【干货】应用机械完整性和质量保证实现设备全生命周期的管理！
工业化时代，生产设备是生产力的重要组成部分，也是基本要素之一，工业型企业的生产经营离不开精良的设备设施，它们是企业生存与发展的重要资产，是企业产量、质量、效率和交货期的保证。管好用好生产设备，对于促进企业的健康发展有着十分重要的意义。
作者：黄卫东/杜邦可持续解决方案事业部机械完整性和质量保证（MIQA）专业顾问
在国内，一个普遍的现象是，当发现设备出问题时，很多情况下首当其冲的就是一线维修人员或者其背后的专业设备管理人员，他们被指责责任心不强、专业能力不够……而当我们面对这些被指责的维修人员和管理人员时，他们表露出很多的无辜和无奈。他们会因操作不当造成的损坏被责怪；也可能因备件质量问题造成频繁维修而被责怪；甚至可能由于设备的设计缺陷造成不能正常工作也会质疑他们的工作；他们还会在没有高精度的工具仪器条件下却被要求实现高精度的安装。在现有大部分企业的设备管理机制下，设备管理职能和维修部门虽然责任重大，职责权力却不能覆盖设备管理的所有环节。很多时候，企业在简单责怪乃至处罚相关维护人员的同时，忽视了对设备管理问题的进一步全面思考和采取系统化措施。
很多流程企业具有易燃易爆、高温高压等生产过程，涉及有毒有害危险化学品的生产、存储、运输等环节，对设备的可靠性要求非常高。但由于系统性管理方法的缺失，造成设备的完整性不能充分满足生产需求。设备相关因素造成的安全事故、停产或减产，乃至环境事故时有发生。不少企业高层对设备管理也非常重视，甚至亲自主抓一些具体问题，但成效有限，难以形成可持续的提升，严管一段时期过后，管理力度一旦稍有松弛，不良状况便会很快反弹。
杜邦可持续发展部基于对客户设备管理改进项目的总结梳理和企业成功案例的深入研究，我们认为，目前中国企业在设备管理方面存在的比较突出问题在以下几个方面。
设备管理只覆盖设备部分生命周期
很多实操经验告诉我们，设备出现故障，原因往往可能会被溯源到设计、采购、工程、操作、仓储等诸多环节，维护和修理只是其中一环。然而，当前很多企业的设备管理职能设置只关注维护和修理，未能覆盖设备的全生命周期，这种情况在很多中国企业非常常见，于是，设计缺陷问题不能在设计阶段解决；需要设备厂家确保质量的问题却遗留到了安装环节；生锈的轴承仍被安装使用……这样的事例不甚枚举。在不健全的职能设置下，仅仅依靠设备管理的直线部门来解决全生命周期的问题是无法实现的，这也是为什么面对其他环节的问题，设备管理人员很多时候只能徒感无奈。
设备管理职责不清晰，职能不能有效协同
不少企业在设备管理方面的书面文件可能多到堆积成山，一旦落实到执行，却又出现很多职责交叉盲区。因而，一出现问题，职能部门之间总是相互推诿，包括设备口与其他职能，设备职能部门与属地之间，属地设备职能和生产职能之间等。比如，在大修准备阶段设备管理部门和属地车间很少有主动让HSE部门早期介入，而到大修实施阶段，往往又不理解、不支持HSE部门“照章办事”、实行必要监管，而没有让HSE帮助有效提升大修的安全管理。
主动维护不足，被动修理多
企业未能建立充分的主动式维修策略，或者人员能力不足，或者没有配备必要的检测设备，有时候也因为企业文化的因素或者配套政策的不支持。维护缺乏全面的预防性，缺乏对关键设备的预测性，使主动性维护既没有技术层面的支撑也没有管理上的保障，因而无从落地。维护人员像消防队员一样随时冲锋于灭火的一线，在被动应对乃至疲于应付的情况下，对不断出现的意外火情感到力不从心，并且维修效率低、成本高。
缺乏维修数据的科学分析
