作者：Nikki Bishop

“可靠性”在zai控kong製zhi過guo程cheng行xing業ye中zhong可ke以yi定ding義yi為wei某mou係xi統tong在zai常chang規gui情qing況kuang下xia以yi及ji在zai不bu利li或huo意yi外wai情qing況kuang下xia執zhi行xing和he維wei護hu其qi功gong能neng的de能neng力li。運yun行xing設she備bei中zhong的de意yi外wai情qing況kuang很hen容rong易yi導dao致zhi災zai難nan性xing事shi件jian的de發fa生sheng。提ti高gao設she備bei可ke靠kao性xing可ke以yi減jian少shao上shang述shu事shi件jian的de風feng險xian和he發fa生sheng概gai率lv
，降jiang低di維wei護hu成cheng本ben。提ti高gao設she備bei可ke靠kao性xing是shi指zhi確que保bao過guo程cheng設she備bei得de到dao很hen好hao的de維wei護hu，能neng夠gou持chi續xu運yun行xing。據ju Solomon Associates 公司稱，世界級設備製造商是指維護成本低於設備重置價值 1.4% 且機械可用率大於 96.7% 的企業。若要成為世界級設備製造商，必須實施有效的資產管理策略。

 

關鍵過程設備（如大型壓縮機或汽輪機）的實時監測（與保護）是大多數工廠的標準慣例。然而

，對二級設備進行監控傳統上都認為成本太高或實施太難。二級設備，亦稱“關鍵資產”
，包括泵
、換熱器、鼓風機、小型壓縮機、管道/容器、冷卻塔以及空冷式換熱器（“翅片式”）。而上述未監控的資產最初可能不會被歸類為“關鍵資產”
，但是它們的中斷或故障可能會引起嚴重的過程擾動或停車
，從而導致生產損失、人身傷害
、罰款並對環境造成不良影響。美國國家應急中心報告指出，在 2000  至 2010 年期間，因設備故障引起的年均事故高達 9,000 次（圖 1）。如果事先采用報警係統，在故障發生前確定並糾正存在的問題，則多數此類事故本可避免。

 

具有 30 年以上經驗的煉油行業專家 Doug White 指出，“我們對全球各種煉油廠進行了大量研究，對收集自多種行業來源進行的數據分析表明，在典型煉油廠中，約 25% 的非計劃大修是由設備故障引起的。我們在圖 2 中提供的整合數據顯示了造成意外停車、運行性能和設備效率下降的根本原因之間的關係。根據我們的研究，隻有7種設備有可能造成這種損失，即：閥門

、泵
、容器、壓縮機
、管道、換熱器和消防設備。”

 

關於資產的維護費用，White 表示
，“基於我們的行業分析，對上述7種資產類別進行的維護要花費一家典型煉油廠總維護預算的 70% 左右，圖 3 顯示了與我們在研究中所發現的7zhongzichanleibiexiangguandeweihuyusuandedazhibaifenbi。womenfaxianweihuchengbenyusuocaiyongdezichanguanlicelvemiqiexiangguan，xuanzeshidangdecelvekeyijiangdichengben
，tigaozichankekaoxingheguochengkeyongxing。ruguozhiguanzhuxuejianchengben
，namechangciyiwang，jiukenengjiangdikekaoxing。weihuyukekaoxingxixixiangguan
，yincizhongdianyingzaiyutigaokekaoxing，jinerjiangdijingyingchengben。”

 

選(xuan)擇(ze)適(shi)當(dang)的(de)資(zi)產(chan)管(guan)理(li)策(ce)略(lve)是(shi)平(ping)衡(heng)實(shi)施(shi)成(cheng)本(ben)與(yu)預(yu)期(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)做(zuo)法(fa)。被(bei)動(dong)式(shi)維(wei)護(hu)是(shi)成(cheng)本(ben)最(zui)高(gao)而(er)可(ke)靠(kao)性(xing)最(zui)低(di)的(de)維(wei)護(hu)模(mo)式(shi)
，比(bi)如(ru)，某(mou)些(xie)關(guan)鍵(jian)資(zi)產(chan)可(ke)能(neng)都(dou)有(you)備(bei)件(jian)，通(tong)常(chang)做(zuo)法(fa)是(shi)讓(rang)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)直(zhi)至(zhi)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)
，然(ran)後(hou)更(geng)換(huan)備(bei)件(jian)，但(dan)有(you)時(shi)可(ke)能(neng)無(wu)法(fa)及(ji)時(shi)安(an)裝(zhuang)備(bei)件(jian)，從(cong)而(er)無(wu)法(fa)避(bi)免(mian)過(guo)程(cheng)擾(rao)動(dong)或(huo)停(ting)車(che)
，即(ji)使(shi)安(an)裝(zhuang)了(le)備(bei)用(yong)設(she)備(bei)
，維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)也(ye)麵(mian)臨(lin)著(zhe)故(gu)障(zhang)設(she)備(bei)的(de)修(xiu)理(li)工(gong)作(zuo)；對(dui)於(yu)沒(mei)有(you)備(bei)件(jian)的(de)設(she)備(bei)而(er)言(yan)，需(xu)要(yao)停(ting)車(che)對(dui)故(gu)障(zhang)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)修(xiu)理(li)
，一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)
，故(gu)障(zhang)資(zi)產(chan)的(de)修(xiu)理(li)成(cheng)本(ben)比(bi)故(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)前(qian)解(jie)決(jue)該(gai)問(wen)題(ti)所(suo)需(xu)的(de)成(cheng)本(ben)平(ping)均(jun)高(gao) 50%。

