设备的主动性维修工作是为了防止产品达到故障状态,而在故障前所采取的工作;预先维修针对的是“故障根源”,包括对故障根源的监测和排除。它可以是现有预防性维修工作形式中的任一类型或组合;“以可靠性为中心的维修”即RCM,以最少的资源消耗保持系统的可靠性和安全性。
1 引言
“以可靠性为中心的维修”译自英文“Reliability Centered Maintenance”,简称“RCM”,它是国内外维修行业已经非常熟悉的一个用词,是受到世界各国普遍承认的科学的维修理论。在发达国家,RCM的推广应用已经取得了显著成效,并且还在继续扩展。
主动性维修或主动维修,源于Proactive Maintenance (缩写为Promaint或PaM,也可译为“预先维修”),从上世纪90年代开始,在西方国家逐渐发展和应用。2002年欧洲维修联盟(EFNMS)第16次会议曾将Promaint作为会议主题。但是“主动性维修”到底是什么,各国是“仁者见仁,智者见智”,存在不同的理解,就是在Promaint发源地,对其概念、原理和具体技术也有着截然不同的观点。本文将在分析有代表性的两种主动性维修观点的基础上,研究如何应用主动性维修,丰富和完善现有的RCM理论和方法。
2 两种不同的“主动性维修”(PaM)
2.1 狭义的“主动性维修”
1992年美国资深的液压系统设计专家,在其著作《Proactive Maintenance for Mechanical Systems》中详细论述了Proactive Maintenance的概念、原理和技术。这种维修在理论和实践上有其重要的意义,它提出了“故障根源”(Boot Causes of Failure)的概念,给出了故障根源的种类(材料变形、超常液体污染、液体泄漏、液体化学不稳定、液体物理不稳定、液体气蚀、液体温度不稳定、严重的磨损状况等),认为通过对可能引起设备产生故障的“故障根源”进行系统化的识别,在系统的性能和材料退化之前采取措施进行维修,可以有效地减少系统的整体维修需求,延长系统的使用寿命。Fitch的“主动性维修”认为,在实际的维修工作中不但要重视零部件的损伤,还应重视相关介质(如油液等)的“条件性故障”。Fitch的“主动性维修”实际是狭义的主动性维修。
2.2 广义的“主动性维修”
1997年,国际著名的RCM专家y在其名著《RCMⅡ》第二版中提出了主动性(Proactive )维修和非主动性(Reactive)维修的概念,并进行了解释。他认为主动性维修工作是为了防止产品达到故障状态,而在故障前所采取的工作。他把原来的三类预防性维修工作(视情(即预测性)维修、定期修复和定期报废)都归属于主动性维修,认为这些工作均是在故障发生前进行的主动工作。当不可能选择有效的主动性工作时,应根据故障后果选择非主动性维修,非主动性维修包括修复性维修、故障检查和改进设计。这里的主动性维修实际上是广义的主动性维修,该主动性维修不仅预防故障本身,更重要的是避免故障后果。
3 预先维修的概念
如上所述,在Moubray继Fitch之后使用Proactive Maintenance,提出广义的主动性维修,其中可以包含狭义的主动性维修。事实上,在Moubray的《RCMⅡ》第2版所介绍的相当一部分状态监测技术,就是针对故障根源的。但是,作者并没有区分和强调这种维修策略。在目前的RCM分析中,在分析项目故障模式的故障原因时并没有特别强调其他产品或外界因素对故障原因主体的影响,即故障根源问题。一些经验不很丰富的分析人员在对设备进行分析时容易漏掉这些影响因素。比如,在对液压装置(如火炮驻退机)进行故障模式影响分析时,机筒(驻退筒)锈蚀可能是导致液压装置(驻退机)发生功能故障的一种故障原因,但未必进一步分析导致锈蚀的根源可能是液体变质引起的。这样在对机筒锈蚀进行RCM决断时,可能只是考虑如何检查锈蚀,避免功能故障的发生;而如果考虑到液体的变质,预先采取对液体进行定期检查或更换,消除故障根源可能是更有效而经济的。
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基于对上述两种主动性维修和RCM分析过程中存在问题的分析,为了将狭义的主动性维修与其他主动性维修区分开来、突出出来,我们将它称为“预先维修”。“Proactive Maintenance” 本来就可译为“预先维修”。预先维修针对的是“故障根源”,“故障根源”是指可能引起最低层分析项目(故障原因主体)发生故障的一切外部因素,这些外部因素包括材料变形、超常液体污染、液体泄漏、液体化学不稳定、液体物理不稳定、液体气蚀、液体温度不稳定、严重的磨损状况等,也包括可能诱发故障原因主体发生故障的其他非分析产品故障。在这里,“故障根源”和Fitch的“故障根源”相比范围要广。不但包括Fitch书中针对机械特别是液压系统的故障根源,而且也可应用于其他系统或设备。包含相对于最低层分析项目(故障原因主体)的维修工作而言,预先维修工作是优先进行的工作。在维修工作的实施过程中,一般优先选做预先维修工作,然后才是其他维修工作。从这个意义上说,采用“预先”也比“主动”更合适。
预先维修是针对故障根源采取的维修措施,包括对故障根源的监测和排除。它可以是现有预防性维修工作形式(保养、视情维修、定期更换、故障检查、重新设计等)中的任一类型或组合。
4 考虑预先维修的RCM
RCMA已经成为世界各国公认的规划和确定预防性维修工作的科学方法,其目标是以最少的资源消耗保持系统的可靠性(规定条件的可靠性)和安全性;而预先维修则把外部条件也考虑进去,全面考察影响装备可靠性与安全性的因素,强调通过改善机件的外在条件延长寿命,延缓故障的发生(尽管不能完全消除故障),提高产品的固有可靠性。预先维修对原有的RCM原理和分析方法提出了挑战。传统的RCM并未特别强调预先维修的概念,从FMEA和RCM决断中很难充分考虑故障根源,找出针对性措施,因此应将预先维修引入RCM分析过程。把预先维修更充分地结合进RCM分析过程,将使RCM变得更加完善,更具生命力。积极推进预先维修的美国海军说得好:预先维修是富有生命力的RCM。
5 结束语
本文通过对两种“主动性维修”的分析,提出了预先维修的定义,把预先维修引入RCM分析过程并对引入预先维修后的RCM过程进行了讨论,该分析过程还有待于进一步完善和更多的实践验证。由于原来RCM的目标是以最少的资源消耗保持产品的固有可靠性,而预先维修则要求通过考虑“故障根源”,改善产品的外在条件,延缓故障的发生,延长产品的寿命。因此,预先维修的引入是对RCM分析过程的一种拓展,必将为RCM分析过程注入新的活力,可望使RCM更加完善,应用范围更加广泛。
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