赛车式快速维修模式在港口门机维修的应用探索与实践

　　摘要

　　近年来，受到方程式赛车现场检修模式的启发，人们尝试将此项抢修式维修管理模式导入了企业设备管理当中，将一般停机维修逐渐过渡和引申到了PIT STOP式维修，亦称为“赛车式”维修。赛车式维修模式是一种在极短时间内让设备恢复高完好性水平，并能有效降低非计划停机次数的检修模式。在港口门机维修当中,通过引进“赛车式”维修管理，将设备维修工作载荷的主要时间放在准备阶段，以便在实施阶段以最大的工作负荷、最短的时间完成维修任务，以此提高设备的维修保障水平，减少设备停机时间,保证生产的顺利进行。

　　关键词：赛车式 维修 快速 门机 应用

　　简介

　　1.背景

　　岚山港务有限公司作为日照港集团的全资子公司，现有生产泊位10个，门机69台，门机的投产时间从2001年6月到2012年9月跨越12个年头，生产厂家涉及南京港机、上海信达、上海振华等多个厂家，共计14个生产批次。近年来，随着部分门机的使用年限的增长，设备零部件的老化使门机逐渐进入了故障的高发期。同时由于部分投产年限较早的门机的部分零部件，尤其是电气零部件随着厂家产品升级等原因早已不再生产，部分维修项目也由单纯的维修逐步向该机构的升级改造方向变化，在此状况下，传统的维修模式已不能更好的适应当前港口设备的维护保障要求。为了适应当前形势下的港口设备管理需求，减少门机的非计划停车维修时间,提高设备完好率，保障港口正常生产作业，我们受到方程式赛车维修机制的启发,将“赛车式”维修模式引入到门机故障的应急抢修当中，并进行了大力推广。

　　2.什么是“赛车式”快速维修

　　众所周知，方程式赛车一类高速竞技比赛活动，其成败往往取决于0.01秒的差距。在比赛的过程中，我们都在为赛车手的争分夺秒和惊险弯道驾驶技术而惊叹，也时不时会看到赛车停止检修的一幕：每当赛车进入检修场地，只见维修人员蜂拥到车前，迅速而有序地加油、拆解、更换、安装、调试，在短短的十几秒的时间完成一系列的动作，又让赛车重新回到赛道，开始新的追逐。当我们对这一过程进行仔细分解时会发现赛车检修人员的分工是精心设计的，其分布如图1所示。

　　赛车的胜负就在分秒之间，赛车检修中的动作行为情况如表1所示。

　　从上表中可以看出，“赛车式”紧急抢修就是一种将工作负荷主要时间放到维修的准备阶段，从而在实施阶段以最大的工作负荷，最短时间完成任务需求的设备抢修模式。近年来，欧洲国家受到方程式赛车的启发，将快速检维修式(PIT STOP)维修管理导入企业，由一般停机维修逐渐过渡和引申到PIT STOP式快速检维修体制。

　　3.“赛车式”维修模式在港口设备应用的意义

　　“赛车式”维修管理模式具有提高设备可用率、降低非计划维修次数、缩短维修时间、控制维修费用等多个目标，强调拥有良好的团队协作、明确的任务和责任定义、精湛的状态监测技术应用、畅通和准确的沟通、持续改善和不断地设计与优化、建立基准和不断对标、培训与实践等内容。一个良好的“赛车式”检修过程，实际上就是一个从后勤准备到组织计划，再到操作执行，最后到评价反馈的不断优化的PDCA循环过程。其主要工作如图2所示。

　　目前港口常见的一般停机维修模式主要包含预防性和纠正性维修，是以调整、更换、安装等维修项目为主，与赛车快速维修具有以下相同点：①时效性要求高。在港口实际生产中，设备突发故障常常出现在生产运行的过程中，由于门机自身特点，无法使用完好的门机替代故障门机作业，就会导致船舶某一舱货物装卸作业停止，进而影响到整条船舶的装卸生产。因此门机的应急维修就要求能在短时间内恢复设备全部或部分必需功能。②维修方式类似。港口门机维修与赛车快速维修的主要工作都是更换损坏部件，在设备恢复之后再由维修部门对损坏的部件进行修复和再制作。③模块化设计。无论港口门机还是方程式赛车虽然整体技术含量较高，但各机构部件大多采用的是模块化设计，故而维修的工艺方法相对单一和简单，除个别专业要求苛刻的项目，一般维修人员便能完成门机的故障修复工作。

