汽车维修工程（第三版）课件：维修理论及其维修性评价

汽车维修工程（第三版）维修理论及其维修性评价第一节维修方式及其策略演化一、维修方式

1.预防性维修

预防性维修（ＰＭ），是指通过对设备的检查、检测发现故障征兆以防止故障的发生,并使其保持在规定状态所进行的各种维修活动。

预防性维修包括清洁、润滑、检查、调整、更换和定时拆修（计划修理）等活动，是在故障发生前预先对设备或其部件进行的维修。4.1维修方式及其策略演化

预防性维修分为以下几种形式：

１）定时拆修（ＲＷ）

２）定时报废（ＤＳ）

３）视情维修（OC）

４）状态监控维修（CMM）５）隐患检测（IH）

4.1维修方式及其策略演化2.恢复性维修恢复性维修（CM）是指设备或零部件发生故障后，使其恢复到规定状态所进行的维修活动，也称排除故障维修或修理，非计划维修（UnscheduledMaintenance）。恢复性维修包括：故障定位，故障隔离，分解、更换、调校、检验以及修复损坏件等。3.改进性维修改进性维修（IM）。改进性维修是利用完成设备维修任务的时机，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。实质上是修改设备设计，应属于设计、制造的范畴。提出改进性维修是进行有效的预防性维修和恢复性维修的补充手段，也是设备性能改进与提高的必要环节。4.1维修方式及其策略演化

二、维修策略的演化维修策略不断的改进被分成四个阶段。第四阶段1）基于风险的检查2）基于风险的维修3）基于风险的寿命评估4）以可靠性为中心的维修5）状态监测维修6）计算机辅助维修管理和信息系统第一阶段1）计划预防维修2）定期维修3）计划和控制性作业第二阶段1）计划预防维修2）定期维修3）计划和控制性作业第三阶段1）视情维修2）以可靠性为中心的维修3）多元技术团队作业计4）主动预防维修5）计算机辅助维修管理和信息系统1920

19301940195019601970198019902000现在图4-1维修策略演化过程的主要维修方式4.1维修方式及其策略演化1.传统维修策略从维修策略的演变过程来看，传统维修策略或称早期维修策略属于第一阶段，即1920-1940年期间。工业生产不是高度的机械化，备结构简单，而且设计得也容易修理。设备一直使用到发生故障为止，没有办法预测故障什么时候发生。

第一阶段中，主要采取的维修方式有：故障后修理，日常维修和恢复性维修。

2.计划预防维修策略计划预防维修策略属于第二阶段，即20世纪50年代初期至20世纪70年代中后期。

采用的维修方式包括：计划预防维修，定期维修，计划和控制性作业系统。

4.1维修方式及其策略演化

3.以可靠性为中心的维修策略以可靠性为中心的维修策略属于第三阶段，即20世纪70年代后期至2000年期间。在这段时间内，设备维修所采取的策略被认为是第三次进化。主要采取的维修方式有：视情维修，以可靠性为中心的维修，计算机辅助维修管理和信息系统，多元技术团队作业，主动预防维修等。4.基于风险评估的维修策略基于风险评估的维修策略属于现代阶段，即2000开始到现阶段。这个阶段主要采取的维修方式有：基于风险的检查，基于风险的维，基于风险的寿命评价，以可靠性为中心的维修（RCM），状态监测维修（CMM），计算机辅助维修管理和信息系统（CAM/MIS）等。维修理论及其维修性评价第二节以可靠性为中心的维修理论一、理论简介维修理论是关于设备维修本质和规律的系统知识，包括维修性设计、维修工艺方法和维修生产管理等方面的知识。维修理论用于设备全寿命周期维修效益的优化、保证设备使用的有效性和安全性等生产活动。

4.2以可靠性为中心的维修理论

1.理论起源

20世纪50年代以前，大多数采用相对简单的机械结构，可以凭眼（睛）看，耳（朵）听，手（掌）摸等直观感觉性判断或通过传授经验的办法来排除故障。因此，维修基本上属于一门操作技艺，缺乏系统的理论总结和完整的知识体系。

从1960年起，许多国家的民航界运用现代科学技术，对飞机的维修基本规律进行了探索。到20世纪60年代后期，形成了以可靠性为中心的维修理论，这标志着维修从技艺发展成为科学。由于其应用具有普遍意义，也显示出维修理论的科学价值。

