實施六西格瑪管理降低設(shè)備運行故障率-

1、實施六西格瑪管理降低設(shè)備運行故障率鐘英(本鋼氧氣廠,遼寧本溪117000摘 要:為降低5號制氧機(jī)設(shè)備運行故障率,實施了六西格瑪管理項目。通過D-定義、M-測量、A-分析、I-改進(jìn)、C-控制五個階段工作,月平均設(shè)備故障率由2.54%下降到2.0%以下,達(dá)到了預(yù)期效果。關(guān)鍵字:六西格瑪;應(yīng)用;降低;故障率中圖分類號:F406文獻(xiàn)標(biāo)識碼:BImplement Six Sigma Management to Reduce Equipment Failure RateZHONG Ying(Oxygen Plant,BX STEEL,Benxi Liaoning 117000Abstract:In ord

2、er to reduce the equipment failure rate of the NO. 5 oxygen production machine , Implement six sigma management. Through Define, Measure, Analyze, Improve and Control five phases,the monthly average failure rate of equipment is reduced from 2.54% to less than 2.0%. This Achieves the expected effect.

3、Keyword:Six Sigma;Application;Reduce;Failure Rate2010年,在質(zhì)量部門的領(lǐng)導(dǎo)下,作者做為黑帶完成了一個六西格瑪管理的項目,實施六西格瑪管理降低本鋼氧氣廠5號制氧機(jī)設(shè)備運行故障率。在近一年的學(xué)習(xí)和實施項目的過程中,對六西格瑪管理有了初步認(rèn)識和理解。1項目實施方案及實施過程1.1 六西格瑪定義六西格瑪是一套系統(tǒng)的、集成的業(yè)務(wù)進(jìn)方法體系,是旨在持續(xù)改進(jìn)中,實現(xiàn)客戶滿意的管理方法。它通過系統(tǒng)地、集成地采用業(yè)務(wù)改進(jìn)方案,實現(xiàn)無缺陷的過程設(shè)計(Design for six sigma,并對現(xiàn)有過程進(jìn)行過程界定(Define,測量(Measure分析(Ana

4、lyze、改進(jìn)(Improve、控制(Control簡稱DMAIC流程,消除過程缺陷和無價值作業(yè),從而提高質(zhì)量和服務(wù)、降低成本、縮短周期,達(dá)到客戶完全滿意,增強(qiáng)企業(yè)競爭力。1.2項目實施背景5號制氧機(jī)自2002年投產(chǎn),已經(jīng)連續(xù)運行8年,設(shè)備正逐漸進(jìn)入調(diào)整期,大小故障不斷,故障率從歷史最好水平的 1.6%,09年上升到最大故障率2.9%,導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量下降,對全廠的供氣規(guī)劃有一定的影響,本項目借助六西格碼來查找故障原因,減少故障時間,保障5號機(jī)穩(wěn)定運行,提高產(chǎn)品產(chǎn)量。1.3項目實施步驟項目的實施完全遵循指導(dǎo)老師傳授的DMAIC 五個階段,DMAIC是一個邏輯嚴(yán)密的過程循環(huán),它是在總結(jié)了全面質(zhì)

5、量管理幾十年的發(fā)展及實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,是由項目管理技術(shù)、統(tǒng)計分析技術(shù)、現(xiàn)代管理方法等綜合而成的系統(tǒng)方法。確定項目基線水平是2009年的年平均設(shè)備故障率為 2.54%、標(biāo)桿水平是歷史最好水平1.6%,項目目標(biāo)2.0%,定義了項目的Y為降低5號制氧機(jī)運行故障率,細(xì)分了三個y,分別是機(jī)械故障、電氣故障和儀控故障。組建了項目團(tuán)隊,明確團(tuán)隊成員主要職責(zé),預(yù)計項目收益57萬。獲得項目授權(quán)書。階段工作:首先確定測量系統(tǒng)的可靠性。其次是進(jìn)行過程能力分析,本階段最重要的工作是開展頭腦風(fēng)暴活動,分別完成了機(jī)械、電氣、儀控三個專業(yè)的魚骨圖、C&E矩陣及FMEA,具體如圖1所示。 圖1 機(jī)械故障魚骨圖

6、Fig.1 Machine failure fishbone chart表2 機(jī)械故障FMEA 過程失效模式與影響分析圖Tab.2 Machine failure PFMEA序號 過程 因子輸入 失效模式 潛在影響 S 潛在原因 O 當(dāng)前控制 D RPN 建議采取措施1 閥體 閥體泄漏 設(shè)備停機(jī) 8潤滑不良造成磨損5備件儲備,事后更換3120 加強(qiáng)維護(hù)和潤滑2 缸體 氣缸泄漏 設(shè)備停機(jī) 4環(huán)境腐蝕 6事后維修 372改善環(huán)境 3閥門閥桿 閥桿銹蝕設(shè)備停機(jī) 4潤滑不良 8定期潤滑4128定期檢查潤滑4 管道容器 管道容器 管道容器結(jié)垢 腐蝕容器 5水質(zhì)差 7除垢 270 每日檢查水質(zhì),加強(qiáng)過濾5

