設(shè)備主動(dòng)性維修預(yù)先維修與以可靠性為中心的維修RCM管理

1、設(shè)備主動(dòng)性維修、預(yù)先維修與以可靠性為中心的維修RCM管理1 引言“以可靠性為中心的維修”譯自英文“Reliability Centered Maintenance”，簡稱“RCM”，它是國內(nèi)外維修行業(yè)已經(jīng)非常熟悉的一個(gè)用詞，是受到世界各國普遍承認(rèn)的科學(xué)的維修理論。在發(fā)達(dá)國家，RCM的推廣應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成效，并且還在繼續(xù)擴(kuò)展。主動(dòng)性維修或主動(dòng)維修，源于Proactive Maintenance （縮寫為Promaint或PaM，也可譯為“預(yù)先維修”），從上世紀(jì)90年代開始，在西方國家逐漸發(fā)展和應(yīng)用。2002年歐洲維修聯(lián)盟（EFNMS）第16次會(huì)議曾將Promaint作為會(huì)議主題。但是“主動(dòng)性

2、維修”到底是什么，各國是“仁者見仁，智者見智”，存在不同的理解，就是在Promaint發(fā)源地，對其概念、原理和具體技術(shù)也有著截然不同的觀點(diǎn)。本文將在分析有代表性的兩種主動(dòng)性維修觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究如何應(yīng)用主動(dòng)性維修，豐富和完善現(xiàn)有的RCM理論和方法。2 兩種不同的“主動(dòng)性維修”（PaM）2.1 狹義的“主動(dòng)性維修”2.2 廣義的“主動(dòng)性維修”1997年，國際著名的RCM專家J.Moubray在其名著RCM第二版3中提出了主動(dòng)性（Proactive ）維修和非主動(dòng)性（Reactive）維修的概念，并進(jìn)行了解釋。他認(rèn)為主動(dòng)性維修工作是為了防止產(chǎn)品達(dá)到故障狀態(tài)，而在故障前所采取的工作。他把原來的三類預(yù)

3、防性維修工作（視情（即預(yù)測性）維修、定期修復(fù)和定期報(bào)廢）都?xì)w屬于主動(dòng)性維修，認(rèn)為這些工作均是在故障發(fā)生前進(jìn)行的主動(dòng)工作。當(dāng)不可能選擇有效的主動(dòng)性工作時(shí)，應(yīng)根據(jù)故障后果選擇非主動(dòng)性維修，非主動(dòng)性維修包括修復(fù)性維修、故障檢查和改進(jìn)設(shè)計(jì)。這里的主動(dòng)性維修實(shí)際上是廣義的主動(dòng)性維修，該主動(dòng)性維修不僅預(yù)防故障本身，更重要的是避免故障后果。2.3 兩種主動(dòng)性維修的比較為了進(jìn)一步對兩種主動(dòng)性維修進(jìn)行比較，這里分析二者與其他維修策略之間的關(guān)系，見表1：表1：狹義主動(dòng)維修和廣義主動(dòng)維修與其他維修策略的關(guān)系表 通過前面的分析，可以得出以下基本結(jié)論：狹義的主動(dòng)性維修強(qiáng)調(diào)通過消除或控制故障產(chǎn)生的條件，從故障根

4、源上對故障進(jìn)行預(yù)防，是積極主動(dòng)的預(yù)防故障。這種理論和實(shí)踐，在設(shè)備（資產(chǎn)）管理領(lǐng)域并不是新生事物。在許多設(shè)備、裝備中通過各種保養(yǎng)活動(dòng)，例如檢查和嚴(yán)格控制液壓或潤滑油質(zhì)（包括酸堿度）、充氮、干燥劑、密封等都是力圖消除或控制故障產(chǎn)生的條件，從根源上預(yù)防故障，避免故障損失，延長使用壽命，節(jié)省費(fèi)用和資源。但是傳統(tǒng)的技術(shù)、方法非常有限。今天的狹義主動(dòng)性維修，強(qiáng)調(diào)通過應(yīng)用各種高新技術(shù)手段，如自動(dòng)粒子計(jì)數(shù)器、油水分析儀、粘度計(jì)、張力計(jì)等實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，監(jiān)控和消除故障根源，是維修理念和技術(shù)上的重大發(fā)展。依據(jù)實(shí)際情況大力推廣和開展應(yīng)用研究有其重要的積極的意義。狹義的主動(dòng)性維修有其一定的使用范圍和對象，實(shí)現(xiàn)狹義的主動(dòng)