4.2以可靠性为中心的维修理论

2.理论发展1991年，英国Aladon维修咨询有限公司的创始人JohnMoubray出版了系统阐述RCM的专著—《以可靠性为中心的维修》，又称为《RCMⅡ》。1997年，《RCMⅡ》第二版出版发行，再版书中的内容对以可靠性为中心的维修思想做了更深层次的诠释，主要体现在如下几个方面：１）强调主动维修观念，减少整体维修需求

２）重视维修风险效应，关注安全环境影响

4.2以可靠性为中心的维修理论

３）应用状态监测技术，扩大视情维修范围在选择预防维修工作时，应优先考虑视情维修。原因有以下几个方面：

第一，状态监测基本上可以在线进行，并可以经常在工作状态下进行。

第二，能识别具体的潜在故障状态，在维修之前能确定排除故障措施。

第三，能使设备几乎全寿命的工作，但只有在满足下列条件与技术时应用状态监测技术才可行：①能够确定一个明显的潜在故障状态；

②从潜在故障点至功能故障点的间隔比较稳定；

③以小于间隔的时间长度来进行监测才切实可行；

④最小间隔时间必须足够长，以预防或避免功能故障后果。4.2以可靠性为中心的维修理论3.应用要求１）明确的RCM过程判据1999年，美国汽车工程师协会（SAE）颁布了SAEJA1011《以可靠性为中心的维修过程的评审准则》，给出了正确的RCM过程应遵循的准则。只有保证按顺序回答标准中所规定的７个问题的过程，才能称之为RCM过程：

（1）功能：在具体使用条件下，设备应具有的功能是什么？

（2）故障模式：无法实现设备功能的条件是什么？

（3）故障原因：引起设备功能故障的原因是什么？

（4）故障影响：设备故障发生时，出现的状况是什么？

（5）故障后果：设备故障发生时，导致的损失是什么？

（6）主动预防：预防各种故障应做的工作是什么？（7）非主动预防：找不到适当的主动故障预防措施应怎么办？4.2以可靠性为中心的维修理论２）重视安全性与环境性后果RCM过程把故障后果分成４类：

（1）隐蔽性故障后果。（2）安全与环境后果。

（3）使用性后果。

（4）非使用性后果。4.2以可靠性为中心的维修理论3）进行合适的维修工作分类RCMⅡ把预防性维修工作定义为预防故障后果而不仅是故障本身的维修工作，这使预防性维修的范畴扩展。因此，RCMⅡ把预防性维修分为两大类:

（1）主动性工作。

（2）非主动性工作。

４）加强RCM实施过程的管理

在RCM的实施过程中应注重加强管理，包括建立RCM指导小组和组织进行RCM的培训。4.2以可靠性为中心的维修理论５）强调数学模型对RCM决策的支持

从不同角度对RCM模型进行如下分类:

（1）按预防性维修工作的类型分为：使用检查模型、功能检测模型和定期更换模型。

（2）按RCM建模的目的分为：故障风险模型、可用度模型和费用模型。

（3）按产品的复杂程度分为：单部件模型和复杂部件模型。

（4）按建模的时间基准分为：无限基准模型和有限基准模型。上述数学模型强调RCM逻辑决断的有效性定量评估，增强了RCM决策的准确程度，对RCM的推广将起到非常积极的作用。4.2以可靠性为中心的维修理论二、RCM原理概要

1.定时拆修的作用RCM理论认为，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。对比点不同认识的差别传统维修观念

设备老，故障多；设备故障的发生、发展都与使用时间有直接的关系。定时拆修是预防故障发生的有效方法。RCM原理

设备老，故障不见得多；设备新，故障不见得就少；只要做到机件随坏随修，则设备故障与使用时间没有直接关系。定时拆修不是解决故障发生的普遍适用的方法。表4-1传统维修观念与RCM原理对定时拆修的不同认识4.2以可靠性为中心的维修理论

2.潜在故障与功能故障的区别RCM理论认为，潜在故障可使设备在不发生功能故障的前提下得到充分利用，达到安全、经济的使用目的。对比点预防功能故障的不同策略传统维修观念无明确的潜在故障的概念，少量视情维修也是根据故障频率或故障危险程度来确定；如果定时维修和视情维修二者在技术上都可行时，采用定时维修RCM原理有明确的潜在故障概念，视情维修是根据潜在故障发展为功能故障的间隔时间来确定；如果定时维修和视情维修二者在技术都可性，采用视情维修潜在故障是一种指示功能故障即将发生的可以鉴别的状态，潜在故障的包含着两重意：第一，潜在故障是指功能故障临近前的状态，而不是功能故障前的任何时刻状态；第二，潜在故障状态经观察或检测可以鉴别，反之，不存在着潜在故障。表4-2传统维修概念与RCM原理对预防功能故障的不同策略4.2以可靠性为中心的维修理论