　　综上所述，我们完全可以将“赛车式”维修模式引入到港口设备管理当中，以这种高效的设备抢修模式，缩短设备的故障停机周期。对于港口而言，生产设备的完好和持续运行，直接影响到港口的生产效率，对于提升港口服务形象和市场竞争力具有非常重要的意义。

　　4.“赛车式”维修模式在港口设备管理中的应用

　　4.1 通过预制化的总成备份，减少现场作业时间

　　为了保证赛车在赛场上的超高完好性，在比赛前车队通常准备数套全车备用件，车身前翼、轮胎等易损易耗品准备的更多。在F1赛车在设计时车身的前翼、鼻翼和尾翼等易损部件均才用了一体化设计，而轮胎备件也采用已经组装完成的整体车轮。在比赛中前翼、尾翼以及轮胎等都能进行整体更换，维修时间非常短。在港口设备维修中，我们可以通过借鉴该类管理模式完善公司备件管理。同时我们要看到赛车快速维修在设计时过于看重赛场维修的时效性，对所有无法完全实现功能的零件统统“一换了之”、“只换不修”，造成大量浪费。目前我港门机型号较多,门机的起升,行走,旋转,变幅四大机构的各个零部件型号各不相同，不同部件的使用寿命也千差万别，如果完全照搬类似的维修方法对于港口设备的应急维修来说费用过于高昂，难以承担。

　　为此，我们依托于港口“EAM”系统和“TnPM”设备管理检维修体系的建立，对我港各型号门机故障进行分类统计和分析，查找和发掘故障的发生规律，并根据其关键性、易损性以及故障影响等因素，实行设备、部件、零件三级ABC分类，将备件分成三类四级二十多个类别进行管理，并依此制定出设备备件的储备标准，完善了公司备件管理水平，确保维修备件储备齐全到位。

　　在公司备件采购中，考虑到厂家生产范围、成本等综合因素，公司购进的设备备件多为单一零部件。例如门机变幅机构中的电机、齿轮箱箱体、齿轮及齿轮轴、联轴节、制动轮盘、齿条、轴承等部件多为不同的厂家生产，其传动轴规格、轴线位置等技术标准可能存在部分差异。这就需要我们提前就进行电机联轴节安装，齿轮箱、变幅齿条等组装工作，在故障发生前就将维修零部件变为总成备件，并根据应用门机的具体情况计算出各种维修方式下的轴线差异等影响维修进程的因素，提前制定好处置措施，以便在设备发生紧急故障时能够以整体替换的方式快速完成设备抢修工作，减少现场作业时间。通过将能够预先完成的工作事前完成并准备好，将维修工作的主要时间放到了准备的阶段，从而在实施阶段以最大的工作负荷，最短时间完成设备抢修任务。

　　此外，对维修中拆解下来的已损坏部件，公司建立起一套回收再利用机制，由维修室队统一收集并对损坏的部件进行维修，完成修复的部件在进行可靠性测试后作为新的备件返还仓库管理，对于确实没有维修价值的部件进行拆解，将可利用的部分零件作为其他部件的维修备件使用，减少了备件的消耗，降低维修成本，达到修旧利废的效果。

　　4.2 着力打造训练有素、配合默契的维修团队

　　为了能够在最短的时间内完成维修任务，赛车每个轮胎都需要3名技师更换，尽管比赛中快速维修的工艺方法和操作很简单，但仍然需要至少22名技师协同工作，而这仅仅是将赛车的维修和维护进行了转移，在比赛结束后的维修、维护，无论是工作量还是复杂程度都远远超过比赛中的快速维修，以此团队的维修技术人员储备就显得尤为重要。同时公司的精细化设备管理模式，对公司设备管理水平提出了更高的要求，更需要优秀的员工支撑，为此我们建立了一整套的员工成长激励模式，促进员工立足本职岗位成才。

