设备管理工程课程实验报告以可靠性为中心的设备预防性维护（RCM）

一．设备预防性维护管理概述

随着生产设备自动化水平的不断提高，设备的预防性维护工作在生产中的作用越来越重要。越是先进的设备，维护工作难度越大，对维护人员技术水平的要求越高。而一味的依赖专业维护人员进行设备维护，使得很多繁杂、重复的工作占用了很大部分的精力，使很多专业性较强的工作（如设备的检查、校准、改进等）不能得到及时有效的实施。在生产中由于操作工人不熟悉设备性能和机能，由此产生的误操作或不能及时发现设备故障隐患等，造成设备维护成本也不断升高，同时导致了设备停机率高，生产效率低。因此设备维修人员和设备操作人员共同对设备进行预防性维护是提高设备开机完好率，运行完好率的有效办法。预防性维护的概念是指为了延长设备的使用寿命和避免减少设备故障而进行的计划内维护。

预防性维护的目的在于将设备的故障率和实际折旧率降至最低，而将整个设备使用周期中设备的可用性和可靠性增至最高。具体的预防性维护工作是根据设备维护手册和设备预防性维护时间表来实现的。设备预防性维护的内容主要是严格遵守设备操作维护SOP的相关规定，经常注意设备的运行状况，按规定定期对设备进行清洁、润滑、紧固、调整、防腐等维护作业。生产车间的设备预防维护主要由生产车间维修人员和设备操作人员来承担，公用设施、设备的预防性维护由设备部下辖辅助班承担。

二．以可靠性为中心的设备预防性维修管理（RCM）

 (一). RCM的起源与发展

 以可靠性为中心的维修是近40年发展起来的一种新的维修观念，它打破了传统的以定修为主的维修方式。随着RCM在国际上的推广和应用，其理论和方法的研究逐渐受到人们的重视，并且在实践应用中也取得了明显的经济效益，它是目前国际上通用的、用以确定资产预防性维修需求、优化维修制度的一种系统工程方法。它的基本思路是：对系统进行功能与故障分析，

明确系统内各故障的后果；用规范化的逻辑决断方法，确定出各故障后果的预防性对策；通过现场故障数据统计、专家评估、定量化建模等手段在保证安全性和完好性的前提下，以维修停机损失最小为目标优化系统的维修策略。RCM 的产生和发展与航空工业有着密切的联系, 其最初的思想产生于60 年代, 美国面对航空维修中出现的维修费用巨增, 维修费用已经占到了航空公司总费用的30% , 形成了“买得起, 用不起”的现象, 使人们对多做维修工作或定期维修的维修体制能预防故障的效果产生了怀疑, 于是如何权衡维修费用与效果成为人们迫切需要解决的问题。随着可靠性工作、维修性工程, 故障物理学和故障诊断技术等新型学科的相继出现, 以及概率统计和管理科学的新发展, 为研究维修问题提出了理论基础, 其中最引人注目的一个新概念是“过去人们过分强调控制拆修间隔期以达到原有的可靠度。然而经过深入研究后确信, 可靠性和拆修制并无必然的直接联系”。

70年代初, 人们将各种可靠性大纲中所学到的东西综合起来,出现了“MSG-1手册(Maintenance Steering Group，简称MSG ) : 维修的鉴定与大纲的制定”、“MSG-2: 航空公司/制造公司的维修大纲制定书”,并用于民航维修, 使之维修费用下降了30%。而没有采用RCM 维修概念的其他军事装备的维修费用却以相当惊人的幅度增长.1978 年美联航空公司发表了《以可靠性为中心的维修》专著, 其理论得到进一步完善。以后人们就把制定预防性维修大纲的逻辑决断分析方法统称为RCM。80 年代至90 年代相继在RCM 与“M SG-3-1”的基础上, 结合民用设备的实际情况, 提出了RCM 2。1999年国际汽车工程师协会(SA E ) 颁布的RCM 标准《以可靠性为中心的维修过程的评审准则》(SAEJA 1011) 给出的7个问题, 就每一研究对象进行提问, 以此作为制定维修策略的主要依据。到1998 年底已在许多国家的钢铁、电力、铁路、汽车、地铁、海洋石油、核工业、建筑、供水、食品、造纸、卷烟及药品等行业广泛应用。

