陳林江

（成都艾爾普氣體產(chǎn)品有限公司，四川成都 611930）

0 引言

成都艾爾普氣體產(chǎn)品有限公司（以下簡(jiǎn)稱艾爾普）兩套生產(chǎn)裝置作為復(fù)雜的石油化工運(yùn)行裝置系統(tǒng)，其設(shè)備專業(yè)覆蓋面廣、要素層次作用關(guān)系復(fù)雜。同時(shí)又由于其高危性，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性提出了更高的要求。為了進(jìn)一步提高設(shè)備的安全可靠性，公司在參照國(guó)內(nèi)外石化行業(yè)先進(jìn)設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，引入設(shè)備故障RCA（Root Cause Analysis，根本原因分析，簡(jiǎn)稱根因分析）技術(shù)。實(shí)踐證明，作為一種尋找故障根本原因的系統(tǒng)化、規(guī)范化技術(shù)，RCA 為提高設(shè)備的可靠性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。RCA 的目的是找到設(shè)備故障的根本原因，并制定和實(shí)施有效的解決方案，避免此類問(wèn)題重復(fù)發(fā)生。

1 RCA 技術(shù)的原理

一般來(lái)說(shuō)，設(shè)備事故的發(fā)生往往涉及多維度、多層面，這些因素疊在一起猶如有孔的木板疊在一起，木板上的孔代表每一個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)所可能產(chǎn)生的失誤或漏洞，當(dāng)許多片木板的孔不斷變化位置及大小，如果這些孔洞剛好重疊，光線會(huì)完全穿過(guò)，代表發(fā)生安全事故或質(zhì)量事故。這些孔洞就組成了事故機(jī)會(huì)通道，形成“木板孔洞”效應(yīng)。

2 RCA 技術(shù)分析步驟及方法

RCA 分析最重要的是兩樣因素，分別是事實(shí)和邏輯，同時(shí)RCA 基本原則需要遵循以下要點(diǎn)：基于事實(shí)，開(kāi)放的，相互尊重，探索深層次的原因，系統(tǒng)化的思考，承認(rèn)可能有多個(gè)根本原因，基于根本原因制定行動(dòng)策略。

2.1 認(rèn)識(shí)問(wèn)題

在進(jìn)行RCA 分析前，首先要明確所分析的問(wèn)題是什么，要明確問(wèn)題發(fā)生的基本要素。RCA 分析是一個(gè)相對(duì)比較耗時(shí)的過(guò)程，有的設(shè)備系統(tǒng)比較復(fù)雜，如一臺(tái)壓縮機(jī)就是一個(gè)復(fù)雜的設(shè)備系統(tǒng)，其設(shè)備故障導(dǎo)致的最終結(jié)果很可能就是一個(gè)大的安全事故。而有的設(shè)備問(wèn)題相對(duì)簡(jiǎn)單，如一個(gè)水系統(tǒng)的法蘭。因此，對(duì)設(shè)備所發(fā)生的故障進(jìn)行考量非常重要，主要有評(píng)定發(fā)生概率及發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的后果。對(duì)于在這兩個(gè)方面是高風(fēng)險(xiǎn)或者高風(fēng)險(xiǎn)后果的設(shè)備故障，需要進(jìn)行優(yōu)先分析。

2.2 分析問(wèn)題

基于對(duì)設(shè)備故障的認(rèn)識(shí)確認(rèn)以后，需要對(duì)現(xiàn)有的問(wèn)題進(jìn)行深入分析，分析問(wèn)題需要就各方面的專業(yè)人員（如工藝、設(shè)備、技術(shù)、安全等）組成分析小組，同時(shí)需要一位專業(yè)的RCA“引導(dǎo)師”，通過(guò)專業(yè)的分析方法來(lái)引導(dǎo)大家分析問(wèn)題的根本原因。

2.2.1 RCA 分析十步法

RCA 分析有多個(gè)步驟，其中主要有以下10 個(gè)步驟。只有清楚分析所有步驟程序，才能高效完成一個(gè)RCA 的分析（圖1）。

圖1 RCA 分析十步法

2.2.2 分析方法

RCA 的分析方法有很多，常用的主要有魚骨分析法、5Why 分析法（又稱5 問(wèn)法）、根因樹(shù)分析法、故障模式及結(jié)果分析法等4種，通過(guò)分析小組的頭腦風(fēng)暴等來(lái)分析并確定最后的根本原因。

2.2.2.1 根因樹(shù)分析方法

根因樹(shù)分析法也是比較常用的防范，引入頭腦風(fēng)暴團(tuán)隊(duì)，在分析過(guò)程中對(duì)一個(gè)問(wèn)題不斷展開(kāi)可能的所有原因，最終通過(guò)專家、事實(shí)依據(jù)來(lái)判斷是否存在。下面為艾爾普公司制氫裝置的低壓開(kāi)關(guān)柜母線室“產(chǎn)弧”的RCA 分析過(guò)程，通過(guò)根因樹(shù)的RCA分析最終得知“產(chǎn)弧”的根本原因是卡簧質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)行卡簧質(zhì)量改進(jìn)升級(jí)后解決了此類問(wèn)題（圖2）。

圖2 HYCO 裝置低壓開(kāi)關(guān)柜母線室“產(chǎn)弧”根因分析

2.2.2.2 5Why 分析法

5Why 分析法就是在一個(gè)問(wèn)題發(fā)生的時(shí)候，要不斷通過(guò)問(wèn)“為什么”來(lái)明確其發(fā)生的根本原因，而在此過(guò)程中還需要注意因果關(guān)系的邏輯，不能跳躍式去思考，需要逐步分析。以下為ASU（Air Separation Unit，空氣分離）裝置跳車為例（圖3），采用5Why分析法進(jìn)行分析，通過(guò)不斷的問(wèn)為什么，最終找出跳車根因，并制定出解決措施。

