改進(jìn)FMEA在港口企業(yè)特種設(shè)備安全管理中的應(yīng)用

摘要： 摘要：針對(duì)港口企業(yè)特種設(shè)備安全隱患眾多，安全事故頻發(fā)的現(xiàn)狀，提出一種改進(jìn)的FMEA分析方法，并以港口典型設(shè)備輪胎式起重機(jī)為例進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及分析。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果制定相應(yīng)的管控手段，提高設(shè)備運(yùn)行時(shí)的可靠性。研究結(jié)果表明，改進(jìn)的FMEA方法操作性和針對(duì)性更強(qiáng)，能夠有效從源頭消除故障隱患，減少事故發(fā)生。

Abstract： An improved FMEA analysis method is proposed to solve the current situation of port enterprises， including many hidden safety danger and frequent accidents of special equipment. The risk identification and analysis of typical tires are taken as an example. According to the evaluation results， appropriate control means are developed to improve the reliability of equipment operation. The results show that the improved FMEA method is more operational and more targeted， and can effectively eliminate the hidden trouble from the source and reduce the accident.

關(guān)鍵詞： 特種設(shè)備；改進(jìn)FMEA；故障；隱患

Key words： special equipment；improved FMEA；fault；hidden danger

中圖分類號(hào)：X92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）35-0027-04

0 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)得到大力發(fā)展，港口作為溝通國(guó)內(nèi)與國(guó)際經(jīng)濟(jì)往來(lái)的重要樞紐，在促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)際貿(mào)易方面發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。但隨著港口現(xiàn)代化、規(guī)模化的發(fā)展，港口設(shè)備數(shù)量大大增加，且日益趨向復(fù)雜化、大型化和自動(dòng)化，隱藏著巨大的安全隱患[1]。針對(duì)港口設(shè)備的事故與隱患問(wèn)題，企業(yè)大多采用傳統(tǒng)的故障類型與影響分析方法（FMEA）對(duì)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控。若應(yīng)用傳統(tǒng)的FMEA方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行辨識(shí)及控制，則要求在設(shè)備研制、使用階段對(duì)各系統(tǒng)的所有故障類型進(jìn)行列舉分析，盡量不要遺漏，這樣不僅會(huì)浪費(fèi)大量的人力、物力，而且分析沒(méi)有針對(duì)性，管控效果很不理想。

針對(duì)這一問(wèn)題，本文對(duì)已有的FMEA過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)，在系統(tǒng)使用階段開(kāi)展FMEA，對(duì)主要危險(xiǎn)源進(jìn)行分析，不僅能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的可靠性，還可以進(jìn)一步查明導(dǎo)致不期待發(fā)生事件的原因因素，進(jìn)而從源頭消除隱患。

1 改進(jìn)FMEA方法簡(jiǎn)介

1.1 改進(jìn)FMEA方法原理

故障類型和影響分析是對(duì)系統(tǒng)的各組成部分、元素進(jìn)行分析。系統(tǒng)的組成部分或元素在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生故障，故障類型往往有所不同。采用這種分析方法，首先需要找出系統(tǒng)中各組成部分及元素可能發(fā)生的故障及其類型，查明各種類型故障對(duì)周?chē)糠只蛟氐挠绊懸约白罱K對(duì)系統(tǒng)的影響，然后提出減少或避免這些影響的措施，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性[2]。

傳統(tǒng)的FMEA是基于可能性的概率事件，要求對(duì)所有子系統(tǒng)的所有故障類型進(jìn)行列舉分析，盡量不要遺漏，大多數(shù)情況下，這種列舉都是根據(jù)研制人員的經(jīng)驗(yàn)和臆想來(lái)確定的，工作量大，且沒(méi)有針對(duì)性。改進(jìn)的FMEA則主要針對(duì)歷史事件，即那些過(guò)去已經(jīng)實(shí)際出現(xiàn)的故障類型進(jìn)行分析，逐個(gè)分析不同故障類型的危險(xiǎn)因素、后果嚴(yán)重度、發(fā)生概率以及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的控制措施[3]。該方法將節(jié)省大量的物力、人力，并能夠更有針對(duì)性的對(duì)危險(xiǎn)因素及事故進(jìn)行控制，提高企業(yè)的安全管理水平。

1.2 基本概念

①故障。元件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)，達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定的功能，因而不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)定的任務(wù)的狀態(tài)稱為故障。故障不一定會(huì)引發(fā)事故。

②故障類型。故障類型是故障呈現(xiàn)的狀態(tài)。一個(gè)元素一般有四種可能的故障類型：意外運(yùn)行；不能按時(shí)運(yùn)行；不能按時(shí)停止；運(yùn)行期間的故障。

