炼化企业设备完整性管理模式创新与实践

许述剑，杨 锋，朱建民，刘小辉，任 刚，屈定荣，刘 昕

(1.中国石化青岛安全工程研究院，山东青岛 266104 2.中国石化炼油事业部，北京 100728 3.中国石化生产经营管理部，北京 100728 4.中韩(武汉)石油化工有限公司，湖北武汉 430082)

1 传统设备管理模式分析

我国炼化企业设备管理经过几十年的发展，积累了丰富的经验,形成了许多优良的传统，建立了公司-分厂-车间三级或公司-联合车间二级管理架构[1]；在故障和计划维修的基础上，提出了预测、预知维修理论和综合管理思想；编制了设备管理办法、压力容器管理制度、大机组管理规定、电气设备运行规定、润滑管理、防腐蚀管理等设备综合、专业及技术管理制度；应用了设备完好率、关键设备故障率、密封点泄漏率、非计划停工次数等各类绩效评价(KPI)指标；在经营管理ERP系统、生产执行MES系统及过程控制PCS系统三层综合信息管理架构的基础上，开发了大型机组状态检测系统、腐蚀在线监控系统、仪表运行监控系统、修理费管理系统、LIMS系统等专业设备管理运行监测系统，个别企业开展了智能化工厂建设[2]。

但是，近年来随着装备大型化、加工原料持续劣质化、使用环境越来越苛刻、安全和环保要求越来越严格，使得企业非计划停工屡屡发生，非正常生产波动接连不断。新情况、新问题、新趋势对企业设备管理提出了更高的要求，对标国外先进石油石化企业的设备完整性管理[3，4]，我国炼化企业设备管理水平存在较大差距。主要表现在以下方面。

a) 企业设备管理处于制度管理和经验积累层面，呈现出碎片式管理模式，没有形成统一的设备管理体系和标准，优良做法没有共享和传承，设备管理效率低下。而且，各个企业设备管理面临个性化强、不易复制的问题，没有及时总结和推广应用，未形成体系化、标准化、流程化的模式，无法与其他企业共享和传承。

b) 企业设备管理集中在使用过程与维修的管理，疏于对设计、制造过程的管理，停留在为生产服务的层面，没有考虑市场的要求；管理责任局限于设备部门，没有明确其他部门的责任；对完整性重视不够，全生命周期管理没有真正落地；现有管理缺乏一定的系统性和预知性，很多时候还是事后管理，碎片式的管理；集成化、体系化的一体化管理远未实现。

c) 偏重设备工程技术的改进，轻设备管理体系的优化，体系化管理的理念不强。设备存在隐患或发生故障和事故时，总是寻求更加先进的工程技术，很少去梳理与优化工作流程、人员职责、操作规程、维修方案等。在思想上把设备管理水平的提高等同于提高个别设备工程技术，没有综合考虑管理体系优化和设备技术改进，未实现设备管理体系的持续改进。

d) 设备全寿命周期管理中风险技术应用不深、不广。国际上已普遍使用RBI、RCM、SIL、RAM、IOW等风险技术，设备管理形式由被动逐步向主动转变。但是我国企业相关技术应用不规范、不彻底、未普及，主要依靠外部咨询公司和科研机构进行实施。造成收集的基础数据不够真实，分析结论没有真正应用到管理环节中，不能实现重大风险有效管控和资源的集中利用。同时，在设备前期管理中风险技术应用和风险管理缺乏。

e) 设备管理绩效评价指标过于陈旧，与企业现有的管理水平不相适应。设备完好率、利用率及泄漏率等30年前评价和衡量设备管理的指标和方法目前仍然在用。然而目前企业的设备管理水平、技术水平、人员能力和经验都有了很大的提升，因此现有的绩效评价指标不能准确反映现在的管理水平，如：没有系统的统计和趋势分析，没有设备风险及可靠性的定量表征等，这将不利于衡量设备管理绩效、提高设备管理水平。

f) 设备管理工作存在诸多矛盾。如：检维修管理问题、“三基”管理滑坡、设备全过程管理标准不高和把关不严、设备运维投力不足、维修费使用不规范、设备更新改造投入不足等。这会影响设备“安、稳、长、满、优”运行，将造成设备腐蚀明显加剧，设备可靠性降低、故障频发，设备老化、磨损严重，装置非计划停工次数增多等现象。

g) 缺乏一个以“设备完整性管理”为中心的信息平台，存在“系统凌乱、信息分散”的问题，各平台之间的信息连通性不足, 虽然已有门户进行统一访问，但是业务数据的连通性较差，无法形成设备全寿期周期数据库。EM系统呈现出“重财务，轻设备”的现象。各系统的异构明显，有的是套装软件，有的是自主开发的网页程序。各信息系统是在不同时期由不同的厂家分别建设，各系统集成协调存在困难。

