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文档简介

213隐蔽故障与多重故障及时检查和排除隐蔽功能故障是预防多重故障严重后果的必要措施。传统维修观念没有隐蔽功能故障的概念，更不了解隐蔽功能故障与多重故障的关系，武断地认为多重故障的严重后果是无法预防的。RCM原理提出隐蔽功能故障的概念，在了解隐蔽功能故障与多重故障存在密切关系的基础上，通过提高对隐蔽功能故障的检测能力和改进设计达到预防多重故障的目的。隐蔽功能故障是指使用设备的人员不能发现的不明显的故障。包含有两种情况。一是指正常运转情况下工作的设施对于使用设备的人是不明显的故障；一是指正常运转情况下不工作的设施，使用时间是否良好对于设备使用人员不明显的故障。多重故障是指由连续发生的两个或两个以上独立故障所组成的故障事件，这一事件可能产生巨大的危害。因为对任一个故障可能只产生小范围的损失，但它们连续发生时会产生系统大范围的危害。多重故障与隐蔽功能故障有着密切的关系，如果隐蔽功能故障没有及时被发现和排除，就会造成多重故障的可能性。例如：室内火警探测与灭火系统。火警探测属于上述情况一，其功能对室内的人员是不明显的，除非它探测到了火灾；如果它出了某种故障而探测不到火灾，则该故障就是隐蔽的。而灭火系统属于上述情况二，除非探测到了火警，否则灭火系统是不工作的，只有当需要使用它时，使用人员才发现它能否工作。因此，一个隐蔽功能故障本身可能没有直接的后果，但可能增大多重故障的概率。降低隐蔽功能故障发展成为多重故障可能性的方法是： ，(1)适当增加检测的频率，以及时发现隐蔽功能故障。(2)改进设计，增加冗余保护，使多重故障的概率能够降低到可以接受的水平。214关于预防性维修的作用预防性维修只能保持而不能提高设备的固有可靠性与安全性。传统维修观念认为，设备总可以修好，甚至可以达到比故障前更好的状态，预防性维修可以提高设备固有可靠性水平。按照RCM原理，预防性维修不可以提高设备固有可靠性水平，只能保持或恢复设备的固有可靠性。设备的固有可靠性是设计和制造时就确定了的一种属性。它包括：(1)平均故障间隔时间(MTBF)(2)故障率(3)故障的后果(4)故障明显性和隐蔽性(5)抗故障能力及下降速率(6)安全寿命(7)各种维修方式的费用这些属性在使用与维护阶段是无法改变的。如果要真正改善设备的可靠性，只能采用导入新设计的思想，依靠不限于设计图纸的主动维修来完成。216维修方式的选择故障后果的严重性和维修的经济性共同决定了维修方式的选择。传统维修观念主张对可能出现的任何故障都进行预防维修。RCM原理主张根据故障后果和经济性进行各种维修策略的权衡。(1)对于有安全和环境后果的故障，只有当故障风险确实能被完全消除或降低到一个很低的水平时，才有必要采取预防性维修措施，否则应采取重新设计措施，对部件或流程重新设计。(2)对于有隐蔽性后果的故障，如果采取预防性维修措施能够将故障风险降低到一个可接受的水平，那么就采取预防维修措施；否则，就要计划实旌故障发现措施，如果没有合适的故障发现措施，改用重新设计。(3)对于有经济性后果的故障，只有当采取预防维修的成本低于同期内故障后成本与事后维修成本的总和时，才有必要采取预防维修；否则，首选故障后检修，如果事后修理成本太高，则采用重新设计的方法。运用RCM原理，可以大大减少预防性维修的项目，减少维修工作的盲目性。217初始预防性维修大纲的制定初始预防性维修大纲制订后需要在使用中不断修订和逐步完善。传统维修观念认为初始预防性维修大纲是在设备投入使用后才去制订，一旦制订，就将长期使用，不再修订。按照RCM原理，初始预防性维修大纲是在设备使用之前的研制阶段就着手制订，然后在使用中不断修改，逐步完善。即使有些设备生产企业在设备的研制、设计阶段没有制订出预防性维修大纲，也应在该阶段进行设备可维修性的考虑并提供相应的预防维修信息，为今后制订预防性维修大纲做好必要的准备。