3.隐蔽故障与多重故障的关系RCM理论认为，检查并排除隐蔽故障是预防多重故障严重后果的必要措施。对比点预防多重故障的不同策略传统维修观念无隐蔽故障的概念，不了解隐蔽故障与多重故障的关系，并认为多重故障的严重后果是无法预防的RCM原理有隐蔽故障的概念，了解隐蔽故障与多重故障有密切的关系，认识到多重故障的严重后果是有办法预防的，至少可以将多重故障概率降低到一个可以接受的水平，它取决于对隐蔽故障的检测频率和更改设计

表4-3传统维修观念与RCM原理，对预防多重故障的不同对策4.2以可靠性为中心的维修理论4.预防性维修的作用RCM理论认为，有效的预防性维修工作能够以最少的资源消耗保持设备的固有可靠性水平，但不可能超过这个水平。对比点对预防维修作用的不同认识传统维修观念

预防性维修能够提高设备的固有可靠性水平，能够使设备保持做所期望的功能；RCM原理

预防性维修不能提高设备的固有可靠性水平，最高只能保持或达到设备的固有可靠性水平任何设备的固有可靠性是设计和制造时赋予设备本身的一种内在的固有属性，是设计和制造时就确定的属性。固有可靠性包括设备的平均故障间隔时间、故障率、故障后果、故障的明显性和隐蔽性、抗故障能力及下降速率、安全寿命、预防性维修费用及修复性等固有属性。表4-4传统维修观念与RCM原理相比，对预防维修作用的不同认识4.2以可靠性为中心的维修理论

5.故障后果的改变RCM理论认为，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。对比点对改变故障后果的不同认识传统维修观念预防性维修能避免故障的发生，能改变故障后果RCM原理

预防性维修难以避免故障的发生，不能改变故障后果，只能通过设计才能改变故障后果表4-5传统的维修观念与RCM原理对改变故障后果的不同认识4.2以可靠性为中心的维修理论6.预防性维修工作的确定RCM理论认为，预防性维修工作是根据故障后果和所做的维修工作量确定，既要技术可行，又要有效果。否则，不进行预防性维修，而应考虑更改设计方案。对比点确定预防性维修工作的不同策略传统维修观念对可能出现的任何故障都要做预防性维修工作；RCM原理

只有故障后果严重，而且所做的维修工作既技术可行、又有效果时，才能做预防性维修工作，否则，不做预防性维修工作表4-6传统的维修观念与RCM原理对于确定预防性维修工作的不同策略4.2以可靠性为中心的维修理论（1）“技术可行”分定时维修、视情维修和隐患检查三种情况:

1）定时维修的技术可行性。考虑设备或零部件必须有确定的耗损故障期；设备或零部件的大多数能工作到耗损故障期；通过定时维修能够将设备或零部件修复到规定状态。

2）视情维修的技术可行性。考虑设备或零部件功能的退化必须是可检测的；设备或零部件必须存在一个可以确定的潜在故障状态；设备或零部件从潜在故障发展到功能故障之间必须有段较长的时间。

3）隐患检测的技术可行性，即考虑隐患检测技术是否能确定隐蔽功能故障的发生。

（2）“有效果”也分三种情况:

1）对安全性、环境性和隐蔽性后果，要求能将发生故障或多重故障的概率降低到规定的、可以接受的水平。

2）对使用性后果，要求预防性维修费用低于使用后果的损失费用和修理费用。3）对非使用后果，要求预防性维修费用低于修理费用。4.2以可靠性为中心的维修理论

7.初始预防性维修大纲的制订RCM理论认为，设备使用前的初始预防性维修大纲制订后，需要在使用期间收集使用数据资料，不断修订逐步完善。

对比点制订初始预防性维修大纲的不同对策传统维修观念

初始预防维修大纲是在设备投入使用之后才制订，且已经制订的一般不再进行修订；RCM原理

初始预防性维修大纲是在设备投入使用之前的研制阶段就开始制订，一般是不够完善，需要在使用中不断进行修订才能逐步完善按照以可靠性为中心的维修理论，初始预防性维修大纲是在设备投入使用之前的研制阶段就开始制订，以保证新设备及时投入使用，包括维修项目、类型、维修间隔期和级别等内容。表4-7传统维修观念与RCM原理对制订初始预防性维修大纲的不同对策4.2以可靠性为中心的维修理论