7、 軸承 軸承無法運轉(zhuǎn) 電機(jī)停機(jī) 5潤滑不良 5注油 375 定期檢查注油 6 轉(zhuǎn)動部件 接手接手脫落電機(jī)停機(jī) 5齒面咬合不良 5事后維修 375 定期檢查,加強(qiáng)潤滑 7分子篩 R01吸附器 CO 2含量產(chǎn)品質(zhì)量差9填料活化效果差7特殊活化3189 定期檢查CO 2含量加熱表1 機(jī)械故障的因果矩陣圖Tab.1 Machine failure cause and effect matrix序號 工序 故障原因故障直接原因重要度值閥體損壞 9 閥桿銹蝕 9 連接件損壞 3 1所有工序閥門機(jī)械故障缸體泄漏 92 所有工序管道容器故障腐蝕 9 3 純化系統(tǒng) 分子篩吸附器故障R01填料活化不完全9密封泄漏

8、 3 接手脫落 9 4所有工序轉(zhuǎn)動部件不運轉(zhuǎn) 軸承磨損 9 主觀能動性弱 3 5 所有工序 主觀因素 工作責(zé)任心不強(qiáng) 3 專業(yè)水平知識有差異36 所有工序 業(yè)務(wù)能力 溝通能力有差異 37 所有工序 操作 操作不規(guī)范 38 所有工序 維護(hù) 維護(hù)不當(dāng) 3 9所有工序維修流程 維修標(biāo)準(zhǔn)不完善 3灰塵大 3 10 所有工序 現(xiàn)場環(huán)境 濕度大 3 11 所有工序 工具準(zhǔn)備 材料工具準(zhǔn)備不全 1 12 所有工序 備件材料 備件材料準(zhǔn)備不充分1水質(zhì)差 3 13 所有工序能源蒸汽壓力不足 3此階段實施了5個快速改善,分別是: 1對于線路短路和接地因子的改善。對出現(xiàn)故障頻繁的純化系統(tǒng)老化的信號線纜進(jìn)行重新敷設(shè)更

9、換,更換后,線纜接地和線纜內(nèi)部短路現(xiàn)象消失。純化系統(tǒng)的閥門失控制故障得到有效控制。2對于線路短路和閥體銹蝕因子的改善a對現(xiàn)場電磁閥做一個防雨和防灰塵的保護(hù)罩,保護(hù)其控制線路。減少線路故障。b在雨季,對整個閥體用塑料布包裹,也起到防雨和防塵作用。減少閥體銹蝕。3對于R01吸附能力差因子的改善利用電加熱器對吸附器進(jìn)行特殊再生,正常情況下,蒸汽活化時吸附器溫度達(dá)到143,特殊再生時,吸附器溫度達(dá)到287,特殊再生前純化系統(tǒng)出口CO 的含量為1左右,特殊再生后純化系統(tǒng)出口CO 含量降低到0.4×10左右,證明改善有效果,但仍未達(dá)到最佳的吸附效果。22-64對于儀控專業(yè)業(yè)務(wù)能力因子的改善組織專

10、業(yè)人員對DCS 維護(hù)人員進(jìn)行專業(yè)知識培訓(xùn),重點是常見故障的查找分析和處理。提高維護(hù)人員的技能水平5對于現(xiàn)場環(huán)境溫度和溫度因子的改善在溫度高的電氣高壓室和濕度大的冷凍機(jī)廠房墻壁上增加軸流見機(jī)進(jìn)行通風(fēng)、排濕和降溫。以改善現(xiàn)場環(huán)境。經(jīng)過快速改善后,從一次FMEA中,篩選出RPN值在100以上的因子進(jìn)入二次FMEA中進(jìn)行分析。對重復(fù)項目合并和歸類,共有14個項目。小組人員借助FMEA工具,找出具有高影響的故障因子。在經(jīng)過二次FMEA分析后,還有四個輸入因子的RPN指數(shù)比較高,分別是:1R01分子篩吸附能力差;2DCS系統(tǒng)接地;3冷凍機(jī)頻繁停機(jī);4分子篩平衡閥控制失效。經(jīng)過近2個月DM階段后,尤其是快速

11、改善后, 5號制氧機(jī)的設(shè)備故障率顯著降低,由3月份的2.54%降到5月份的2.27%。運用所學(xué)的工具對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析,利用Minitab提供的工具對測量階段的四個因子進(jìn)行分析,確定關(guān)鍵的影響因素。1通過雙T校驗工具,驗證R01的吸附能力下降。根據(jù)雙T檢驗結(jié)果分析,P=0<0.05,拒絕原假設(shè),證明R01吸附后的CO2含量大于R02吸附后的CO2含量,R01吸附器對于產(chǎn)品中CO2含量升高來說影響顯著。2通過雙方差檢驗來確認(rèn)加載間隔時間對冷凍機(jī)的吸入壓力的波動有直接影響,是造成冷凍機(jī)頻繁停機(jī)的關(guān)鍵原因。3通過單T分析檢驗,確認(rèn)平衡閥新更換的閥門定位器是影響純化系統(tǒng)的升壓時間長短的

