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1. 簡(jiǎn)介

對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，變化不是容易接受的。泰隆電站作為國(guó)營(yíng)公司，多年來(lái)享有大量的維修預(yù)算。但泰隆電站經(jīng)受住了觀念沖突，將狀態(tài)監(jiān)測(cè)的理念運(yùn)用到了生產(chǎn)實(shí)踐中。

這篇文章涉及到不同的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，例如振動(dòng)分析、油液分析和紅外熱像。雖然本文沒有提及化學(xué)、電氣診斷和測(cè)試等技術(shù)，但是這些技術(shù)在泰隆也有成功的應(yīng)用。

2 泰隆的歷史

2.1 泰隆的觀念

泰隆在昆士蘭州建成了第一臺(tái)350MW發(fā)電機(jī)組。這比已經(jīng)存在的機(jī)組發(fā)電功率大很多，能夠更好地保障整個(gè)電網(wǎng)的電力供應(yīng)。為此，泰隆推行了一種新的管理策略：泰隆電站要消除故障停機(jī)的影響，使其有更加有效和更加可靠，成為世界范圍內(nèi)發(fā)電行業(yè)中的佼佼者。

當(dāng)時(shí)泰隆考慮到地處偏遠(yuǎn)，所以設(shè)計(jì)時(shí)候要求是自我獨(dú)立系統(tǒng)。初始規(guī)劃中包含了工程、技術(shù)、貿(mào)易、勞力、以及各種設(shè)施。支持這個(gè)計(jì)劃所需的員工為650人。在當(dāng)?shù)亟ㄓ凶≌瑓^(qū)為員工提供住宿。因此需要有人來(lái)維修這些房屋。另外需要人來(lái)養(yǎng)護(hù)周圍的草坪和花園。建筑物都配備有空調(diào)，因此制冷維修人員需要維護(hù)這些設(shè)施。

在四套機(jī)組中的第一套機(jī)組完成試運(yùn)行后，輔助性的維護(hù)工作開始外包，場(chǎng)地看護(hù)、房屋維修、木工作業(yè)和管道設(shè)備是第一批推行外包的項(xiàng)目。非核心的維修如照明設(shè)備和電力維修，也被分配給了合同工。這使得員工的人數(shù)減少了大約400人。

2.2 預(yù)防維修程序

作為新一代的發(fā)電站，泰隆的管理層接受了預(yù)防維修的理念，并以此為基礎(chǔ)形成相應(yīng)的管理模式。

在試運(yùn)行階段，有一隊(duì)人發(fā)展出一個(gè)完整的預(yù)防維修程序，目的是利用這個(gè)程序消除任何可能發(fā)生的故障。只有部分項(xiàng)目使用了“狀態(tài)監(jiān)測(cè)”的方法，例如電力測(cè)試、變壓器油分析、介電常數(shù)測(cè)試、水化學(xué)測(cè)試等等。

如果一個(gè)軸承發(fā)出雜音，這臺(tái)設(shè)備將立即進(jìn)行停機(jī)檢修。即使有非常大的冗余，還是要求不會(huì)出現(xiàn)事后維修，從而導(dǎo)致了過(guò)多的預(yù)防維修操作。盡管運(yùn)用了這個(gè)程序，故障仍然發(fā)生，但是頻率大大減少。狀態(tài)監(jiān)測(cè)的概念當(dāng)時(shí)沒有被接受。

為此，專門建立了一個(gè)小組，負(fù)責(zé)制定所有的維修作業(yè)，并為維修作業(yè)制定維修規(guī)程。這些被包括進(jìn)預(yù)防維修程序以及后來(lái)的CMMS中。

備件的使用率非常高，歸于泰隆希望成為“世界頂尖”企業(yè)，要保持非常高的有效性和可靠性?！笆澜珥敿狻北恍蜗蟮乇扔鳛楦呒?jí)轎車羅爾斯羅伊斯。當(dāng)檢修某個(gè)設(shè)備時(shí)，所有的部件將被替換。默認(rèn)的潛規(guī)則就是，設(shè)備可以被檢修并恢復(fù)到比第一次安裝時(shí)還要好的性能。