5、性維修必須具備一定的條件。首先，產(chǎn)品要有所謂的5種故障：條件性故障、初始性故障、臨近性故障、急劇性故障、功能性故障；還要求具有先進(jìn)的檢測技術(shù)，準(zhǔn)確地判定可能引起故障的誘因，并在裝備的材料和性能退化之前及時(shí)采取措施進(jìn)行維修，恢復(fù)和保持設(shè)備的穩(wěn)健運(yùn)行狀態(tài)。因此，實(shí)施狹義的主動(dòng)維修要看是否有適用的、經(jīng)濟(jì)的、有效的“主動(dòng)維修”措施；同時(shí)，是否實(shí)施主動(dòng)維修要看故障影響、故障后果是否有必要，過早的“主動(dòng)維修”措施有可能使零部件的壽命無法得到充分利用。所以，它特別適用于可靠度要求比較高的關(guān)鍵設(shè)備或部件。按照狹義的主動(dòng)性維修，把維修中的大多數(shù)工作包括“基于狀態(tài)的維修（CBM）”這樣先進(jìn)的技術(shù)都看作為“被動(dòng)的”

6、，盡管從廣義的故障概念上講有一定的道理，但從實(shí)效上看，這種稱謂未必有利。廣義的主動(dòng)性維修，從功能故障的發(fā)生與否區(qū)分主動(dòng)性維修和非主動(dòng)性維修，會(huì)更合理，更利于人們接受。同時(shí)，不同的維修方式有各自的應(yīng)用范圍，不同維修方式本身并無絕對的先進(jìn)和落后之分。在具體選擇或確定維修方式時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的應(yīng)用實(shí)際，從費(fèi)用效果（包括對環(huán)境的影響）綜合權(quán)衡決定。某一種維修并不能完全取代或排斥其他維修。3 預(yù)先維修的概念如上所述，在Moubray繼Fitch之后使用Proactive Maintenance，提出廣義的主動(dòng)性維修，其中可以包含狹義的主動(dòng)性維修。事實(shí)上，在Moubray的RCM第2版所介紹的相當(dāng)一部分狀

7、態(tài)監(jiān)測技術(shù)，就是針對故障根源的。但是，作者并沒有區(qū)分和強(qiáng)調(diào)這種維修策略。在目前的RCM分析中，在分析項(xiàng)目故障模式的故障原因時(shí)并沒有特別強(qiáng)調(diào)其他產(chǎn)品或外界因素對故障原因主體的影響，即故障根源問題。一些經(jīng)驗(yàn)不很豐富的分析人員在對設(shè)備進(jìn)行分析時(shí)容易漏掉這些影響因素。比如，在對液壓裝置（如火炮駐退機(jī)）進(jìn)行故障模式影響分析時(shí)，機(jī)筒（駐退筒）銹蝕可能是導(dǎo)致液壓裝置（駐退機(jī)）發(fā)生功能故障的一種故障原因，但未必進(jìn)一步分析導(dǎo)致銹蝕的根源可能是液體變質(zhì)引起的。這樣在對機(jī)筒銹蝕進(jìn)行RCM決斷時(shí)，可能只是考慮如何檢查銹蝕，避免功能故障的發(fā)生；而如果考慮到液體的變質(zhì)，預(yù)先采取對液體進(jìn)行定期檢查或更換，消除故障根源可能是

