以可靠性为中心的维修(RCM)简介

1、以可靠性为中心的维修（RCM） 简介,国家压力容器与管道安全工程技术研究中心 （合肥通用机械研究所） 陈学东 杨铁成 艾志斌 王冰 二四年十二月,1设备维修模式与策略的变迁,三个阶段 第一代维修模式事后维修(BMBreakdown Maintenance) (上世纪50年代前)坏了才修，不坏不修 (故障后果轻微，且有备件的设备适用),第二代维修模式仅考虑时间的预防维修(PMPreventive Maintenance) (上世纪60年代至80年代) 以时间为基础的维修(TBMTime Based Maintenance) 不管坏与不坏，修了再说 苏联：计划维修(PPMPlanning Prev

2、entive Maintenance) 按计划大、中、小修(我国过去也采用) 美国：预防维修(PM) 事后维修(BM) 预防维修(PM) 改善维修(CMCorrective Maintenance) 维修预防(MPMaintenance Preventive) 定期检修(减少非计划停车损失成本较高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作时间段),第三代维修模式 (上世纪60年代出现，上世纪80年代至今天广泛使用) 基于可靠性的维修(RCM ) 状态维修(CBMCondition Based Maintenance) 全员生产维修(TPM)(日本) 全面计划质量维修(TP

3、QM) 适应性维修(AM) 利用率为中心的维修(ACM) 风险维修(RBM) 费用有效性维修(CEMCost Effective Maintenance) 商业关键性维修(CCACommercial Criticality Maintenance),可靠性分析理念,安全与经济性的统一 计算机技术应用 该修必修 需要时随时修 能不修就不修,检测法： 振动检测 油液分析 红外检测 声发射或超声波检测,图2 RCM 理论中的故障模型,同一个设备可能有不同的故障模型,RCM 起源与改进 国外1978年美国联合航空公司(Stanley Nowlan 与 Howard Heap) “民用航空飞机维修大纲”

4、 MSG3 美国海军“海军航空兵RCM 过程指导手册”(NAVAIR 00-25-403) 英国海军“面向RCM 的海军工程标准”(NES45) 1980年美国与欧洲的民用工业广泛应用RCM (核电站、火力发电厂) 1996年美国自动化工程协会“RCM 过程评审准则”(SAEJA1011) 国内1979年民航与空军引进了RCM 1992年GJB “装备预防性维修大纲的制订要求与方法” 近年来电力系统(北仑港、外高桥、大亚湾)、工程机械,RCM 的社会基础 1970年“美国职业安全与健康法” 1974年“健康安全法”安全的工作环境(社会承受能力脆弱) 一系列标准规范严重的失效事故，管理人员受到严

5、惩 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RCM 的社会需求，但近年有所变化,维修与资产完整性管理,基于风险的资产管理（RBAM）,2RCM 定义,RCM (Reliability Centered Maintenance) 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 依据可靠性状况 应用逻辑判断方法 确定维修大纲达到优化维修的目的,图3,图4 RCM 流程图,图5 故障后果及维修工作分析流程图(第一步),图6 预防性维修工作类型分析流程(第二步),3RCM 故障与后果分类及处理原则,故障设备不能实现预定功能的状态 功能故障明显功能故障 潜在

6、故障隐蔽功能故障 故障后果： 安全性和环境后果：人员伤亡与环境污染 隐蔽性故障后果：暂无直接影响，导致严重的多重故障后果 使用性后果：影响生产(产量、质量、销售服务与运行费用) 非使用性后果：只影响直接经济费用，不影响安全 处理原则： 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 隐蔽性故障对操作人员不是显显而易见的预防维修为主 事后维修(非使用性后果) 使用性与非使用性根据效果费用决定状态维修 预防维修 改进设计,4RCM 基本问题,John Moubray 在Reliability Centered Maintenance专著提出，已被广泛采用 七个逻辑步骤 功能：现行的使用

7、环境下，设备的功能及其 性能指标是什么？ 故障模式：什么情况下设备无法实现其功能？ 故障原因：引起各故障的原因是什么？ 故障影响：各故障发生时会现现什么情况？ 故障结果：什么情况下各故障至关重要？ 预防性措施：做什么工作才能预防各故障？ 被动维修对策：找不到适当的工作怎么办？,故障模式及影响分析(FMEA),5RCM 信息基础,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； 关键零部件及其失效模式； 故障发生过程及后果； 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、故障发生频率、检测方法、维修效果及费用等。,6RCM 的三个分析阶段,失效分析

8、阶段 分别在设备、子系统、部件和零件级的水平上进行失效分析,表1 故障模式的层次表,表2 故障现象分析及维修方法,失效模式和影响分析阶段 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；,评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,RCM 逻辑判断通过一组标准的评价问题组成 两个级别 级别1 (有4个问题)？操作者能否检出故障 ？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 其它故障相加是否导致不安全 ？故障对运行性能有无不利影响,级别2 (有22个问题)区分后果，采取不同的维修策略 产生五种类型,影响安全明显型 影响运行的经济型 不影响运行的经济型 有隐蔽的安全问

9、题 非安全 / 经济型,7RCM 主要研究内容,设备功能研究 FMEA 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，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； RCM 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； b对每个关键元件进行RCM 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； c确定维修任务、设备和周期，建立维修分析所需数据，过错成RCM 判断； d利用可获得的实际设备的可靠性、维修性数据，对维修过程进行优化。,8RCM 技术关键,数据的获取 失效模式、机理、原因分析(力学、物理、化学、生

10、物学机理和人为因素) 鉴定重要项目(故障对设备性能有严重后果的项目)和隐蔽项目(不易发现因而会成为隐患的项目) RCM 逻辑分析 可靠性、维修性设计与分析,9RCM 注意的几个问题,状态维修中，注意P-F间隔时间 排除隐蔽功能故障至关重要 若不改变设计，RCM 只能保持固有可靠性，不能提供设备可靠性 若不改变设计，RCM 只能降低故障频率，不能改变故障后果 RCM 计划要根据后果不断修订，逐步改善 不要轻易节省过程，不要轻易类比。故障模式及影响分析(FMEA)至关重要 适合我国国情,10RCM 前景,对设备故障模式、机理等能有较好的了解； 改善安全性和环境完整性； 有利于提高运行性能和维修成本效益； 延长物项的使用寿命； 增进了设计、生产、使用和维修部门之间的协作精神； 可以最低费用保证最大安全性和可靠性； 大大减少了维修条款（项目）； 节省人力、物力和财力，缩