系統(tǒng)說明與功能

 (1) 系統(tǒng)描述和說明

  分析員對收集的資料進行整理和消化，通過系統(tǒng)描述和說明，記錄了系統(tǒng)的準(zhǔn)確范圍，充分反映和識別系統(tǒng)功能的參數(shù)變化狀況，充分了解原來預(yù)防性維修中可以改變的內(nèi)容。

系統(tǒng)功能 

(1) 功能和性能標(biāo)準(zhǔn)

 基于可靠性為中心的設(shè)備維修

RCM & SRCM   12  維修的目的就是希望設(shè)備能保持完成設(shè)計功能的狀態(tài)。這意味著任何部件的維修需求只有在清楚了解其功能后 , 才能被確定。  所有設(shè)備通常有多種功能。其功能可分成 4 種類型 : 主要功能、次要功能、保護裝置、冗余功能。

 1) 主要功能  投入運行的每一設(shè)備都要完成一種或幾種特定的功能 , 這就是我們所知道的主要功能 , 這也是設(shè)備存在的根本理由 , 同時也是為設(shè)備檢修計劃人員所感興趣的。所以 , 應(yīng)該認(rèn)真仔細、盡可能準(zhǔn)確地對這些功能進行定義。

 2) 次要功能  除了主要功能外 , 幾乎每一設(shè)備還有許多次要功能。這些次要功能通常不象主要功能那樣明顯 , 但其故障仍然會帶來嚴(yán)重的后果 , 有時比主要功能所引起 的故障更嚴(yán)重。這意味著對這些功能進行維護常常會像維護主要功能那樣耗費一樣多的時間和精力。因此也必須對這些次要功能作出清楚的解釋。典型的次要功能包括 ：  密封作用 ：主要功能是輸送各種物質(zhì) ( 尤其是液體 ) 的裝置 , 都必須有密 封作用。這些裝置常包括各種泵、管路、滑槽、漏斗和空氣動力及液壓系統(tǒng)。為 了保證不忽略有關(guān)的故障 ( 泄漏或溢出 ), 除了主要功能外 , 還應(yīng)列舉次要功能。  

支撐作用 ：許多設(shè)備有結(jié)構(gòu)性的次要功能 , 如承受構(gòu)件的重量。 外觀、衛(wèi)生。  儀表 ：固定的儀表是次要功能的重要組成部分。它們可顯示像壓力、溫度、速度、流速、液位這些變量以特定比例來反映實際情況。  一般, 設(shè)備越復(fù)雜 , 其功能也就越多。對于一臺設(shè)備 , 可能有多達 20種次要功能。

 3) 保護裝置  隨著設(shè)備向復(fù)雜化方向發(fā)展 , 它產(chǎn)生的故障模式的數(shù)量也呈指數(shù)增長 , 這導(dǎo)致故障后果的種類和嚴(yán)重性也相應(yīng)地增長。為設(shè)法消除 ( 或至少降低 ) 故障后果 , 大量采用了自動保護裝置 , 其作用方式如下：吸引設(shè)備操作者對不正常狀態(tài)的注意力 ( 對故障影響起反應(yīng)的警告燈和警報器 , 故障影響由多種限位開關(guān)、過載或超速裝置、振動或加速度傳感器、溫度或壓力等傳感器來監(jiān)測 ):報器 , 故障影響由多種限位開關(guān)、過載或超速裝置、振動或加速度傳感器、溫度或壓力等傳感器來監(jiān)測 ):  一旦發(fā)生故障 , 則使設(shè)備停止運行（這些裝置也對故障影響起反應(yīng) , 采用相同的傳感器而且常與警報器的回路相同 ,, 只是設(shè)置不同而已)：  消除或緩解由于故障而產(chǎn)生的不正常狀態(tài) , 否則它會引起更為嚴(yán)重的損壞( 消防設(shè)備、 安全閥、安全膜、防爆膜)：  接替己失效的功能 ( 各種備用設(shè)備 , 冗余結(jié)構(gòu)元件)：  有時 ,這些裝置的目的是防止人員受到傷害 , 有時是防止設(shè)備故障 , 常常是兼而有之。有時它們的功能是很明顯的 , 有時卻是隱蔽性的。  保護裝置能保證被保護功能的故障后果比不保護時其后果的嚴(yán)重性程度要低得多。因此 , 保護裝置的存在常常意味著被保護功能的維修需求遠非無保護裝置時的維修需求那樣嚴(yán)格。  保護裝置特別是隱蔽性保護裝置的維修有兩個基本點 : 其一 , 對保護裝置的日常維護 , 比對被保護設(shè)備的日常維護要更加留意 : 其二 , 不考慮保護裝置的維修需求 , 就不可能合理地考慮被保護設(shè)備的維修需求。  然而 , 只有理解了保護裝置的功能 , 才有可能考慮其維修需求。因此 , 當(dāng)列出設(shè)備的功能時 , 也必須列出所有保護裝置的功能。