(二) ．RCM的基本观点 

1.装备的固有可靠性与安全性是由设计制造赋予的特性，有效的维修只能保持而不能提高它们。RCM特别注重装备可靠性、安全性的先天性。如果装备的固有可靠性与安全性水平不能满足使用要求，那么只有修改设计和提高制造水平。因此，想通过增加维修频数来提高这一固有水平的做法是不可取的。维修次数越多，不一定会使装备越可靠、越安全。

2.产品(项目)故障有不同的影响或后果，应采取不同的对策。故障后果的严重性是确定是否做预防性维修工作的出发点。在装备使用中故障是不可避免的，但后果不尽相同，重要的是预防有严重后果的故障。故障后果是由产品的设计特性所决定的，是由设计制造而赋予的固有特性。对于复杂装备，应当对会有安全性(含对环境危害)、任务性和严重经济性后果的重要产品，才做预防性维修工作。对于采用了余度技术的产品，其故障的安全性和任务性影响一般已明显降低，因此可以从经济性方面加以权衡，确定是否需要做预防性维修工作。

3.产品的故障规律是不同的，应采取不同方式控制维修工作时机。有耗损性故障规律的产品适宜定时拆修或更换，以预防功能故障或引起多重故障；对于无耗损性故障规律的产品，定时拆修或更换常常是有害无益，更适宜于通过检查、监控，视情进行维修。

4.对产品(项目)采用不同的预防性维修工作类型，其消耗资源、费用、难度与深度是不相同的，可加以排序。 对不同产品(项目)，应根据需要选择适用而有效的工作类型，从而在保证可靠性与安全性的前提下，节省维修资源与费用。

(三) . RCM 研究的几个内容 

功能与性能标准。在具体使用条件下，设备的各功能标准是什么？为了使设备按用户的要求运行, 就必须了解什么是用户要求以及确保按要求执行。 

1.故障模式。在什么情况下设备无法实现其功能？为了使功能恢复到用户的要求, 必须了解什么情况下何种故障会发生。 

2故障原因。引起各功能故障的原因是什么？主要有: 正常磨损、人为失误(维修、运行)、设计错误和管理失误等原因。 

3.故障影响。各故障发生时，都会出现什么情况？在RCM 中, 必须对缺陷发生了什么以及何时发生,要有清楚的了解, 为此要对故障进行评估。故障已发生了的证据是什么？它以何种途径对安全与环境带来危害？它以什么方法影响生产或运行？故障会带来什么物理性损坏？消除故障时必须做什么？

4.故障后果。各故障都在什么情况下至关重要？数目众多,其产生的后果也是有大有小, 为此必须充分认识它们, 对那些会产生重大影响的缺陷就尽力避免, 而对小故障就按需要再判断是否及时处理。故障可分为:隐蔽性故障，即虽然没有直接冲击, 但其逐渐累积会带来灾难性后果；安全环境性故障，即会造成人员伤亡或违反地方、国家的环保法规；使用性故障，即会造成生产下降(产量、质量、服务或成本)；非使用性故障，即以上三种以外的故障。消除故障的任务可分为:主动性维修和被动性维修。

5.主动性维修。需要什么工作才能预防故障的发生？在故障未发生之前, 采取必要的措施来预防故障的发生, 这其中包括视情维修、预期翻修和预期报废。

6.被动性维修。找不到适当的预防性维修工作应怎么办？在故障发生后所采取的有关措施, 它包括故障查找、重新设计和投入运行。

三. RCM在我国的应用

 80年代中后期，我国军事科研部门开始跟踪研究RCM理论和应用。1992年国防科工委颁布了由军械工程学院为主编单位编制的我国第一部RCM国家军用标准GJB137

《装备预防性维修大纲的制定要求与方法》，该标准在海军、空军及二炮部队主战装备上的应用取得了显著的军事、经济效益，促进了现役装备维修改革和新装备形成战斗能力。空军对某型飞机采用RCM后，改革了维修规程，取消了50h的定检规定，寿命由350h延长到800h.