2 设备完整性管理模式创新

2.1 管理理念创新

对标国外知名石油石化企业的设备管理，90年代以后纷纷推行设备完整性管理体系，以风险理论为基础，着眼于系统管理，贯穿设备全生命周期，综合考虑设备安全性、可靠性、维修性及经济性，采取改进工程技术和规范管理方法相结合的方式来保证设备功能状态的完好性，用于预防和遏制重大事故的发生。进入新世纪以来，随着我国经济的发展和对外开放力度的加大，国内石油化工公司与世界许多国际能源化工公司成立了合资炼化企业，从这些合资炼化企业的管理看，无论在国内还是在国外，其管理均是采用国外公司的管理体系。转变思想，树立系统管理和风险管理的理念是搞好设备完整性管理的前提。

2.2 管理理论创新

在传统设备管理的基础上，引进先进理论，形成综合工程、寿命周期费用最优(LCC)、预防性工作策略、定时管理、实时管理、洋葱理论、PDCA循环、风险管理理论、设备全过程管理、金字塔原理、海因里希法则等炼化企业设备管理方法。体现设备管理的系统性、全过程、全方位、风险管控、经济性、可靠性、安全性等管理策略和目标，以及发展、动态及宏观的设备管理特性，是企业设备系统管理和风险管理理念的细化和延伸。提高理论认识水平，结合企业实际，因地制宜，不断应用现代化设备管理理论和方法，提升设备管理水平，提高企业经济效益，为打造世界领先洁净能源化工公司提供了科学的理论基础。因此，引进先进理论，丰富设备管理方法是搞好设备完整性管理的基础。

2.3 管理体系创新

借鉴国外完整性理念，融合我国炼化企业设备管理特色做法，遵循国际管理体系最新架构，首次构建了我国炼化企业特色的设备完整性管理体系，形成了以分级管理、风险管理、过程质量保证、检验测试和预防性维修、缺陷管理、变更管理、定时事务、专业管理、技术管理为特性要素的体系框架，见图1。

图1 炼化企业设备完整性管理体系架构

a) 编制了炼化企业设备完整性管理体系标准规范及其实施方案，包括：《炼化企业设备完整性管理体系要求》、《炼化企业设备完整性管理体系实施方案》。在设备管理现状评估的基础上，通过策划、文件编写、试行和修改完善，形成了一整套炼化企业设备完整性管理体系文件，总部级指导文件包括《设备风险管理程序》、《设备过程保证管理程序》、《设备检验、测试和预防性维修(ITPM)管理程序》、《设备缺陷管理程序》等8个文件。企业级体系文件包括1个《管理手册》，《设备运行管理程序》、《设备现场管理程序》和《设备使用维护管理程序》等14个程序文件，以及《设备分类分级管理办法》、《设备防腐蚀管理实施细则》和《维修维护主材管理规定》等30个操作文件。

b) 建立了炼化企业设备完整性管理体系规范化实施和运行机制，包括管理要素、专业管理和组织架构3个方面，在实践中将管理要素、专业管理和组织机构的运行有机结合。研发了中国石化炼化企业设备完整性管理初始状况评估技术，融合了国际先进做法和传统设备检查内容，可实现对设备管理现状的量化评估，找出企业设备管理的薄弱环节。

c) 创建了中国石化炼化企业设备完整性管理绩效考核指标(KPI)，实现中国石化30多年设备管理指标设置的重大改革，解决了当前设备管理指标与设备管理现状不相适应、不能充分反映中国石化设备管理实际水平的问题。包括股份公司级KPI 6个、企业级KPI 9个和专业KPI 42个。

2.4 技术方法集成应用

企业根据具体情况加强风险技术的集成应用，为设备完整性管理提供技术支撑，为设备管理做出科学决策，提高设备管理效能。例如：危险与可操作性分析(HAZOP)、保护层分析(LOPA)、基于风险的检验(RBI)、以可靠性为中心的维修(RCM)/可靠性、可用性、可维护性(RAM)、仪表安全完整性等级(SIL)评估、失效模式及影响分析(FMEA)/失效模式、影响和危害性分析(FMECA)、完整性操作窗口(IOW)、根原因分析(RCA)、故障树(FTA)及马尔可夫分析、工艺危害分析(PHA)、定量风险评价(QRA)、装置设防值评估、腐蚀适应性评估、腐蚀监检测优化、装置腐蚀检查等。各种风险分析技术所针对的设备类型并不相同，同时，在设备完整性管理中的应用阶段也不相同。