在设备管理方面制定重大决策时，很多企业管理者凭经验、拍脑袋的情况也是非常普遍。设备管理提升过程需要不断找寻自身的管理短板，采取管理学的二八原则将问题进行优先排序，最终决策用20%的精力解决80%的问题。这样的准确决策和改善行动，需要立足于科学的数据分析。在国内，CMMS（Computerized Maintenance Management System）还未得到全面建设和充分应用，维修记录不健全、难分析。在缺乏全面、真实的维修数据记录、统计和分析的情况下，设备管理的科学决策只能是空话。
缺乏清晰的维护质量标准要求和全面的过程控制环节
不少企业只会到设备出现故障了才去对维护质量进行判断。在过程质量控制缺失的情况下，一些真实的质量隐患或问题也就不能及时发现和控制。一些即使有过程质量控制环节，也普遍存在质量标准不清晰、不明确，维护人员无从评判或难以执行。
没有严格执行变更管理程序
在维修过程中，设备的材料、部件甚至整机更换随意，缺失或不严格执行设备变更的管理程序，这样造成了日常检维修的很多不规范问题，并且再次维修时这些不规范变更已经无从查询、很多问题也就无法追溯根本原因。
设备事故管理方面重技术轻管理
依据我们的经验，很多企业对设备事故最常见的纠正措施主要关注两方面，一是教育和培训，另外就是空谈责任心并实施真处罚。关于教育和培训的内容、方式、对象等，很少提出清晰、明确的内容和标准，加之追踪措施的缺失，最后变成以处罚为主，让基层不愿暴露问题。纠正措施空洞、不系统、不全面、缺追踪等，最终问题还是不断发生、甚至重复发生。
据杜邦专家分析，出现这些问题的根本原因主要还在于管理环节和标准上因人而异、因部门而为的现象普遍存在，缺乏系统的管理思想和全面的管理框架。目前，中国很多工业企业设备管理体系还处于传统的管理模式，虽然设备和仪器不断更新和升级，但其效能远未达到完整性的要求。
表1 杜邦机械完整性
经过数年的推广，设备完整性已成为一个独立领域，得到了世界大型石化公司的普遍认同与应用。杜邦公司，也将“机械完整性”作为一项重要要素纳入到整体的杜邦安全管理体系中，用多年的生产运营实践经验不断验证和改进“机械完整性”的管理理念和方法，并且通过和质量保证的结合，实现对设备全生命周期的全覆盖管理。
一般而言，机械完整性是指设备的机能状态，即设备正常运行情况下应有的状态，为保证设备的机械完整性工作规范、标准、统一，具备良好的可操作性，企业需要采取技术改进措施和规范设备管理相结合的方式，为设备安全平稳运行提供有力保障。与其他设备管理方式不同，它具有整体性，即一套装置或系统的所有设备的完整性，它贯穿设备设计、制造、安装、使用、维护、修理、检验、变更、直至报废的全过程，其核心是在保证安全的前提下，以整合的观点处理设备的作业。设备的完整性状态是动态的，因此，机械完整性强调持续改进。
如何落实执行机械完整性和质量保证系统？杜邦在多年的机械完整性实践中，总结出有效执行机械完整性和质量保证的经验，建立在“10步法”基础上的MIQA帮助杜邦建立全面的机械完整性框架，基础管理，到新设备质量保证、维护程序、维护培训、MRO材料和备件质量控制、检验与检查，再到修理与变更、可靠性工程、审核等，逐步完善落实机械完整性、发挥出整体设备管理系统的成效。
表2 杜邦机械完整性10步法
