以可靠性為中心的維修(RCM)綜述

1、以可靠性為中心的維修(RCM綜述1 引言“以可靠性為中心的維修”譯自英文“Reliability Centered Maintenance”,簡稱“RCM”。它是目前國際上流行的、用以確定設(shè)備預(yù)防性維修工作、優(yōu)化維修制度的一種系統(tǒng)工程方法,也是發(fā)達(dá)國家軍隊及工業(yè)部門制定軍用裝備和設(shè)備預(yù)防性維修大綱的首選方法。隨著RCM技術(shù)的發(fā)展,在不同領(lǐng)域其定義也不同,但最主要、最基本的定義仍屬John Moubray教授的定義:RCM是確定有形資產(chǎn)在其使用背景下維修需求的一種過程。美軍通過在80年代推行“以可靠性為中心的維修”(RCM維修改革,使其裝備保持了較高的完好率。美軍所作的工作在1991年的海灣戰(zhàn)爭

2、和1999年轟炸科索沃的戰(zhàn)斗中得到了回報。據(jù)統(tǒng)計,海灣戰(zhàn)爭中,多國部隊總共進(jìn)行了38天空襲,每天出動飛機(jī)2600架次,飛機(jī)的完好率保持在85%以上。在科索沃戰(zhàn)爭中,北約進(jìn)行了77天空襲,參戰(zhàn)飛機(jī)1200余架,先后共出動38000多架次。英國、日本等國家通過應(yīng)用RCM分析技術(shù)為其設(shè)備制定維修策略,避免了“多維修、多保養(yǎng)、多多益善”和“故障后再維修”的傳統(tǒng)維修思想的影響,使維修工作更具科學(xué)性。實(shí)踐證明:如果RCM被正確運(yùn)用到現(xiàn)行的維修系統(tǒng)中,在保證生產(chǎn)安全性和資產(chǎn)可靠性的條件下,可將日常維修工作量降低40%至70%,大大提高了資產(chǎn)的使用效率。由此可見,RCM作為一種分析方法,它表現(xiàn)出來的特點(diǎn)已引起

3、各國對它的重視,主要集中在理論研究和應(yīng)用方面。本文通過對以可靠性為中心的維修(RCM的發(fā)展過程分析,結(jié)合97年版的RCM,從理論和應(yīng)用的角度綜述了RCM的發(fā)展動態(tài)。2 RCM發(fā)展歷程RCM技術(shù)在60年代末起源于美國航空界,首次應(yīng)用RCM制定維修大綱的是波音747飛機(jī)。70年代中期,RCM引起美國軍方的重視,美國防部明確命令在全軍推廣以可靠性為中心的維修(RCM。70年代后期RCM開始在美國陸、海、空三軍裝備上獲得廣泛應(yīng)用。到80年代中期,美國陸、海、空三軍分別就RCM的應(yīng)用頒布了標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。例如:1985年2月美空軍頒布的MIL-STD-1843,1985年7月美陸軍頒布的AMCP7502,1

4、986年1月美海軍頒布的MILSTD2173等都是關(guān)于RCM應(yīng)用的指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)或文件。美國國防部指令和后勤保障分析標(biāo)準(zhǔn)中,也明確把RCM分析作為制定預(yù)防性維修大綱的方法。為了更好的應(yīng)用RCM,美三軍除制定明確的指令和標(biāo)準(zhǔn)外,還制定了各自的RCM工作規(guī)劃。其中美陸航88-92年的RCM工作規(guī)劃簡要內(nèi)容包括:審查修訂大修規(guī)劃:按RCM原理對現(xiàn)有大修規(guī)程進(jìn)行審定,首批審定40個,然后對其余規(guī)程進(jìn)行審定; 應(yīng)用RCM制訂現(xiàn)役飛行維修大綱及維修計劃,包括進(jìn)行故障模式、影響及危害度分析;確定維修項目、方式、修理間隔、要求等?，F(xiàn)役主要機(jī)型(AH-64,UH-60,CH47D,OH-58均在應(yīng)用之列; 應(yīng)用RC