图2 设备完整性管理支撑技术架构

2.5 管理机构创新

根据设备完整性管理的需要，结合企业设备管理层级和设备管理实际，开展设备管理组织机构的调整和优化，组建公司设备完整性管理体系团队，包括专家团队、专业团队、区域团队，以及可靠性工程师、现场工程师、维护工程师，并制定各团队、工程师的具体职责，积极发挥可靠性工程师作用，促进公司设备完整性管理体系的实施，见图3所示。因此，开展组织机构调整和优化，建立并发挥可靠性工程师作用，可以为炼化企业设备完整性管理良好实施提高组织保障。

图3 公司设备完整性管理团队构建示例(三级管理模式)

2.6 管理平台创新

开发设备完整性管理信息平台，构建“设备管理”中心信息平台。设备完整性管理信息平台是设备完整性管理体系运行的载体。基于设备完整性管理体系规范的要求，结合企业设备管理实际，按照 “统一规划、统一标准、统一设计、统一投资、统一建设、统一管理”的要求，开发企业设备完整性管理信息化平台，兼容企业已有的信息系统，如ERP、EM或PM系统、腐蚀检测系统、机组状态监测系统、检修改造信息管理平台等，实现设备完整性管理的分级管理、风险管理、预防性工作、缺陷管理、变更管理、定时事务等业务在信息化平台的全面流转，并将管理流程与技术工具相结合，实现管理流程、技术工具、组织架构的协调运行，实现管理流、数据流和工具库三者统一，见图4。

3 设备完整性管理模式实践

3.1 管理系统实践模型

炼化企业设备完整性管理体系依托专家咨询服务和信息平台载体而建立并运行，依靠绩效评价(KPI)、总部设备大检查和体系审核实现体系评审，从而确定体系的充分性、有效性、适应性，并完成持续改进，如图5所示。设备完整性管理体系建设包括前期准备、第一阶段现状评估、第二阶段整体策划、第三阶段体系文件编写和审查、第四阶段体系运行、第五阶段体系评审步骤，完成组织机构优化(可靠性工程师团队建立等)、完整性管理体系文件建立与运行、技术方法集成应用、设备完整性管理信息平台建设4个方面部分。

图4 设备完整性管理系统技术架构

图5 设备完整性管理系统实践模型

3.2 管理系统实践效果

以某石化公司设备完整性体系试点运行完成为例，其实施设备完整性管理以后，设备风险有效控制，突发故障逐年减少，装置可靠性显著提高，各项KPI指标持续提升，设备维修计划率>95%、突发故障抢修月均加班由90人次降到11人次、非计划停工次数显著降低，全面实现4年长周期运行，经济效益1亿元以上。具体如下。

a) 整合、优化了设备管理体系。在建设设备完整性管理信息平台时，力求将公司设备管理全流程标准化上线运行，实现设备管理标准化、标准程序化、程序表单化、表单信息化，夯实三基工作；同时紧扣岗位责任制落实，力求各项工作落地，细化了管理流程图，向“不同的人做同一件事，遵循同一标准，执行同一流程，得到同一结果”迈了一大步。

b) 提高了人员素质。对公司设备全员进行了广泛深入的设备完整性理论和实操培训，开展了对现职设备技术与管理人员的岗位胜任能力评价，强化了设备全员的风险管控意识，培养了一批可靠性工程师，储备了设备完整性管理后备专家，沉淀了设备完整性经典教程，为设备完整性体系的进一步推广应用奠定了基础。

c) 设备管理理念转变。企业人员对专业安全的认识大幅提高，培养了一批具有现代设备管理思想的队伍，可靠性分析和风险管控成为常态。

d) 设备故障减少，可靠性提高。装置可靠性系数大幅度提高，设备故障性检修比率逐年下降，仪表实际控制率95.9%，转动设备MTBF 2017年累计值43个月，各项设备KPI指标呈逐年改良趋势。

e) 维修一致性和效率提高。转动设备MTBF平均无故障运行间隔时间数据统计情况见表1；根原因分析使用维护达到一致性；预防性维修成为主流，生产有条不紊，故障强度稳中有降。

f) 承包商绩效大幅提高。故障抢修次数减少，承包商的加班抢修次数降低，绩效显著提高。设备突发故障抢修月均加班人次由2010年90人/月降低至2016年11人/月。预防性检修占总检修工作量的90%以上，设备故障强度不断降低。

4 结语

炼化企业设备完整性管理体系是以KPI绩效为引领，以风险管控为中心，以“可靠性+经济性”为原则，以全生命周期运行为主线，以标准化业务流程为依据，以信息技术为依托，传承我国石化传统设备管理文化，引进和创新设备管理理念和技术，并使之有机融合的一套体系，是具有中国特色的设备管理体系。实践表明，企业通过有效实施设备完整性管理体系和相关支撑技术，实现设备管理流程化、标准化及有序高效运行，提升了设备管理水平，提高了设备安全性、可靠性、经济性运行水平，从而消除设备隐患，避免设备泄漏，杜绝安全和环保事故发生，促进企业安全长周期运行，产生了显著的经济效益和社会效益。