结合RBI和RCM实现综合可靠性

简介

在全球范围内，炼油厂、化工厂和其他工业设施的管理者不断寻求开发和实施有效、高效和可靠的机械完整性计划和基于风险的检查(RBI)计划。这些计划对于满足监管要求和确保诚信改善至关重要。今天，许多管理人员发现，他们还可以通过将RBI和以可靠性为中心的维护(RCM)过程组合成一个全面的可靠性管理过程来解决所有类型资产的可靠性问题。

共同的基础

资产密集型流程和系统经理的任务是设计、安装、操作和维护设备。因此，他们通常利用无数的工具和技术来帮助做出决定，如何最好地满足资产所有者的投资需求，同时保持安全和符合监管的操作。RBI通常用于帮助确保运营资产的完整性，以便资产能够可靠和安全地满足生命周期目标。其他过程包括RCM、过程危害分析(PHA)、可靠性、可用性和可维护性(RAM)分析以及根本原因分析(RCA)。

从根本上说，所有这些流程的核心都是风险识别和缓解。然而，通常情况下，它们是作为单独的工作进行的，通常基于稍微不同的风险标准，并且通常需要来自组织相同成员的大量投入和支持。这些因素会导致资源利用的显著低效率，以及不明确的工作优先级、冗余的活动，以及目标和目标不一致的竖井中的组织操作。

最高效和有效的组织是那些认识到各种工具和过程的共同基础，在其应用程序中必要的专业化，以及从它们集成到一个公共的、全面的可靠性管理程序中获得的效率的组织。挑战在于关注典型风险管理工具的基本方面，以及如何在共同的风险方法中协调它们，以实现有效和高效的生命周期可靠性和完整性。

基于风险的检查

每个设施的检查部门的主要任务是监测设施资产的状况，并确保每个资产适合其预期的服务。从历史上看，检查的类型或技术，检查的频率，以及检查的范围或地点都是由规定的代码驱动的，如API 510，国家委员会检查代码(NBIC)，或其他行业或司法文件。这些规范和标准不允许检查程序有太多变化。

1992年，过程安全管理(PSM)法规(29 CFR Section 1910.119(j))规定了管理高危险化学品加工设备的机械完整性的要求。随着RBI及其相关行业规范(如API 580和NBIC RB 9300)的建立，检查组可以制定最有效地利用其检查资源的检查计划，同时有效地管理与设备运行相关的风险。与规范方法相反，使用RBI的设施对每个设备项目和退化机制应用最有效的技术，确定适当的监测间隔，并确定最佳的可能位置来测试退化和分析设备状况。总的来说，一个有效的RBI计划可以为设施提供有关其设备状况的更好信息，以及对其剩余寿命的最准确预期。

可靠性为中心的维护

与RBI非常相似，RCM是一种用于创建主动维护计划的方法和逻辑方法。RCM应用一致的、基于风险的决策过程，最终将积极主动的活动集中在减轻不可容忍的风险上，并在合理的情况下将任务应用于较低关键设备。

RCM成立于20世纪60年代末期，当时大型喷气式飞机(波音747、DC10等)刚刚问世。如果不改变目前的维护做法，这些大型飞机的操作将导致风险增加，因为每架飞机的乘客数量增加。当航空公司和飞机制造商分析维护需求以降低增加的风险时，他们得出的结论是，使用现有的维护理念可能无法经济地运营飞机。

因此，为了降低发生灾难性故障的风险，作业者必须在新的后果场景下降低关键故障的概率，同时减少无法显著降低不可承受风险的任务的时间和成本。这需要一种全新的方法来定义维护需求。结果是对设备进行了系统分析，以确定积极的维护计划。这种新方法旨在通过充分合理的任务来实现系统功能的固有可靠性，这些任务对于保护安全和对实现该功能至关重要的设备的运行能力是必要的或可取的。

从那时起，RCM流程不断发展，目前以各种形式存在，已应用于许多资产密集型行业。最重要的好处已经在那些以与RCM起源的基本原则相一致的高效、全面和技术规范的方式实现RCM的组织中实现。

过程危害分析

1970年职业安全与健康管理局(OSHA)成立后，发生了一系列重大事故，OSHA和环境保护署(EPA)为涉及危险材料处理的行业制定了法规。今天，PHA是EPA风险管理计划(RMP)规则(40 CFR Part 68)和OSHA PSM标准(29 CFR 1910.119)的关键要求。这些法规要求PHA处理由特定化学品引起的有毒、火灾和爆炸危险及其对员工、公众和环境的可能影响。

PHA是一种彻底、有序和系统的方法，用于识别、评估和控制涉及高度危险化学品的过程的危害。该方法要求设施操作人员对EPA的RMP规则或OSHA的PSM标准所涵盖的所有过程进行PHA，所选择的PHA方法适用于过程的复杂性，并识别、评估和控制过程中涉及的危险。PSM还要求PHA必须在初始PHA完成后至少每五年更新和验证一次，并要求应用以下一种或多种方法来实现PHA的目标:

• 假设
• 检查表
• 假设/清单
• 危害与可操作性研究(HAZOP)
• 失效模式与影响分析(FMEA)
• 故障树分析
• 合适的等效方法

HAZOP和FMEA方法通常被认为是满足PHA要求的最全面的方法，HAZOP是迄今为止使用最多的PHA方法。事实上，许多不属于PSM规则的设施，无论是由于工艺和材料细节，还是由于在OSHA管辖范围之外运行，仍然使用PSM(通常是HAZOP)来识别、评估和控制涉及重大危险的过程的危害。这些要求通常由设施区域法规或内部公司标准和要求驱动。

可靠性、可用性和可维护性分析

蒙特卡罗方法是一类广泛的计算算法，它依赖于重复随机抽样来获得数值结果。现代版的蒙特卡罗方法发明于20世纪40年代末，当时洛斯阿拉莫斯国家实验室正在进行核武器项目。蒙特卡罗，或“随机”模拟是RAM分析的核心。RAM模型最初在20世纪60年代和70年代被美国军方使用，并在20世纪70年代末到80年代被工业界采用。随着20世纪90年代计算机处理器速度的提高，RAM建模从大型计算机所在的研究实验室迁移到商业工业工程师的桌面。

RAM模型用于模拟给定流程设计的所有可能的未来性能指标。该输出用于量化与设备相关的决策的经济或其他性能标准，如冗余、备件、设备尺寸、维护实践和政策以及组件质量等。对于新的设计，RAM是一个强大的工具，用于评估影响问题的设计决策，例如:

• 计划外事件的概率和对生命周期性能的影响
• 处理缓冲区大小和位置
• 单位/设备冗余和规模
• 制程技术
• 工具需求
• 主要设备所需的资本或保险备件

在现有流程和单元的整个生命周期中，RAM是协助以下相关决策的宝贵工具:

• 维护理念、范围和时间
• 过时和使用寿命结束(修理或更换/升级)
• 实际故障对风险暴露和维修优先级的影响
• 设计或工艺变更对维护、操作和控制策略的影响
• 基于实际零件使用量和关键度的备件库存策略优化

根本原因分析

根本原因分析(RCA)方法是在20世纪50年代作为Kepner-Tregoe分析引入后的正式研究而设计的。由于以前的方法在解决复杂问题时固有的局限性，RCA被美国国家航空航天局(NASA)进一步发展。RCA通常用作识别事件原因的反应性方法，并且通常在事件发生后进行。它试图通过识别和纠正事件的根本原因来解决问题，而不是简单地处理其症状，从而防止问题复发。正确的RCA认识到，通过一个纠正措施来完全预防复发并不总是可能的，可能需要几个有效的措施来解决一个根本原因。因此，RCA是一个迭代过程，是持续改进的关键工具。

共同基础和目标

大多数公司利用上述一种或多种工具或技术来管理与设施运营相关的风险。不幸的是，它们通常是通过单独的努力和内部组织来实现和管理的，这可能导致严重的资源效率低下和决策不一致。

在分析上述过程时，操作人员将认识到每个过程都有一个共同的基本基础和过程。适当有效地使用这些方法时，每一种方法都应:

• 与业务目标保持一致
• 实现法规合规，切实承担安全和环境责任
• 为实现上述目标，确定每个装置、单元、工艺、系统和设备项目的真实性能目标
• 识别与满足性能目标相关的危险
• 确定与危害相关的风险(设备、工艺、人员、环境等)
• 确定最有效的方法来减轻不可容忍的风险
• 验证、实现和执行缓解任务
• 以一种便于持续评估性能的方式记录整个过程，以及在整个资产生命周期中对过程的持续改进

从这个角度来看，很明显每种方法都是基于特定资产类别或目标的，但也有共同的基本方法。表1描述了对每种方法的基本步骤的通用性程度的评估:

为了克服单独管理这些工作所固有的低效率、不协调和冗余，组织应该尝试协调每个工作的共同要素，重点关注需要不同的适合目的的要素，在一个共同的框架和记录系统中记录它们，并使用一套共同的、一致的关键绩效指标来评估它们的有效性。

适当地使用每一种单独的方法应产生有效的结果，因为它与每种方法的具体驱动因素和目标有关。有了效率和一致性作为共同目标，就可以根据行业和业务特定的环境和驱动因素设计和定制综合方法。

结论

炼油厂、化工厂和其他希望通过实施高效、一致和协调的可靠性过程来实现高度可持续绩效的企业，有机会利用通常不同工作之间的共同点。这些可以合并到一个全面的业务可靠性流程(BRP)中，该流程的重点是可靠地实现一整套业务目标和目标，这种方式在未来的生命周期变化中是可持续的。