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以可靠性为中心的维修           ★★★
以可靠性为中心的维修
作者:佚名 文章来源:网上收集 点击数: 更新时间:2009-2-21 11:58:20

一、什么是以可靠性为中心的维修?

 


以可靠性为中心的维修(RCM)是目前国际上通用的用以确定设(装)备预防性维修需求、优化维修制度的一种系统工程方法。按国家军用标准GJB1378-92《装备预防性维修大纲的制定要求与方法》,RCM定义为:“按照以最少的资源消耗保持装备固有可靠性和安全性的原则,应用逻辑决断的方法确定装备预防性维修要求的过程或方法”。它的基本思路是:对系统进行功能与故障分析,明确系统内各故障后果;用规范化的逻辑决断程序,确定各故障后果的预防性对策;通过现场故障数据统计、专家评估、定量化建模等手段在保证安全性和完好性的前提下,以最小的维修停机损失和最小的维修资源消耗为目标,优化系统的维修策略。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

 

 

 

二、RCM分析的输出是什么?

 


对于民用设备,RCM分析的结果给出的是设备的预防性维修工作项目、具体的维修间隔期、维修工作类型(或方法)和实施维修的机构。对于军用装备而言,RCM分析的结果是针对于该装备的预防性维修大纲。装备预防性维修的大纲是规定装备预防性维修要求的汇总文件,是关于该装备预防性维修要求的总的安排。其主要内容包括:

 


需要进行预防性维修的产品或项目(WHAT);

实施的维修工作类型或“方式”(HOW);

维修工作的时机即维修期(WHEN);

实施维修工作的维修级别(WHERE)。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

 


装备预防性维修大纲对于我们的维修管理来说是一个新的术语,它是装备全系统、全寿命维修管理的产物。按着现代维修工程的要求,装备在研制过程中就要规划其维修保障系统,而维修大纲是规划维修保障系统的顶层文件,是纲目性的资料。因为只有搞清了装备的维修工作需求才能进一步有针对性地设计和优化维修保障系统。[NextPage]

三、RCM的产生与发展背景

RCM的产生与装备维修方式的多样化与人们对维修实践的不断认识有直接的关系。二十世纪50年代末以前,在各国装备维修中普遍的做法是对装备实行定时翻修,这种做法来自早期对机械事故的认识:机件工作就有磨损,磨损则会引起故障,而故障影响安全,所以,装备的安全性取决于其可靠性,而装备可靠性是随时间增长而下降的,必须经常检查并定时翻修才能恢复其可靠性。基于这种认识,人们认为:预防性维修工作做得越多、翻修周期越短、翻修深度越大,装备就越可靠。但是,对于复杂装备或产品来说,传统的做法常常会遇到两个重大问题,一是随着装备的复杂化,无论机件大小都进行定时翻修其维修费用不堪重负;二是有些产品或项目,不论其翻修期缩到多短、翻修深度增到多大,其故障率仍然不能有效控制。

60年代初,美国联合航空公司通过收集大量数据并进行分析,发现航空机件的故障率曲线有六种基本形式,符合典型的“浴盆曲线”的仅占4%,且具有明显耗损期的情况也并不普遍,没有耗损期的机件约占89%。通过分析他们得到两个重要结论,即:对于复杂装备,除非具有某种支配性故障模式,否则定时翻修无助于提高其可靠性;对许多项目,没有一种预防性维修方式是十分有效的。在其后近10年的维修改革探索中,通过应用可靠性大纲、针对性维修、按需要检查和更换等一系列试验和总结,形成了一种普遍适用的新的维修理论--以可靠性为中心的维修。1968年,美国空运协会颁发了体现这种理论的飞机维修大纲制订文件MSG-1《手册:维修的鉴定与大纲的制订》(RCM的最初版本),该文件由领导制订波音747飞机初始维修大纲的维修指导小组(Maintenance Steering Group-MSG)起草的,在波音747飞机上运用后获得了成功。按照RCM理论制订的波音747飞机初始维修大纲,在达到20000h以前的大的结构检查仅用6.6万工时;而按照传统维修思想,对于较小且不复杂的DC-8飞机,在同一周期内需用400万工时。对于任何用户这种大幅度的减少维修工时、费用,其意义是显而易见的,重要的这是在不降低装备可靠性的前提下实现的。