218预防性维修大纲的完善使用维修部门和研制部门的长期共同合作保证预防性维修大纲的完善。传统维修观念认为完善的预防性维修大纲可以单独由使用维修部门或研制部门制订出来。RCM原理认为完善的预防性维修大纲不能单独由使用维修或研制部门制订，只有通过双方长期共同合作才能完成。只有通过研制部门和使用部门的长期合作才能实现对设备的完整了解。研制部门对结构、材料和设备工作机理清楚，但对使用工况、环境特色、操作者素养不清楚。使用部门则恰恰相反所以使用部门与研制部门的密切合作是完善预防性维修大纲的基础。基于RCM的维修理论打破了传统的维修观念，展现了系统的、科学的、适应现代化企业设备维修的新概念，必然更加有效地指导设备维修的工作。22与可靠性相关的概念及指标弛7J31-321221可靠性的概念可靠性是指产品在规定时间内，在规定条件下，完成规定功能的能力。评定产品的可靠性要注意以下几点：(1)产品的可靠性与规定时阃密切相关。所谓规定时间，根据实际可以是长期的，短期的或者一次性动作。通常工作时间越长，可靠性越低。产品可靠性强调了时间这一因素，而产品的技术质量性能指标则没有包含时间这一重要因素，在规定时间内评价其优劣，是产品可靠性与其它技术性能指标的根本区别。(2)产品的可靠性与规定的条件不可分开。所谓规定的条件是指产品所处的环境条件、使用条件和维护保养条件等。(3)产品可靠性与规定功能有关。所谓规定功能是指产品应具有的主要技术性能指标，产品可靠性要对产品的所有技术性能指标作综合评价。可靠性分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是通过设计、制造形成的产品可靠性，固有可靠性所考虑的中心问题是狭义可靠性。使用可靠性是指产品在广义使用条件下(包括产品运输、仓库保管、使用环境等)的作用下保证固有可靠性发挥的程度，使用可靠性所考虑的中心问题，是包括维修性的广义可靠性。222可靠性的指标上述可靠性是一般的定性定义，没有进行定量研究。在定量研究产品的可靠性时，就需要各种数量指标，以便说明产品的可靠性程度。用以表示和衡量产品的可靠性的各种数量指标统称为可靠性的指标。其主要指标有：可靠度、失效率、故障率、平均无故障工作时间、有效度等。可靠度可分为固有可靠度和使用可靠度。1)固有可靠度皿， 指产品在设计、制造时内在的可靠度(狭义的可靠度)。产品按一定的设计图纸和工艺方法制造完成后，其可靠度即成为产品的固有属性，即固有可靠度。2)使用可靠度飓指产品在使用过程中，受环境条件、操作、维修、储运等因素影响，对降低固有可靠度R，的概率。3)工作可靠度硒指产品在规定的条件下使用时，在预定的时间内发挥规定功能的概率。但固有可靠度是产品可靠度最基本、最重要的方面。在影响产品固有可靠度的各因素中，以设计技术占的比重最大，所以产品在设计过程中就必须研究“可靠性设计”，然后考虑制造、使用、维修直至报废的整个寿命周期的“可靠性管理”。(2)平均寿命。平均寿命是一个标志产品平均能工作多长时间的指标。对于可修复产品来说，平均无故障工作时间MTBF(Mean time Between Failure)是它的平均寿命；对于不可修复产品，失效前平均时间MITF(Mean time To Failure)是它的平均寿命，或平均失效时间。平均无故障工作时间MTBF又称为平均故障间隔期，是指相邻两故障间正常工作时间的平均值。平均无故障工作时间越长，产品越可靠。失效前平均时间MTTF，对于不可修复产品，可用失效前平均时间作为其可靠性的数量度量。MTIF是产品从开始工作到失效这一段时间的平均值。11主动维修策略能够防止故障发生或者及时检测到正在发生的故障，从而有效的预防或减轻故障后果，称之为主动维修。主动维修有定期修复、定期更换和预测性维修等。定期修复是指在一个特定的时间间隔到达或来临之前，不管设备或部件当时状态如何，修复该设备或部件，恢复其性能，以使其在下一个特定时间间隔结束之前具有容许的可靠度。