期,展开失效模式分析,优化检维修策略。 通过优化层级质量管理模式,明确质量管理目标,践行领导承诺,加强人员管理,提高员 工技能,健全设备质量管理制度,持续推进设备自主化、国产化进程,优化备品备件管理, 规范现场管理,形成持续改善机制,提高设备质量管理水平,为实施设备质量管理活动提 供保障,提高了竞争力,使T公司运营更稳定。
(4)通过推行QC小组、设备设施完整性管理,分析组织的运行目标、方针策略和管理 等方面存在的问题,从管理完整性、技术完整性、经济完整性、全生命周期管理四个维度, 推进设备设施质量完整性管理全面实施,切实提高设备管理质量、避免损耗、改善环境、 提高人员的综合能力和经济效益,形成持续改善机制。
(5)从人员管理、制度完善评价了设备质量管理的可行性和可操作性,通过采用框架式 采购模式、推进设备自主化、国产化、规范现场管理产生的效益,对比设备质量管理优化 前后效益,阐明了设备质量管理的优越性、经济性。
(二)展望
(1)质量体系运行优越性、有效性的评价应整合企业现有的市场资源,结合市场导向, 以多部门的角度对质量管理进行监督,采用科学的质量管理理论,并不断完善设备质量管 理体系,使设备管理体系更加直观,更具有科学性和执行性。
(2)随着 T 公司运营年限增长,设备进入变更、报废等后期管理,需要进一步研究, 控制生产成本,减少因设备报废、变更对生产运营的影响,进一步完善设备质量管理体系, 为企业降本增效助力。
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