4) 冗余功能  有時會遇到有些設(shè)備或部件是完全多余的。這種事情常發(fā)生在幾年內(nèi)一直在對設(shè)備進行技術(shù)改造、或者新設(shè)備的技術(shù)規(guī)范提得過高時 ( 當(dāng)然上述論點不適用于安全原因所加裝的元余部件 , 但適用于在使用范圍內(nèi)根本無用途的設(shè)備)。  例如 , 濕蒸汽供汽管路需要用到凝汽閥 , 供汽系統(tǒng)后來被修改成提供干蒸汽 , 因此凝汽閥變得多余了。另一個例子是供氣管上所用的減壓閥 , 閥的原始功能是把氣力從840 降到 560 。后來此系統(tǒng)被改造成進氣壓力為 56OKPa, 那么減壓閥就毫無用途。  有時人們會主張像這樣的部件不會有害 , 移去它們要花費較多的錢 , 因此最簡單的解決方法可能是把多余部件留下來直到整個設(shè)備退役為止。不幸的是 ,實際中盡管這些設(shè)備沒有確定的功能 , 但它們?nèi)匀豢梢园l(fā)生故障以致降低整個系統(tǒng)的可靠性。為避免發(fā)生這種情況 , 仍然需要對這些部件進行維修 , 這意味著它們?nèi)匀灰馁Y源。  在一個復(fù)雜系統(tǒng)中 , 有 5%~20% 多余的部件是很平常的。如果把它們都去維修量和經(jīng)費可以減少相同的比例。但是 , 在有把握做這項工作之前 , 首先辨別和清楚地理解這些部件的功能。  鑒于上述原因 , 記錄重要設(shè)備的所有功能是十分必要的 , 無論這些功能是主要的、次要的 , 還是保護的或是多余的。 

 (2) 功能與功能故障的描述方式  第 1 步至第 3 步的工作方向是收集開發(fā)一套有規(guī)律的資料來定義系統(tǒng)的功能， RCM認(rèn)證 的原則是 " 保持系統(tǒng)功能 ", 所以分析人員有責(zé)任在整個分析過程中不 漏一個功能。這樣在定義保持功能所需的預(yù)防性檢修工作時也不會遺漏。   在說明功能時 , 要注意說明的對象是功能而不是設(shè)備本身 , 即不能用設(shè)備 名稱來說明功能 , 當(dāng)然有時為了能完整說明功能 , 有必要在說明中提及系統(tǒng)界限 屈外的設(shè)備或系統(tǒng)。下面用幾個例子說明如何正確說明功能 : 故障模式與故障后果分析（FMEA）  FMEA是可靠性工程中最常用的基本工具，用于對系統(tǒng)的可靠性進行定性分析，F(xiàn)MEA的整個過程包括設(shè)備故障模式的識別、故障原因的探索以及故障后果的評估。FMEA原來是為一種工具提出的，在設(shè)計中可利用FMEA來識別設(shè)備的弱點，設(shè)計人員掌握著方面情況后就能確定采用哪些措施以防止或減輕這些故障模式發(fā)生的可能性。FMEA 是RCM中重要的環(huán)節(jié)，是RCM分析中重要的一步，通過這一步可以確定使功能發(fā)生故障的部件名稱、故障模式與故障原因，并可確定應(yīng)采取哪些預(yù)防維修措施來防止故障的發(fā)生、減輕故障的后果或檢測到故障出現(xiàn)的開始階段。FMEA分析可以按以下格式進行。 表7 故障模式與故障后果分析（FMEA）記錄格式 。

