以可靠性为中心的维修(RCM)简介 - 副本

1、以可靠性为中心的维修（以可靠性为中心的维修（RCM） 简介简介1设备维修模式与策略的变迁设备维修模式与策略的变迁 q 三个阶段三个阶段第一代维修模式第一代维修模式事后维修事后维修(BMBreakdown Maintenance)(上世纪上世纪50年代前年代前)坏了才修，不坏不修坏了才修，不坏不修(故障后果轻微，且有备件的设备适用故障后果轻微，且有备件的设备适用)第二代维修模式第二代维修模式仅考虑时间的预防维修仅考虑时间的预防维修(PMPreventive Maintenance)(上世纪上世纪60年代至年代至80年代年代)以时间为基础的维修以时间为基础的维修(TBMTime Based Mai

2、ntenance)不管坏与不坏，修了再说不管坏与不坏，修了再说苏联：苏联：计划维修计划维修(PPMPlanning Preventive Maintenance) 按计划大、中、小修按计划大、中、小修(我国过去也采用我国过去也采用)美国：美国：预防维修预防维修(PM)事后维修事后维修(BM)预防维修预防维修(PM)改善维修改善维修(CMCorrective Maintenance)维修预防维修预防(MPMaintenance Preventive)定期检修定期检修(减少非计划停车损失减少非计划停车损失成本较高成本较高过度维修与维修不足过度维修与维修不足)(适用于确定寿命周期或故障率显著增加的工

3、作时间段适用于确定寿命周期或故障率显著增加的工作时间段)第三代维修模式第三代维修模式(上世纪上世纪60年代出现，上世纪年代出现，上世纪80年代至今天广泛使用年代至今天广泛使用)基于可靠性的维修基于可靠性的维修(RCM )状态维修状态维修(CBMCondition Based Maintenance)全员生产维修全员生产维修(TPM)(日本日本)全面计划质量维修全面计划质量维修(TPQM)适应性维修适应性维修(AM)利用率为中心的维修利用率为中心的维修(ACM)风险维修风险维修(RBM)费用有效性维修费用有效性维修(CEMCost Effective Maintenance)商业关键性维修商业关

4、键性维修(CCACommercial Criticality Maintenance)可靠性分析理念可靠性分析理念安全与经济性的统一安全与经济性的统一计算机技术应用计算机技术应用该修必修该修必修需要时随时修需要时随时修能不修就不修能不修就不修检测间隔期检测间隔期P-F1间隔间隔图图1 潜在故障的潜在故障的P-F间隔示意间隔示意A故障开始发生点故障开始发生点 P能检测到的潜在故障点能检测到的潜在故障点 F功能故障发生点功能故障发生点检测法：检测法：振动检测振动检测油液分析油液分析红外检测红外检测声发射或声发射或超声波检超声波检测测图图2 RCM 理论中的故障模型理论中的故障模型类型类型故障率特性

5、故障率特性在大系统在大系统(如飞如飞机机)故障中比例故障中比例相关性相关性“浴盆曲线，为两种或两种以上浴盆曲线，为两种或两种以上类型的组合类型的组合 4使用年限使用年限(TBM)有适有适用性用性疲劳疲劳腐蚀腐蚀氧化氧化故障率恒定或逐渐增大，最后是故障率恒定或逐渐增大，最后是耗损区耗损区 2故障率缓慢增加，没有明显的耗故障率缓慢增加，没有明显的耗损工龄区，可能原因为疲劳损工龄区，可能原因为疲劳 5新或刚出厂时故障率低，以后迅新或刚出厂时故障率低，以后迅速增加到一个较稳定的水平速增加到一个较稳定的水平 7与使用年与使用年限无关限无关(TBM不适不适用用)整个寿命期内故障稳定，随机故整个寿命期内故障

6、稳定，随机故障，难以进行状态监测障，难以进行状态监测 14起始时早期损坏率较高，以后故起始时早期损坏率较高，以后故障率逐渐下降到一个稳定的水平障率逐渐下降到一个稳定的水平上，其早期故障原因是制造、安上，其早期故障原因是制造、安装、调试不当装、调试不当 68同一个设备可能有不同的故障模型同一个设备可能有不同的故障模型q RCM 起源与改进起源与改进国外国外1978年年美国联合航空公司美国联合航空公司(Stanley Nowlan 与与 Howard Heap)“民用航空飞机维修大纲民用航空飞机维修大纲” MSG3美国海军美国海军“海军航空兵海军航空兵RCM 过程指导手册过程指导手册”(NAVAI