8.预防性维修大纲的完善RCM理论认为，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，传统维修观念与RCM原理对于完善预防性维修大纲的不同对策见表4-8。对比点完善预防性维修大纲的不同对策传统维修观念

一个完善的预防性维修大纲能单独由使用维修部门或者研制部门制订出来RCM原理

一个完善的预防性维修大纲不能单独有使用维修部门或研制部门制定出来，只有通过双方长期地共同协作才能完善维修不可能把可靠性水平提高到固有可靠性水平之上，如果设备固有可靠性水平低，维修只能面对既成事实，被动地面对使用寿命短、故障频发、维修不断、利用率低、使用费高等一系列问题。表4-8传统维修观念与RCM原理对于完善预防性维修大纲的不同对策4.2以可靠性为中心的维修理论三、RCM逻辑决断图按故障后果确定维修方式的决断图称为RCM逻辑决断图，即用来判断在预防性维修工作中应选择确定哪种维修方式，如图4-3所示。4.2以可靠性为中心的维修理论四、维修大纲制订要点

应用以可靠性为中心的维修理论制订汽车维修大纲，主要是根据汽车可能出现的故障后果和可靠性要求，运用RCM决断图来分析各系统、总成、机构及零部件的维修要求和选择维修方式，以最低的维修资源消耗实现既定的汽车可靠性目标要求。

汽车维修大纲的制订主要分为以下几个步骤:

（1）确定维修目标。汽车作为一个系统，其总成、机构、零部件的特性、功用各不相同，以可靠性为中心的维修目标也不同。

（2）划分主要项目。为了简化对维修方式和工作内容的分析，将总成、机构、零部件按其安全性、故障后果进行分类，划分出重点与非重点维修的项目。

（3）明确故障后果。以可靠性为中心的维修理论认为，故障后果比故障发生频度更重要，故障后果的严重性决定维修工作的次序，按其性质可以分为:4.2以可靠性为中心的维修理论

①安全性后果，导致严重事故。②使用性后果，影响正常工作。③非使用性后果，对使用无影响。④隐蔽性后果，可能导致多重故障。

（4）选择作业内容。以可靠性为中心制订维修大纲时，预防维修工作主要内容为以下几方面：①在规定时间对零部件进行检查，以发现和消除潜在故障。②在规定时间内，零部件出现故障之前对零部件进行检修，以减少功能故障的发生频率。③当总成或零部件使用到规定时间或间隔里程时，对零部件进行检修或更新。④在规定时间对具有隐蔽性故障的总成或零部件进行检查，以发现和消除隐蔽性故障。维修理论及其维修性评价第三节汽车维修性与有效性评价

一、维修性定义1.维修性

维修性是在规定的条件下，规定的时间内，按规定的程序和方法维修时，保持或恢复到规定功能的能力。规定的条件：包括行驶里程、维修条件、运行条件和载荷变化等；规定的时间：是根据用户要求或设计目标决定的期限，对维修性是重要条件，而规定的程序和方法要视具体情况而定；规定功能是指要求达到的维修质量和恢复的规定功能。

维修理论及其维修性评价第三节汽车维修性与有效性评价2.维修度

维修度是在规定的条件下，规定的时间内，按规定的程序和方法维修时，保持或恢复到规定功能的概率。显然，维修度是时间的函数，是定量地度量维修性的一项重要指标，维修度函数通常用Ｍ(ｔ)表示，即4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价二、维修时间分析

1.维修延续时间为了实际应用的方便，将维修时间列为评价维修性的指标之一。维修时间包括:维修延续时间、维修工时和维修频率等。

全部时间包括生产活动时间和自由时间，生产活动时间分为能工作时间(UpTime）和不能工作时间（DownTime）。

缩短维修延续时间是汽车维修中非常重要的目标，即维修快捷性的表征。由于产品的功能不同，使用条件不同，可选用不同的延续时间指标。4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价3.维修费用维修费用是评价维修性的经济指标。维修费用的评价，可根据具体情况选用:

（1）每项维修措施的费用。汽车每运行单位时间或里程的维修费用。

（2）每项任务或任务中每个部分的维修费用。

（3）维修费用占寿命周期费用的比率。4.影响维修性的主要因素维修性关系到到维修工作效率、维修质量及维修费用等各项指标，其影响因素有以下几个方面:

（1）汽车的总体布局和结构设计

（2）部件和连接件的拆装（3）维修作业程序

（4）可达性（5）检测性（6）无维修设计4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

4.3汽车维修性与有效性评价

维修理论及其维修性评价复习思考题１.名词解释（1）维修性；（2）维修度；