02以可靠性为中心的维修.ppt

2020 2 20 1 289 1 以可靠性为中心的维修 RCM 传统的维修思想是 设备的安全性与其系统 部件 附件 零件的可靠性紧密相关 可靠性又与设备的使用时间直接有关 而且在预防维修与可靠性之间存在着根本性的因果关系 因此 必须通过基于时间的预防维修 即通过定期检查 修理来控制设备的可靠性 预防性维修工作做得越多 设备越可靠 检修间隔期的长短是控制设备可靠性的重要因素 这是一种以定期检 2020 2 20 1 289 2 修为主的预防维修思想或定时维修思想 进入60年代 频繁的定期检修所导致的高额维修成本 迫使民航业对传统维修思想进行重新评价 并得出几点认识 传统的定时维修只适用于一些简单零部件和有支配性故障模式的复杂零部件 这些零部件的故障往往集中出现在某一平均役龄附近 因而定期检修对其可靠性可以起到有效控制的作用 对产生安全性后果的零部件规定一个安全寿命 对有重大经济性后果的零部件规定经济寿命是必要的 但是 复杂设备或没有 2020 2 20 1 289 3 支配性故障模式的设备零部件的故障并不集中出现在某一平均役龄 因此 企图通过使用时间来控制其可靠性是难以奏效的 通过冗余性设计 安全设计和其他方法可以削弱和切断零部件可靠性与安全性的联系 因此 关于故障全部影响安全性的假设就不符合现代飞机的实际情况 真正有安全性后果的故障不到20 飞机的固有可靠性和安全性水平是有效维修所能达到的最高水平 维修的作用是保持这一水平 2020 2 20 1 289 4 如果采取了一切可能的预防措施 仍然发生问题 那就证明飞机的固有能力不足 唯一的办法就是更改设计 预防性维修必须根据零部件的故障规律及后果 采取有针对性的维修策略 不是预防工作做得越多越好 如果预防工作超过了一定限度 反而会使零部件的可靠性下降 美国宇航局NASA所属的维修指导小组于1968 1978 1985以及1993年通过对民航设备及发电设备的四次大规模调研 分析出六种故障概率曲线 如图所示 2020 2 20 1 289 5 2020 2 20 1 289 6 第二种曲线表明状态恒定或故障条件可能性逐渐增加 第三种曲线表明发生故障的可能性缓慢增加 没有明显的磨损区 第四种曲线表明新设备使用后故障率迅速增加到一个恒定值 第五种曲线表明设备的故障率一直保持恒定 也就是随机故障 第六种曲线表明设备的故障率随时间下降到一个恒定值或故障率随时间的增加非常缓慢 2020 2 20 1 289 7 对民航设备进行的研究表明 4 的设备属于第一种类型 2 属于第二种 5 属于第三种 7 属于第四种 14 属于第五种 属于第六种类型的不少于68 上述研究与传统的维修理念是不一致的 RCM的理论认为 除非有一个支配性的与时间相关的故障模型 否则使用时间对于复杂设备的可靠性影响甚微 在此前提下 定期维修将会给其他稳定系统带来不良影响而增加总故障率 2020 2 20 1 289 8 一 以可靠性为中心的维修思想的基本原理 1 定时拆修对复杂设备的故障预防几乎不起作用 但对简单设备的故障预防有作用 2 提出潜在故障的概念 可使设备在不发生功能故障的前提下得到充分地利用 达到安全 经济的使用目的 3 检查并排除隐蔽功能故障是预防多重故障严重后果的必要措施 4 有效的预防性维修工作能够以最小的资源 2020 2 20 1 289 9 消耗来保持设备的固有可靠性 但不可能超过这个水平 要想超过这个水平 只有重新设计设备 5 预防性维修能降低故障发生的频率 但不能改变故障的后果 只有通过设计才能改变故障的后果 6 预防性维修工作是根据故障的后果和所做的维修工作既要技术可行又要有效来确定的 否则 不做预防性维修工作 而是要考虑更改设计方案 7 设备使用前的初始预防性维修大纲制订后 2020 2 20 1 289 10 需要在使用期间收集使用数据资料 不断修订 逐步完善 8 预防性维修大纲只有通过使用维修部门和研制部门长期共同协作才能逐步完善 二 RCM的定义 RCM在不同的领域有不同的定义 按照英国学者JohnMoubry给出的基本定义为 RCM是确定有形资产在其使用背景下维修需求的一种过程 2020 2 20 1 289 11 序号 传统维修观念 RCM的新观念 备注 设备故障的发生和发展与使用时间有直接关系 定时计划拆修普遍采用 设备故障与使用时间一般没有直接关系 定时计划维修不一定好 复杂与简单设备有很大的选择性 没有潜在故障的概念 无隐蔽故障和多重故障的概念 预防性维修能提高固有可靠度 预防性维修能避免故障的发生 能改变故障的后果 能做预防性维修的都尽量做预防性维修 完善的预防性维修大纲由维修部门的维修人员制定 