摘要
RCM （以設備可靠性為中心的維修）研究表明：在複雜的設備系統中，除非其部件有1-2個與工齡有關的支配性失效模式，否則預防性維修對系統可靠性影響甚微。這對傳統的定修模式帶來了巨大的挑戰。RCM 的研究甚至認為：過度的維修會帶來更多的故障。
RCM的理論促進了“設備狀態檢測”維修技術的發展，同時使設備的日常巡檢、點檢等基礎的狀態檢測工作變得更為重要，本文將討論化工行業目前現場管理的模式，及對設備可靠性帶來的影響
1 定修模式的缺陷和RCM 的發展
在二次世界大戰期間，戰爭帶來的壓力增加了對各種物品的需求，而產業勞動力銳減，導致了世界範圍內生產設備機械化程度的提高，設備也日趨複雜，生產開始依賴設備的可靠性，停機時間成為突出的問題。這使得企業想到應該預防設備故障，進而形成了預防性維修的概念，在60年代，預防性維修主要表現為對設備的定期大修。
這種定修模式基於這樣一個概念，既：設備中的每一個部件都有一個“正常的工齡 ”，達到此工齡就必須要大修，以確保安全和運行可靠性。然而近年來，設備的製造日趨大型化、複雜化、自動化，新的研究發現：大多數設備的運行工齡似乎與故障幾率的聯繫變得原來越小，而設備的故障模式也由原來的一種，變成六種之多，根據對民用飛機的研究表明： 約82%的設備故障與工齡沒有直接關係。這些研究導致了以下兩個結論：
1： 對於複雜系統，除非其部件有1-2個支配性的、與工齡相關的故障模式，否則定修對可靠性的用處很小 （事實上，如果把“早期損壞率“-引入到本應穩定的系統中，度維修只能增加整體故障率，如下圖）
2： 在複雜系統中，存在大量的單元，找不到適合它們的、有效維修的周期
以上的結論使得維修管理者們非常困惑，如果設備的故障防不勝防，那麼應該如何制定設備維護方式？難道要放棄預防性維修的做法嗎？
RCM（以設備可靠性為中心的維修）就是為了解決以上的問題產生的，它最先起源於60年代美國的航空業，並在70年代美國軍方、核電行業得以應用。 近年來，推廣到全球的多個工業領域。準確的說：RCM 不是一項具體的維修方式， 也不是籠統意義上的維修思想，事實上，RCM 是一套分析過程和方法， 它的基本思路是： 對系統進行功能和故障分析，明確故障的後果，然後用規範的邏輯決斷方式，確定不同設備的維修方式。對這些方法的討論，超出了本文的範圍。然而，RCM 的發展，直接促進了狀態檢測技術的發展，同時，使得設備的現場管理顯得更為重要。在以下的文章中，將根據RCM的幾項研究成果，討論在現場管理給化工企業帶來的變化和挑戰。
2 RCM與現場管理
由於與工齡無關的設備故障大量存在， 以及傳統定修技術越來越無能為力， 促進了新型預防工作的發展，位於前列的就是狀態檢測狀態檢測基於這樣一個事實： 大量的故障不會瞬間發生，實際上故障要發展一段時間，如果能在這期間發現故障，則可能採取有效的方式預防故障、或避免嚴重的後果，如下圖所示：
RCM 的貢獻之一，就是把故障分成“潛在故障”和“功能故障”，如上圖的P點是潛在故障的發生點，例如，電機振動，可能意味著軸承的磨損，但是暫時還不影響電機的工作。圖中的F點，可能表示軸承卡死，電機保護裝置啟動，從而導致電機停止工作。
P-F之間表示“潛在故障”發展到“功能故障”的時間間隔。如果定期對設備的狀態進行檢查，跟蹤其趨勢，就可以較好地在“功能故障”發生前，進行修復。然而，實際情況並不簡單，原因是： 不同故障模型的P-F 的間隔可能從數秒到數年不等，這就帶來了狀態檢測的第一個問題，那就是：應該用什麼樣的頻率去檢測（ 毫無疑問，頻繁的檢查，將導致員工負荷增加，而間隔太長，又錯失了預防機會）
確定狀態檢測的頻率和諸多的因素相關：
1：故障後果（如某些化工企業，泄漏可能帶來立即的安全問題，則生產巡檢的頻率達每小時一次）
2：和修復故障所需要的時間有關係 （故障的修複本身需要時間去組織材料和安排人員，這個過程從數小時到數周不等，如果檢測頻率不夠的話，即便發現了問題，依然可能因為修復來不及，造成生產上的損失）
3：歷史數據的分析（根據歷史隱患發生的頻度，確定更為科學合理的檢測頻率）
