運(yùn)用QC方法降低頂管機(jī)調(diào)試設(shè)備故障率

張振環(huán) 張雪 岳文超

[摘 要]頂管機(jī)作為非開挖的專業(yè)設(shè)備，在調(diào)試的過程中設(shè)備故障率較高，影響整體工期。用 QC 理論和方法分析影響頂管機(jī)調(diào)試設(shè)備故障率的要因，制定了相應(yīng)對(duì)策措施并實(shí)施，取得了較好的控制效果和經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞]QC理論；頂管施工；故障率

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.02.028

頂管機(jī)是一種隧道穿越的專用工程機(jī)械，集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、安裝混凝土套管、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及多門學(xué)科技術(shù)，可靠性要求極高。頂管機(jī)已廣泛用于市政、水電、管道、通信等穿越工程。在每項(xiàng)工程開始前，頂管機(jī)都要進(jìn)行嚴(yán)格、全面的專項(xiàng)調(diào)試，以確保其吊裝至出發(fā)井底部以后能夠快速連接、最短時(shí)間內(nèi)具備啟動(dòng)條件。

設(shè)備故障率是指事故（故障）停機(jī)時(shí)間與設(shè)備應(yīng)開動(dòng)時(shí)間的百分比，是考核設(shè)備技術(shù)狀態(tài)、故障強(qiáng)度、維修質(zhì)量和效率的指標(biāo)。

1 選題理由

工程工期要求：由于西二線南昌—上海支干線業(yè)主要求工期提前，要求我部承建的常山江頂管隧道工程工期提前整兩個(gè)月時(shí)間。而調(diào)試工作由于周期較長、不確定性大，調(diào)試過程中頻繁出現(xiàn)設(shè)備故障會(huì)大大增加調(diào)試周期，此種情況會(huì)使計(jì)劃工期嚴(yán)重滯后，給工程整體施工工期帶來巨大損失。

工程施工要求：調(diào)試是開展后續(xù)掘進(jìn)施工的先決條件，未進(jìn)行整體調(diào)試或調(diào)試中設(shè)備故障未完全解決會(huì)直接影響頂管機(jī)始發(fā)工作，嚴(yán)重者會(huì)在頂管機(jī)始發(fā)和掘進(jìn)過程中頻頻出現(xiàn)故障，加劇設(shè)備安全問題和工程風(fēng)險(xiǎn)。

目前，我部在頂管機(jī)調(diào)試過程中，設(shè)備故障率一直處于30%上下，由于占據(jù)了大量的工期，項(xiàng)目部針對(duì)此問題要求頂管機(jī)設(shè)備調(diào)試小組嚴(yán)格控制調(diào)試過程整體時(shí)間，加速調(diào)試進(jìn)度，降低頂管機(jī)調(diào)試過程中的設(shè)備故障率，因此，QC小組將本次活動(dòng)的課題確定為：“降低頂管機(jī)調(diào)試設(shè)備故障率”。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

QC小組對(duì)常山江頂管機(jī)調(diào)試工作進(jìn)行故障調(diào)查，并完成了排列圖。

由以上圖表可以看出，在頂管機(jī)調(diào)試過程中，設(shè)備故障率達(dá)到了31.5%，導(dǎo)致設(shè)備故障停機(jī)維修的342小時(shí)當(dāng)中，電氣連接及調(diào)試故障占了240小時(shí)，占據(jù)了故障率中70.2%的比例，因此，導(dǎo)致調(diào)試故障頻繁的主要問題是電氣故障率高。

3 設(shè)定目標(biāo)

3.1 確定目標(biāo)值

根據(jù)項(xiàng)目部對(duì)調(diào)試工作工期計(jì)劃的要求，頂管機(jī)調(diào)試時(shí)間要嚴(yán)格控制在27天之內(nèi)，這就要求頂管機(jī)調(diào)試故障率必須要低于14.2%。因此，QC小組將頂管機(jī)調(diào)試故障率的目標(biāo)值定為14%，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)施工工期的要求。