8、更有效而經(jīng)濟(jì)的。基于對上述兩種主動(dòng)性維修和RCM分析過程中存在問題的分析，為了將狹義的主動(dòng)性維修與其他主動(dòng)性維修區(qū)分開來、突出出來，我們將它稱為“預(yù)先維修”?！癙roactive Maintenance” 本來就可譯為“預(yù)先維修”。預(yù)先維修針對的是“故障根源”，“故障根源”是指可能引起最低層分析項(xiàng)目（故障原因主體）發(fā)生故障的一切外部因素，這些外部因素包括材料變形、超常液體污染、液體泄漏、液體化學(xué)不穩(wěn)定、液體物理不穩(wěn)定、液體氣蝕、液體溫度不穩(wěn)定、嚴(yán)重的磨損狀況等，也包括可能誘發(fā)故障原因主體發(fā)生故障的其他非分析產(chǎn)品故障。在這里，“故障根源”和Fitch的“故障根源”相比范圍要廣。不但包括Fitch

9、書中針對機(jī)械特別是液壓系統(tǒng)的故障根源，而且也可應(yīng)用于其他系統(tǒng)或設(shè)備。包含相對于最低層分析項(xiàng)目（故障原因主體）的維修工作而言，預(yù)先維修工作是優(yōu)先進(jìn)行的工作。在維修工作的實(shí)施過程中，一般優(yōu)先選做預(yù)先維修工作，然后才是其他維修工作。從這個(gè)意義上說，采用“預(yù)先”也比“主動(dòng)”更合適。預(yù)先維修是針對故障根源采取的維修措施，包括對故障根源的監(jiān)測和排除。它可以是現(xiàn)有預(yù)防性維修工作形式（保養(yǎng)、視情維修、定期更換、故障檢查、重新設(shè)計(jì)等）中的任一類型或組合。4 考慮預(yù)先維修的RCMRCMA已經(jīng)成為世界各國公認(rèn)的規(guī)劃和確定預(yù)防性維修工作的科學(xué)方法，其目標(biāo)是以最少的資源消耗保持系統(tǒng)的可靠性（規(guī)定條件的可靠性）和安全性；

10、而預(yù)先維修則把外部條件也考慮進(jìn)去，全面考察影響裝備可靠性與安全性的因素，強(qiáng)調(diào)通過改善機(jī)件的外在條件延長壽命，延緩故障的發(fā)生（盡管不能完全消除故障），提高產(chǎn)品的固有可靠性。預(yù)先維修對原有的RCM原理和分析方法提出了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的RCM并未特別強(qiáng)調(diào)預(yù)先維修的概念，從FMEA和RCM決斷中很難充分考慮故障根源，找出針對性措施，因此應(yīng)將預(yù)先維修引入RCM分析過程。把預(yù)先維修更充分地結(jié)合進(jìn)RCM分析過程，將使RCM變得更加完善，更具生命力。積極推進(jìn)預(yù)先維修的美國海軍說得好：預(yù)先維修是富有生命力的RCM。4.1 預(yù)先維修和其他維修工作類型的比較如上所述，預(yù)先維修不是一種獨(dú)立的維修工作類型，可以是現(xiàn)有維修工作

11、類型（保養(yǎng)、視情維修、定期更換、故障檢查、重新設(shè)計(jì)等）中的任何一種或組合，它同樣要對產(chǎn)品（故障根源）的狀態(tài)進(jìn)行檢測或監(jiān)測，并根據(jù)需要采取措施。但針對的具體對象、實(shí)施的順序卻不同，如表2。表2 預(yù)先維修與其他維修的比較預(yù)先維修其他維修針對的故障“條件性故障”或故障根源功能故障、潛在故障應(yīng)用的對象外部因素RCM分析項(xiàng)目監(jiān)控、檢測機(jī)件所處的外部環(huán)境、介質(zhì)以及其他非分析產(chǎn)品，如：液壓油、潤滑油或氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)，滲漏，溫度，氣蝕，機(jī)件不對中等各種“穩(wěn)定性”問題。零部件的磨損、腐蝕或其他材料和性能退化，如：磨損，液壓油、潤滑油中金屬粒含量(反映磨損狀況)；振動(dòng)。實(shí)施順序如果故障根源存在應(yīng)優(yōu)先實(shí)施在預(yù)

