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中石化设备完整性管理体系在炼化企业的应用

发布时间：2022-10-25 浏览数：1410次

摘要:文章介绍了设备完整性在国内外的发展情况，以及设备完整性管理体系实施的必要性，同时根据中石化传统设备管理存在的问题，详细叙述了中国石化炼化板块完整性管理的试点应用及推广情况。结果显示，该管理方法的应用取得了显著成果。此外，文章还对今后进一步推广设备完整性管理体系提出了工作目标和希望。

关键词:设备完整性管理体系预防性维修试点应用

设备完整性管理理论最早起源于２０世纪７０年代的美国，经过多年实践，目前已成为设备管理中使用较为广泛的一种理论体系。为了提高设备管理水平，2013年中国石化在武汉石化开展了设备完整性管理试点工作，2017年取得了成功，目前正在进行推广。从企业试点和推广情况看，设备管理体系逐步建立，预防性维修有序开展，设备故障维修率逐渐下降，装置非计划停工明显减少，设备管理水平有了较大幅度的提高。

１完整性理论由来

完整性管理理念最早起源于美国空军。在２０世纪７０年代，美国大批飞机进入中老龄，故障频繁、飞机失事多，由于飞机零件有数十万个，因此零部件的安全运行和寿命管理显得极为重要。为了确保飞行安全，1972年美国制定了军用标准MILＧSTDＧ1530《飞机结构完整性大纲(ASIP)》，首次提出了以风险管理贯穿始终的完整性管理理念。

随着完整性管理理论的应用和推广，美国劳工部职业安全与健康管理局(OSHA)于1992年颁布了《高度危险性化学品的过程安全管理》法规，在１４个要素中，第８要素为机械完整性(MechanicalIntegrity简称MI)。由此，完整性概念开始应用于石油石化行业。

2006年美国化学工程师协会化工安全中心出版了《机械完整性体系指南》;2016年又出版了《资产完整性管理指南》。2011年，国际标准化组织(ISO)同意接受完整性管理体系，并于2014年１月１５日发布ISO 55000《资产完整性管理系统》。

进入２１世纪，完整性管理理论已经成为石化行业设备管理的主要理论体系之一，在国外石化企业应用较为普遍。

２设备完整性管理体系实施的必要性

经过４０多年的快速发展，中国石化已经成为世界第一大炼油生产商、第三大化工生产商，炼化企业的设备管理水平也有了长足进步。但与国外先进企业对标中发现，设备管理仍有较大差距。

２.1中石化传统设备管理存在的问题中国石化设备管理与世界先进企业存在较大差距，主要体现在表１所示的几个方面。中国石化的设备管理存在一些突出问题，如:设备管理标准化和共享工作开展不够;预防为主的思想还没被广泛接受、预防性工作没有全面展开;科学的KPI指标体系尚未全面建立。同时在中国石化管理改革过程中，设备管理还出现了一些其他问题，如操作人员水平下滑、人员老化青黄不接、维保单位改制后技术力量不足以及大机组等设备操作水平较低等。

国外先进企业均有完善的设备管理体系，如扬巴公司实施巴斯夫管理体系、福建炼化和延布炼厂均实施埃克森美孚(ExxonMobil)的可靠性管理体系、上海赛科实施BP的管理体系。中国石化有一系列制度，但未体系化，不能有效覆盖设备管理全过程，未体现预防为主的思想和风险管控的理念，与国外先进设备管理企业存在不小的差距。

2.2中国石化引进设备完整性管理的必要性结合中国石化设备管理现状，有必要建立一套将国外先进管理理念与中国石化优良传统相结合、满足中国石化日益提高的精益管理要求的设备完整性管理体系，它可以使中国石化的设备管理在以下方面得到提升:

１)使设备管理符合OSHA管理规范，以风险管控为核心，突出专业安全管理，让设备管理者“跳出设备看设备”，使得设备更好地服务于安全和生产。

２)补齐短板，重点突出风险管控、变更管理、根原因分析等核心要素，方法更科学、规范，使得设备管理工作在原有基础上更加科学有效。

３)可加强故障模式与影响分析(FMEA)、以可靠性为中心的维修(RCM)、仪表安全完整性等级(SIL)评估、风险矩阵等多种专业技术和管理工具的使用与融合，进一步提高设备管理水平。

４)明确预防性工作的基础地位，有助于企业牢固树立起预防性工作的思想理念，变被动为主动。

５)吸收各炼化企业好的特色做法，形成标准化、规范化的共性内容，有效地指导、帮助企业提高设备管理水平。

６)督促企业提高EM/ERP等基础管理工具的应用水平，促进企业提高对于设备管理KPI的认识，围绕KPI指标，打造“编制工作计划－检查督促执行－反馈总结－调整策略目标－制定新的策略目标和KPI指标”流程，形成设备预防性工作的PDCA循环。

７)构建符合设备完整性管理体系要求的设备架构后，可加强专业管理，提高业务处理效率，扭转设备管理人员日常工作被动应付的工作局面，形成标准统一、协调一致的专业工作新格局，推动专业、高效设备团队建设，促进设备管理和技术人才的成长。

３设备完整性管理体系实施情况

３.1推进过程2012年初，炼油事业部开始引进设备完整性管理体系。从引进之初至今，已经历了４个阶段，前３个阶段属于理念的引进和试点应用阶段，第４阶段开始进入分批次推广阶段。推进进程见图１。目前，设备完整性管理体系第二批推广企业已经开展体系建设工作。计划2020年到2022年，在２批完整性体系建设企业经验上，形成体系2.0版本，并在所有炼化企业基本建设完成。

3.2设备完整性管理体系试点情况为推进中国石化炼化企业的设备管理水平进一步提高，2013年中国石化炼油事业部、化工事业部和科技部共同立项，在武汉石化进行设备完整性管理体系试点，委托青岛安工院作为技术支持机构。

3.2.1试点情况武汉石化初步确定设备完整性管理体系建设总体思路。以体系化管理思想为指导，以设备绩效指标KPI为导向，以风险管控为中心，以标准化业务流程为依据，以信息技术为依托，通过管理与技术的融合，传承中国石化传统设备管理好的做法，引进和创新设备管理理念和技术工具并使之有机融合，全面提升设备管理水平。

１)建设设备完整性管理体系构架。
分为４个层级:第１层级是生产经营管理和HSE政策，这是设备完整性管理建设最重要的依据;第２层级是设备完整性管理体系的策略目标，由企业的决策层来制定，应符合企业的商业和HSE策略目标;第３层级是建立程序文件，明确其组织机构和各自的职责分工，保证体系有效运行;第４层级是操作文件，它和程序为特定的技术文件和程序，即确定具体的作业流程，使不同的人实施同一作业能够得到同样的结果，减少人为因素的影响。

２)制定与国际接轨的设备KPI指标。将KPI指标转化为设备管理目标，成为指导设备管理工作、提高可靠性、提升绩效、分析体系运行状况、优化维修策略的重要依据。

３)构建三维框架(见图２)，管理流程整合。
三维架构由管理轴(A相)、技术轴(B相)、人员轴(Z相)组成。管理轴，对设备管理流程进行梳理，形成由制度、流程、表单构成的标准化流程，科学合理和标准化是其两大特点。技术轴，分专业确定技术手段，开展技术攻关。开展缺陷监测检测、故障树分析(FTA)、故障根原因分析(RCA)、危险与可操作性分析(HAZOP)、故障模式与影响分析(FMEA)、仪表安全完整性等级(SIL)、以可靠性为中心的维修(RCM)、基于风险的检验(RBI)和基于损伤模式的设备寿命预测等工作。人员轴，开展组织架构改革，建立“设备支持中心”，增强可靠性管理能力，打造“专业管理＋区域服务”设备管理架构，开展设备技术岗位资格培训认证，组建５大团队和４支工程师队伍。形成“机动处管总、专业团队主建、区域团队主战”的态势，在区域内形成技术中心、管理中心、成本中心，使管理重心下移，做到分工责任明确。