引入机械完整性管理之后，首先需要考虑整个系统的可靠性，结合工艺安全完整性和工艺危害分析等管理风险的评估手段，对设备的风险进行识别与评估，了解装置运行中的风险主要来自哪些设备及风险等级，掌握其失效机理，确定有效的检测方法和频率，合理分配检维修资源，同时要了解设备在运行中应达到如何的运行状态以及如何采取技术改进和加强管理相结合的措施来保证所有设备处于一个良好的运行状态。机械完整性强调确保一个工厂或一套装置的设备整体完整性，涵盖整个设备生命周期的每一阶段，而且需要根据不同的生命阶段制定有针对性的维护保养方案；机械完整性倡导“预防”重于“治疗”，针对工厂内每一台关键工艺设备，都需要制定出预防性的维护计划，并建立维护保养程序文件，其相关维护记录应妥善保存、应用，并要求员工确实依标准作业程序执行。基于风险评估制定相应的管理流程、维护程序和工程标准之后，相关专业人员应该接受系统性和针对性的培训，严格按照最佳实践的要求进行管理，包括外部标准和内部维护程序的应用和严格遵循；通过定期的全面、系统的审核，掌握设备管理和设备状态的动态，及时和纠正设备管理盲区和缺陷。
推进MIQA的模型-四层次
杜邦在帮助客户推进MIQA管理的过程中建立和应用了4个层次的推进方法，以帮助客户实现全面的MIQA应用。
表3 杜邦MIQA的4个递推层次
管理流程
首先，设备管理需要建立一套科学合理的管理体系和流程，设计制定体系流程框架、建立相应的组织架构、明确职能职责，让合适的人做正确的事。机械完整性管理体系框架由4个部分构成：生产经营管理和HSE政策、机械完整性管理策略、程序文件和操作文件。生产经营管理和HSE计划是进行机械完整性管理最重要的依据。在企业的生产经营计划中，规定了设备有效运行时间、生产率、预算等目标，而在HSE计划中，规定了安全事故、伤害和环境污染等目标，为预防因设备失效而引发灾难性事故，设备管理流程的一项重要内容就是制定严格的安全标准。机械完整性管理体系的策略目标由企业的决策层来制定，应符合企业的商业和HSE策略目标。企业的商业和HSE策略计划会随着时间而发生变化，所以机械完整性管理体系的策略目标也应随之变动。程序文件表明其组织机构，明确各自的职责分工，保证体系有效运行。操作文件和程序为特定的技术文件和程序，即具体的作业规程，比如材质选择规程、检验规程等详细的技术指导，检修计划和检修规程、定期保养机制等，其目的是使作业程序规范化，标准化，对同一作业即使不同的人实施也会得到同样的结果，减少人为因素的影响。设备管理不仅仅是企业设备管理部门的责任，而是涉及诸多部门，并且涉及的部门和个人职责分工需要明确定义。企业在设备管理机构上要构建以法人为核心的企业、车间、班组三级企业设备管理网络，明确职责、理顺关系，在设备管理流程中要实行全面管理、全员管理和全程管理，有效保证设备的技术性能和正常工作，提高其使用寿命、利用率和经济性。
技术模型
表4 杜邦机械完整性和质量保证融入杜邦工艺安全管理体系
技术模型是指为落实设备管理体系策略，杜邦应用科学合理的工程技术工具和管理方法，包括工业管理工程、运筹学、质量管理、价值工程等。对同等技术的设备，认真进行价格、运转、维修费用、折旧、经济寿命等方面的计算和比较。并且针对设备的可靠性与维修性进行深入研究，减少故障和维修作业时间，提高设备有效利用率。纵向来看，技术模型还要以设备的全生命周期为研究和管理对象，即运用系统工程的观点，把设备规划、设计、制造、安装、调试、使用、维修、改造、折旧和报废一生的全过程作为研究和管理对象，引入新工具、创新和升级管理方法。设备使用部门要把有关设备的运行记录和长期经验积累所发现的缺陷，提供给维修部门和设备制造厂家，以便他们综合掌握设备的技术状况，进行必要的改造或在新设备设计或新项目开展前时进行改进。企业还必须建立一套文件和信息的管理系统，并进行良好的维护，通过对体系运行过程的控制，确保整个系统按照建立的文件化程序运行。
能力提高