7、R 00-25-403)英国海军英国海军“面向面向RCM 的海军工程标准的海军工程标准”(NES45)1980年年美国与欧洲的民用工业广泛应用美国与欧洲的民用工业广泛应用RCM (核电站、火力发电厂核电站、火力发电厂)1996年年美国自动化工程协会美国自动化工程协会“RCM 过程评审准则过程评审准则”(SAEJA1011)国内国内1979年年民航与空军引进了民航与空军引进了RCM 1992年年GJB “装备预防性维修大纲的制订要求与方法装备预防性维修大纲的制订要求与方法”近年来近年来电力系统电力系统(北仑港、外高桥、大亚湾北仑港、外高桥、大亚湾)、工程机械、工程机械q RCM 的社会基础的社会

8、基础1970年年“美国职业安全与健康法美国职业安全与健康法”1974年年“健康安全法健康安全法”安全的工作环境安全的工作环境(社会承受能力脆弱社会承受能力脆弱)一系列标准规范一系列标准规范严重的失效事故，管理人员受到严惩严重的失效事故，管理人员受到严惩所有发达国家都有类似的法规所有发达国家都有类似的法规我国更侧重于经济效益，缺乏西方对我国更侧重于经济效益，缺乏西方对RCM 的社会需求，但近年有所变化的社会需求，但近年有所变化q维修与资产完整性管理维修与资产完整性管理q基于风险的资产管理（基于风险的资产管理（RBAM）2RCM 定义定义 RCM (Reliability Centered Mai

9、ntenance)以可靠性为中心的维修管理以可靠性为中心的维修管理一种维修的理念，一种维修的策略，一种维修的模式一种维修的理念，一种维修的策略，一种维修的模式依据依据 可靠性状况可靠性状况应用应用 逻辑判断方法逻辑判断方法确定维修大纲确定维修大纲达到优化维修的目的达到优化维修的目的安全安全最小的维修资源消耗最小的维修资源消耗功能与故障分析功能与故障分析后果与严重程度后果与严重程度维修内容维修内容维修类型维修类型维修间隔期维修间隔期维修级别维修级别图图3图图4 RCM 流程图流程图图图5 故障后果及维修工作分析流程图故障后果及维修工作分析流程图(第一步第一步)图图6 预防性维修工作类型分析流程预

10、防性维修工作类型分析流程(第二步第二步)3RCM 故障与后果分类及处理原则故障与后果分类及处理原则 故障故障设备不能实现预定功能的状态设备不能实现预定功能的状态功能故障功能故障明显功能故障明显功能故障潜在故障潜在故障隐蔽功能故障隐蔽功能故障故障后果：故障后果：安全性和环境后果：人员伤亡与环境污染安全性和环境后果：人员伤亡与环境污染隐蔽性故障后果：隐蔽性故障后果：暂无直接影响，导致严重的多重故障后果暂无直接影响，导致严重的多重故障后果使用性后果：使用性后果：影响生产影响生产(产量、质量、销售服务与运行费用产量、质量、销售服务与运行费用)非使用性后果：非使用性后果：只影响直接经济费用，不影响安全只

11、影响直接经济费用，不影响安全处理原则：处理原则：功能丧失与安全性环境性后果功能丧失与安全性环境性后果必须预防维修，否则改变设计或流程必须预防维修，否则改变设计或流程隐蔽性故障对操作人员不是显显而易见的隐蔽性故障对操作人员不是显显而易见的预防维修为主预防维修为主事后维修事后维修(非使用性后果非使用性后果)使用性与非使用性使用性与非使用性根据效果费用根据效果费用决定决定 状态维修状态维修预防维修预防维修改进设计改进设计4RCM 基本问题基本问题 John Moubray 在在Reliability Centered Maintenance专著提出，已被广泛采用专著提出，已被广泛采用七个逻辑步骤七个

12、逻辑步骤 功能：功能：现行的使用环境下，设备的功能及其现行的使用环境下，设备的功能及其性能指标是什么？性能指标是什么？ 故障模式：故障模式：什么情况下设备无法实现其功能？什么情况下设备无法实现其功能？ 故障原因：故障原因：引起各故障的原因是什么？引起各故障的原因是什么？ 故障影响：故障影响：各故障发生时会现现什么情况？各故障发生时会现现什么情况？ 故障结果：故障结果：什么情况下各故障至关重要？什么情况下各故障至关重要？ 预防性措施：预防性措施：做什么工作才能预防各故障？做什么工作才能预防各故障？ 被动维修对策：被动维修对策： 找不到适当的工作怎么办？找不到适当的工作怎么办？ v 故障模式及影响