簡化的以可靠性為中心的維修（簡化RCM）

 2.1 簡化RCM現(xiàn)狀  “簡化RCM”主要的體現(xiàn)是，集中于維修工作量的縮減，通過驗證占主要影響作用的故障模式和針對該模式的預(yù)防性維修工作來確認(rèn)現(xiàn)有的維修任務(wù)，改進或者刪除那些不適用的或者無效的維修任務(wù)。因為“簡化RCM”需要更少的限制條件。因此，費用更低，速度更快，效果也更為直接。目前，美國一些主要的維修管理咨詢機構(gòu)都在以“簡化RCM”作為其基本的理論依據(jù)，但是需要指出，不同咨詢機構(gòu)之間其“簡化”內(nèi)容也各不相同。      與工業(yè)界對RCM的應(yīng)用熱潮相呼應(yīng)的是，1994年，美國開始推行國防采辦改革，對軍用標(biāo)準(zhǔn)也進行了有史以來最大的一次全面改革。此間，國防部發(fā)布的關(guān)于采用軍用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的新政策指出，美國軍方不再要求承包商必須使用軍方標(biāo)準(zhǔn)或某個專用過程。取而代之的是，軍方只負(fù)責(zé)提出性能需求，允許承包商使用能夠滿足這些性能需求的任何過程。該政策使美國軍用標(biāo)準(zhǔn)和一些規(guī)范中定義的“RCM”變得無效。盡管在軍方內(nèi)部仍使用這些標(biāo)準(zhǔn)，但他們已經(jīng)不能約束承包商所采用的規(guī)范或者標(biāo)準(zhǔn)。  

到了90年代，美國涌現(xiàn)出大量致力于裝備維修的雜志和會議，關(guān)于RCM認(rèn)證的雜志、文章和會議論文變得越來越多，甚至一些完全不同的分析過程也使用“RCM”的名稱。  “簡化”和“經(jīng)典”兩種不同觀念引起學(xué)術(shù)界激烈的辯論。其結(jié)果，如果一個咨詢機構(gòu)說他們能夠幫助用戶學(xué)習(xí)RCM，用戶已經(jīng)不能確定自己究竟能夠得到什么樣的維修分析過程。      在混亂的“RCM”名稱中，軍方和工業(yè)界都看到了一種需求，即需要準(zhǔn)確定義RCM過程。1994年的國防部備忘錄中指出：“我們鼓勵在國防部(采辦和技術(shù))部長的指導(dǎo)下，和相關(guān)的工業(yè)協(xié)會協(xié)作，為取代軍用標(biāo)準(zhǔn)而開發(fā)新的可行的非政府標(biāo)準(zhǔn)?！?   1996年，汽車工程師協(xié)會(Society of Automotive Engineers，SAE)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)部在國防部的授意下開始從事RCM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究，他們從美國海軍航空兵和艦船RCM委員會中，邀請了一大批代表。這些代表事先已經(jīng)為開發(fā)海軍的RCM過程標(biāo)準(zhǔn)投入了一年左右的時間，他們打算把這個標(biāo)準(zhǔn)變成航空和艦船領(lǐng)域的通用標(biāo)準(zhǔn)，因此在加入SAE之前已經(jīng)做了大量工作。1997年下半年，商業(yè)界和工業(yè)界的代表也參加進來，人們意識到，成員的增加有利于RCM的更加通用化。1998年，開發(fā)小組找到了制定新標(biāo)準(zhǔn)的最佳方法。1999年，完成了標(biāo)準(zhǔn)草案，獲得SAE批準(zhǔn)后開始印刷出版。        

   針對新發(fā)布的RCM標(biāo)準(zhǔn)，SAE的主席說，“現(xiàn)在由SAE制定的標(biāo)準(zhǔn)并不代表典型的RCM分析過程。這個標(biāo)準(zhǔn)只針對那些可以進行比較的RCM過程，確定了一個評價準(zhǔn)則，如果這個RCM過程滿足了該準(zhǔn)則，它就可以被稱為?RCM?。否則就不能使用?RCM?這個術(shù)語。但是，這并不意味著不遵守SAE?RCM評價準(zhǔn)則?的分析過程在用于形成維修策略時是無效的。它只是意味著該分析過程不能被冠以?RCM?這個名稱”。      SAE標(biāo)準(zhǔn)JAl011的第五部分“對RCM過程的評價準(zhǔn)則”中，對任何RCM過程的關(guān)鍵屬性總結(jié)如下。    

  任何RCM過程，應(yīng)該確保下述七個問題按照規(guī)定的順序全部得到滿意的回答。  

 1．裝備在當(dāng)前使用環(huán)境中的功能是什么，與之相聯(lián)系的預(yù)期的性能指標(biāo)是什么?     