5、M制訂在研飛機(jī)(LHX維修大綱及維修計劃; 研究、改進(jìn)RCM有關(guān)方法:包括研制故障模式、影響及危害度分析(FMECA自動化軟件;改進(jìn)RCM決斷邏輯,改進(jìn)“機(jī)體狀況評價”、“飛機(jī)腐蝕分析評價”的技術(shù)和設(shè)備等; 更新技術(shù)文件,組織RCM培訓(xùn);建立和擴(kuò)大RCM數(shù)據(jù)庫,加強(qiáng)RCM數(shù)據(jù)的利用等。結(jié)合RCM推廣應(yīng)用的成果,美國陸軍實(shí)施了多方面的維修改革。首先是改革陸軍戰(zhàn)斗車輛(坦克、裝甲車輛的送廠大修規(guī)定,改變過去的定程修理規(guī)定,實(shí)行類似于陸航飛機(jī)視情送修的辦法。美陸軍規(guī)程(AR750-1陸軍裝備維修原則與方針政策(1978年版中明確規(guī)定:選送“戰(zhàn)斗車輛進(jìn)廠大修的規(guī)則“選送的規(guī)則應(yīng)以根據(jù)RCM原則確定的因

6、素為依據(jù)”。只應(yīng)基于車輛狀況,行駛里程不作為確定送修的因素”;從美軍1977年到1982年實(shí)際調(diào)查情況看,采用視情送修,比原來定程大修減少送修車輛70%左右,大修費(fèi)節(jié)約是可觀的。陸軍維修改革的其它途徑還有:采用RCM分析方法審查日常維護(hù)保養(yǎng)規(guī)定,使維修項目、時間間隔趨于合理,以節(jié)約維修人力物力;按RCM原理對大修規(guī)程進(jìn)行修訂,改變過去大拆大卸的做法,只進(jìn)行必需項目、必要深度的修理。目前美軍幾乎所有重要的軍事裝備(包括現(xiàn)役與新研裝備的預(yù)防性維修大綱都是應(yīng)用RCM方法制訂的。RCM不僅被軍事領(lǐng)域所重視,而且在商界也具有廣泛的應(yīng)用。進(jìn)入90年代后,RCM逐漸在工業(yè)發(fā)達(dá)國家興起并應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備的維修管

7、理。1991年英國Aladon維修咨詢有限公司的創(chuàng)始人John Moubray 在多年實(shí)踐RCM的基礎(chǔ)上出版了系統(tǒng)闡述RCM的專著以可靠性為中心的維修。目前美國、英國、日本等國的很多大中型企業(yè)都在采用這項技術(shù)制定其生產(chǎn)設(shè)備的維修策略。其中英國Aladon維修咨詢有限公司,從90年代開始就為40多個國家的1200多家大中型企業(yè)成功地進(jìn)行過RCM的咨詢、培訓(xùn)和推廣應(yīng)用工作。據(jù)統(tǒng)計,這些企業(yè)中大約25%的高級管理人員受到了RCM初級培訓(xùn),約10%的企業(yè)至少在一個工廠的所有設(shè)備上應(yīng)用了RCM,65%的企業(yè)對其所屬的部分設(shè)備進(jìn)行過審查,大部分企業(yè)計劃繼續(xù)應(yīng)用RCM來分析其絕大部分的設(shè)備。3 當(dāng)前RCM發(fā)

8、展動態(tài)3.1 應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大RCM最初應(yīng)用于飛機(jī)及其航空設(shè)備,后應(yīng)用于軍用系統(tǒng)與設(shè)備,現(xiàn)已廣泛用于其它各個行業(yè),如核電企業(yè)、電力公司、汽車制造廠等,逐漸擴(kuò)展到企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備與民用設(shè)施。為了更準(zhǔn)確地反映RCM的應(yīng)用對象與范圍,RCM把RCM定義為:確定有形資產(chǎn)在其使用背景下維修需求的一種過程。從其定義可以看出RCM的適用對象為有形資產(chǎn)(phsical assets,而不僅僅是傳統(tǒng)RCM規(guī)定的大型復(fù)雜系統(tǒng)或設(shè)備。這里有形資產(chǎn)主要是相對于無形資產(chǎn)(資金或軟件而言,它可以是軍用裝備、生產(chǎn)設(shè)備,也可以是民用設(shè)施。這樣的定義使RCM的適用范圍大大擴(kuò)展。從RCM(97年版公布的Aladon公司已推廣應(yīng)用R