圖3 ASU 裝置跳車5Why 分析結(jié)構(gòu)

2.2.2.3 魚骨分析法

魚骨分析法主要是5M1E 分析法，通過(guò)人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)這6 個(gè)方面的分析最終找出根本原因（圖4）。

圖4 5M1E 魚骨分析法示意

2.2.2.4 FMEA 法

FMEA 是Failure Mode and Effects Analysis 的縮寫，即故障模式與結(jié)果分析，也稱“潛在失效模式及后果分析”。FMEA 應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段，對(duì)構(gòu)成過(guò)程的各個(gè)工序逐一進(jìn)行分析，找出所有潛在的失效模式，并分析其可能的后果，從而預(yù)先采取必要的措施，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。

在設(shè)備故障的原因中，最終使用者一般會(huì)關(guān)注于現(xiàn)場(chǎng)的人、物的原因，而很少去關(guān)注設(shè)備本身的設(shè)計(jì)原因，其實(shí)很多設(shè)備故障可能是原始設(shè)計(jì)缺陷。例如，艾爾普制氫裝置加熱器設(shè)備在開(kāi)停車及大幅波動(dòng)的情況下會(huì)發(fā)生封頭泄漏故障，通常會(huì)從法蘭的密封面、墊片的選擇、力矩的實(shí)施等方面進(jìn)行分析，而經(jīng)過(guò)FMEA 的分析方法并經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的核算，確認(rèn)為管板設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，在溫升過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生泄漏。

2.3 解決問(wèn)題

在經(jīng)過(guò)根本原因的分析以后，最后則是根據(jù)查找出的多個(gè)根本原因，制定出解決問(wèn)題的行動(dòng)方案，并且對(duì)行動(dòng)方案進(jìn)行高效執(zhí)行，以降低設(shè)備發(fā)生故障的可能性，提高設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性。在行動(dòng)方案實(shí)施過(guò)程中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤，以及行動(dòng)前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以確定實(shí)施方案對(duì)問(wèn)題的解決性，是否從根本上解決了找到的根本原因。設(shè)備故障的行動(dòng)方案可以成為設(shè)備日常運(yùn)行的一部分，加入到工藝操作程序、設(shè)備檢修規(guī)程等內(nèi)容中，一旦再次出現(xiàn)相關(guān)設(shè)備故障，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的指導(dǎo)原則，快速分辨根本原因并迅速解決設(shè)備故障。同時(shí)可以舉一反三，在同類設(shè)備中排查此類設(shè)備故障案例。

3 艾爾普RCA 的推行目標(biāo)

3.1 主動(dòng)預(yù)防設(shè)備故障

RCA 通過(guò)對(duì)已經(jīng)發(fā)生的設(shè)備事故進(jìn)行分析調(diào)查，找出設(shè)備故障發(fā)生的根本原因，以及引發(fā)該事故再次發(fā)生的潛在原因，通過(guò)采取有效的糾正預(yù)防措施，達(dá)到徹底解決問(wèn)題的目的，變“事后維修”為“主動(dòng)預(yù)防”，提倡建立“持續(xù)改進(jìn)”。尋找設(shè)備故障的根本原因不是RCA 分析的最終目的，而是根據(jù)根本原因制定出有效的糾正措施和方案并實(shí)施，以解決現(xiàn)有設(shè)備故障，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行提出更好的預(yù)防性措施，從而提升設(shè)備運(yùn)行和管理的水平。

3.2 形成“追根溯源”的維修文化

RCA 就是尋找觸發(fā)設(shè)備故障的最基本原因，這個(gè)原因是設(shè)備故障發(fā)生的必要條件，包括原始設(shè)計(jì)、設(shè)備本身質(zhì)量、人為因素、工藝系統(tǒng)操作流程因素等。通過(guò)科學(xué)分析，有可能發(fā)現(xiàn)不止一個(gè)根本原因。在分析中，需要的是一種刨根問(wèn)底的工作精神，只有多問(wèn)幾個(gè)“為什么”，才能使問(wèn)題分析深入追蹤設(shè)備故障的根本因素，而不是停留在故障的表面，進(jìn)而形成公司“追根溯源”的維修文化。

4 艾爾普RCA 的應(yīng)用

艾爾普根據(jù)生產(chǎn)裝置設(shè)備的實(shí)際情況，結(jié)合HAZOP、RBI、SIL、MI 等設(shè)備、工藝安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備隱患排查制度，進(jìn)而來(lái)推行RCA 根因分析技術(shù)的實(shí)施，制定解決措施或預(yù)防性措施。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，艾爾普公司應(yīng)用設(shè)備故障RCA 技術(shù)分析后，變“事后維修”為“主動(dòng)預(yù)防性維修”，設(shè)備故障的發(fā)生率降低了約30%。

5 結(jié)束語(yǔ)

石油化工企業(yè)設(shè)備的故障不僅對(duì)操作運(yùn)行帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重的問(wèn)題還會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益造成影響，甚至?xí)?lái)極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，企業(yè)需要關(guān)注設(shè)備故障，提升維修的針對(duì)性和專業(yè)性，形成良好的故障分析習(xí)慣。設(shè)備故障的RCA 作為設(shè)備管理的一個(gè)重要組成部分，是預(yù)防性維修管理的延伸，為企業(yè)設(shè)備的故障排查及處理發(fā)揮了重要作用，為設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。