通过更新改造来提高设备的性能 维修是维持有形资产 希望找到一个快速 有效的解决所有维修效率问题的方法 维修的目标是以最低费用优化设备可靠度 许多故障具有一定潜伏期 可通过现代各种手段检测到 从而安全 经济的决策维修 从可靠性原理及实践寻找或消除隐蔽故障 可以预防多重故障的严重后果 预防性维修不能提高固有可靠度 预防性维修难以避免故障的发生 不能改变故障的后果 采用不同的维修策略和方式 可以大大减少维修费用 完善的预防性维修大纲由使用人员与维修人员共同加以完善 通过改进使用和维修方式 也能得到一些良好的效果 维修是维持有形资产的功能 质量 售后服务 运行效益 操作控制 安全性等 首先改变人们的思维方式 以新观念不断渗透 其次再解决技术和方法问题 维修不仅影响可靠度和费用 还有环境保护 能源效率 质量和售后服务等风险 潜在故障概念适用于部分机件 可靠性理论是这一新观念的基础 可靠度是设计所赋予的 设计与故障后果有关 根据故障的分布规律 重视使用人员的作用 多从经济性后果考虑 资产能做什么比财产保护更重要 没有一药治百病的 神丹妙药 现代维修功能有了更广泛的目标 2020 2 20 1 289 12 四 RCM的七个基本问题1 在具体的操作条件下 设备的功能和相关的性能标准是什么 RCM方法的第一步就是明确每台设备在运行条件下的功能以及相关的性能指标 1 基本功能 包括速度 输出 处理或储存能力 产品质量和用户服务 2 第二类功能 在安全 控制 兼容性 舒适性 结构紧凑 经济性 保护 效率 环境友好甚至 2020 2 20 1 289 13 设备外观等方面的要求 多数设备可通过维护使其持续发挥用户要求的作用 设备的用户通常最了解设备的功能 因此 他们应参与到RCM的管理中 2 什么情况下设备无法履行其功能 可能使设备不能履行其功能要求的是故障 在采用合适的故障管理方法之前 要确认会发生什么故障 RCM的方法从两个层面来做此项工作 2020 2 20 1 289 14 首先 确定故障达到什么状态 然后 找出设备发生故障的原因 3 引起功能性故障的原因是什么 一旦功能故障被识别后 下一步是设法找出导致故障状态的故障模式 故障模式包括那些在相同或类似的设备在相同的运行条件下发生过的事件 通过现有维护制度预防的故障 以及至今仍未发生 但考虑到在运行条件下存在着发生的可能性的故障 大多数传统的故障模式包含了由于性能衰减或 2020 2 20 1 289 15 正常磨损而造成的故障 设备故障的所有可能的原因都能被识别并恰当地处理 同样重要的是充分识别各种故障的原因以保证处理时不会浪费时间和精力 4 故障发生时会出现什么情况 故障发生后的迹象 故障发生后的停机时间 故障发生后造成的危害 为排除故障所做的工作 2020 2 20 1 289 16 5 故障模式如何对故障后果产生影响 常见的故障模式有3000 10000种 这些不同的故障模式可能影响操作 也可能影响产品质量 用户服务 安全或环境 所发生的故障需要耗费时间和资金来修复 如果故障产生严重后果 应采取有效措施加以避免 如果故障后果较小或没有 则除基本清洁和润滑外不采取其它维护措施 RCM的理念并不是避免故障本身 而是消除或减 2020 2 20 1 289 17 轻故障的后果 RCM将故障后果分为以下四类 1 隐蔽性故障后果隐蔽性故障无直接影响但有可能导致严重甚至是灾难性的后果 2 安全及环境后果如果故障会造成人员伤亡 则具有安全性后果 如果故障破坏了企业 地方 国家或国际环境标准 则具有环境后果 3 实用性后果故障直接影响了生产 产量 质量 售后服务 2020 2 20 1 289 18 或除直接维修费用外的运行费用 则具有使用性后果 4 非使用性后果故障既不影响安全 也不影响生产 仅涉及直接维修费用 RCM方法将这些分类作为确定是否需要维护的指导原则 按照上述分类对各种故障模式的后果进行考察 将操作 环境和安全维护目标组合起来 这样有助于将安全和环保融合于维护管理中 后果评估过程重视对结构性能最有效果的维护活动 避免作用很小或没有作用的维护工作 同时更 2020 2 20 1 289 19 关注故障管理的不同策略 而不是专注于仅仅防止故障 6 如何才能预防故障 如前所述 除非有一种支配性的与时间相关的故障模式 否则使用时间对于复杂设备的可靠性影响甚微 在此前提下 定期维修将会给其他稳定系统带来不良影响而增加总故障率 7 非主动故障预防 找不到适当的预防性工作应怎么办 2020 2 20 1 289 20 可采用的手段 故障检测 及时采集各项相关数据 如纪录平均故障间隔时间 询问制造商 询问过去可能进行的功能故障检查的人员 重新设计 五 