3.2 目標(biāo)的可行性分析

QC小組對(duì)國內(nèi)主要地下非開挖施工單位進(jìn)行調(diào)研，對(duì)頂管機(jī)調(diào)試周期和故障率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)調(diào)試故障率平均在13.70%，說明設(shè)定的目標(biāo)值14%是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

在頂管機(jī)調(diào)試過程中，電氣故障的出現(xiàn)多數(shù)是由于電子元器件本身故障以及調(diào)試人員未按照?qǐng)D紙和規(guī)范連接導(dǎo)致，均可以通過提高人員素質(zhì)和全面檢查實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，常山江頂管隧道工程電氣主管人員由參與過三個(gè)工程以上的經(jīng)驗(yàn)豐富的人員擔(dān)任，現(xiàn)場(chǎng)解決實(shí)際問題的能力強(qiáng)，因此，QC小組制定的“降低頂管機(jī)調(diào)試設(shè)備故障率到14%”是可行的。

4 原因分析

小組成員針對(duì)調(diào)試過程中導(dǎo)致電氣故障的問題運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，從多個(gè)方面對(duì)造成這一結(jié)果的各種原因反復(fù)進(jìn)行了討論，經(jīng)匯總分類，總結(jié)如下（見圖2）。

圖2 頂管機(jī)電氣調(diào)試故障原因調(diào)查系統(tǒng)

5 要因確認(rèn)

小組成員根據(jù)原因調(diào)查關(guān)聯(lián)圖，采取現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、驗(yàn)證和分析等方法，對(duì)導(dǎo)致調(diào)試過程中電氣故障的各末端因素進(jìn)行了逐個(gè)確認(rèn)，并編制了要因確認(rèn)表（見表2）。

5.1 要因確認(rèn)一：技術(shù)交底不夠

由于近些年來本單位頂管機(jī)隧道施工工程任務(wù)飽滿，引進(jìn)了許多新員工。新手對(duì)調(diào)試工作不能總體上把握，交底工作雖有參加，有記錄，但部分人員反映在實(shí)際結(jié)合的過程中仍有未詳盡表述的部分，導(dǎo)致個(gè)別工作有疑問。

結(jié)論：非要因。

5.2 要因確認(rèn)二：通電瞬間沖擊燒毀

由于頂管機(jī)施工完畢后，進(jìn)行全面維修和調(diào)整，部分元器件受到潮濕、機(jī)械損壞等影響，性能下降，在連接過程中一般不易發(fā)現(xiàn)。在初次通電連接時(shí)，正常工作用電源電壓直接連接可能導(dǎo)致元器件在接通瞬間燒毀。

結(jié)論：要因。

5.3 要因確認(rèn)三：未按照?qǐng)D紙連接

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過程中，發(fā)現(xiàn)個(gè)別線路連接不實(shí)，有出現(xiàn)線路漏連接的現(xiàn)象，此種情況通過首次人員檢測(cè)均整改，對(duì)整改調(diào)試過程影響較小。

結(jié)論：非要因。

5.4 要因確認(rèn)四：調(diào)試方案未審核

調(diào)試方案通過各部門會(huì)簽，同時(shí)具有詳盡的會(huì)簽記錄。方案通過項(xiàng)目部和各相關(guān)部門審核。

結(jié)論：非要因。

5.5 要因確認(rèn)五：特種配件無專業(yè)驗(yàn)收

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)采購元件檢測(cè)，僅是對(duì)外觀檢測(cè)和經(jīng)驗(yàn)判斷，沒有采取相應(yīng)的可靠性檢測(cè)以及電氣性能測(cè)試。在排查的過程中發(fā)現(xiàn)，部分特種元器件質(zhì)量較差，使用壽命無法滿足在地下施工環(huán)境條件。

結(jié)論：要因。

5.6 要因確認(rèn)六：重要易損元件無儲(chǔ)備

根據(jù)以往工程調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目部對(duì)易損元器件做了較為完備的儲(chǔ)存，在實(shí)際調(diào)試過程中因元件采購影響的工期不超過2天，有效控制了進(jìn)度。