總而言之， 狀態檢測的頻率是企業根據其實際情況，不斷分析和調整的過程，甚至在一段時間內，因為某些潛在故障的發生，可能臨時增加檢測的頻率和檢查的內容。這需要來自現場的數據記錄反饋和分析
狀態檢測的另一個基本假設是： 故障發生時，有可以被發現的跡象。隨著潛在故障的發展，其故障的表象是不同，不同的表象意味著不同的設備劣化程度。這就帶來了第二個問題，那就是什麼時候，設備管理者可以發現各種跡象？舉例而言：
考慮到一個滾動軸承，其故障被描述為： “ 由於缺乏潤滑而最終被卡死 ”,則在此過程中，不同的階段，通過不同的狀態檢測手段，可以探測到不同的特徵，如下圖：
以上的圖例至少說明了以下幾個問題：
-首先，如果採用先進的點檢技術，可以及早發現隱患
-功能故障的消除有效性，不在何時發現了那種狀態，而是，什麼時候這些問題得到彙報（不幸的是， 今天，很多工廠無法連最基本的巡查工作都無法保證，或者由於交接班的記錄缺失，導致問題得不到有效跟蹤）
-當人的感官發現問題時，大多數情況下設備已經接近功能故障，低效的問題彙報和甄別流程，將延誤維修的戰機
-考慮到不同設備P-F間隔的變化（從數秒到數年），在很多情況下，需要故障發現人及時採取現場的行動（如：啟動備用設備、或安全報警裝置等），這需要對現場的員工提供培訓，以及在此異常條件下，有針對性的操作指導
狀態檢測技術近年來有了較大的發展，象：振動測試、轉速測試、紅外成像、油品分析等。但這隻解決了問題的一個方面。
另一個方面需要解決的是： 如何合理定義狀態檢測的頻率，如何理順現場的問題發現、反應、彙報、審核、跟蹤的流程，如何將不斷優化的狀態檢測策略，和企業積累的知識及時傳遞到現場，這對現場管理的組織有效性，和實施效率都帶來了更高的要求。
4 RCM在現場應用遇到的挑戰
隨著RCM理論的成熟和發展，企業更加關注設備的現場工作狀態，從而也使現場的保養、巡檢、點檢等工作大量增加。然而，在大多數企業，這項工作進行的並不順利，從管理的角度上講，其原因可能有如下幾點：
1：管理者無法監控是否到位檢查 （包括生產人員的巡檢、設備人員的點檢等）。
雖然有些企業有紙面的檢查單據和翻牌制度，但這種做法完全依賴於員工的主動性，紙面的記錄單極容易被員工隨意填寫，這容易讓員工產生懶惰的心理，反正去或不去都一樣，做得好做不好也一樣，反正管理層並不了解。
2：現場任務的安排不完全科學與合理
很多企業定義了各種現場作業規範，一旦開始實施，就很少認真去根據現場的反饋，進行合理的評估和調整，隨著設備運行的狀況發生變化，有的應該檢查，或應該更頻繁檢查的項目，沒有被補充到新的作業規程中，有的明顯故障率較低的設備，卻被要求頻繁檢查，這讓員工本身對檢查項目的科學性產生質疑。
另一方面，隨著設備的運行時間增加，設備暴露的問題增多，以及國家和企業對安全生產方面的要求越來越嚴格，現場檢查的項目也不斷增加，在此情況下，科學合理的安排工作顯得尤其重要。然而，目前企業很少對現場巡檢的實際工作時間進行評估。在某些企業的調研過程中， 員工反映：巡檢周期的長短和巡檢的內容不合理，很難準時完成。
造成這個問題的原因，一方面是現場數據不完整，或者是分析手段的缺乏
3：對現場作業的指導不足
設備可靠運行的關鍵，首先要確保相關人員在發現問題時，及時採取必要措施，防止故障的放大（考慮P-F的間隔有時非常短），然而令人尷尬的是：由於沒有IT 系統的支持，員工往往遇到兩難的局面。
舉例而言：當巡檢人員聽到壓縮機發出異響，並發現設備讀數接近臨界，這時是應該關掉壓縮機，中斷生產而造成停線損失？還是冒著設備故障的風險，讓壓縮機繼續運行，由此留下其它的安全隱患呢？在這種情況下，也許不同的員工基於其自身的經驗，採取的行動截然不同。
在這種情況下，員工不能得到有效的決策支持（如過去的處理方法是什麼等）
4：檢查結果無法量化
目前獲取現場很多設備信息的方式仍採用傳統經驗方式，如用手測溫，用耳聽聲音等感官測量方式，獲得的結果不能精確量化。舉例如現場電機軸承，由於目前沒有好的巡檢方式檢驗其是否不能使用，使得大量軸承未到最長使用壽命便被更換
5：反應的問題不能及時得到處理