13、分析故障模式及影响分析(FMEA)图图7 RCM 逻辑决策图逻辑决策图N1. 对非使用性后果对非使用性后果的故障的状态监测工的故障的状态监测工作是否技术可行？作是否技术可行？ H1. 对隐蔽性故障的对隐蔽性故障的状态监测工作是否技状态监测工作是否技术可靠的？术可靠的？ O1. 对有使用性后果对有使用性后果的故障的状态监测工的故障的状态监测工作是否技术可行？作是否技术可行？ S1. 对有安全性后果对有安全性后果的故障的状态监测工的故障的状态监测工作是否技术可行的？作是否技术可行的？ H. 功能故障的发生对功能故障的发生对正常使用的操作人员正常使用的操作人员是明显的吗？是明显的吗？ O. 该故障对

14、设备使用该故障对设备使用功能是否有严重的不功能是否有严重的不利影响？利影响？ S. 故障带来的攻能丧故障带来的攻能丧失是否有安全性或环失是否有安全性或环境性后果？境性后果？ YNYNYN状态监测状态监测Y状态维修状态维修 N状态监测状态监测Y状态维修状态维修 N状态监测状态监测Y状态维修状态维修 N状态监测状态监测Y状态维修状态维修 NN2. 定期计划维修工定期计划维修工作是否技术可靠的？作是否技术可靠的？ H2. 定期计划维修工定期计划维修工作是否技术可行的？作是否技术可行的？ O2. 定期计划维修工定期计划维修工作是否技术可行的？作是否技术可行的？ S2. 定期计划维修工定期计划维修工作是

15、否技术可行的？作是否技术可行的？ N3. 用于避免或降低用于避免或降低故障率的定期报废工故障率的定期报废工作是否适用有效？作是否适用有效？ H3. 用于避免或降低用于避免或降低故障率的定期报废工故障率的定期报废工作是否适用有效？作是否适用有效？ O3. 用于避免或降低用于避免或降低故障率的定期报废工故障率的定期报废工作是否适用有效？作是否适用有效？ S3. 用于避免或降低用于避免或降低故障率的定期报废工故障率的定期报废工作是否适用有效？作是否适用有效？ 定期计划维修定期计划维修Y N定期计划维修定期计划维修Y N定期计划维修定期计划维修Y N定期计划维修定期计划维修Y NH4. 检测故障的故障

16、检测故障的故障诊断工作是技术可行诊断工作是技术可行并值得做的吗？并值得做的吗？ S4. 各种预防维修的各种预防维修的组合工作是否适用有组合工作是否适用有效？效？ 预定故障诊断预定故障诊断Y N组合工作组合工作 YN必须进行重新设计必须进行重新设计 定期报废定期报废Y N定期报废定期报废Y N定期报废定期报废Y N定期报废定期报废Y NH5. 多重故障是否有多重故障是否有安全或环境性后果？安全或环境性后果？ 重新设计重新设计Y N事后维修，最好进行重新设计事后维修，最好进行重新设计 事后维修事后维修 最好进行重新设计最好进行重新设计 事后维修事后维修 最好进行重新设计最好进行重新设计 5RCM

17、信息基础信息基础 设备的工作原理、原始设计图纸及说明书；设备的工作原理、原始设计图纸及说明书； 性能指标、任务剖面及工作环境；性能指标、任务剖面及工作环境； 关键零部件及其失效模式；关键零部件及其失效模式； 故障发生过程及后果；故障发生过程及后果； 设计可靠性数据及现场使用数据；设计可靠性数据及现场使用数据； 已有的维修记录，包括维修任务的执行情况、故障发已有的维修记录，包括维修任务的执行情况、故障发生频率、检测方法、维修效果及费用等。生频率、检测方法、维修效果及费用等。 6RCM 的三个分析阶段的三个分析阶段失效分析阶段失效分析阶段 分别在设备、子系统、部件和零件分别在设备、子系统、部件和零

18、件级的水平上进行失效分析级的水平上进行失效分析 表表1 故障模式的层次表故障模式的层次表故障现象（故障模式）故障现象（故障模式）故障产生的原因和机理故障产生的原因和机理离心泵不能正常运转离心泵不能正常运转轴承烧坏轴承烧坏轴承烧坏轴承烧坏轴承过热轴承过热轴承过热轴承过热润滑不良、轴承安装不正润滑不良、轴承安装不正确、轴承磨损等确、轴承磨损等表表2 故障现象分析及维修方法故障现象分析及维修方法故障现象学故障现象学(故障模式故障模式)故障产生的原因和机理故障产生的原因和机理 维修方法维修方法离心泵振动离心泵振动 叶轮磨损不均或流道堵叶轮磨损不均或流道堵塞，造成叶轮不平衡塞，造成叶轮不平衡 对叶轮作平