③故障等級(jí)。不同故障類型對(duì)系統(tǒng)或子系統(tǒng)的影響程度不同，故將其劃分為不同等級(jí)。劃分故障等級(jí)主要是為了針對(duì)故障造成的不同影響采取相應(yīng)的處理措施措施。故障等級(jí)的評(píng)定可以從以下四個(gè)方面進(jìn)行考慮：故障影響的大??；故障發(fā)生的頻率；防止故障發(fā)生的難易程度；是否需要重新設(shè)計(jì)。

④?chē)?yán)重度。某種故障類型發(fā)生后，對(duì)系統(tǒng)造成的沖擊和影響，表現(xiàn)為對(duì)人、系統(tǒng)本身和環(huán)境的不同影響。

⑤發(fā)生率。某種故障類型發(fā)生幾率的大小，一般以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的次數(shù)來(lái)決定其等級(jí)程度。

⑥不期待發(fā)生事件。系統(tǒng)偏離正常的運(yùn)行狀態(tài)[4]。

1.3 FMEA的評(píng)價(jià)步驟

①明確系統(tǒng)組成及功能。確定被分析的對(duì)象系統(tǒng)的邊界和分析的詳細(xì)程度，收集目標(biāo)的各項(xiàng)資料，包括其組成、功能、使用與維修說(shuō)明、各元素之間的功能關(guān)系等[3]。

②列出所有可能的不期望發(fā)生事件。準(zhǔn)確的定義“不期待發(fā)生事件”不僅具有巨大的指導(dǎo)意義，還可以保證分析人員對(duì)所研究的問(wèn)題有準(zhǔn)確的理解和溝通，將分析小組的注意力集中到最重要的事情上[5]。endprint

③確定FMEA分析小組成員。分析小組的成員組成應(yīng)該由四方面人員組成：安全方面的專家、企業(yè)設(shè)備管理人員、設(shè)備實(shí)際操作人員、技術(shù)員。相關(guān)人員經(jīng)驗(yàn)越豐富，將更有助于辨識(shí)的準(zhǔn)確性。

④制定FMEA表格。分析人員進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和收集的相關(guān)資料，列出造成每一個(gè)不期望發(fā)生事件出現(xiàn)的故障類型，并進(jìn)一步分析其影響、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及相應(yīng)的控制措施。

⑤結(jié)果匯總。改進(jìn)的FMEA分析完畢后，將對(duì)系統(tǒng)影響大的故障列表匯總，詳細(xì)分析并制定對(duì)應(yīng)的控制措施。

2 G港口特種設(shè)備FMEA分析

2.1 G港口企業(yè)安全管理現(xiàn)狀

G港口企業(yè)作為重要的對(duì)外貿(mào)易口岸，主營(yíng)業(yè)務(wù)包括港區(qū)土地開(kāi)發(fā)；裝卸搬運(yùn)；倉(cāng)儲(chǔ)；貨物中轉(zhuǎn)聯(lián)運(yùn)、分拔；港口理貨；客貨運(yùn)輸服務(wù)；駁運(yùn)；設(shè)備及港口機(jī)械的租賃、維修；商品包裝加工；工屬具制造；物資供銷(xiāo)等。廠區(qū)內(nèi)存在大量的機(jī)械設(shè)備，其中大部分是特種設(shè)備，有輪胎式起重機(jī)、門(mén)坐式起重機(jī)、叉車(chē)、裝載機(jī)等[6]。對(duì)特種設(shè)備的管理，公司主要是依據(jù)法律法規(guī)，定期對(duì)人員進(jìn)行培訓(xùn)，定期不定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，以消除隱患。但檢查的項(xiàng)目基本來(lái)源于法律法規(guī)及經(jīng)驗(yàn)，很不全面，導(dǎo)致時(shí)常有事故發(fā)生。本文選取港口企業(yè)的典型特種設(shè)備輪胎式起重機(jī)為例，對(duì)其進(jìn)行FMEA分析，全面辨識(shí)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)及原因因素，并提出對(duì)應(yīng)的管控措施。此方法可以推廣到其他設(shè)備，大大增強(qiáng)企業(yè)對(duì)設(shè)備的管理水平[5]。

2.2 輪胎式起重機(jī)FMEA分析

①分析小組收集資料，包括產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)手冊(cè)，公司臺(tái)賬、維修記錄及案例，設(shè)備管理規(guī)程，分析總結(jié)可能發(fā)生的不期待事件，及導(dǎo)致不期待事件發(fā)生的故障類型及原因因素。

②確定控制措施前后故障的嚴(yán)重度（S）、發(fā)生率（O）。管控措施前后分別由經(jīng)驗(yàn)豐富的項(xiàng)目組成員對(duì)故障模式的嚴(yán)重度及發(fā)生率進(jìn)行打分[4]。將風(fēng)險(xiǎn)的后果嚴(yán)重程度分為五個(gè)等級(jí)，分別從可能導(dǎo)致的人員傷害、經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境影響三個(gè)方面進(jìn)行考慮，詳見(jiàn)表1。將風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率分為五個(gè)等級(jí)，分別從故障發(fā)生的可能性、控制措施的有效性、人為因素、相關(guān)事故案例四個(gè)方面進(jìn)行考慮，詳見(jiàn)表2。