結(jié)論：非要因。

5.7 要因確認(rèn)七：質(zhì)量檢查人員未履職

調(diào)試過程中，連接和測(cè)試等步驟有記錄，檢驗(yàn)報(bào)告完整。

結(jié)論：非要因。

通過以上確認(rèn)，我們找到了兩條主要原因，即通電瞬間沖擊燒毀和特種配件無專業(yè)驗(yàn)收。

6 制定對(duì)策

針對(duì)造成頂管機(jī)調(diào)試過程中電氣故障的要因，小組成員經(jīng)過反復(fù)討論，根據(jù)“5W1H”的原則制定了對(duì)策實(shí)施表（見表3）。

7 對(duì)策實(shí)施

7.1 消除瞬間電壓沖擊

在調(diào)試工作開始前，購置電源調(diào)壓器，組織人員進(jìn)行技術(shù)交底，保證通電調(diào)試過程中平穩(wěn)、可靠升壓。通過對(duì)單個(gè)元器件結(jié)合部分功能模塊線路的分別通電調(diào)試，對(duì)電源電壓進(jìn)行消除瞬間沖擊，尤其是應(yīng)用在控制回路中，保證元器件安全可靠使用。

實(shí)施效果：通過加強(qiáng)對(duì)技術(shù)交底，員工在頂管機(jī)調(diào)試過程中注意到電壓調(diào)壓器使用的諸多益處，使得接線、元器件連接和元器件損壞的次數(shù)和時(shí)間明顯減少。

7.2 強(qiáng)化特殊元器件入場(chǎng)檢驗(yàn)工作

通過多方調(diào)研、多家比對(duì)，選擇供貨質(zhì)量可靠、送貨周期短的商家簽訂長期供貨協(xié)議，保證提供的電器元器件質(zhì)量。強(qiáng)化特殊元器件入場(chǎng)檢查制度，在對(duì)器件外觀檢查合格的基礎(chǔ)上，增加電氣性能檢測(cè)。對(duì)不能通過檢測(cè)的貨品拒絕收貨。

實(shí)施效果：通過嚴(yán)格控制元器件的入口途徑，調(diào)試過程中元器件損壞的頻次大大降低，給調(diào)試工作帶來了便利和流暢。

8 效果檢查

8.1 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況

經(jīng)過小組成員的努力，頂管機(jī)調(diào)試過程中電氣故障產(chǎn)生的次數(shù)大大降低，使得調(diào)試的周期大大縮短，整體調(diào)試故障率有了大幅度下降。在2013年12月常山江頂管隧道工程的頂管機(jī)調(diào)試過程中，因?yàn)楣收隙兄拐{(diào)試的時(shí)間僅為102小時(shí)，頂管機(jī)調(diào)試故障率降低到了11.8%，QC小組圓滿完成了活動(dòng)目標(biāo)。

8.2 經(jīng)濟(jì)效益

2013年12月，在西氣東輸二線南昌—上海支干線常山江頂管機(jī)工程中，頂管機(jī)調(diào)試故障率降低為11.8%，節(jié)約了大量人工費(fèi)、材料費(fèi)和工期，經(jīng)過計(jì)算本次活動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益為：8.5-1.4=7.1（萬元）。

8.3 小組收益

通過本次活動(dòng)，小組的質(zhì)量意識(shí)、問題意識(shí)、改進(jìn)意識(shí)又有了進(jìn)一步的增強(qiáng)。小組于2013年12月召開了小組會(huì)議，對(duì)活動(dòng)前后的各方面的能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)和對(duì)比，效果如圖3所示。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國質(zhì)量管理協(xié)會(huì).QC 小組基礎(chǔ)教材[M].北京：中國社會(huì)科學(xué)出版社，2008：100-125.

[2]中國質(zhì)量協(xié)會(huì).質(zhì)量管理小組基礎(chǔ)知識(shí)[M].北京：中國計(jì)量出版社，2011：58-66.