 2．它是以怎樣的方式不能完成其功能的?     

 3．每一個功能的失效是由什么引起的? 

 4．每一種故障發(fā)生時會有什么樣的后果(故障影響)?

 5．每一種故障以怎樣的方式發(fā)生?   

 6．為了預(yù)報或阻止每項故障的發(fā)生，應(yīng)該采取怎樣的措施?    

 7．如果不能找到合適的預(yù)防性維修措施，還應(yīng)該怎么辦?  

   為了滿意地回答上述問題，需要收集相應(yīng)的信息，制定出相應(yīng)的決策。所有的信息和決策都應(yīng)該文件化，以使這些信息和決策能被裝備的所有者或用戶得到并被接受。  由于經(jīng)典的RCM分析工作量很大，由此產(chǎn)生了簡化的RCM認(rèn)證分析方法論。

目前在國外各個行業(yè)中都產(chǎn)生了適合本行業(yè)的簡化RCM分析法，一般有如下幾種簡化方法：  

1) 回溯法      對RCM方法加以“簡化”的最流行的做法，是不從確定設(shè)備的功能開始(如SAE標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的那樣)，而是從現(xiàn)有的維修作業(yè)人手。這種方法的使用者試圖確定每項作業(yè)假設(shè)可以預(yù)防的故障模式，然后再通過RCM決策過程的最后三個步驟進行下去，重新檢查每一種故障的后果并希望找到一種費用有效度更高的故障管理方針。它也被稱作“反向的RCM”。  回溯法在表面上是很吸引人的，但是，實際上它們在簡化方法論中是最具危險性的，原因是與其它簡化RCM的版本中，回溯法更加注重于減少維修工作量而卻不是改善設(shè)備的性能，而RCM的主要目標(biāo)是面向設(shè)備功能。由于將RCM單純用作為減省維修費用的手段時所產(chǎn)生的回報通常是較低的，有時甚至要比將它用來提高可靠性時所產(chǎn)生的回報低一或兩個數(shù)量級，因此，從經(jīng)濟的角度來看，采用這種表面上看來費用較低的回溯法其實是與自己的本意相悖的，因為它實質(zhì)上所能保證的回報要遠低于真正的RCM所產(chǎn)生的回報。

2) 使用類比分析法      在RCM的實施中，有一條應(yīng)用得相當(dāng)廣泛的捷徑，那就是將對一個系統(tǒng)作出的分析移用于技術(shù)上相同的各個系統(tǒng)。 事實上，技術(shù)上相同的系統(tǒng)如果其使用的具體情況不同，就常常需要采用完全不同的維修大綱。  因此，不能僅僅是因為碰巧兩個系統(tǒng)在技術(shù)上是相同的，便可不加進一步思考地將為一個系統(tǒng)作出的RCM分析移用于另一個系統(tǒng)。

3) 故障模式類比表的使用      故障模式的“類比”表是各種故障模式的匯總表，有時則是完整的故障機理和影響分析(FMEA)。這些表可能覆蓋整個系統(tǒng)，但更常見的是覆蓋各個單臺設(shè)備或甚至是單個的部件。其特點：分析的層次可能合適性；使用情況可能有所不同；性能標(biāo)準(zhǔn)可能有差異。  如果最終使用了故障模式的類比表，也只應(yīng)將它用作某種特定情況下的故障機理和影響分析的補充，而決不可單獨地將它作為定義表來使用。

4) 省略掉方法中的某些組成部分      在經(jīng)過“簡化”的RCM認(rèn)證方法中，另一種常見的情況是完全跳過方法中的若干個組成部分。但是在運用中一定要注意改善設(shè)備的性能，實現(xiàn)設(shè)備的功能，避免過早或過頻地發(fā)生故障。 

 5) 分析“關(guān)鍵的”功能或“關(guān)鍵的”故障      根據(jù)自身行業(yè)的特點來判斷什么設(shè)備是“關(guān)鍵”和“非關(guān)鍵”的準(zhǔn)則，針對關(guān)鍵設(shè)備加強指定維護和維修計劃。