基于FMEA的設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控研究

吳鳳明 劉家祥 殷璨

摘要：本文運(yùn)用FMEA方法對(duì)T港口岸橋進(jìn)行分析，以岸橋的起升機(jī)構(gòu)為例，首先基于系統(tǒng)的危險(xiǎn)源辨識(shí)，分析各部件可能發(fā)生的故障，然后運(yùn)用FMEA的RPN方法對(duì)故障模式造成的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)大小，對(duì)各故障進(jìn)行隱患分級(jí)，結(jié)合系統(tǒng)的危險(xiǎn)源辨識(shí)結(jié)果，形成隱患排查清單，實(shí)現(xiàn)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控。

Abstract： In this paper， FMEA method is used to analyze the T port shore bridge. Taking the lifting mechanism of the shore bridge as an example， firstly， based on the system hazard identification， the possible failures of various components are analyzed， then FMEA rpn method is used to evaluate the safety risks caused by failure modes， according to the risk size， the hidden dangers of various failures are graded， and combined with the system hazard identification results， the hidden danger investigation list is formed， so as to realize the hierarchical control of equipment risks.

關(guān)鍵詞：FMEA；岸橋；隱患排查；風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控

Key words： FMEA；shore bridge；hidden danger investigation；risk classification control

中圖分類(lèi)號(hào)：F626.112 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）27-0094-03

0 引言

岸橋是用來(lái)在岸邊對(duì)船舶上的集裝箱進(jìn)行裝卸的設(shè)備。隨著我國(guó)集裝箱運(yùn)輸船舶的大型化的發(fā)展，岸橋在國(guó)家港口運(yùn)輸中發(fā)揮的作用越來(lái)越大。但是岸橋事故頻繁，且造成嚴(yán)重的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失。究其根本原因，主要是先進(jìn)設(shè)備管理方式以及故障分析手段的缺失，導(dǎo)致不能及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)識(shí)別設(shè)備發(fā)生的故障，并采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施。如何有效的管理岸橋，如何有效分析岸橋的故障，在故障發(fā)生之前識(shí)別故障或消除故障，降低故障后果的危害度，從而降低設(shè)備事故率，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是岸橋設(shè)備管理的重大難題。

風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控是指按照風(fēng)險(xiǎn)不同級(jí)別、所需管控資源、管控能力、管控措施復(fù)雜及難易程度等因素而確定不同管控層級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)管控方式。本文以T港口為例，對(duì)其岸橋設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的危險(xiǎn)源辨識(shí)，根據(jù)危險(xiǎn)源辨識(shí)結(jié)果，對(duì)其安全隱患進(jìn)行分級(jí)，針對(duì)不同級(jí)別的安全隱患，采用不同的風(fēng)險(xiǎn)管控方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)備的不同部件的重點(diǎn)管控，提升企業(yè)的安全管理水平。

1 FMEA方法介紹

故障類(lèi)型與影響分析（FMEA）是安全評(píng)價(jià)的重要分析方法之一，基本原理是，將系統(tǒng)劃分為各組成部件或元素，然后逐次分析設(shè)備各部件潛在的故障模式，造成的后果及導(dǎo)致故障的危險(xiǎn)因素，最后根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果制定相應(yīng)的控制措施[1]。它主要是通過(guò)將系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行功能層次劃分，合理歸納整個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備各組成單元的潛在故障模式，分析故障模式相對(duì)上下級(jí)結(jié)構(gòu)的故障影響，并將各故障模式按照其故障后果的嚴(yán)重度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排序評(píng)級(jí)，以確定系統(tǒng)或設(shè)備預(yù)防性補(bǔ)償措施，從而提高系統(tǒng)或設(shè)備的可靠性的一種方法。

通過(guò)對(duì)設(shè)備失效嚴(yán)重度（S）、發(fā)生率（O）和探測(cè)度（D）進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算出RPN值，RPN（Risk Priority Number）是嚴(yán)重度（S）、發(fā)生度（O）、難檢度（D）的乘積，是一種對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)方式，RPN值的大小可表示風(fēng)險(xiǎn)的大小。嚴(yán)重度S表示故障模式對(duì)后果的影響，發(fā)生率O表示故障發(fā)生的幾率，探測(cè)度D表示對(duì)故障模式檢出的難易度，O、S、D的評(píng)判準(zhǔn)則如表1所示。