除了極貴或極稀有的部件，通常不使用修復(fù)件，基本采用新的部件。這種狀況一直持續(xù)到需要考慮成本的時(shí)候，才開始使用修復(fù)件。

2.3 檢修
泰隆第一次檢修是根據(jù)質(zhì)保的要求制定的，其工作范圍既大又詳細(xì)。完成這項(xiàng)工作所花的時(shí)間與傳統(tǒng)電廠大修周期接近，大約3個(gè)月。

在此之后，又進(jìn)行了一次關(guān)鍵檢查，只針對(duì)必要的項(xiàng)目，因此工作范圍也相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。系統(tǒng)能夠迅速恢復(fù)生產(chǎn)，有效性得到提升。同時(shí)一些不必要工作或一些可以在平常時(shí)間完成的項(xiàng)目，被從檢修中剔除。剩下的工作根據(jù)關(guān)聯(lián)性進(jìn)行調(diào)整，使得整個(gè)工作流程更加平順。在這之前，泰隆自己執(zhí)行檢修工作。這之后，部分新的檢修程序通過(guò)聘用合同工來(lái)完成，而泰隆的員工進(jìn)行監(jiān)督管理。這些工作的開展，加上其他方面的努力，整個(gè)檢修的時(shí)間減少到6周。隨后，還進(jìn)一步減少到4周。

2.4 狀態(tài)監(jiān)測(cè)的開端

當(dāng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)第一次被介紹時(shí)，它更多的只有一個(gè)標(biāo)志。技術(shù)，尤其是振動(dòng)分析，被認(rèn)為是已經(jīng)知曉的。技術(shù)不是用來(lái)正確地發(fā)現(xiàn)故障的趨勢(shì)，而是用來(lái)確定故障的存在。

最初的設(shè)備只能用來(lái)測(cè)量通頻值數(shù)據(jù)。后來(lái)購(gòu)買的頻譜分析儀，需要安裝在手推車上，連接交流電源。頻譜分析能夠測(cè)定出振動(dòng)的根源，但是由于大小和供電的限制，只用使用在已經(jīng)知道有故障的設(shè)備上。下一個(gè)進(jìn)展到磁帶記錄儀。采集的數(shù)據(jù)被發(fā)送到昆士蘭州電力委員會(huì)的工程部，在那里進(jìn)行頻譜分析并生成報(bào)告。

1993年泰隆購(gòu)買了CSI的2115設(shè)備分析儀，使振動(dòng)分析工作向前邁進(jìn)了一大步。與現(xiàn)在CSI的設(shè)備比較，2115的速度稍慢，但其功能已經(jīng)非常接近了?，F(xiàn)在泰隆擁有了設(shè)備，可以發(fā)展一個(gè)高效的狀態(tài)檢測(cè)程序，但與之配合的還是以往的預(yù)防維修模式。

在預(yù)防維修的策略下，人們開始預(yù)測(cè)故障并使用狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)確定他們的猜測(cè)。這對(duì)于預(yù)防嚴(yán)重的故障很有好處。故障根源分析被用于糾正重復(fù)發(fā)生的故障，得到了預(yù)想的效果。

2.5 電力工業(yè)的管制解除

1997年昆士蘭州政府解除了對(duì)電力工業(yè)的管制。在管制解除之前，泰隆的目標(biāo)很簡(jiǎn)單：有效性和可靠性。在管制解除之后，有了另一個(gè)目標(biāo)：經(jīng)濟(jì)效益。這使得所有的項(xiàng)目實(shí)踐進(jìn)行了再次的檢查，包括維修在內(nèi)。

泰隆的工程師參加了關(guān)于RCM和類似主題的研討會(huì)，觀念發(fā)生了轉(zhuǎn)變。他推動(dòng)購(gòu)買RCM軟件和培訓(xùn)，并最終他在答辯中獲勝，但并未實(shí)施。1997年RCM被正式介紹進(jìn)入泰隆。對(duì)泰隆而言，已經(jīng)習(xí)慣“事后維修”的模式，RCM被認(rèn)為非常激進(jìn)。RCM使工程師有機(jī)會(huì)遠(yuǎn)離故障，但這對(duì)維修有了更高的要求。狀態(tài)檢修通常會(huì)被推薦給實(shí)施預(yù)防維修的企業(yè)。這使得狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序有基礎(chǔ)。