定期更换是指在部件到达其特定的寿命期限之前或者在到达寿命时更换该设备的定期维修策略。通常所说的预防性维修就是指这两类维修活动。它们是目前在实践中应用最为广泛的主动性维护方式。预测性维修常常又称为状态检修，设备状态检修是根据先进的状态监视和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行检修的方式，即根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修。状态监测是状态检修的基础，而对监测结果的有效管理和科学应用则是状态检修得以实现的保证。被动维修策略RCM将被动维护分为三类：故障发现、重新设计和故障后检修。故障发现是一种基于设备可用度和可靠性的周期性的检查。用于确定某种潜在功能故障是否已经发生。它与状态检修的区别是状态检修是检查功能故障是否正在发生。重新设计是对设备系统的设计进行一次性设计变更。包括硬件的设计变更和软件程序的设计变更。而故障后检修是指不花精力去预测和预防故障的发生，允许使用到故障发生后再去修理和更换的维修策略。RCM主张选用技术可行和富有效果的维修策略和慎重实施主动维修策略371。(4)明确维修任务具体的维修任务分为润滑、清洗、检察、更新、修理和维修等六类。这些维修任务按维修程度区分又可分为理想化的、不完全的和最小限度的等三种3s1这一阶段的主要工作就是确定选用哪种类型和程度的维修任务并计算维修参数。(5)优化维修任务通过调用维修决策及优化模型，如蒙特卡罗仿真、遗传算法、马尔可夫决策等优化出隐患检查间隔、维修检查大纲、维修检查费用、修理阈值等反应具体维修策略和任务的数值。针对预防性维修策略，就是优化出预防性维修周期。预防性维修周期的选择对保证系统运行的效率、安全性与经济性具有重大作用。周期长短直接影响到工作的适应性和有效性。周期越长，发生故障的概率就越大，设备出现安全性事故或影响任务的可能性就越大；周期越短，必然造成预防性维修工作的频繁和维修费用的增大。但预防性维修周期的确定具有很大的不确定性，一直是RCM实施的难点。所以论文在第四章针对这一难点进行了深入的研究，完成了预防性维修任务的优化。(6)评估维修效果评估维修及可靠性，完成故障及后果报告。根据维修效果修正维修决策及优化模型和各种维修任务参数，实现RCM的闭环分析过程。图34是对RCM过程的详细分解。52A设备维修管理该子系统利用设备数据库和维修模型库，完成维修任务的优化，编制并输出设备维修计划，通过积累的维修历史数据实现对维修效果的评估。其功能模块如图57所示设备维修管理数据管理，J I模型管理j I任务优化1 I。计划生成j |信息输出效果评估资产数据j I预防维修模型l维修模型|I大修计划 I大修计划表l维惨过程故障数据i I故障率衰壤f优化方法|I项修计触 l项修计划表l l备件信息可靠度数据1年龄减少j l维修信息I I小修计划 l小修计划袭I I工时维修历史数据I混台I J结果输出I二保计趔l l二保计划袭I维修费用J l事后维修模型I L1 I改造计趔l改造计划衷 维修技术图57设备维修管理子系统功能模块用于RCM维修决策和任务优化的数据主要包括四大类：资产数据、故障数据、可靠度数据和维修历史数据。数据管理模块统一管理这些数据，形成专用数据库，根据需要对专用数据库进行维护和信息查询。模型管理模块的主要功能是建立支持维修决策的模型体系，并可根据需要对模型体系进行修改和更新，同时，为了便于用户了解模型的基本结构，该模块还提供了对各种模型的直观表示形式。第四章中讨论的三种预防性维修模型就是放置在这一模块中进行管理。任务优化模块针对数据管理模块中反映的具体维修信息和设各状态，调用适当的维修模型和优化方法，完成特定维修任务的优化，实现维修策略的动态调整。同时可按照用户的需要输出维修任务优化结果。计划生成模块的主要功

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