2 岸橋FMEA分析

2.1 信息收集

以岸橋?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)其進(jìn)行FMEA分析時(shí)，首先應(yīng)深入了解岸橋設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)組成、作用原理、各結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系以及設(shè)備工作環(huán)境等基本信息。全面考慮設(shè)備各功能結(jié)構(gòu)所處的具體邊界條件，方能做到FMEA分析的細(xì)致無(wú)誤，發(fā)揮FMEA的作用。實(shí)施FMEA分析需要收集以下信息[2]：

①設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求、工作原理、工作環(huán)境等。

②設(shè)備的文件資料，包括設(shè)計(jì)圖紙、操作指導(dǎo)書(shū)、故障處理建議等。

③相同或類(lèi)似結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的故障情況。

2.2 成立FMEA分析小組

FMEA分析小組由安全方面專(zhuān)家、設(shè)備安全管理人員、技術(shù)人員、維護(hù)人員、維修人員等組成。根據(jù)分析需要，可聯(lián)系岸橋設(shè)計(jì)及廠家人員進(jìn)行咨詢。

2.3 FMEA分析過(guò)程

故障模式與影響分析（FMEA）的一般步驟為：針對(duì)具體的分析對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)層次劃分，然后從最底層開(kāi)始，對(duì)各個(gè)組成單元進(jìn)行故障模式、原因及其可能造成的后果分析，并采用相應(yīng)的方法確定故障模式相應(yīng)的后果嚴(yán)重度類(lèi)別，最后提出應(yīng)采取的預(yù)防性措施，消除故障或降低構(gòu)件故障率，進(jìn)而降低故障后果所造成的安全性、環(huán)境性或經(jīng)濟(jì)性影響，提升設(shè)備的利用率，提高設(shè)備的可靠性。

2.3.1 故障模式分析

根據(jù)分析對(duì)象，系統(tǒng)的收集相同或相似設(shè)備歷史故障模式，或通過(guò)分析故障發(fā)生原理來(lái)推斷設(shè)備可能出現(xiàn)的故障模式，以此來(lái)找出設(shè)備所有可能出現(xiàn)的故障模式。

2.3.2 故障原因分析

通過(guò)分析人、環(huán)境以及物理化學(xué)等導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生功能故障或潛在故障的因素，進(jìn)而找出故障模式產(chǎn)生的直接原因和間接原因。根據(jù)故障原因分析結(jié)果，采取有針對(duì)性的改進(jìn)措施，規(guī)避或降低故障模式的發(fā)生率，有效提升設(shè)備的可靠性。

2.3.3 故障影響分析

功能故障模式或潛在故障模式對(duì)設(shè)備的功能和使用狀態(tài)所產(chǎn)生的不良影響稱(chēng)之為故障影響。導(dǎo)致故障影響的原因較多，一種故障影響可能是由一個(gè)產(chǎn)品或多個(gè)產(chǎn)品的一種或多種失效模式引起的。故障影響分析中，不僅要考慮一個(gè)故障模式對(duì)其本身所在層次結(jié)構(gòu)的局部影響，也要考慮其對(duì)高一層次影響及對(duì)整個(gè)設(shè)備的最終影響。

2.3.4 故障檢測(cè)方法

故障檢測(cè)方法的確定，可有效為設(shè)備的日常維護(hù)、修理以及測(cè)試提供依據(jù)。岸橋作為一類(lèi)通用的機(jī)電類(lèi)設(shè)備，其檢測(cè)內(nèi)容主要分為機(jī)械部分及電氣部分；檢測(cè)方法則分為目視檢測(cè)、使用檢測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)以及無(wú)損檢測(cè)等；檢測(cè)手段豐富多樣，包括常規(guī)的定檢、應(yīng)力測(cè)試、安全監(jiān)控等。本文中所提到的檢測(cè)方法主要包括使用檢測(cè)，功能檢測(cè)、應(yīng)力檢測(cè)及振動(dòng)檢測(cè)等。