1974年美国国防部明令在全军推广以可靠性为中心的维修。1978年,美国国防部委托联合航空公司在MSG-2的基础上研究提出维修大纲制订的方法。诺兰(Nowlan,F.S.)与希普(Heap,H.F.)合著的《以可靠性为中心的维修》正是在这种情况下出版的。在此书中正式推出了一种新的逻辑决断法--RCM法,它克服了MSG-1/2中的不足之处,明确阐述了逻辑决断的基本原理。自此,RCM理论在世界范围内得到进一步推广应用,并不断有所发展。美国国防部和三军制订了一系列指令、军用标准或手册,推行RCM取得成功。进入90年代后,RCM已广泛应用于世界上许多工业部门或领域,其理论又有了新的发展。1991年,英国的约翰·莫布雷(John Moubray)撰写了新的《以可靠性为中心的维修》(简称RCM2),并于1997年修订后再版

四、RCM的用途及效益

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RCM的在军用装备上的应用有两个方面:一是现役装备;二是新装备。在现役装备上应用RCM,系统地分析出装备的故障模式、原因与影响,有针对性地确定装备预防性维修工作的类型,优化维修任务分工,以有限的维修费用保持装备的可靠性,提高战备完好性,可以实现装备维修管理的科学化。在新装备上通过应用RCM制订预防性维修大纲,提供建立维修保障系统的基础性文件与数据,及时规划维修保障系统,促使新装备尽早形成战斗力。

对于民用企业来讲,通过RCM分析将产生如下四项具体的成果:

--供维修部门执行的维修计划;

--供操作人员使用的改进了的设备使用程序;

--对不能实现期望功能的设备,列表指出了哪些地方需改进设计或改变操作程序。

--完整的RCM分析记录文件为以后设备维修制度的改进提供了可追综的历史信息和数据,也为企业内维修人员的配备、备件备品的储备、生产与维修的时间预计提供基础数据。

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通过RCM分析所得到的维修计划具有很强的针对性,避免了“多维修、多保养、多多益善”和“故障后再维修”的传统维修思想的影响,使维修工作更具科学性。实践证明:如果RCM被正确运用到现行的维修中,在保证生产安全性和设备可靠性的条件下,可将日常维修工作量降低40%至70%,大大地提高了资产的使用率。

随着生产自动化程度的不断提高,维修在现代企业中的地位也日益重要。据统计,现代企业中,故障维修和停机损失费用已占其生产成本的30%-40%。有些行业,维修费用已跃居生产总成本的第二位,甚至更高。另外,环境保护与安全生产业的立法越来越严格,故障控制与预防必然成为现代企业管理所面临的重要课题,而RCM正是解决这一课题的关键手段之一。所以,进入90年代后,RCM在西方工业界获得了广泛的应用。例如:仅英国Aladon维修咨询有限公司,从90年代开始就为40多个国家的1200多家大中型企业成功地进行过RCM的咨询、培训和推广应用工作。

80年代中后期,我国军事科研部门开始跟踪研究RCM理论和应用。1992年国防科工委颁布了由军械工程学院为主编单位编制的我国第一部RCM国家军用标准GJB1378《装备预防性维修大纲的制定要求与方法》,该标准在海军、空军及二炮部队重点型号上的应用取得了显著的军事、经济效益。但就总体而言, 由于技术、管理和认识上的原因,RCM在我国军用装备上和民用设施与设备上的推广应用一直处于研究与探索阶段,还没有做真正意义上的应用工作,还没有取得应有的效益。

RCM的原理及分析过程

 


一、 RCM的基本观点

 


--装备的固有可靠性与安全性是由设计制造赋予的特性,有效的维修只能保持而不能提高它们。RCM特别注重装备可靠性、安全性的先天性。如果装备的固有可靠性与安全性水平不能满足使用要求,那么只有修改设计和提高制造水平。因此,想通过增加维修频数来提高这一固有水平的做法是不可取的。维修次数越多,不一定会使装备越可靠、越安全。