有了管理流程和管理方法，接着就需要具备相关能力和专业的“人”来执行和落地。实现全生命周期的机械完整性和质量保证，不仅需要帮助企业在管理方面建章立制，也需要通过帮助员工在专业认知、专业能力上进行提升。企业需要对每一个参与维护机械完整性的工作人员提供科学合理的教育培训，培养专业人员悉熟工艺系统的运作、可能造成的危害以及工作上所需具备的技术、步骤，使他们有能力完成自己在整个体系中的职责，同时应该有完整的程序确保相关的信息在员工之间得到充分的沟通，并确保员工能够安全地执行工作。组织和员工的能力，最终是管理意愿能否实现的关键因素。
观念与行为
机械完整性是一种全效率、全系统和全员参加的设备管理体系，它以设备的综合效率最高为目标，要求在生产维修过程中，自始至终做到优质高产低成本，安全生产无缺陷，机械设备保持最佳状态的同时，也要求操作人员也保持“最佳状态”，即能够达到积极主动的自主管理水平，因此，从这个层面讲，最高阶段的设备管理状态，即机械完整性最终体现出的是一种高效的企业文化，通过“全员参加”设备管理，是指上至企业最高领导，下到每位操作人员都参加生产维修活动。一个企业最终的绩效，不是仅仅通过管理流程、技术模型或员工能力建设就能达到的。没有观念和行为上的认同、营造出全员参与的机械完整性文化氛围，机械完整性和质量保证本身也缺乏灵魂和持续改进的动力。没有一个企业的制度能覆盖所有的领域，也没有任何管理流程能描述所有的环节，也没有技术能解决所有问题，企业最终需要转变人的观念和行为、依靠文化的驱动力不断改进优化设备管理体系。
MIQA推进与其他过程安全管理体系要素协同
对杜邦而言，机械完整性与质量保证并不是一个完全独立运行的管理系统，它的有效运作不能脱离过程安全管理体系（PSM）。杜邦把机械完整性和质量保证作为过程安全管理（PSM）中的两个要素，通过与其他要素的协同来帮助实现最佳设备管理。
如今的中国企业，面对经济全球化的竞争，基于风险控制的机械完整性管理和质量保证是中国企业引进国际先进管理经验、与国际接轨的良好契机，并且已经成为中国企业加强管理、夯实根基的主攻方向之一。对于中国企业而言，实施机械完整性管理制度具有重要的现实意义。机械完整性管理制度以基于风险的检验技术（RBI）、以可靠性为中心的维修技术（RCM）、安全完整性水平分析技术（SIL）等作支撑，不仅可延长机械运转周期，也能降低人力工时及维修设备费用，帮助企业延长设备寿命、降低设备故障、提高生产力及减少安全事故的发生。除一般检查保养工作外，MIQA通过预防性和预测性维护（PPM）中先进的设备检查诊断方式，获取并记录设备运转状况数据，配合诊断分析记录发现、预知设备状态及潜在失效，掌握设备状态和预测何时需要维修，可避免突发性故障与保养不足或过剩等现象，制定最佳维护周期，达到设备零故障的目标。实施机械完整性和质量保证，企业现行的设备管理体制能够得到改善，在设备生命周期中的每一个阶段，通过程序化、标准化的过程，可强化工厂中推行的全员化设备管理、预知保养等工作。机械完整性管理体系具有高度灵活性，能够与现有的HSE、ISO9001、ISO14000等管理体系紧密融合，将进一步完善企业的管理体系，从而全面提高企业的基础管理水平、提升企业运营业绩。
总之，机械完整性与质量保障的价值所在，不仅体现在设备管理能力和设备的绩效上，同时还体现在为企业的HSE目标提供硬件保障。中国有句古话，“工欲善其事，必先利其器”，对应到工业企业管理，说的就是设备管理的重要性。而设备管理虽然管的对象是设备，表现出来的问题似乎都与“硬件”有关，而其根本的解决途径在于“软件”，在于“人”的管理和执行，即“正确的人用正确的工具作正确的事并且正确地做事”，企业只有建立科学合理的设备管理体系，将贯穿全生命周期的“机械完整性”理念和方法落实到位，才能确保装置的安、稳、长、满、优，才能长效确保企业持续稳定地创造效益、保持市场竞争力。