４)实施预防性维修策略。
针对机泵故障率高、连续出现着火事故的问题，秉承“预防胜于治疗”理念，开始采取“预防性维修为主、预知性维修为辅，尽量减少故障性维修”的维修策略，走出了一条“积极探索—逐步展开—巩固成果—再深化提高”的设备预防性维修特色之路。到2014年，机泵预防性维修DRBPM系统基本建成，效果良好，超乎想象。随后，其他专业全面开展预防性维修策略编制和实施，为装置长周期高效运行奠定了基础。

５)开发设备完整性管理信息平台。
武汉石化设备完整性管理试点工作并不是一帆风顺的。在形成标准流程和标准表过程中，发现许多设备管理人员完整性管理理念模糊，不愿意按照新的体系文件进行日常工作，形成的标准流程无法落地，２０１５年年底甚至出现实施不下去的情况。通过事业部专家会诊后，武汉石化及时开发了设备完整性管理信息平台，主要流程在网上实施，督促设备相关人员按要求开展工作，圆满解决了流程实施落地问题。

3.2.2试点成果１)设备可靠性提高。
2016年度武汉石化装置可靠性指数为９６．９％，接近国外先进企业水平(９７％以上)。特别值得一提的是，2016年为武汉石化连续生产的第４年，全厂设备故障强度情况较2014年仍下降２１．６％，较２０１５年降低４％，全厂设备保持了良好工作状态。２)设备故障率下降。
通过预防性工作，武汉石化机电仪设备故障率明显下降。以动设备专业为例，机泵设备故障检修率从2010年的１５．３％降至2016年的4.６％，平均无故障间隔时间MTBF从２１个月上升至７９．６个月。仪表自控率从2010年的８９％升至2016年的９７％。

３)承包商绩效提高。
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年的９０人/月降低至2016年的１１人/月。

４)遵守国家法规。
依据国家法律法规适时修订设备专业管理实施细则，规范标准化的工作表单，通过定时性功能提示和预警，确保设备使用的合规合法性。

５)长周期水平大幅提高。
2012~2016年的运行周期内，只发生１次因外电网故障导致的催化装置停工，未出现其他二级以上的非计划停工。2016年首次实现了全厂高质量的“４年１修”。2017年１２月，炼油事业部在武汉组织召开设备完整性管理试点工作验收会，验收结果显示，武汉试点搭建了中国石化设备完整性管理体系的框架，预防性维修和风险管理理念落地应用，设备管理水平明显提升，设备可靠性大幅提高，为武汉首次高质量４年１修提供了良好条件。与会专家高度评价武汉试点成果，一致同意在中国石化推广设备完整性管理，并于2018年８月发布中国石化炼油企业设备完整性管理体系１．０版。

3.3企业推广情况设备完整性管理体系试点成功后，炼油事业部于2018年７月启动第一批７家企业推广工作。推广工作分现状评估、整体策划、体系文件编写和审查、体系实施以及管理体系评审验收５个阶段进行。计划利用２年半时间，即到2020年底基本完成体系建设。通过体系建立，形成一套基于风险的、以预防为主的、传承历史的、标准的管理模式，实现不同人做同一件事遵循同一个流程、执行同一个标准、得到同一个结果的目的。2020年体系评审企业预防性维修率得分见图３。

１)编制设备分级方法和缺陷管理程序。
根据设备分级要素的评分值，将设备分为关键设备(A)、主要设备(B)、一般设备(C)三级进行分级管理。根据缺陷后果将缺陷分为一~四级。