9、CM 的行業(yè)清單中可以看出:目前的RCM應(yīng)用領(lǐng)域已涵蓋了航空、武器系統(tǒng)、核設(shè)施、鐵路、石油化工、生產(chǎn)制造、甚至大眾房產(chǎn)等各行各業(yè)。3.2 用7個基本問題概括RCM分析過程1994年,美軍采辦政策改革后,美國三軍的RCM標(biāo)準(zhǔn)被廢止或不再具有強(qiáng)制性,而民用企業(yè)領(lǐng)域存在多種RCM版本,承包商使用哪些標(biāo)準(zhǔn)才能代表真正意義上的RCM過程?1999年國際汽車工程師協(xié)會(SAE頒布的RCM標(biāo)準(zhǔn)以可靠性為中心的維修過程的評審準(zhǔn)則(SAE JA1011給出了正確的RCM過程應(yīng)遵循的準(zhǔn)則,如果某個大綱制定過程滿足這些準(zhǔn)則,那么這個過程就可以被稱為“RCM過程”。反之,則不能稱之為“RCM過程”。按照SAE JA1

10、011第五章的規(guī)定,只有保證按順序回答了標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的七個問題的過程,才能稱之為RCM過程。(1功能:在具體使用條件下,設(shè)備的功能標(biāo)準(zhǔn)是什么?(2故障模式:什么情況下設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)其功能?(3故障原因:引起各功能故障的原因是什么?(4故障影響:各故障發(fā)生時,會出現(xiàn)什么情況?(5故障后果:各故障在什么情況下至關(guān)重要?(6主動故障預(yù)防:做什么工作才能預(yù)防各故障?(7非主動故障預(yù)防:找不到適當(dāng)?shù)闹鲃庸收项A(yù)防措施應(yīng)怎么辦?回答上述七個問題,必須對設(shè)備的功能、功能故障、故障原因及影響有清楚明確的定義,通過“故障模式及影響分析(FMEA”對設(shè)備進(jìn)行故障審核,列出其所有的功能及其故障模式和影響,并對故障后果進(jìn)

11、行分類評估,然后根據(jù)故障后果的嚴(yán)重程度,對每一故障式做出“是采取預(yù)防性措施、還是不采取預(yù)防性措施待其發(fā)生故障后再進(jìn)行修復(fù)的”決策。此外,還應(yīng)明確如果采取預(yù)防性措施,應(yīng)選擇哪種辦法。RCM 分析中對故障后果的評估分類和預(yù)防辦法的選擇是依據(jù)邏輯決斷圖進(jìn)行的。3.3對安全與環(huán)境性后果更加重視RCM認(rèn)為:故障后果的嚴(yán)重程度影響著我們采取預(yù)防性維修工作的決策。即如果故障有嚴(yán)重后果,就應(yīng)盡全力設(shè)法防止其發(fā)生。反之除了日常的清潔和潤滑外,可以不采取任何預(yù)防措施。RCM過程把故障后果分成下列4類:(1隱蔽性故障后果。隱蔽性故障沒有直接的影響,但它有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的、經(jīng)常是災(zāi)難性的多重故障后果;(2安全性和環(huán)境性