由於紙面的檢查記錄，或者不能將現場的問題及時提交給專業人員，不少現場反應的問題得不到有效的跟蹤、快速的處理，都使得員工對現場檢查的重要程度，產生了懷疑心理
簡而言之，企業在重視設備可靠性的同時，如果缺乏信息化的技術手段，來持續地有效的管理現場作業，作業的規範將難以“落地”，從而也很難從根本上提高設備可靠性。 維護人員忙於搶修故障，更沒有時間來從事必要的日常檢查工作，從而可能導致維修人員忙的不可開交，但設備故障依然不斷的“怪圈”
4 IntelaTrac移動作業的應用
IntelaTrac® 移動作業和決策支持系統是美國Wonderware公司最新導入中國市場的、採用最新移動技術的、面向設備巡檢、點檢、生產操作、安全環保等設備現場管理的信息化系統，為客戶解決了以上問題。
IntelaTrac®由軟體和掌上電腦等硬體兩部分組成，企業可以將設備巡檢和點檢的“五定要求 ”（定人、定點、定量、定周期、定標準）建立在軟體系統中，形成電子化、標準化的現場作業規程，這些規程實時下達到掌上電腦-現場作業人員的移動終端設備上。
當工人開始日常巡檢時，可攜帶移動終端，並從中獲取任務指令，而不再需要筆和紙進行記錄。系統會告訴相關人員應該去檢查那些設備，檢查那些項目，和設備的目標值等。當工人輸入數據時，如果實際數據超過上下限，IntelaTrac® 會發出警告。並提示工人最佳操作步驟，及時防範事故的發生。必要時，還可以自動向後台支持系統（如EAM 系統）發出設維修請求。併發送信息給相關生產主管和安全人員，現場採集的數據利用通過網路上傳、審核、監控，構建了一個閉環的移動作業現場管理體系，提高了設備現場管理的透明度和執行力。
4.1設備管理知識資料庫
IntelaTrac® 為生產或設備主管依據現場經驗和管理規章，創建點檢、巡檢作業程序，提供了一個工具。這些程序的建立與改進，形成了一整套設備故障預防、識別、改正的電子化的現場作業規範，這些規範可以隨時下達到員工的移動終端上，供員工查詢，並對日常工作進行指導。
4.2靈活的排程功能
Intelatrac 提供了靈活的排程功能，他可以安排定期或臨時的現場檢查任務，並可以定義和調整現場的周期，任務可以分派給班組和個人，也可以統計工作的開始時間、結束時間和執行的次數，並可以將實際的時間和計劃的時間進行對比，從而更合理的平衡工人的負荷。
它也可以將任務定義成必須完成的，以確保關鍵的任務不會被遺漏。
4.3現場作業決策支持
IntelaTrac® 系統可以針對巡檢和點檢發現的異常問題，在移動終端上，指導員工做出正確和及時的操作，以消除設備隱患，避免現場人員“視而不見、視而不以為然”的情況。在移動終端上，現場作業人員可以查詢設備趨勢，歷史的巡檢、點檢記錄、同時，現場的異常情況可以實時傳遞給相關專業人員和管理層，便於跟蹤與報告
4.4現場作業的透明化管理
IntelaTrac ®報告與分析功能，可以自動統計作業人員是否按質、按量、按時完成現場檢查任務，系統還幫助管理層對工作加以檢查，找出不良因素，並查看現場所提供的實際工作日誌。作為流程的一部分，用戶還可以批准、編輯、退回提交的巡檢報告，也對滯后的巡檢任務進行跟蹤，提高現場執行力。
4.5 提高設備安全可靠運行能力
IntelaTrac® 是所有“高效安全生產管理”系統的一個重要組成部分，它為消除設備隱患、提高設備可靠運行能力，提供了一個 “策劃、執行、監控、改善” 的 信息化管理平台，在系統中可以定義關鍵的生產設備、安全與環保設備的監控點、並確保在需要的時間、執行需要的任務，滿足政府和行業的符合性審查要求。
同時，系統可以與振動、紅外成像等攜帶型點檢設備集成， 點檢收集的數據，形成了設備的量化的健康趨勢，為故障預測、以及可靠性分析奠定了基礎。
利用系統，可以擺脫繁瑣的紙面記錄，同樣的人力可以管理更多的設備，使企業有能力把設備的巡檢和點檢工作進一步細化、量化，從而提高設備安全可靠運行的能力。
作者簡介：莫軍，現為Wonderware 中國區業務發展經理，負責 “IntelaTrac移動作業和決策支持系統” 在中國市場的業務導入和推廣。