一隊(duì)RCM的提倡者們被聚集到一起，有計(jì)劃地回顧已知的有高維修預(yù)算的處理過(guò)程。這要求用來(lái)定義一個(gè)能達(dá)到95%或更高的可靠性的維修策略。這些目標(biāo)在大多數(shù)情況下都能夠達(dá)到。在增加設(shè)備的可靠性的同時(shí)，整個(gè)維修預(yù)算顯著地減少了。

3如今的泰隆

退休、辭職和新的發(fā)電機(jī)組建立，使得電廠的員工人數(shù)減少到現(xiàn)在的大約210人。維修隊(duì)伍也不得不削減。

3.1泰隆狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)

泰隆運(yùn)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)故障并確定每次校準(zhǔn)處理的時(shí)間，使得實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有效性和可靠性目標(biāo)同時(shí)，設(shè)備的壽命最大化。因此，任何時(shí)候，任何測(cè)點(diǎn)有故障隱患，都能及時(shí)監(jiān)測(cè)。這些隱患被連續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)制定維修計(jì)劃。當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)現(xiàn)故障時(shí)會(huì)有警告發(fā)出，這樣備品備件就能夠及時(shí)采購(gòu)，檢修工作能及時(shí)規(guī)劃。這與泰隆原來(lái)計(jì)劃形成鮮明的對(duì)比。

采用了狀態(tài)監(jiān)測(cè)后泰隆并沒有獲得“很多的節(jié)省“因?yàn)樵陬A(yù)防維修中有了過(guò)維修。從歷史數(shù)據(jù)來(lái)看設(shè)備還沒有到足夠的使用年限進(jìn)入它的風(fēng)險(xiǎn)范圍區(qū)。因?yàn)樘┞?duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)日益依賴，因此期望減少導(dǎo)致故障的維修要求，并希望有一個(gè)能減少維修費(fèi)用的有效方法。

這些年泰隆的有效性指標(biāo)是92%，這包括了強(qiáng)制的和計(jì)劃的停機(jī)。95%的有效性指標(biāo)是正常的，今年控制系統(tǒng)的調(diào)整和發(fā)電轉(zhuǎn)子的重新繞組降低了預(yù)期。非計(jì)劃停機(jī)是2%。到目前為止，泰隆的有效率是96.4%。

3.2狀態(tài)監(jiān)測(cè)的當(dāng)前接受程度

過(guò)去4年的狀態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)被工人和管理人員所更多得接受。維修正在從狀態(tài)監(jiān)測(cè)中取得提示以決定維修還是不維修。維修人員的削減也系統(tǒng)地降低了檢修設(shè)備的能力并且強(qiáng)制狀態(tài)監(jiān)測(cè)的接受和利用。

維修的管理人員聯(lián)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)部門變成正常的流程，當(dāng)一個(gè)故障工單出現(xiàn)，必須確定故障程度和確定處理方法。很多設(shè)備的不必要的檢修被避免了，檢修工作也僅限于有缺陷的元件。

3.3 技術(shù)

目前，泰隆在狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序中已經(jīng)開展了油液和振動(dòng)分析。同時(shí)泰隆有意向增加紅外熱成像，是自行采購(gòu)還是外包尚未決策。

3.3.1 油樣采集

根據(jù)設(shè)備的具體情況，確定分析的具體內(nèi)容。采樣技術(shù)和采樣位置需要確定，并在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)，采集是使用吸油泵，或從壓力管路中放出。