12、后果。如果故障會造成人員傷亡,就具有安全性后果;如果由于故障導(dǎo)致企業(yè)違反了行業(yè)、地方、國家或國際的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),則故障具有環(huán)境性后果;(3使用性后果。如果故障影響生產(chǎn)(產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量、售后服務(wù)或除直接維修費(fèi)用以外的運(yùn)行費(fèi)用,就認(rèn)為具有使用性后果;(4非使用性后果。劃分到這一類里的是明顯功能故障,它們既不影響安全也不影響生產(chǎn),它只涉及直接維修費(fèi)用。環(huán)境性后果已成為預(yù)防性維修決策的重要因素之一。將環(huán)境性后果引入RCM決策過程是RCM的重要貢獻(xiàn),也是RCM與其它RCM版本最顯著的區(qū)別。3.4預(yù)防性維修工作的分類更加科學(xué)RCM把預(yù)防性維修工作定義為預(yù)防故障后果而不僅僅是故障本身的一種維修工作,這樣的定義使

13、預(yù)防性維修的范疇大大擴(kuò)展。這樣劃分后RCM把預(yù)防性維修分為兩大類,即:為了防止產(chǎn)品達(dá)到故障狀態(tài),而在故障發(fā)生前所采取的工作。它們包括傳統(tǒng)的預(yù)計性維修和預(yù)防性維修,包括:定期恢復(fù)、定期報廢和視情維修等;(1定期恢復(fù)與定期報廢。定期恢復(fù)要求按一個特定的工齡期限或在工齡期限之前,重新加工一部件或翻修一組件,而不管當(dāng)時其狀態(tài)如果。與此相同,定期報廢工作要求按一個特定的工齡期限或在工齡期限之前報廢,也不顧其狀態(tài);(2視情維修。視情維修是通過監(jiān)控掌握裝備的狀況,對其可能發(fā)生功能故障的項目進(jìn)行必要的預(yù)防維修。視情維修適用于耗損故障初期有明顯劣化癥侯的裝備,但需要適當(dāng)?shù)臋z測手段,如功能檢測和先進(jìn)的技術(shù)等。當(dāng)不

14、可能選擇有效的主動性工作時,選擇非主動性對策處理故障后的狀態(tài),它包括故障檢查、重新設(shè)計和故障后修理。(1故障檢查。在RCM中故障檢查工作是指定期地檢查隱蔽功能以確定其是否已經(jīng)發(fā)生故障,從預(yù)防故障的時機(jī)上講,它是在隱蔽功能發(fā)生故障發(fā)生后為防止多重故障的后果而進(jìn)行的一項檢查工作。故障檢查工作需要定期地檢查隱蔽功能以確定其是否故障(這里基于狀態(tài)的工作是檢查是否已發(fā)生故障;(2重新設(shè)計。重新設(shè)計需改變系統(tǒng)的固有能力,它包括硬件的改型和使用操作程序的變化兩個方面;(3無預(yù)定維修。如其名稱所指,這種對策對所研究的故障模式不需進(jìn)行預(yù)計或預(yù)防,因此只是簡單地允許這些故障發(fā)生并進(jìn)行修理,這種對策也稱為故障后修理

15、。3.5 對RCM邏輯決斷圖進(jìn)行改進(jìn)RCM的邏輯決斷圖的基本流程與傳統(tǒng)的RCM邏輯斷決斷圖(MSG-3, MILSTD1843,GJB1378相比,有了一定的改進(jìn),主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(1增加了對環(huán)境問題的考慮,把隱蔽性后果與其它后果并列使故障后果有四個分支,即隱蔽性故障后果、安全性和環(huán)境性后果、使用性后果和非使用性后果;(2使用“技術(shù)可行性”和“值得做”,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的決斷準(zhǔn)則用語“適用性”與有效性。因?yàn)镽CM的提出者認(rèn)為后兩個術(shù)語的使用方式在維修領(lǐng)域不為人們所熟悉,需要經(jīng)常做大量的解釋;(3圖中增加了各項具體工作的“技術(shù)可行性”和“值得做”的詳細(xì)準(zhǔn)則;(4圖中未單獨(dú)把保養(yǎng)/潤滑列為一項預(yù)防性維

