系統說明與功能

 (1) 系統描述和說明

  分析員對收集的資料進行整理和消化，通過系統描述和說明，記錄了系統的準確范圍，充分反映和識別系統功能的參數變化狀況，充分了解原來預防性維修中可以改變的內容。

系統功能 

(1) 功能和性能標準

 基于可靠性為中心的設備維修

RCM & SRCM   12  維修的目的就是希望設備能保持完成設計功能的狀態。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 , 這也是設備存在的根本理由 ,同時也是為設備檢修計劃人員所感興趣的。所以 , 應該認真仔細、盡可能準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重的后果 , 有時比主要功能所引起 的故障更嚴重。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 ( 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。為 了保證不忽略有關的故障 (泄漏或溢出 ), 除了主要功能外 , 還應列舉次要功能。  

支撐作用 ：許多設備有結構性的次要功能 , 如承受構件的重量。 外觀、衛生。  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, 設備越復雜 , 其功能也就越多。對于一臺設備 , 可能有多達 20種次要功能。

 3) 保護裝置  隨著設備向復雜化方向發展 , 它產生的故障模式的數量也呈指數增長 , 這導致故障后果的種類和嚴重性也相應地增長。為設法消除 ( 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：吸引設備操作者對不正常狀態的注意力 (對故障影響起反應的警告燈和警報器 , 故障影響由多種限位開關、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測 ):報器 , 故障影響由多種限位開關、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測 ):  一旦發生故障 , 則使設備停止運行（這些裝置也對故障影響起反應 , 采用相同的傳感器而且常與警報器的回路相同 ,, 只是設置不同而已)：  消除或緩解由于故障而產生的不正常狀態 , 否則它會引起更為嚴重的損壞( 消防設備、 安全閥、安全膜、防爆膜)：  接替己失效的功能 ( 各種備用設備 , 冗余結構元件)：  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 , 當列出設備的功能時 ,也必須列出所有保護裝置的功能。

4) 冗余功能  有時會遇到有些設備或部件是完全多余的。這種事情常發生在幾年內一直在對設備進行技術改造、或者新設備的技術規范提得過高時 ( 當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根本無用途的設備)。  例如 , 濕蒸汽供汽管路需要用到凝汽閥 , 供汽系統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備退役為止。不幸的是 ,實際中盡管這些設備沒有確定的功能 , 但它們仍然可以發生故障以致降低整個系統的可靠性。為避免發生這種情況 , 仍然需要對這些部件進行維修 , 這意味著它們仍然要消耗資源。  在一個復雜系統中 , 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一套有規律的資料來定義系統的功能， RCM 的原則是 "保持系統功能 ", 所以分析人員有責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備本身 , 即不能用設備 名稱來說明功能 , 當然有時為了能完整說明功能 ,有必要在說明中提及系統界限 屈外的設備或系統。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，用于對系統的可靠性進行定性分析，FMEA的整個過程包括設備故障模式的識別、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，在設計中可利用FMEA來識別設備的弱點，設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生的可能性。FMEA 是RCM中重要的環節，是RCM分析中重要的一步，通過這一步可以確定使功能發生故障的部件名稱、故障模式與故障原因，并可確定應采取哪些預防維修措施來防止故障的發生、減輕故障的后果或檢測到故障出現的開始階段。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現狀  “簡化RCM”主要的體現是，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防性維修工作來確認現有的維修任務，改進或者刪除那些不適用的或者無效的維修任務。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都在以“簡化RCM”作為其基本的理論依據，但是需要指出，不同咨詢機構之間其“簡化”內容也各不相同。      與工業界對RCM的應用熱潮相呼應的是，1994年，美國開始推行國防采辦改革，對軍用標準也進行了有史以來最大的一次全面改革。此間，國防部發布的關于采用軍用標準和規范的新政策指出，美國軍方不再要求承包商必須使用軍方標準或某個專用過程。取而代之的是，軍方只負責提出性能需求，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準和一些規范中定義的“RCM”變得無效。盡管在軍方內部仍使用這些標準，但他們已經不能約束承包商所采用的規范或者標準。  

到了90年代，美國涌現出大量致力于裝備維修的雜志和會議，關于RCM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“經典”兩種不同觀念引起學術界激烈的辯論。其結果，如果一個咨詢機構說他們能夠幫助用戶學習RCM，用戶已經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，軍方和工業界都看到了一種需求，即需要準確定義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)部長的指導下，和相關的工業協會協作，為取代軍用標準而開發新的可行的非政府標準。”    1996年，汽車工程師協會(Society of Automotive Engineers，SAE)的技術標準部在國防部的授意下開始從事RCM相關標準的研究，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。這些代表事先已經為開發海軍的RCM過程標準投入了一年左右的時間，他們打算把這個標準變成航空和艦船領域的通用標準，因此在加入SAE之前已經做了大量工作。1997年下半年，商業界和工業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，開發小組找到了制定新標準的最佳方法。1999年，完成了標準草案，獲得SAE批準后開始印刷出版。        

   針對新發布的RCM標準，SAE的主席說，“現在由SAE制定的標準并不代表典型的RCM分析過程。這個標準只針對那些可以進行比較的RCM過程，確定了一個評價準則，如果這個RCM過程滿足了該準則，它就可以被稱為„RCM?。否則就不能使用„RCM?這個術語。但是，這并不意味著不遵守SAE„RCM評價準則?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標準JAl011的第五部分“對RCM過程的評價準則”中，對任何RCM過程的關鍵屬性總結如下。    

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

 1．裝備在當前使用環境中的功能是什么，與之相聯系的預期的性能指標是什么?     

 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生?   

 6．為了預報或阻止每項故障的發生，應該采取怎樣的措施?    

 7．如果不能找到合適的預防性維修措施，還應該怎么辦?  

   為了滿意地回答上述問題，需要收集相應的信息，制定出相應的決策。所有的信息和決策都應該文件化，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。  由于經典的RCM分析工作量很大，由此產生了簡化的RCM分析方法論。

目前在國外各個行業中都產生了適合本行業的簡化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，是不從確定設備的功能開始(如SAE標準所規定的那樣)，而是從現有的維修作業人手。這種方法的使用者試圖確定每項作業假設可以預防的故障模式，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備的性能，而RCM的主要目標是面向設備功能。由于將RCM單純用作為減省維修費用的手段時所產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生的回報低一或兩個數量級，因此，從經濟的角度來看，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，因為它實質上所能保證的回報要遠低于真正的RCM所產生的回報。

2) 使用類比分析法      在RCM的實施中，有一條應用得相當廣泛的捷徑，那就是將對一個系統作出的分析移用于技術上相同的各個系統。 事實上，技術上相同的系統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在技術上是相同的，便可不加進一步思考地將為一個系統作出的RCM分析移用于另一個系統。

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，但更常見的是覆蓋各個單臺設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；性能標準可能有差異。  如果最終使用了故障模式的類比表，也只應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      在經過“簡化”的RCM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備的性能，實現設備的功能，避免過早或過頻地發生故障。 

 5) 分析“關鍵的”功能或“關鍵的”故障      根據自身行業的特點來判斷什么設備是“關鍵”和“非關鍵”的準則，針對關鍵設備加強指定維護和維修計劃。