2.4 岸橋故障模式分析與記錄

全面合理的分析岸橋所有可能出現(xiàn)的故障模式是FMEA分析的首要目的。統(tǒng)計(jì)、分析、試驗(yàn)、預(yù)測(cè)等方法是采用FMEA方法獲取岸橋故障模式的主要手段。分析岸橋歷史故障數(shù)據(jù)，根據(jù)其現(xiàn)在所處的環(huán)境條件對(duì)其進(jìn)行修正分析，可有效得出其故障模式。

由于起升機(jī)構(gòu)是岸橋工作最主要的部分，也是導(dǎo)致事故最嚴(yán)重的部分，本文以岸橋的起升機(jī)構(gòu)為重點(diǎn)，介紹FMEA分析方法的應(yīng)用。分析結(jié)果見(jiàn)表2。

3 對(duì)分析結(jié)果的評(píng)價(jià)

3.1 對(duì)各故障模式進(jìn)行評(píng)價(jià)

從FMEA小組中，選取5名專(zhuān)家組成FMEA評(píng)估小組，對(duì)故障模式的O、S、D進(jìn)行打分評(píng)價(jià)，5名專(zhuān)家編號(hào)為P1-P5，權(quán)重分別為0.2、0.25、0.10、0.3、0.15，評(píng)價(jià)結(jié)果如表3所示。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)排序

根據(jù)表3各專(zhuān)家的評(píng)價(jià)結(jié)果及各專(zhuān)家在評(píng)價(jià)小組的權(quán)重，對(duì)各故障模式的RPN值進(jìn)行加權(quán)平均得：X11為：53.15；X12為：100.6；X21為：78.5；X31為：57.2；X32為：28.2；根據(jù)RPN值對(duì)風(fēng)險(xiǎn)大小排序：X12>X21>X31>X11>X32。

4 風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控

由故障模式的RPN值及風(fēng)險(xiǎn)大小，對(duì)岸橋各部件可能發(fā)生的故障模式進(jìn)行分級(jí)管控，分為極重點(diǎn)隱患、重點(diǎn)隱患、一般隱患和輕微隱患，結(jié)合表1對(duì)岸橋起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的危險(xiǎn)源辨識(shí)結(jié)果，制定的隱患排查清單如表4所示。

設(shè)備隱患排查是指定期組織安全管理人員、專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員和其他人員對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、工作性能和磨損情況進(jìn)行檢查，通過(guò)聽(tīng)、看、觸、嗅及使用檢測(cè)儀器等方式，查找通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可以發(fā)現(xiàn)的、可能導(dǎo)致事故的物的不安全狀態(tài)[3]根據(jù)隱患排查清單，可根據(jù)T港口實(shí)際情況，組織不同的人員對(duì)不同級(jí)別的隱患進(jìn)行分崗位、分頻次的隱患排查，科學(xué)合理的隱患排查有助于實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)的分級(jí)管控目標(biāo)。

5 結(jié)論

FMEA分析方法是可靠性分析工程的重要手段之一，它在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品可靠性和減少維修工作量等方面發(fā)揮著重大的作用?；贔MEA分析制定的設(shè)備隱患排查標(biāo)準(zhǔn)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控，能夠很好的從物的不安全狀態(tài)的角度分析不同類(lèi)型的故障類(lèi)型及控制措施，可有效提升岸橋設(shè)備的管理形態(tài)，降低故障發(fā)生率，提高系統(tǒng)可靠性，從而降低或消除事故發(fā)生率，減少運(yùn)維護(hù)成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳全.系統(tǒng)安全工程[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

[2]羅巍.數(shù)控機(jī)床故障分析與可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)的研究[D].吉林大學(xué)，2011.

[3]張可信.淺談隱患排查治理工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)[J].中國(guó)公共安全（學(xué)術(shù)版），2015，40（3）：14-18.