16、修工作,但RCM要求對集中潤滑系統(tǒng)作完整的RCM 分析,把各獨(dú)立的潤滑點(diǎn)看作是單獨(dú)的故障模式。(5把故障檢查看作是非主動性工作,排在各項主動性工作之后,而在傳統(tǒng)的決斷圖中故障檢查工作排在了定期恢復(fù)、定期報廢等主動性工作之前。3.6 注重RCM實(shí)施過程的管理盡管RCM的應(yīng)用屬于技術(shù)層面的問題,但它產(chǎn)生的結(jié)果對裝備的使用以及維修制度產(chǎn)生直接的影響,沒有決策部門的支持參與,RCM的推廣應(yīng)用不可能取得理想的結(jié)果。當(dāng)前在RCM的實(shí)施過程中比較注重加強(qiáng)管理,具體表現(xiàn)在:RCM指導(dǎo)小組由熟悉并能對裝(設(shè)備維修制度運(yùn)行產(chǎn)生影響的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、熟悉RCM原理與分析過程的專家和熟悉裝(設(shè)備結(jié)構(gòu)與維修的人員共同組成。主

17、要負(fù)責(zé)RCM分析的管理與協(xié)調(diào)工作;負(fù)責(zé)RCM技術(shù)推廣、人員培訓(xùn),對裝(設(shè)備RCM分析小組給予技術(shù)支持。培訓(xùn)是投資回報率最高的一項工作,目的是在盡可能短的時間內(nèi)把專家的經(jīng)驗(yàn)傳給別人。通過對RCM 相關(guān)人員的培訓(xùn)使他們增強(qiáng)對RCM的認(rèn)識,從而促進(jìn)RCM的推廣應(yīng)用。3.7 強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)模型對RCM決策的支持作用RCM是一種復(fù)雜的系統(tǒng)工程方法,為保證成功的實(shí)施,不僅需要有一套科學(xué)的方法理論作指導(dǎo),還需要方便有效的技術(shù)工具(模型作基礎(chǔ)。當(dāng)前的RCM研究和應(yīng)用非常注重數(shù)學(xué)模型的支持作用,從不同角度對RCM的模型進(jìn)行了分類。(1按預(yù)防性維修工作的類型分使用檢查模型、功能檢測模型和和定期更換模型;(2按RCM建模

18、的目的分故障風(fēng)險模型、可用度模型和費(fèi)用模型;(3按產(chǎn)品的復(fù)雜程度分單部件模型和復(fù)雜部件模型;(4按建模的時間基準(zhǔn)分無限基準(zhǔn)模型和有限基準(zhǔn)模型。上述數(shù)學(xué)模型強(qiáng)調(diào)了RCM邏輯決斷的有效性定量評估,增強(qiáng)了RCM決策的準(zhǔn)確程度,對RCM的推廣將起到非常積極的作用。4 RCM作用及其在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀通過RCM分析可產(chǎn)生如下四項具體的結(jié)果:(1供維修部門執(zhí)行的維修計劃;(2供操作人員使用的改進(jìn)了的資產(chǎn)使用程序;(3對不能實(shí)現(xiàn)期望性能的資產(chǎn),列表指出了哪些地方需改進(jìn)設(shè)計或改變操作程序;(4完整的RCM分析記錄文件,為以后資產(chǎn)維修制度的改進(jìn)提供了可追綜的歷史信息和數(shù)據(jù),也為企業(yè)內(nèi)維修人員的配備、備件備品的訂購與儲備、生產(chǎn)時間與維修時間的預(yù)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。5 RCM下一步的研究方向盡管RCM分析方法的基本體系結(jié)構(gòu)已基本形成,但還有許多問題有待于進(jìn)一步的完善,尤其是實(shí)用性、針對性和精確性等方面。(1改進(jìn)分析過程,突出實(shí)用性RCM分析技術(shù)本身的發(fā)展方向?qū)⑹?在保持RCM最初的本意的和回答7個基本問題的基礎(chǔ)上,增加部分設(shè)備關(guān)鍵性能因素(如環(huán)境的完整性和定量化風(fēng)險等或省略部分分析步驟,改進(jìn)RCM適用性準(zhǔn)則、有效性準(zhǔn)則和邏輯決斷圖等,力求使RCM分析更貼近實(shí)際