 

某些現場采用預防性維護模式，該模式一般按計劃進行設備檢修
，不論設備是否需要進行維護。盡管此方法可以提供比“運行-故障”fagenggaodekekaoxing，danyeyouqiquexian
，weibuxuyaojinxingxiulideshebeijinxingjianxiuhuilangfeibaoguideshijianheziyuan。jianxiurenyuanyongyububiyaodeshebeijianxiugongzuodeshijianbenkeyongyuqitagengzhongyaodegongzuoshang。ciwai，ruguojianxiudeshebeimeiyoubeijian，nameguochengjiuhuibeizhongduan，congersunshibaoguideshengchanshijian。

 

dingqideyuceweihushizichanguanlicelvedelingyizhongxuanze。zaizhezhongmoshixia

，guanjianzichankezaixianchangtongguochouzhajinxingshoudongjiankong

，zhexiexunjiankeyimeicilunbanjinxingyici，yekejiangpinlvjianshaozhimeijiduhuogengjiushijianjinxingyici，tongguoshouchishebeiduizhidingzichanjinxingzhendonghuoxingnengshenhekemeiyuehuomeinianyici。zhezhongtongguodingqidanbujingchangdeshujucaijijinxingdeweihumoshiwufaduizichanjiankangzhuangkuangjinxingshishijiankong，yinci，shebeihenyoukenengzailiangcijiancedejianxidangzhongfashengguzhang，congerdaozhiguochengzhongduanhuochanshengbijingguoshidangweihudezichangengweiangguidexiulifeiyong。paiqianjishurenyuanqianwangxianchang（甚至可能是危險環境）進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)是(shi)一(yi)種(zhong)浪(lang)費(fei)資(zi)源(yuan)的(de)行(xing)為(wei)，此(ci)外(wai)，對(dui)所(suo)采(cai)集(ji)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)的(de)分(fen)析(xi)和(he)解(jie)釋(shi)需(xu)要(yao)由(you)具(ju)備(bei)專(zhuan)業(ye)技(ji)能(neng)的(de)經(jing)過(guo)培(pei)訓(xun)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)工(gong)程(cheng)師(shi)或(huo)設(she)備(bei)專(zhuan)家(jia)來(lai)進(jin)行(xing)，當(dang)經(jing)驗(yan)豐(feng)富(fu)的(de)人(ren)員(yuan)退(tui)休(xiu)並(bing)帶(dai)走(zou)其(qi)大(da)量(liang)知(zhi)識(shi)儲(chu)備(bei)時(shi)，問(wen)題(ti)就(jiu)會(hui)變(bian)得(de)更(geng)為(wei)複(fu)雜(za)。定(ding)期(qi)監(jian)控(kong)讓(rang)操(cao)作(zuo)員(yuan)和(he)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)無(wu)法(fa)充(chong)分(fen)了(le)解(jie)設(she)備(bei)的(de)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)。