19、衡校正对叶轮作平衡校正或清洗叶轮或清洗叶轮 轴承磨损轴承磨损 修理或更换轴承修理或更换轴承 泵轴弯曲泵轴弯曲 校直或更换泵轴校直或更换泵轴 转动部件有摩擦转动部件有摩擦 检修检修 转动部件松驰或破裂转动部件松驰或破裂 检修或更换磨损零件检修或更换磨损零件 泵内发生气蚀现象泵内发生气蚀现象 排除产生气蚀的原因排除产生气蚀的原因 两联轴器结合不良两联轴器结合不良 重新调整重新调整 地脚螺栓松弛地脚螺栓松弛 拧紧地脚螺栓拧紧地脚螺栓失效模式和影响分析阶段失效模式和影响分析阶段 确定潜在失效模式及其确定潜在失效模式及其相应的原因、结果、发生频率和严重性；相应的原因、结果、发生频率和严重性； 评估阶段评

20、估阶段应用逻辑过程对每一失效模式的维修要求进行评估应用逻辑过程对每一失效模式的维修要求进行评估 几种方法综合，状态检测为主几种方法综合，状态检测为主故障原因故障原因检测、加油等辅助工作是否有效减少该故障？检测、加油等辅助工作是否有效减少该故障？定期维护定期维护是否能用在线监控检查出异常情况？是否能用在线监控检查出异常情况？是是否否状态检修状态检修是否能用状态检修分析有效查处异常情况？是否能用状态检修分析有效查处异常情况？是是否否定期更换定期更换组合所有预防检修措施是否能有效降低故障？组合所有预防检修措施是否能有效降低故障？是是否否定期修复损伤定期修复损伤是否能通过定期更换备品部件有效降低故障率

21、？是否能通过定期更换备品部件有效降低故障率？是是否否状态检修状态检修是否能通过定期修复损伤部件有效降低故障？是否能通过定期修复损伤部件有效降低故障？是是否否组合使用组合使用维修措施维修措施改进维修或维修改进改进维修或维修改进是是否否图图8 RCM 检修方式选取方法检修方式选取方法RCM 逻辑判断通过一组标准的评价问题组成逻辑判断通过一组标准的评价问题组成 两个级别两个级别级别级别1 (有有4个问题个问题)？ 操作者能否检出故障操作者能否检出故障？ 故障是否导致不安全事故故障是否导致不安全事故？ 单独的隐蔽故障率或隐蔽故障与单独的隐蔽故障率或隐蔽故障与其它故障相加是否导致不安全其它故障相加是否导

22、致不安全？ 故障对运行性能有无不利影响故障对运行性能有无不利影响级别级别2 (有有22个问题个问题) 区分后果，采取不同的维修策略区分后果，采取不同的维修策略 产生五种类型产生五种类型q 影响安全明显型影响安全明显型q 影响运行的经济型影响运行的经济型q 不影响运行的经济型不影响运行的经济型q 有隐蔽的安全问题有隐蔽的安全问题q 非安全非安全 / 经济型经济型7RCM 主要研究内容主要研究内容设备功能研究设备功能研究FMEA 分析分析利用功能框图和完成任务的要求来发现设计中潜在的薄弱环节，利用功能框图和完成任务的要求来发现设计中潜在的薄弱环节，分析寿命及任务剖面内的故障模式，故障原因及危害性，

23、即对运分析寿命及任务剖面内的故障模式，故障原因及危害性，即对运动安全、任务完成、维修和保障的影响；动安全、任务完成、维修和保障的影响； RCM 逻辑分析研究逻辑分析研究 a通过失效模式分析，确定给定设备的关键元件；通过失效模式分析，确定给定设备的关键元件；b对每个关键元件进行对每个关键元件进行RCM 逻辑判断，选择优化的维修方法，逻辑判断，选择优化的维修方法，确定是否需要重新设计或改进；确定是否需要重新设计或改进； c确定维修任务、设备和周期，建立维修分析所需数据，过错确定维修任务、设备和周期，建立维修分析所需数据，过错成成RCM 判断；判断； d利用可获得的实际设备的可靠性、维修性数据，对维修过程利用可获得的实际设备的可靠性、维修性数据，对维修过程进行优化。进行优化。 8RCM 技术关键技术关键数据的获取数据的获取 失效模式、机理、原因分析失效模式、机理、原因分析(力学、物理、化学、生物力学、物理、化学、生物学机理和人为因素学机理和人为因素) 鉴定重要项目鉴定重要项目(故障对设备性能有严重后果的项目故障对设备性能有严重后果的项目)和隐和隐蔽项目蔽项目(不易发现因而会成为隐患的项目不易发现因而会成为隐患的项目)RCM 逻辑分析逻辑分析 可靠性、维修性设计与分析可靠性、维修性设计与分析9RCM 注意的几个问题注意的几个问题状态维修中，注意状态维修中，注意P-F间