２)制定《炼化企业可靠性团队指导意见》。
要求在不增加设备定员的基础上，设立可靠性团队。对于二级管理模式的企业，按照每个运行部设置动、静、电、仪专业可靠性工程师各０．５~１人配置，专业上归属设备管理部门领导，接受设备专家的技术指导。派驻运行部的可靠性工程师同时接受运行部的领导。

３)编制综合和动、静、电、仪５个专业的定时性工作和预防性策略。
在动设备定时性工作和预防性策略基本成形的前提下，组织专家组编制完成具有中国石化企业特色的综合和动、静、电、仪５个专业的定时性工作和预防性策略。

４)优化设备KPI指标并制定《设备KPI指标数据自动采集要求》。
设备KPI指标包括股份公司级８个、企业级４２个(其中动设备１４个、静设备１６个、电气７个、仪表５个)。针对推广企业在武汉进行了KPI数据采集培训。

５)对EM系统的通知单标准模板进行完善。
完善现有通知单模板，增加专业类别、缺陷现象、缺陷等级、维修类型、配件、配件数量、配件部位、更换原因等内容，作为设备缺陷统计的重要凭证，通过增加字段，实现对故障的深入分析。

６)构建设备完整性管理信息平台１０大标准模块。
在第一批设备完整性管理体系推广企业信息化平台建设经验基础上，构建设备完整性管理信息平台１０大标准模块，并在第二批推广企业中实施。

７)开展企业完整性管理体系建设帮扶。
组织企业、两大院专家赴推广企业开展体系建设现场服务，对设备完整性体系文件、运行机制、要素覆盖、流程梳理、预防维修、KPI指标等内容进行业务指导，协助建立完整性管理平台，大幅度推进体系建设进度。

８)召开第二批１３家企业推广预启动会。
2019年５月召开了第二批１３家企业推广预启动会，推动企业开展体系建设;其中６家推广企业与７家企业进行结对子活动，帮助结对子企业制定设备完整性体系建设计划。

９)加快推进设备缺陷库建设工作。
2020年上半年在燕山开展动设备缺陷库应用试点，为设备缺陷和设备故障提供大数据分析基础，完善设备完整性管理体系，下半年完善后争取向全部企业推广;同时开展静设备、电气、仪控缺陷库试点，2021年争取初步建成中国石化的设备缺陷标准库。

１０)进一步完善EM管理系统，建立缺陷信息提报及作业许可管理系统和设备管理移动APP。
打通通知单—EM工单—一般作业票—特殊作业票的标准流程，提升故障管理水平。在５家企业进行试点，计划形成标准模板后在炼油板块全面推广。

１１)加强各专业管理子系统应用提升。
目前已开展了修理费管理系统、设备大检查系统、体系内审检查系统的开发应用。整合了腐蚀管理系统，试点建立动态RBI、寿命评估模块，整合动设备管理监测平台;试点建设电、仪管理子系统等工作。开展设备管理移动APP试点应用。

１２)创新设备检查模式，助推设备完整性管理体系建设。
2019~2020年开展了以设备完整性管理要素复核模式的设备大检查。第一次从体系的角度发现问题，力求以检查推动完整性建设。推进发现问题从体系上找原因、从以治标为主向注重治本转变。2020年传统企业预防性维修率得分见图４

４完整性体系建设取得显著成果

４.1设备完整性管理体系初步建成编制体系文件，完善管理制度，规范管理流程，开发应用RBI、腐蚀监测等技术工具，进行组织架构改革，进行管理标准化、标准程序化、程序表单化、表单信息化建设，开创了变更管理受控、隐患排查深入、风险识别科学、管控程序规范的风险管控局面。

4.２提升本质安全，确保企业安全平稳生产

加强对风险的“根源控制”和“提前预防”，建立标准化培训制度，提高人员素质，减少人的不安全行为;通过开展预防性工作提高设备的可靠性，消除物的不安全状态;建立科学标准的管理体系，确保制度、规范得以落实，减少管理缺陷和漏洞;