    在選擇資產管理策略時，實現可靠性最大化和維護成本最小化的理想方案是自動化監控，這是 yizhongkeduizichanjiankangzhuangkuangtigongshishizaixianzhishidejiankongcelve。zidonghuajiankongnenggoujiancedaokenengyinqishebeiyiwaiguzhangdeguochengzhuangkuang，zhangwolebuliguochengzhuangkuangzhishidecaozuorenyuankejuciduiqijinxingtiaozheng，congerbimianyingxiangguochengdeshebeiguzhang。dangguzhangjijiangfashengshi，zichanjiankangzhuangkuangzaixiantishigongnengkefachuyubao，quebaogongchangyouzugoushijiananquandianzhuangbeiyongshebei
，congerbimianguochengyichanghebuhegechanpindechansheng，bingpaichuyinyiwaitiaocheyinqideanquanshigu。xianjindeyubaogongnengkeweiweihurenyuanzaipanduanjianxiushijiyifangchuxianguzhangshitigongsuoxuxinxi
，shenzhiketigongwubeijianzichandexiangguanxinxi。zidonghuajiankongkezaikongzhishineiwanchengduizichandejiankong，shengquleweihurenyuanqianwangxianchangcaijishujudebiyao
，youqishidangxianchangcunzaiweixiandeqingkuangxia。

renhezaoqiyubaoxitongdehexindoushizaixianxianchangxinhao。guoqu，guochenggongchangjinanzhuangleanquancaozuoshebeisuoxudezuidishuliangdeyibiao，zhekenengshiyouyuyusuanxianzhi，yihuoshejizhishibiyaodeceliangjishu（如振動傳感器或聲感傳感器）尚shang不bu可ke用yong。提ti高gao可ke靠kao性xing與yu降jiang低di維wei護hu成cheng本ben的de首shou要yao任ren務wu是shi調tiao查zha目mu前qian已yi有you的de和he沒mei有you實shi現xian的de測ce量liang
，有you些xie測ce量liang確que實shi很hen難nan實shi現xian
，不bu但dan費fei錢qian費fei時shi

，還hai可ke能neng由you於yu地di理li位wei置zhi的de原yuan因yin要yao想xiang獲huo得de測ce量liang數shu據ju根gen本ben不bu切qie實shi際ji。無wu線xian技ji術shu的de出chu現xian改gai變bian了le這zhe一yi現xian狀zhuang，它ta使shi監jian控kong過guo程cheng設she備bei的de“健康狀況”變得非常容易 ― 無論是泵、換熱器
、控製閥、蒸汽疏水閥、泄(xie)壓(ya)閥(fa)
，還(hai)是(shi)其(qi)他(ta)關(guan)鍵(jian)資(zi)產(chan)。無(wu)線(xian)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)安(an)裝(zhuang)至(zhi)難(nan)以(yi)觸(chu)及(ji)的(de)地(di)方(fang)以(yi)及(ji)用(yong)傳(chuan)統(tong)方(fang)法(fa)成(cheng)本(ben)太(tai)高(gao)的(de)地(di)方(fang)。通(tong)常(chang)安(an)裝(zhuang)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)需(xu)要(yao)兩(liang)個(ge)小(xiao)時(shi)

，而(er)安(an)裝(zhuang)有(you)線(xian)設(she)備(bei)需(xu)要(yao)兩(liang)天(tian)。建(jian)立(li)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)使(shi)日(ri)後(hou)無(wu)縫(feng)添(tian)加(jia)其(qi)它(ta)設(she)備(bei)至(zhi)現(xian)有(you)網(wang)絡(luo)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)，同(tong)時(shi)可(ke)增(zeng)強(qiang)網(wang)絡(luo)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)恢(hui)複(fu)能(neng)力(li)。無(wu)線(xian)設(she)備(bei)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)，能(neng)將(jiang)散(san)布(bu)的(de)本(ben)地(di)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)變(bian)成(cheng)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)的(de)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)。

 

jinguanwuxianjishukeyitigongyizhongzengjiaceliangdejianyierjuyouchengbenxiaoyidefangfa，danjinyoushujucaijihaibuzuyibimianshebeiguzhanghetigaogongchangkekaoxing。ruoyaotongguoshoujidexinxishengchengyouyiyidebaojing，zeshujuzhengheyufenxibibukeshao。zichanshuju、過程數據以及統計過程控製技術是實現效設備故障檢測的製勝三寶。監控過程數據（如壓力、溫度或流量）以及資產數據（如振動或軸溫）可以確定可能引起資產性能下降的具體過程狀況；keyijiancedaobulideguochengzhuangkuang，bingzuochuxiangyingtiaozheng

，congerbimianzichanjinyibusunhuai。yingyongyuzhenghedeguochengyuzichanshujudetongjiguochengkongzhifakeweigongchangrenyuantigongyouyiyidebaojing，paichuwubao。mingquezhishikecaozuoshixiangdebaojingyouliyuweihurenyuanduiwentijinxingzhenduan，bingkuaisugaoxiaodiyuyijiejue。yingyongzhinengfenxiyishengchengkezhixingdebaojinghaikeyijianshaoduijingguopeixundekekaoxinggongchengshihuoshebeizhuanjiadeyaoqiu