RCM的维修策略1 预防性维修 PreventiveMaintenance 通过对机件的检查 检测 发现故障征兆以防止 2020 2 20 1 289 21 故障发生 使其保持在规定状态所进行的各种维修活动 预防性维修包括檫拭 润滑 调整 检查 更换和定期检修等 2 恢复性维修 CorrectiveMaintenance 设备或其机件发生故障后 使其恢复到规定状态的维修活动 也称排除故障维修或修理 包括 故障定位 故障隔离 分解 更换 调校 检验 以及修复损伤件 3 改进性维修 ImprovementMaintenance 2020 2 20 1 289 22 对设备进行改进或改装 以提高设备的固有可靠性 维修性和安全性水平 改进性维修是维修工作的扩展 实质上是修改设备的设计 应属于设计 制造的范畴 但由于维修部门职责是保持 恢复设备的良好状态 因此在设备固有可靠性 维修性和安全性水平不足时 提出改进性维修是进行有效预防性维修和恢复性维修工作而采用的一种补充手段 也是设备改进循环中的一个必要环节 2020 2 20 1 289 23 六 RCM的维修措施1 定时策略 HardTime 定义 给机件规定一个时限 该机件使用到这个时限 就采取一定的措施 检修或更换 目的 预防功能故障发生 特别是有安全性后果或重大经济性后果的故障发生 检修后的项目恢复到零工作时间状态适用条件 故障具有耗损特性 即故障率随时间递增 但又不具有视情检查条件的机件 其故障对设备安全有直接有害的影响或有重大经济性后果 其可靠性水平随役龄而衰减 2020 2 20 1 289 24 关键点 确定一个最适宜的使用时限 优点 工作明确 管理简单 风险小 缺点 工作量大 效率低 浪费大 只要定时策略的机件到了它的使用时限 不管其本身实际技术状况如何就要检修或更换 往往不能充分利用它的可用寿命 此外 还会增加维修后的早期故障 甚至产生人为故障 RCM的定期维修已经消除了过去的经验性 凭经验确定时限 而被赋予了科学的内容 例如 一些限寿件仍按固定的时限更换 但是它的安全寿命和经济寿命都是用科学的方法制定的 2020 2 20 1 289 25 2 视情策略 OnCondition 有计划地定期检查机件的技术状态 根据机件本身的实际技术状况 确定翻修或更换的时机以及翻修工作的内容 一般是 当机件的视情检查参数超出了规定的限制值时 则要进行检修或更换 适用条件 要有能够代表机件技术状况的检测参数要有客观的 科学的参数判断标准要有一定的检测手段 2020 2 20 1 289 26 可达性和适检性要好机件的功能故障的发生是渐变性的 从缺陷发展到功能故障有一个较缓慢的时间过程 优点 能够充分利用机件的寿命 维修针对性强 检查工作量小 效率高 不需要分解检查 而采用原位或离位检查 测试的方法 可以缩短定期检查工作的时间 提高飞机的利用率 缺点 维修管理复杂 实行视情策略需要一定的条件 需要购置检查测试设备 风险较大 2020 2 20 1 289 27 3 状态监控 ConditionMonitoring 定义 不做预防性工作 当机件发生故障后再作修复或更换 但是 它依靠收集故障信号来判断是否存在潜在性故障 适用条件 当机件发生故障时 对安全没有直接有害的影响 机件没有隐蔽功能 其故障状态是明显的 优点 能最充分利用机件的寿命 使平时维修工作量达到最底限度 2020 2 20 1 289 28 缺点 实行这种策略 首先必须利用设计和试验资料进行机件的故障模式 影响和危害性分析 必须确保机件故障不影响安全和使用 特点 对机件不规定使用时限 也不作视情检查 采用的是发生故障后的事后处理方法 现代大型运输飞机 大约5 的项目采用定时策略 20 的项目采用视情策略 75 的项目采用状态监控策略 三种基本维修策略之间既没有明确的分界线 也没有一个绝对的方法来确定哪种策略适用 2020 2 20 1 289 29 哪种项目 正确的维修策略首先取决于航空技术装备的设计 其次由航空公司的安全性和经济性考虑来决定 由于各航空公司的机队规模 工作环境 航线结构 维修经验和数据分析能力的不同 强制规定某个维修项目统一归于某种策略是不可能的 对于一些重要设备 例如发动机 世界上大多数航空公司实际上采用了所有三种维修策略 对有寿命的时限部件 如轮盘和轮轴 进行定时更换 用视情数据和视情检查来评估整个发动机或单元体的技术 2020 2 20 1 289 30 状态 而发动机的一些附件则用状态监控方式来控制 七 RCM的应用RCM的管理时首先要确定设备的重要性 在出现故障时是否会威胁人身安全及环保 是否会造成重大经济损失 就设备系统而言 则可根据前述的重要度因子对重要