通过设计本质安全，加强人机互补，提高环境安全因素，从而以规范制度、科学管理来提升整个系统安全可靠性，实现本质安全的基本理念。第一批推广企业2019年非计划停工平均为１．４次、动设备故障维修率平均为4.４％，分别比传统的炼化企业平均数低２．８次和７．７％。

设备完整性管理第一批推广企业由于实施了定时工作和预防性维修，突发故障大幅减少，装置运行更加平稳。

4.３有效提高设备可靠性，实现装置长周期运行“预防性思想”深入人心，“管设备要管设备运行”、“跳出设备看设备”等理念为大家所接受，各企业主动开展体系建设，突发故障大幅减少。第一批推广企业均按照2019年７月发布的预防性维修策略开展相关工作，已取得一定效果，在设备故障维修率、抢修工时率等方面普遍优于传统管理企业。

4.４实现设备预测性维修，提高承包商绩效武汉石化突发故障抢修月均加班人数由2010年的９０人/月降低至2016年的１１人/月，抢修次数减少，承包商绩效显著提高。承包商服务宗旨由强调“三快一优”，转变为“专业规范，优质高效”。设备突发故障抢修月均加班人次见图５。

4.５设备管理队伍素质提升可靠性工程师团队是体系运行的专业管理团队，主要从事体系建设完善，参与区域团队进行日常运行维护、可靠性分析、KPI指标分析与改进提升等专业技术工作，是体系运作的“主动轮”;可靠性团队的建立优化了管理流程，下沉了管理重心，提高了管理效率。

通过体系建设培养了一支具有设备完整性理念的设备管理队伍，设备风险识别、风险管控、可靠性分析成为工作新常态，专业人干专业事得以初步实现。

4.６信息化建设工作取得了长足进步体系内审企业随着设备完整性管理体系建设工作的深入开展，信息化建设工作取得了长足进步，信息孤岛问题也正在解决中。

4.７制度梳理、流程标准化促进企业管理更规范设备完整性建设企业按照体系管理思维，梳理制度整合为体系文件，形成标准流程和标准表单。广州石化在流程梳理过程中进行优化，形成计划费用、缺陷管理、预防性维护、预防性维修、事项跟踪和标准审批等六大核心流程群组，从３０８个流程优化简化为２３２个。利用缺陷管理流程直接形成压力容器月度检验报告，每月可减少工作量９０个工日。广州石化流程整合经过见图６。

4.８按设备完整性管理理念系统性推广使用新技术，提升设备可靠性开展外电网电力系统专项治理，印发电力系统运行管理指导意见，要求企业对照整改并进行孤网试点，推进电气监控系统应用。治理后，电力系统故障引起的装置波动和停工影响比治理前的2015年减少５０％以上。

全面推广定力矩紧固技术，实现了大锤不进装置、气密一次通过、热紧环节取消、VOCs小于２００mg/L的管理目标。

全面推广涡流脉冲扫查技术，2019年发现减薄率大于３０％的部位超过1000处，及时“扫雷”。

推广自控率提升技术，部分企业实施后，自控率提升４０个百分点，装置平稳率大幅提升。

推广塔顶精准加注系统，设备腐蚀速率明显下降，药剂消耗减少５０％

4．９定时性工作和预防性维修降低设备故障率，提升设备可靠性齐鲁石化监控统计定时事务的执行率、完成率，督促设备管理人员及时完成定期维护等预防性工作，降低设备故障率。其定时事务统计情况见图７。

广州石化利用泵群监测系统使机泵故障维修转变为预知性维修，使预知性维修比例由１５％提高到８０％，机泵检修次数逐渐减少，故障维修比例由６０％下降至２．３％。其泵故障检修率和检修次数趋势见图８。