，yinweizaikezhixingdebaojingmingquedizhishiwentishi
，jingyanbugoufengfuderenyuanyekeyizuochuxiangying。

 

此ci外wai，由you應ying用yong軟ruan件jian和he必bi要yao的de測ce量liang設she備bei組zu成cheng的de預yu先xian設she計ji好hao的de集ji成cheng式shi解jie決jue方fang案an可ke以yi提ti供gong一yi種zhong便bian捷jie而er有you效xiao的de資zi產chan監jian控kong方fang式shi。通tong過guo簡jian單dan地di連lian接jie過guo程cheng與yu資zi產chan數shu據ju，預yu先xian設she計ji好hao的de解jie決jue方fang案an可ke對dui看kan上shang去qu很hen複fu雜za的de任ren務wu提ti供gong一yi種zhong“即插即用”的簡易解決方案，在同時對同一類型的多台設備進行部署時則具有明顯優勢。對特定類型的資產（如泵或風扇）采用一致的分析方法有助於有效的決策支持。

 

泵(beng)氣(qi)蝕(shi)狀(zhuang)況(kuang)是(shi)提(ti)前(qian)預(yu)報(bao)的(de)最(zui)佳(jia)例(li)證(zheng)。當(dang)泵(beng)吸(xi)入(ru)端(duan)液(ye)壓(ya)低(di)於(yu)其(qi)蒸(zheng)汽(qi)壓(ya)力(li)時(shi)出(chu)現(xian)氣(qi)蝕(shi)，從(cong)而(er)形(xing)成(cheng)泡(pao)沫(mo)。泡(pao)沫(mo)在(zai)葉(ye)輪(lun)和(he)內(nei)部(bu)表(biao)麵(mian)破(po)裂(lie)，會(hui)損(sun)壞(huai)泵(beng)的(de)內(nei)部(bu)結(jie)構(gou)，幹(gan)擾(rao)流(liu)量(liang)，甚(shen)至(zhi)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)密(mi)封(feng)損(sun)壞(huai)。通(tong)過(guo)檢(jian)查(zha)泵(beng)周(zhou)圍(wei)的(de)過(guo)程(cheng)狀(zhuang)況(kuang)以(yi)及(ji)泵(beng)資(zi)產(chan)數(shu)據(ju)（如振動和軸溫）
，可以獲得早期氣蝕報警，並通過工廠操作改變過程狀況
，從而將氣蝕損壞降至最低（圖 4）。

 

 

資產與過程數據趨勢明確地顯示了即將產生的氣蝕狀況。（圖 4）

 

鍋爐為分離研究項目裝置提供蒸汽，如果沒有風機就無法進行運行，鍋爐就是“糟糕的演員”之一，它對於正常要求而言規格過大，因此需要每隔 20 fenzhongzuoyouxunhuankaiqiheguanbi
，rucixunhuanwangfugeiyufengjihendayali，fengjibixuqidongyutingzhiyitigongzhurankongqi。zengjingyouyicizainanxingdeyelunguzhangdaozhifengjisilie，ranhouyuguolutuoli，zaidebudaonabiyaodezhurankongqideqingkuangxia，guolutiaoche，tongshitongxiangfenliyanjiuxiangmudezhengqigongyingzhongduan。dangshimeiyougenghuanfengji，yinweilaoguoluyiyoubufenquesun，zuihoushizhongjianlefengji，zaihanjiezhiguolu
，danhanjiexiufuchudehanbaqingxikejian。zuihouyiciweixiuzhihou
，fengjidianjishanganzhuanglewuxianzhendongchuanganqi，zheyanggongchangrenyuanjiukeyiduifengjidejiankangzhuangkuangjinxingjiankong。zaizhegeanlizhonganzhuangleliangtaijiasuji，fenbiezhengtizhendonghefengzhizhendongceliang。fengzhizhendongconggaoda 50,000 次/miaodekuaisuquyangsulvzhongtiquchulai
，yongyuceliangjinshuzhuangjijinshushichuxiandechongjifengzhi。caozuorenyuankeyijucilejiefengjidejiankangzhuangkuang，jinxingbiyaodexiufugongzuo，bimianchuxiantongleiguzhang。tu 5是用於監控鍋爐風機的操作畫麵，它可以顯示風機的整體健康狀況以及來自無線振動傳感器的測量結果。

 