以上。由于技术、管理和认识上的原因，RCM在通用装备上的推广应用一直处于研究与探索阶段，还没有做真正意义上的应用工作，还没有取得应有的效益。为适用新时期军事斗争形式，加快武器雷达装备维修改革的步伐，总装备部通用装备保障部武器雷达局决定自2002年起利用三年时间，对各类主战武器雷达装备全面实施RCM分析，形成基于具体装备的预防性维修大纲。然后在此基础上重组与优化维修保障系统，进行维修改革，构建我军武器雷达装备以可靠性为中心的维修制度新体系。自2002年7月初完成RCM培训后，各有关单位即着手进行RCM分析，到目前为止，RCM推广应用工作已取得初步成果，已完成14种典型装备的RCM分析，得到了故障特征信息记录表和预防性维修大纲等相关的文献资料。2003年将对在七十余种新装备和现役装备上展开。当前海军和空军也正在加大RCM的推广应用力度，应

用RCM分析方法对原有的维修文件进行修订。

尽管RCM在军队已进行了初步的推广，但在地方工业企业还未得到广泛的应用。当前仅仅在武汉、合肥等民航管理局开展了运七飞机的RCM工作试点，部分电力和核电站行业也开始应用RCM。随着加入WTO和新时期军事斗争的需求，RCM在我国工业企业和军事装备方面将具有更广阔的应用前景。我们应积极研究RCM技术、培养RCM人才、探索RCM的推广应用途径，为RCM技术与人才的大量需求做准备。

 四．RCM下一步的研究方向

尽管RCM的基本体系结构已基本形成，但还有许多问题有待于进一步的完善，尤其是实用性、针对性和精确性等方面。

（一）．改进分析过程，突出实用性 RCM分析技术本身的发展方向将是，在保持RCM最初的本意的和回7 个基本问题的基础上，增加部分设备关键性能因素（如环境的完整性和定量化风险等）或省略部分分析步骤，改进RCM适用性准则、有效性准则和逻辑决断图等，力求使RCM 分析更贴近实际，具有更强的实用性。 

（二）.引入定量分析，提高精确性

 当前对RCM 的理论分析和应用研究主要集中在定性的分析，定量研究工作不多。目前已开发出绝大多数的RCM支持模型，包括：不同时间基准、不同复杂程度、不同决策目标下的使用检查模型、功能检测模型和定期更换模型等。英国 SALFORD 大学正在进行智能化的RCM 决策支持模型的开发。如何把相关的支持模型引入RCM逻辑决断过程，提高分析决断的精确性，将是下一步的主要研究工作。

（三）.结合具体问题分析，强调针对性 应用是理论研究的根本目的，在进行RCM分析时，如何根据资产所处的不同工作环境，对RCM分析方法中的相关内容进行充分的理解和扩展，也是一项非常重要的工作。

（四）.研制计算机辅助RCM分析系统，提高分析效率 RCM分析内容复杂、工作量较大，针对此情况，应组织有关人员研制开发RCM 辅助决策软件。该项工作可以提高RCM分析的效率，提高分析的准确度，减少重复性工作。此外对于以往已进行RCM分析的RCM数据也可以作为案例放到系统的数据库中，在对类似装备进行RCM分析时，可以通过索引进行调用数据，这样能大大减少分析的工作量。RCM的应用效果是不可否认的，但是我们应该看到RCM在我国工业界还远没有普及，这主要是由于数据缺乏、经费不足、宣传不够和长期受传统维修观念束缚的结果。

观察以往的维修方针，大多数企业的维修计划由设备生产者直接提供的维修周期编制而成。但是，由于设备所处的寿命期不同(即处在失效曲线的不同位置)、工作环境不同以及备件来源的不一致等因素的影响，往往使得设备所处的状态和设计时所考虑的工况有所不同，在具体的维修程中，体现为维修方式选择失误，从而造成维修不足或维修过度。只有大力加强RCM宣传，逐步建立和完善企业的RCM维修计划，才能充分发挥现有设备的使用效率，改变设备维修管理的落后局面。