12、先維修工作之后進(jìn)行修復(fù)或糾正措施排除故障誘因，對故障誘因進(jìn)行保養(yǎng)、更換、修復(fù)、改進(jìn)、替換(4-R)等。如：更換液壓油或潤滑油脂、不兼容的材料，充氮，消除不對中等；改進(jìn)過濾網(wǎng)或冷卻器件等。對發(fā)生功能故障或潛在故障的零部件、元器件或單元進(jìn)行保養(yǎng)、更換、修復(fù)、改進(jìn)、替換(4-R)等。4.2 考慮預(yù)先維修的RCM分析過程通過在RCM中引入預(yù)先維修，可以把維修的視野向前延伸到識(shí)別、排除故障根源上，這種“預(yù)先”活動(dòng)使維修變得更加“主動(dòng)”，從而更加“預(yù)先地”減少維修需求。對于一些關(guān)鍵的產(chǎn)品在條件允許的情況下進(jìn)行考慮，對于使用可靠性的提高和壽命的延長是非常有必要的。在RCM分析過程不變的前提下，可以在FMEA

13、表中填寫導(dǎo)致故障原因的潛在“故障根源”， 故障根源的直接影響是導(dǎo)致故障原因。當(dāng)能夠確定故障根源時(shí)，F(xiàn)MEA中的其他分析內(nèi)容均應(yīng)考慮針對故障根源。在為故障根源確定預(yù)先維修工作時(shí)，與為故障原因確定預(yù)防性維修工作時(shí)一樣，也需要進(jìn)行綜合權(quán)衡，需要根據(jù)具體的判定條件為故障根源確定合適的預(yù)先維修工作。RCM決斷過程中，是否選擇某項(xiàng)預(yù)先維修工作，取決于該項(xiàng)工作是否滿足其適用性準(zhǔn)則和有效性準(zhǔn)則。各預(yù)先維修工作的適用性準(zhǔn)則和有效性準(zhǔn)則與現(xiàn)有RCM決斷圖中相應(yīng)的預(yù)防性維修工作的適用性準(zhǔn)則和有效性準(zhǔn)則相似。確定的預(yù)先維修工作可以是RCM決斷圖中的任何一種預(yù)防性維修工作形式或組合。根據(jù)前面的討論，引入預(yù)先維修后不需對

14、RCM決斷圖進(jìn)行改動(dòng)。在進(jìn)行RCM決斷時(shí)，如果FMEA表中的故障原因后面有“故障根源”，應(yīng)首先對故障根源進(jìn)行RCM決斷，明確該故障根源可能導(dǎo)致功能故障的后果，找出針對具體故障根源的預(yù)先維修措施。此外，還應(yīng)對故障原因進(jìn)行決斷，找出針對具體故障原因的有效的預(yù)防措施。如果導(dǎo)致故障原因主體發(fā)生故障的“故障根源”不存在，則應(yīng)對故障原因正常地進(jìn)行RCM分析決斷，找出針對故障原因的預(yù)防性維修工作。決斷完成后，應(yīng)把針對故障根源的預(yù)先維修工作、針對故障原因的預(yù)防性維修工作分別列在維修大綱中。在根據(jù)維修大綱制定維修手冊實(shí)施維修的過程中，在正常情況下，應(yīng)首先對故障根源實(shí)施預(yù)先維修工作。如果通過對故障根源的檢測或監(jiān)測發(fā)現(xiàn)其結(jié)果沒有問題（如油液、氣體性質(zhì)正常等），那么就不必再對與故障根源相對應(yīng)的故障原因采取預(yù)防性維修措施；反之，如果預(yù)先維修的檢測或監(jiān)測發(fā)現(xiàn)了“條件性故障”，不但要對故障根源采取糾正措施，而且還應(yīng)對故障原因采取有效的預(yù)防措施。如果導(dǎo)致故障原因主體發(fā)生故障的“故障根源”不存在，那么只需對故障原因采取相應(yīng)的預(yù)防性維修措施。