提高系统级可靠性最具成本效益的方法之一是为关键设备制定策略。设备策略可能包括预防性维护(PM)、预测性维护(PdM)、持续监测、调试和重新设计。这些策略中的每一个都可以单独使用，也可以与一个或多个其他策略组合使用，最终目标是优化生命周期成本(LCC)。
对于化工厂来说，制定这些策略是非常费力的，而且是时间和资源密集的。最大限度地减少开发全厂关键设备战略所需的精力和时间的一种方法是利用模块化方法。本文将概述如何做到这一点。然而，在深入研究模块化方法之前，让我们先确保涵盖了基本概念。
最基本的
对于已经和将要运行多年的可修复设备，最常用的设备策略是PM和PdM。在本文的其余部分，设备策略仅指PM和PdM。根据故障模式、故障成本和执行维护任务的成本，实施PM/PdM的效益比可能低至0.1至0.3(越低越好)。在这里，效益比定义为设备策略实施的生命周期成本与设备运行到故障的成本之间的比率。
预防性维护的目的是在磨损的部件实际发生故障之前，对其进行修复或更换，以保持和维持设备的可靠性。如果不与任何预测性维护相关，PM通常以固定的间隔进行，例如每三年操作一次。预测性维护使用技术来确定在役设备的状况，并预测何时需要PM。PdM支持基于状态的维护，因为PM间隔不仅基于设备的年龄，还基于设备特定的配置和操作条件。PdM的有效性取决于能够及时和准确地检测到最终会导致设备故障的问题。
在制定关键设备的装备战略时，重要的是要包括关键设备本身和关键设备正常运行所需的支持设备。例如，当考虑离心式压缩机，其功能是在到达下一个化学处理步骤之前压缩某种类型的流体时，重要的是要认识到:
- 为了使压缩机转子旋转，必须通过连接两个设备轴的联轴器由电机驱动;
- 压缩机轴承要持续润滑，需要一台或两台油泵;
- 为了达到所需的压缩比，流体需要通过级间冷却器(例如热交换器)进行冷却;
- 控制面板，仪表和控制阀是正常和安全操作的必要条件。
压缩机系统的设备策略是不完整的，除非所有前面提到的支持设备(例如，电机、联轴器、泵、冷却器、控制阀等)的设备策略也被制定出来。所有配套设备的故障都与压缩机的功能故障联系在一起，其可靠性不容忽视。
在进行成本优化和/或风险降低之前，应建立以下设备战略框架:
- 位置-这可以是一个单一的资产或多个级别的资产按照系统层次结构;
- 函数-使用者对资产的期望;对于在以上级别定义的每个位置，需要定义一个或多个函数;
- 故障-资产无法实现预期功能的方式;对于以上级别定义的每个函数，至少需要定义一个函数故障。功能性故障是指故障模式(如过热、高振动、润滑不足等);
- 导致-以上级别所界定的每项功能故障，应至少有一个与之相关的原因;原因是指诱发相应功能失效(即失效模式)的失效机制(如疲劳、腐蚀、磨损等)。对于每个原因，需要定义以下细节:
一个。失败的分布-使用可用的设备故障数据拟合具有两个(形状和尺度)分布参数的常用威布尔分布;
b。纠正性维修(CM)当设备计划外故障时，CM任务指定使设备恢复运行的动作、持续时间和成本;与CM任务相关的劳动力、备件和工具也应该被定义;
c。PM和PdM-确保设备能力在恶化时得到维护或恢复，PM和PdM任务是至关重要的生命线;对于每个原因，可以创建多个pm和pdm。除了成本和持续时间，详细的PM/PdM程序还有助于计划人员和技术人员更有效地执行任务。应定义与每个PM和/或PdM相关的人工、备件和工具。
d。效果-每个原因还应指定一个或多个失效结果;其影响可能包括生产成本损失、安全和环境严重程度。
一旦装备战略框架完成，就可以进行模拟，以确定执行单个PM/PdM任务或一组任务的优化频率。它还从统计上确定了设备策略的最佳组成部分是什么:仅PM，仅PdM，还是PM和PdM。
现在已经回顾了基本概念，让我们来探索模块化方法。
将模块化
很明显，为离心式压缩机这样的复杂系统开发设备策略是费时的。鉴于化工厂拥有数百台与离心式压缩机类似复杂程度的关键设备并不罕见，因此设备战略开发的效率对于工厂可靠性改进计划的成功至关重要。
为了提高装备战略制定的效率，提出了一种模块化的方法。关键思想是将每个复杂系统(如离心压缩机)划分为更小的块，并为每个独特类型的块开发通用设备策略模板。由于大多数块类型对于多个系统都是通用的，因此可以避免花费大量时间为所有系统开发相同的块。建议方法的程序如下:
- 按类别建立工厂设备清单。对于化工厂来说，这个清单可能包括压缩机、泵、电机、驱动系统、热交换器等。
- 对于每个设备类别，可以生成一个或多个级别的设备类型。以一台泵为例，可以添加两种类型:离心泵和正排量泵。可以进一步将离心泵分为三种亚型:常规泵、屏蔽电机泵和磁力驱动泵。
- 一旦确定了装备类别和类型(或子类型)，就可以为每个最低级别的装备类型制定通用装备策略。对于通用装备战略，需要装备战略框架中的所有信息，除了故障分布和影响。在此步骤中，重要的是要尽可能多地包括可能的功能故障和/或原因，以使模板具有通用性。这将节省将通用模板应用到特定系统时的时间。
- 通过简单地将所有必需的组件级模板添加在一起，就可以创建特定的系统级设备策略。例如，CO2压缩机(离心)系统设备策略需要充分开发以下通用模板:压缩机、电机、联轴器、泵、冷却器、控制阀等。
- 对于建立在通用组件模板上的特定设备策略，需要指定以下信息:
- 从通用模板中删除不适用于特定设备的功能、功能故障和/或原因;
- 根据历史数据或已知的运行条件，为所有适用的故障原因建立故障分布;
- 为所有适用的失败原因分配适当的结果信息;这可能包括操作、安全和环境，并应考虑设备在生产损失和潜在的环境、健康和安全(EHS)风险方面对系统的具体影响;
- 去除不适用于特定设备的PM/PdM任务;
- 跨不同组件的任务可以分组在一起，以进一步简化优化过程。
使用建议的模块化方法的好处包括:
- 节省大量时间:对于一个通用的装备策略模板，将在20个不同的系统中使用，如果一个通用的块被复制20次，并进行微小的调整，那么开发所有20个块所花费的总时间将显著减少。
- 信息共享：当一个组件添加到系统中时，资源(如人工、工具、备件)信息会自动添加到系统资源中，系统中的其他组件可以共享该资源信息。
- 简单的修改:当系统中某个组件更新时，可以通过替换组件模板，方便地更新相应的设备策略。
- 独立性:系统中的所有块彼此平行，没有互连。添加一个新块或删除一个现有块不会影响系统的结构。
- 更好地利用资源:对某类设备的操作和维护最了解的个人将被分配制定设备策略的任务。
结论
高效的设备策略制定对于大规模可靠性改进项目的成功至关重要。所提出的模块化方法，辅以适当选择的以可靠性为中心的维护(RCM)软件，已被证明在提高效率、减少开发时间和最大限度地利用有限的资源方面是有效的。