除監控鍋爐風機之外，J. J. Pickle 研究中心還有用於泵和換熱器的在線監控解決方案。它可在二氧化碳汽提塔底泵上對諸如氣蝕
、低泵揚程以及高振動或遞增振動等故障進行監控

，同時也對汽提塔上的換熱器進行監控
，在檢測到汙垢且需要清潔時會發出報警；它可進行換熱器負載計算
，並明確顯示計算結果
，同時還計算並顯示泵與換熱器的整體健康狀況。J. J. Pickle 研究中心還通過遠程連接，對其資產監控係統進行了進一步研究，讓經驗豐富的專家使用安全的 VPN 登錄，幫助診斷設備存在的問題，並為相應的校正措施提供協助。

 

 

關(guan)鍵(jian)資(zi)產(chan)的(de)故(gu)障(zhang)時(shi)間(jian)會(hui)造(zao)成(cheng)過(guo)程(cheng)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang)或(huo)停(ting)車(che)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)產(chan)量(liang)，最(zui)終(zhong)減(jian)少(shao)利(li)潤(run)。自(zi)動(dong)化(hua)監(jian)控(kong)計(ji)劃(hua)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)意(yi)外(wai)停(ting)車(che)或(huo)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang)，從(cong)而(er)提(ti)供(gong)最(zui)高(gao)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)最(zui)低(di)的(de)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)。無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)，連(lian)同(tong)預(yu)先(xian)設(she)計(ji)的(de)集(ji)成(cheng)式(shi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，打(da)破(po)了(le)成(cheng)本(ben)壁(bi)壘(lei)，從(cong)而(er)提(ti)供(gong)一(yi)種(zhong)簡(jian)易(yi)且(qie)具(ju)有(you)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)的(de)關(guan)鍵(jian)資(zi)產(chan)監(jian)控(kong)方(fang)式(shi)。

 

這對您來說值多少錢？（圖 6）
對於一家典型的日產 250,000 桶的煉油廠而言，有效的關鍵資產監控計劃每年可節約高達 14% 的維護成本、1.2% 的生產能力以及 2% 的預熱能源成本。
投入
煉油廠產量（桶/天）	250,000
每桶精煉產品的收益	$5
煉油廠每年維護成本（不包括產品損失）	$50,000,000
每 MBTU 的能源成本	$6
每年運營天數	350
運行收益
因關鍵設備引起的產能損失	3.5%
通過預測診斷挽回的產量	30%
年運營增加額	$5,512,500
維護收益
含關鍵資產監控 (EAM) 的設備維護成本占總維護成本百分比	70%
關鍵資產的年度維護	$35,000,000
通過預測診斷維修後平均成本減少率	20%
年維護成本減少額	$7,000,000
能源收益
監控改進後挽回的能源效率	10%
最高預熱汙染率	20%
火焰加熱器效率	80%
如果加熱器受限，最高產能時的時間單位百分比	25%
年能源成本減少額	$2,200,000
年總利潤增加額	$14,712,500

可以檢測異常操作或即將臨近的故障

可以提供信息，從而對資產的正常磨損進行預測和維護規劃

可以在過程狀況對工廠設備不利時為操作人員提供直接反饋

可以提供診斷以及設備與過程健康狀況報警

可以即時提供校正措施，使設備保持運轉

提高可靠性與降低維護成本意味著利潤增加。如圖 6 所示，對於一家典型的日產 250,000 桶的煉油廠而言
，一個有效的關鍵資產監控方案單從檢測到正在顯現的故障，就可帶來高達 1470 萬美元的價值；為wei操cao作zuo人ren員yuan提ti供gong排pai除chu故gu障zhang的de有you用yong工gong具ju
，以yi避bi免mian危wei險xian運yun行xing狀zhuang況kuang的de出chu現xian
，更geng是shi讓rang工gong廠chang獲huo益yi匪fei淺qian，其qi節jie省sheng額e將jiang遠yuan遠yuan高gao於yu圖tu表biao中zhong所suo示shi數shu據ju。目mu前qian市shi場chang已yi能neng提ti供gong相xiang應ying的de工gong具ju：tongguowuxianjishuhuodeyiqianwufahuodedeceliangshuju
，yuxianshejidejiankongjiejuefanganyesaochulegongchengshejidezhangai，yixiejijidelianyouqiyeyijingkaishichangshizidonghuajiankong，bingqiechujianchengxiao。

 

nikki Bishop, PE，是艾默生過程管理公司的高級應用顧問。她在過程控製行業的經曆包括工業能源
、製藥、發電
、造紙和煉油項目。她擁有佐治亞理工學院的化學工程理學士學位。