　　4.2.1 推行员工技能等级评定制度。我们按照门机起升、旋转、变幅、行走四大机构共计44项主要维修项目为基准，分别划分了4个技能等级，以员工自我评价、班员互评、班组评定相结合的方式对员工进行“四星级”评价，并将员工得星情况于室队宣传栏中进行公示，帮助员工查找自身技能薄弱点，并协助班组有针对性的为每一名员工制定相应的技能提升计划，帮助其快速成长。同时通过每年两次复评，直观的展现出员工的进步，为员工树立起学习的信心和求进的欲望，激发员工学习动力和潜力，营造出“比学赶帮超”的浓厚氛围。

　　4.2.2 创新培训管理模式。我们创新设立了“员工成长学堂”、“集中润滑模拟试验台”、“电气模拟实验室”等多个培训基地，打造了员工从理论知识学习到实践操作提升再到独立上岗作业的一条龙成长模式。如电工班组的“电气模拟实验室”，就是将公司现有门机的主要电控系统复制到实验室中，具备员工实操培训，维修模拟演练，门机远程监控等多项功能，通过大量的实操练习，提高员工现场判断和维修处置能力。同时我们以班组为单位，通过自主编制“一点课”教材、技能培训PPT课件、单项维修视频等培训资料进行员工专项技能的学习和提升，打造“一专多能”型维修人员，快速提高员工维修技能。

　　4.2.3 树典型，激励员工成长。我们借助公司“红旗车”品牌创建工作，开展了每月维修岗位的“技术能手”评选活动，并结合公司及室队各类技术比武活动，选拔技能精湛的优秀员工，树立个人榜样。通过典型、以点带面，促使一大批优秀员工尽快成长起来。

　　4.2.4 建立不断优化的自我评价机制。在每次设备抢修完成后，我们都会组织参与维修的人员对本次设备维修中的细节、不足和可改善点进行集中讨论，尤其是在维修中出现的突发问题的处置、工艺流程等进行探讨，在提高维修人员工作熟练度的同时，加强员工批次间的配合、协作的默契度，提高团队凝聚力。

　　4.3 不断完善维修工具的配置。

　　在比赛中，Fl赛车之所以能在3.4秒内更换四个车轮，硬件方面一个重要的因素是“换胎枪”的使用。“换胎枪”实际上是一种气动扳手，使用它能在非常短的时间内拆、锁螺丝;同时，赛车能够在不到9秒的时间内完成90升燃油的添加，得益于其特殊设计的双层咬合密封加油枪的应用，在每秒加注12升燃油的同时，抽取等体积的空气，避免短时间内加注大量燃油可能造成油箱压力骤增发生爆炸的危险。可以说，这些配套维修工具的设计有力保证了快速维修的实现。

　　在门机维修中，由于门机结构及内部维修环境复杂，同时大部分机械部件尺寸较大，零部件之间配合紧密，给维修的顺利进行带来较大困难。我们受此启发，在

　　门机的应急维修中，配备和制作了一大批拆装工具,维修平台等完整维修工具的抢修单元(如图3所示)，保证抢修工作的快速开展。例如我们针对旋转电机联轴节缓冲皮圈固定螺栓难以拆除的难题，自制了专用工具，可节约维修时间近2个小时，同时保证了操作人员的操作安全，实现了安全与效率的双赢效应。

　　此外，我们积极引进先进的维修工具。近年来，我们先后引购置了电动扳手、液压弯管机、电焊条烘干机、接地电阻测量仪、便携拉马等一系列实用工具，它们有的提高了现场维修效率，有的提高了设备维修质量，为门机“赛车式”维修模式的顺利实施提供坚实保障。

　　4.4 实行自主式快速故障诊断

　　F1赛车利用电子控制单元控制和记录赛车的所有电子程序，对包括加速计、轮胎磨损、振动、空气流量等各种传感器输入信息进行运算、处理、判断，数据以无线行驶传输到维修站，用以确定比赛策略和维修方案。

