以可靠性为中心的维修(RCM)简介.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,1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),2,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 Preventive 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),3,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(,TPQM),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,检测间隔期,P-F1,间隔,图1 潜在故障的,P-F,间隔示意,A,故障开始发生点,P,能检测到的潜在故障点,F,功能故障发生点,检测法：,振动检测,油液分析,红外检测,声发射或超声波检测,4,图2,RCM,理论中的故障模型,类型,故障率特性,在大系统(如飞机)故障中比例,相关性,“浴盆曲线，为两种或两种以上类型的组合,4,使用年限,(,TBM),有适用性,疲劳,腐蚀,氧化,故障率恒定或逐渐增大，最后是耗损区,2,故障率缓慢增加，没有明显的耗损工龄区，可能原因为疲劳,5,新或刚出厂时故障率低，以后迅速增加到一个较稳定的水平,7,与使用年限无关,(,TBM,不适用),整个寿命期内故障稳定，随机故障，难以进行状态监测,14,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上，其早期故障原因是制造、安装调试不当,68,同一个设备可能有不同的故障模型,5,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”,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,6,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,7,维修与资产完整性管理,8,基于风险的资产管理（,RBAM）,9,2,RCM,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,安全,最小的维修资源消耗,功能与故障分析,后果与严重程度,维修内容,维修类型,维修间隔期,维修级别,10,图3,11,图4,RCM,流程图,12,图5 故障后果及维修工作分析流程图(第一步,),13,图6 预防性维修工作类型分析流程(第二步,),14,3,RCM,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,15,4,RCM,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),16,图7,RCM,逻辑决策图,N1.,对非使用性后果的故障的状态监测工作是否技术可行？,H1.,对隐蔽性故障的状态监测工作是否技术可靠的？,O1.,对有使用性后果的故障的状态监测工作是否技术可行？,S1.,对有安全性后果的故障的状态监测工作是否技术可行的？,H.,功能故障的发生对正常使用的操作人员是明显的吗？,O.,该故障对设备使用功能是否有严重的不利影响？,S.,故障带来的攻能丧失是否有安全性或环境性后果？,Y,N,Y,N,Y,N,状态监测,Y,状态维修,N,状态监测,Y,状态维修,N状态监测,Y,状态维修,N,状态监测,Y,状态维修,N,N2.,定期计划维修工作是否技术可靠的？,H2.,定期计划维修工作是否技术可行的？,O2.,定期计划维修工作是否技术可行的？,S2.,定期计划维修工作是否技术可行的？,N3.,用于避免或降低故障率的定期报废工作是否适用有效？,H3.,用于避免或降低故障率的定期报废工作是否适用有效？,O3.,用于避免或降低故障率的定期报废工作是否适用有效？,S3.,用于避免或降低故障率的定期报废工作是否适用有效？,定期计划维修,Y,N,定期计划维修,Y,N,定期计划维修,Y,N,定期计划维修,Y,N,H4.,检测故障的故障诊断工作是技术可行并值得做的吗？S4.,各种预防维修的组合工作是否适用有效？,预定故障诊断,Y,N,组合工作 ,YN,必须进行重新设计,定期报废,Y,N,定期报废,Y,N,定期报废,Y,N,定期报废,Y,N,H5.,多重故障是否有安全或环境性后果？,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,最好进行重新设计,17,5,RCM,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。,18,6,RCM,的三个分析阶段,失效分析阶段,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,故障现象（故障模式）,故障产生的原因和机理,离心泵不能正常运转,轴承烧坏,轴承烧坏,轴承过热,轴承过热,润滑不良、轴承安装不正确、轴承磨损等,19,表2 故障现象分析及维修方法,故障现象学,(故障模式),故障产生的原因和机理,维修方法,离心泵振动,叶轮磨损不均或流道堵塞，造成叶轮不平衡,对叶轮作平衡校正或清洗叶轮,轴承磨损,修理或更换轴承,泵轴弯曲,校直或更换泵轴,转动部件有摩擦,检修,转动部件松驰或破裂,检修或更换磨损零件,泵内发生气蚀现象,排除产生气蚀的原因,两联轴器结合不良,重新调整,地脚螺栓松弛,拧紧地脚螺栓,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；,20,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,几种方法综合，状态检测为主,故障原因,检测、加油等辅助工作是否有效减少该故障？,定期维护,是否能用在线监控检查出异常情况？,是,否,状态检修,是否能用状态检修分析有效查处异常情况？,是,否,定期更换,组合所有预防检修措施是否能有效降低故障？,是,否,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？,是,否,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,组合使用,维修措施,改进维修或维修改进,是,否,图8,RCM,检修方式选取方法,21,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,22,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,有隐蔽的安全问题,非安全/经济型,23,7,RCM,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。,24,8,RCM,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,25,9,RCM,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,26,10,RCM,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，缩短了维修时间。,多维修、多保养安全,避免故障后再维修提高国际竞争力,(维修不足)节约,国外石化企业已广泛应用,RCM，,有成功经验 成熟的数据库(如,DNV,软件),27,RCM,实施基本程序,28,筛选风险矩阵,29,详细,RCM,分析-安全风险矩阵,30,详细,RCM,分析-环境风险矩阵,31,详细,RCM,分析-财务风险矩阵,32,详细,RCM,分析-资本风险矩阵,33,谢谢各位,34,