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--产品(项目)故障有不同的影响或后果,应采取不同的对策。故障后果的严重性是确定是否做预防性维修工作的出发点。在装备使用中故障是不可避免的,但后果不尽相同,重要的是预防有严重后果的故障。故障后果是由产品的设计特性所决定的,是由设计制造而赋予的固有特性。对于复杂装备,应当对会有安全性(含对环境危害)、任务性和严重经济性后果的重要产品,才做预防性维修工作。对于采用了余度技术的产品,其故障的安全性和任务性影响一般已明显降低,因此可以从经济性方面加以权衡,确定是否需要做预防性维修工作。

--产品的故障规律是不同的,应采取不同方式控制维修工作时机。有耗损性故障规律的产品适宜定时拆修或更换,以预防功能故障或引起多重故障;对于无耗损性故障规律的产品,定时拆修或更换常常是有害无益,更适宜于通过检查、监控,视情进行维修。

--对产品(项目)采用不同的预防性维修工作类型,其消耗资源、费用、难度与深度是不相同的,可加以排序。 对不同产品(项目),应根据需要选择适用而有效的工作类型,从而在保证可靠性与安全性的前提下,节省维修资源与费用。

二、 RCM分析中的七个基本问题

 


1994年,美军采办政策改革后,美国三军的RCM标准被废止或不再具有强制性,而民用企业领域存在多种RCM版本,承包商使用哪些标准才能代表真正意义上的RCM过程?1999年国际汽车工程师协会(SAE)颁布的RCM标准《以可靠性为中心的维修过程的评审准则》(SAE JA1011)给出了正确的RCM过程应遵循的准则,如果某个大纲制定过程满足这些准则,那么这个过程就可以被称为“RCM过程”。反之,则不能称之为“RCM过程”。 JA1011并没有给出一个标准的RCM过程而只是提供了判据准则用于判断哪些过程是真正的RCM过程。按照SAE JA1011第五章的规定,只有保证按顺序回答了标准中所规定的七个问题的过程,才能称之为RCM过程。

1)在现行的使用背景下,装备的功能及相关的性能标准是什么?(功能)

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2)什么情况下装备无法实现其功能?(功能故障模式)

3)引起各功能故障的原因是什么?(故障模式原因)

4)各故障发生时,会出现什么情况?(故障影响)

5)_各故障在什么情况下至关重要?(故障后果)

6)做什么工作才能预计或预防各故障?(主动性工作类型与工作间隔期)

7)找不到适当的主动性维修工作应怎么办?(非主动性工作)

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按上述准则对照,现有RCM版本中《RCMⅡ》、MSG-3、MIL-STD1843、GJB1378可以称得上是“真正”的RCM过程,但以《RCMⅡ》为最“正宗”。因为SAE标准中包括上述七个问题在内的很多内容与《RCMⅡ》相同,由此可以看出:SAE标准的制订过程受《RCMⅡ》的影响较大。同样,SAE标准的颁布必将对有使用《RCMⅡ》授权资格的Aladon公司带来巨大的商业利益。

回答上述七个问题,必须对产品的功能、功能故障、故障模式及影响有清楚的定义和了解,为此必须通过“故障模式及影响分析(FMEA)”对所分析的产品进行故障审核,列出其所有的可能的功能及其故障模式和影响,并对故障后果进行分类评估,然后根据故障后果的严重程度,对每一故障式做出是采取预防性措施还是不采取预防性措施待其故障后进行修复的决策,如果采取预防性措施,选择哪种类型的工作。RCM分析中对故障后果的评估分类和预防性工作类型的选择是依据逻辑决断图进行的。不同的RCM版本所提供的RCM决断图略有不同,但大致过程一致。

三、RCM分析过程

 


1、RCM分析所需的信息

进行RCM分析,根据分析进程要求,应尽可能收集下述有关信息,以确保分析工作能顺利进行。

①产品概况。如产品的构成、功能(包含隐蔽功能)和余度等;

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②产品的故障信息。如产品的故障模式、故障原因和影响、故障率、故障判据、潜在故障发展到功能故障的时间、功能故障和潜在故障的检测方法等;