泰隆的檢修隊(duì)伍中有著經(jīng)驗(yàn)豐富的加油脂人員，他們將負(fù)責(zé)采樣、記錄，并把油樣送到外部的實(shí)驗(yàn)室

泰隆的油液分析一度曾經(jīng)比較混亂，原因是數(shù)據(jù)輸入全部是手工的。由于沒有在油樣瓶上粘貼預(yù)先印制的標(biāo)簽，所有的表格和標(biāo)注全部需要手工填寫，許多樣品的名稱采用了不規(guī)范的命名、縮寫或簡(jiǎn)化，實(shí)驗(yàn)室無(wú)法確定，于是只能生成新測(cè)點(diǎn)。趨勢(shì)分析變得非常困難。形勢(shì)迫使泰隆重新審視整個(gè)流程。

在對(duì)以往多年數(shù)據(jù)的檢查中，發(fā)現(xiàn)了大量重復(fù)的測(cè)點(diǎn)，因而對(duì)所有相關(guān)的數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行整合，所有的標(biāo)識(shí)和描述進(jìn)行統(tǒng)一。在往后的操作中預(yù)先打印所有標(biāo)簽，保障統(tǒng)一性，事實(shí)證明效果非常理想。

3.3.2 油液分析

油液分析通過(guò)外部實(shí)驗(yàn)室實(shí)施，結(jié)果通過(guò)電子郵件或文本的形式傳回。狀態(tài)監(jiān)測(cè)小組將對(duì)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步闡釋，然后在系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)布。

3.3.3 振動(dòng)采集

與油液分析類似，針對(duì)企業(yè)關(guān)鍵部位的設(shè)備羅列出監(jiān)測(cè)清單。泰隆的輔助設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)留有冗余，因而沒有被包含在最初的清單中。然而隨著時(shí)間的推移，現(xiàn)場(chǎng)人員意識(shí)到，即使有備用機(jī)組的設(shè)備也應(yīng)該被放在監(jiān)測(cè)清單中。

泰隆在建廠之初，許多設(shè)備的設(shè)計(jì)思路是運(yùn)行到故障停機(jī)，是典型的事后維修模式。這意味著，在設(shè)備故障停機(jī)前，運(yùn)行人員無(wú)法標(biāo)注說(shuō)該設(shè)備需要停止運(yùn)行。隨著項(xiàng)目實(shí)施，當(dāng)有人經(jīng)過(guò)設(shè)備聽到或看到某些異常后，就可以及時(shí)通知狀態(tài)監(jiān)測(cè)小組人員，對(duì)該設(shè)備及時(shí)進(jìn)行檢查。由于缺乏歷史分析數(shù)據(jù)，無(wú)法斷定故障生成和發(fā)展的情況。所以，即使有備用機(jī)組，重要的輔機(jī)也進(jìn)行定期的監(jiān)測(cè)。

振動(dòng)測(cè)點(diǎn)標(biāo)志已經(jīng)被安裝在了設(shè)備上，以實(shí)現(xiàn)良好的連接和可重復(fù)的讀取。數(shù)據(jù)一致性會(huì)使分析工作有極大的獲益。

泰隆有5個(gè)操作班組。其中的四個(gè)班組各負(fù)責(zé)一臺(tái)機(jī)組，而第五個(gè)班組負(fù)責(zé)電站（輔助的）設(shè)備。每個(gè)班組采集他們負(fù)責(zé)的設(shè)備區(qū)域上的振動(dòng)數(shù)據(jù)。泰隆擁有一個(gè)強(qiáng)勢(shì)的總裁，他規(guī)定操作員必須采集數(shù)據(jù)。盡管有時(shí)候沒有及時(shí)采集數(shù)據(jù)，但大部分情況下操作人員還是及時(shí)把數(shù)據(jù)采集進(jìn)入采集器。設(shè)備的操作運(yùn)行時(shí)第一位的，但操作人員還是有充足的時(shí)間采集數(shù)據(jù)。

3.3.4振動(dòng)分析

當(dāng)振動(dòng)分析開始時(shí)一個(gè)小組會(huì)采集數(shù)據(jù)并下載到電腦中。異常報(bào)告被生成，同時(shí)產(chǎn)生被分析數(shù)據(jù)設(shè)備的列表。

涉及這個(gè)程序的人員離開小組或去做其他職務(wù)，他們會(huì)使振動(dòng)分析被擱淺。MSC（CS