４.1０设备KPI引领，提升专业管理水平各企业对照炼化企业设备完整性管理体系绩效指标建立了企业的KPI指标体系。中韩(武汉)从2019年开始编制KPI管理技术月报，对每月的KPI指标进行分析，查找管理问题所在，及时调整策略，并通过KPI指标的横向和纵向评比，形成KPI引领的良好局面，持续提升专业管理水平。

４.1１信息化水平提高助力设备管理水平提升体系内审企业通过建立设备完整性管理信息平台，整合设备运行数据，促进体系要素实现PDCA闭环管理，提升设备管理效能。

５下一步工作展望

５.1建设目标到2023年，在炼化企业全面建设完成设备完整性管理体系;完善形成具有世界先进水平的设备完整性管理体系2.0版;企业体系标准化程度达到９０％以上;炼化企业设备可靠度达到９７％以上的世界先进水平。

５.2工作计划１)形成完善的体系文件。
在１.０版体系文件的基础上完善提升，新增标准化现场管理、修理费管理、检维修队伍管理等内容，形成具有世界先进水平的2.0版体系文件。

２)稳步推进企业体系建设。
要求第一批推广企业2021年基本完成设备完整性管理体系建设，第二批推广企业2022年基本建设完成，其他炼化企业2023年基本建设完成。

３)推进设备管理信息化工作。
要确保设备完整性管理信息平台随推广企业建设完成;完善EM管理系统，确定功能模块，开展界面优化工作;开展设备管理移动APP试点及推广应用;开展能效管理、防腐管理、电气管理、仪控管理、备品备件管理等专业管理模块试点工作。

４)大力推进预防性维修工作。
促进各专业定时性工作、预防性工作策略和计划的落实执行，加强振动、噪音、温度、压力、油液分析监测等状态监测系统的建设，及时分析诊断设备故障，向状态预测维修转变，基本建成各专业的智能维修决策系统，确保预防性维修工作的效果。

５)开展体系内审式检查，推动设备完整性管理体系建设落地。
随着设备完整性体系建设深入推进，设备管理的检查模式逐步从传统的设备大检查向体系内审方式转变，从查具体问题、就事论事转变到分析管理问题、体系运行问题，通过内审式检查，推动设备完整性管理体系建设落地。

６)与国外先进企业对标。

制定国际通行的设备指标，与国外先进企业进行指标对比分析，发现差距，制定措施，尽快赶超。

６结语

设备完整性管理体系是中国石化炼化板块设备管理的一项重大创新。回顾完整性体系建设的历程，可以看出取得了以下８个方面的效果:

一是符合当前中国石化对设备管理体系建设的需求，注重中国石化优良设备管理传统的传承，是具有中国石化特色的现代化设备管理体系;

二是以风险管控为核心，突出专业安全管理，让设备管理者“跳出设备看设备”，使得设备更好地服务于安全和生产;

三是重点突出风险管控、变更管理、根原因分析等核心要素，方法更科学、规范，使得设备管理工作在原有基础上更加科学有效;

四是加强FMEA、RCM、SIL评估、风险矩阵等多种专业技术和管理工具的使用与融合，促进设备管理水平的提升;

五是明确预防性工作的基础地位，有助于企业牢固树立起预防性工作的思想理念，变被动为主动;

六是吸收各炼化企业好的特色做法，形成标准化、规范化的共性内容，有效地指导、帮助企业提高设备管理水平;

七是督促企业不断提高EM/ERP等基础管理工具的应用水平，促进企业提高对于设备管理KPI的认识;

八是推动专业、高效设备团队建设，促进设备管理和技术人才的成长。

设备完整性管理体系的推广实施，大幅度提升了企业设备管理水平，提高了装置的可靠性，为中国石化成为世界一流能源化工公司打下了坚实基础。在今后较长的一段时间内，设备管理部门要继续大力推进，夯实完善，确保完整性管理体系成为设备管理高水平的坚强保障。

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