③产品的维修保障信息。如维修设备、工具、备件、人力等;

④费用信息。如预计的研制费用、维修费用等;

⑤相似产品的上述信息。

 


2 RCM分析的一般步骤

RCM分析的一般步骤如下:

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①确定重要功能产品(FSI);

②进行故障模式影响分析(FMEA);

③应用逻辑决断图选择预防性维修工作类型;

④系统综合,形成计划。

 


2.1 重要功能产品确定

装备是由大量的零部件组成的,这些零部件都有其具体的功能,也都有可能发生故障。其中有些故障的后果危及到安全,有的对完成任务有直接的影响,而大部分的故障对装备整体没有直接影响,这些故障发生后及时地排除就是了,其唯一的后果就是事后修理的费用,且这个费用一般会比预防修理的费用为低。因此,制订维修大纲时,没有必要对所有的成千上万个零件逐一进行分析。预防性维修大纲的工作只针对比较少的一部分产品,即:重要功能产品,它是指那些故障会影响任窈桶踩裕蛴兄卮缶眯院蠊牟贰U庑┎房梢允窍低场⒎窒低常考蛄慵<ㄖ匾返墓ぷ骶褪侨范ㄏ低常窒低场⒉考蛄慵恳徊愦沃械闹匾贰J紫龋炎氨赴锤丛映潭纫来瘟谐銎渌胁罚纬伞肮乖焓鳌比缓蟀哑涔收舷匀欢宰氨该挥兄匾蠊牟反印笆鳌敝新匀ィ粝吕吹牟肥潜匦胱鑫扪芯康牟贰?BR> 归为不重要的产品是指下列产品:(1)它们的功能与装备的使用功能没有重大影响;(2)它们在设计上有余度,其功能不会影响使用能力;(3)故障没有安全性和使用性后果,很容易进行修复;(4)根据经验和实际分析不可能发生故障的产品。但是隐蔽功能产品不管它们是否重要都要求做预防性维修。因此,隐蔽功能产品都要做为重要产品。这样的划分具有以下性质:

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a包含有重要产品的任何产品,其本身也是重要产品;

b任何非重要产品都包含在其上一层的重要产品之一;

c包含在非重要产品之下的任何产品也是非重要产品。

这样从简化的“构造树”中,我们就可以确定一个重要产品的层次,我们把这个层次的产品做为重要产品分析,从而可以使我们的分析工作集中于几十个产品,而不是成千上万个零部件。从而大大简化了分析过程。

2.2故障模式及影响分析

RCM分析的第二步就是对选定的重要功能产品进行故障模式及影响分析(FMEA),通过FMEA,明确产品的功能、故障模式、故障原因和故障影响,从而为基于故障原因的RCM决断分析提供基本信息。

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2.3 RCM逻辑决断

对于重要功能产品的每一个故障原因严格按本次培训所提供的RCM逻辑决断图进行分析决断,提出针对该故障原因的预防性维修工作与工作间隔期。

各类预防性维修工作间隔期的确定可以参考以下数据与方法:

--产品生产厂家提供的数据:

--类似产品的相似数据;

--已有的现场故障统计数据;

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--有经验的分析人员的主观判断;

--对重要、关键产品的维修工作间隔期的确定要有模型支持和定量分析。

 


2.4 系统综合,形成计划

单项工作的间隔期若是最优,并不能保证总体的工作效果最优。有时为了提高维修工作的效率,我们需要把维修时间间隔各不相同的维修工作组合在一起,这样也许会使某些工作的频度比其计算出的结果要高一些,但是提高工作效率所节约的费用会超过所增加的费用。组合工作时应以预定的间隔期为基准,尽量采用预定的间隔期。确定预定的间隔期时应结合现有的维修制度,尽可能的与现有的维修制度一致。武器装备的预定的间隔期可以考虑以训练日、周、月、季、年为预定间隔期,把各项预防性维修工作按间隔时间靠入相邻的预定间隔期,但对安全后果和任务后果的预防性维修工作靠入的预定间隔期,不应大于其分析得到的工作间隔期。 

资讯录入:设备管理    责任编辑:设备管理 
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