12、關(guān)鍵因子。4通過樹圖分析,將DCS系統(tǒng)的接地錯誤確認(rèn)為是冗余控制器同步斷開的主要原因。分析階段對冷凍機(jī)頻繁停機(jī)故障通過數(shù)據(jù)實驗得出故障原因,實施了快速改善項目。因此還有三個因子需要進(jìn)入改進(jìn)階段中給予改進(jìn)解決。到7月末,5號機(jī)設(shè)備故障率已經(jīng)達(dá)到2.06%,接近了項目的目標(biāo)值。本階段對分析階段的3個因子進(jìn)行分析、確立改進(jìn)方法并實施了改進(jìn)措施。1對純化系統(tǒng)R01吸附器檢查,發(fā)現(xiàn)排污管道兩處漏點,導(dǎo)致純化空氣被污染,吸附器出口CO2含量增高。將此管道有漏點的部位割除,再加上盲板,保證此管道的密封性。2DCS系統(tǒng)控制柜中銹蝕的接線端子進(jìn)行除銹處理重做接地排,將邏輯地和安全地混接的接地排重新整理并緊固端子

13、。3調(diào)整平衡閥的爬坡參數(shù),控制閥門開關(guān)的速度。滿足純化系統(tǒng)升壓時間要求。分子篩吸附器和純化系統(tǒng)平衡閥的改進(jìn)效果在生產(chǎn)中已經(jīng)得到驗證,DCS系統(tǒng)接地因子在檢查中發(fā)現(xiàn)了問題,并也做了改進(jìn)措施,改進(jìn)措施是否可靠將在今后的生產(chǎn)中進(jìn)行驗證。經(jīng)過改進(jìn)階段的一系列措施,5號制氧機(jī)設(shè)備故障率有了較大降低, 8月份的設(shè)備運行故障率為1.86%,已經(jīng)低于2.0%的目標(biāo)值,基本實現(xiàn)了項目的預(yù)期目標(biāo)。對改進(jìn)成果進(jìn)行固化,通過修訂文件等方法,使成功經(jīng)驗制度化,通過有效的監(jiān)測方法,維持過程改進(jìn)的成果并尋求下一步提高改進(jìn)效果的持續(xù)改進(jìn)方法。根據(jù)近期設(shè)備運行情況以及前階段的項目情況選擇了冷凍機(jī)吸入壓力、分子篩出口CO2含量、

14、純化系統(tǒng)升壓時間三個關(guān)鍵點,并制定了控制計劃,見圖2。1對冷凍機(jī)吸入壓力進(jìn)行了移動極差控制,將吸入壓力的波動范圍控制在40kPa內(nèi),預(yù)防因波動過大導(dǎo)致冷凍機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)。2對分子篩升壓時間進(jìn)行I-MR控制,升壓時間最終控制在1416min內(nèi),保證了工況正常運行,也保證了設(shè)備安全。3對分子篩出口CO2含量采用Xbar-s控制,CO2含量控制在(00.4×10-6之間。通過編制標(biāo)準(zhǔn)化文件將本項目的項目成果持續(xù)推廣到實際生產(chǎn)、管理當(dāng)中。圖2 控制計劃書Fig.2 Control prospectus2項目實施的結(jié)果2.1實現(xiàn)目標(biāo)值通過近半年的項目實施,5號制氧機(jī)的月平均故障率由年初的2.75%

15、降低到9月的1.9%,總體來說,項目基本實現(xiàn)了目標(biāo)值,如圖2所示。2.2 財務(wù)收益效益=調(diào)產(chǎn)時間×降低的故障率×氣體單價-改進(jìn)成本=(30×24(0.002 7+0.005 4+0.004 8+0.0068+0.006 4+16×24×0.014×(20 000×0.28+20 000×0.32+835×0.46-24 000=286 932-24 000=262 932元效益=調(diào)產(chǎn)時間×降低的故障率×氣體單價=12×30×24×(0.025 4-0.020×(20 000×0.28+20 000×0.32+835×0.46=577 792元消除設(shè)備事故隱患,提高了人身、設(shè)備安全第一的意識;保證生產(chǎn)線設(shè)備的連續(xù)運行、點檢員責(zé)任心增強(qiáng)、技術(shù)水平提高,減少處理故障的次數(shù)和時間。3結(jié)論在團(tuán)隊的共同努力下,通過不斷的學(xué)習(xí)和改進(jìn),該項目取得了很大的收獲。首先,在六西格瑪知識