③確定控制措施前后的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。對(duì)風(fēng)險(xiǎn)后果嚴(yán)重度及發(fā)生率進(jìn)行打分，依據(jù)公式：風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)=后果嚴(yán)重度×發(fā)生率，得出具體事件的綜合風(fēng)險(xiǎn)分值。根據(jù)實(shí)際情況將風(fēng)險(xiǎn)分為四個(gè)等級(jí)，詳見(jiàn)表3。

2.3 制作FMEA表格

確定輪胎式起重機(jī)故障類型與影響分析表，列出不期望發(fā)生事件，分析導(dǎo)致不期望發(fā)生事件的故障類型及原因因素，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以及采取控制措施前后后果嚴(yán)重度、發(fā)生概率、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的變化。詳見(jiàn)表4、表5。

表4中1-17分別為：1-滑輪故障不轉(zhuǎn)導(dǎo)致鋼絲繩非正常磨損；2-由于卷筒繩槽磨損過(guò)度（卷筒出現(xiàn)裂紋或筒壁厚度磨損達(dá)原厚度的20%），導(dǎo)致繩間非正常磨損；3-制動(dòng)活塞制動(dòng)力不足（活塞密封件漏油；液壓動(dòng)力不足）；活塞回位彈簧失效；鋼片摩擦片磨損過(guò)度；4-卷筒底座金屬結(jié)構(gòu)（焊縫）達(dá)到疲勞極限，出現(xiàn)裂紋；5-卷?yè)P(yáng)卷筒軸承內(nèi)圈、外圈及滾子面有點(diǎn)蝕、接觸斑點(diǎn)、階梯狀磨損，導(dǎo)致軸承有異響；6-耳板銷(xiāo)孔與銷(xiāo)軸磨損過(guò)大；7-卷?yè)P(yáng)鋼絲繩銷(xiāo)孔與銷(xiāo)軸磨損量過(guò)大；8-卷?yè)P(yáng)鋼絲繩繩夾開(kāi)口銷(xiāo)安裝不對(duì)；9-電磁閥或氣缸漏氣，導(dǎo)致氣缸鋼桿不能正常伸出；10-制動(dòng)活塞制動(dòng)力不足（活塞密封件漏油；液壓動(dòng)力不足）；活塞回位彈簧失效；鋼片摩擦片磨損過(guò)度；11-銷(xiāo)子磨損過(guò)度（銷(xiāo)軸磨損量不得超過(guò)5%）；12-未按正確步驟組裝臂架；13-外力碰撞，導(dǎo)致主桿彎曲變形，降低或失去承載能力；14-剎車(chē)片、剎車(chē)分泵安裝調(diào)整不當(dāng)，導(dǎo)致制動(dòng)行程過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短；15-剎車(chē)分泵的連接氣管破損或調(diào)壓閥損壞，造成漏氣，氣壓不足，導(dǎo)致制動(dòng)失效；16-氣泵損壞；17-結(jié)構(gòu)磨損或密封件老化，泄油量大；18-啟動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)的接線柱松動(dòng)，連接線脫落；19-電線絕緣外皮老化造成銅芯裸露，導(dǎo)致短路；20-使用不合理，起重機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，造成線路或設(shè)備過(guò)熱[7]。

用改進(jìn)的FMEA對(duì)輪胎式起重機(jī)進(jìn)行分析，得到設(shè)備典型的不期待發(fā)生事件有貨物墜落，吊鉤掉落，臂架墜落，車(chē)輛與周?chē)?、機(jī)發(fā)生碰撞，機(jī)車(chē)傾覆與著火等。針對(duì)貨物墜落，分析總結(jié)了五條原因因素，每一條的S、O都為4，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅳ，說(shuō)明危險(xiǎn)極易發(fā)生且危害極大。針對(duì)這五條原因因素，專家組根據(jù)實(shí)際情況，提出了針對(duì)性的五條控制措施，將S、O分別降到3、2，危險(xiǎn)等級(jí)降為Ⅱ級(jí)，有效提高了對(duì)貨物墜落事件的管理，減少事故的發(fā)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

企業(yè)的安全管理實(shí)質(zhì)上是一種風(fēng)險(xiǎn)管理，基礎(chǔ)目標(biāo)是控制生產(chǎn)過(guò)程中的事故發(fā)生。選用合理的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)方法進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)全面安全風(fēng)險(xiǎn)管控的基礎(chǔ)條件。本文利用改進(jìn)FMEA對(duì)輪胎式起重機(jī)安全狀況進(jìn)行了分析及評(píng)價(jià)，重點(diǎn)抓住了設(shè)備的典型危害事件，通過(guò)管控措施的實(shí)施，顯著提高了系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的可靠性。整體思路可推廣到港口企業(yè)其他特種設(shè)備安全管理中，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

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