　　港口门机由于其体积等因素影响，全面实现传感器检测并不现实，但我们可以借助设备日常检查和定期保养的契机，对设备状态进行人为的实时监控和测量，并根据检测结果，针对性的制定合理的维修策略，以实现设备实现快速、精确的维修。例如针对门机滑轮，我们通过自制测量工具(如图4所示)，对门机滑轮的磨损情况进行定期检查和测量，并根据检查和测量结果，分析滑轮磨损原因，修订设备润滑要求并预设维修日期，提前进行备件及维修力量准备，制定换向使用或是整体更换等维修策略，完善维修细节安排。通过对滑轮磨损原因分析及动态检测，为开展预防性维修提供了有利依据，防止门机因突发故障影响正常的生产作业。

　　除此之外，我们正在建设的集门机动态称重、能耗计量、PLC远程监控为一体的门机信息化系统，可以通过对门机运行信息进行实时采集并进行集中管理、监控、处理、分析后，通过无线传输的方式传输到各类接收终端上，实现对港口装卸作业情况、设备运行情况、港口耗能等参数的实时监测。借此系统的投用，可以在发生设备电气故障时在远程查看门机故障原因，并以此优选人员及维修工属具的配置;同时对现场维修开展情况进行远程监控和指导，提高门机电气故障的诊断和维修效率。

　　4.5 维修预案的持续完善。

　　在方程式赛车快速维修的背后，是车队每年超过1300次进站维修演练，即使这样，在真正比赛维修中错误仍不可能完全避免，因为时间太短，任何一个微小的差错都可能酿成大错。同样，在港口门机维修中，不仅时间紧任务急，而且还可能存在各种突发性事件和问题，会给对维修的顺利推进造成各种不确定因素，而面对突发故障是否有维修方案可依据;在处理过程中的不确定因素有没有预控措施可执行，直接影响到设备维修能否顺利推进。因此，优秀的维修现场调度、完善的维修工艺制定以及事前的维修方案预演就显得尤为重要。

　　为此，我们不断优化设备保养、维修标准。通过制定设备自主维护基准书和设备维修工艺及技术规范并不断进行修订完善，积极引进先进维修设备和维修工艺，以图文并茂的形式明确告知员工人员分工、设备维保步骤、技术标准以及安全风险等事项，使员工能够在设备维修保养的过程中实现高效准确的诊断和现场处置。在每一次维修完成后，室队会组织第一时间参与维修的人员进行维修总结，对设备维修中的好的做法，存在的不足以及突发问题的处置等进行总结，并制定出相应改进措施，对完善设备的维修工艺，促使维修预案尽可能详尽、周全，覆盖所有可能发生的故障内容。此外我们针对每一个维修步骤都制定相应的技术检验标准，使每一项维保工作的每一个步骤都能按照“检查-操作-检查”的方式进行，以“倒退一步”的方式式对每一步工作进行安全和技术标准的验证，确保设备维保的每一个步骤操作都能达到其技术标准要求，有效保证了设备的维修质量。

　　目前，我们已在11#泊位MQ40-434门机变幅齿条的更换作业中全面导入了“赛车式”维修模式，通过不断的维修方案优化、持续改进的现场安排、完备的事前准备以及部件零坏整替的维修方式，将我们以前无法自主维修的项目，实现自主3天维修，维修周期压缩到了1天，将停机维修时间控制在12小时之内，减少了门机的停机时间，切实保证了港口的正常生产作业。今后我们将在门机变速箱等较大维修项目中推行“赛车式”维修机制，探索更加切合港口实际的“赛车式”维修模式，并将最终实现“赛车式”维修模式的全面推行，提高港口的设备保障能力。

　　5.结语

　　赛车式维修是在极短的时间内获得超高的完好性水平的维修方式。借鉴赛车快速维修的一些思想和做法，将有助于提高港口门机的可靠性、完好性。但同时也应当明确，由于门机和赛车存在明显不同，需要在投入的经费、高水平维修人才的培养等多个方面进行权衡、选择。因此不能简单地照搬赛车维修的做法，而是在深入分析的基础上取其可取之处，不断提高我港门机的应急维修水平和效益。