主動性維修、預先維修與RCM 

1 引言 

“以可靠性為中心的維修”譯自英文“Reliability Centered Maintenance”，簡稱“RCM”，它是國內外維修行業已經非常熟悉的一個用詞，是受到世界各國普遍承認的科學的維修理論。在發達國家，RCM的推廣應用已經取得了顯著成效，并且還在繼續擴展。 

主動性維修或主動維修，源于Proactive Maintenance （縮寫為Promaint或PaM，也可譯為“預先維修”），從上世紀90年代開始，在西方國家逐漸發展和應用。2002年歐洲維修聯盟（EFNMS）第16次會議曾將Promaint作為會議主題。但是“主動性維修”到底是什么，各國是“仁者見仁，智者見智”，存在不同的理解，就是在Promaint發源地，對其概念、原理和具體技術也有著截然不同的觀點。本文將在分析有代表性的兩種主動性維修觀點的基礎上，研究如何應用主動性維修，豐富和完善現有的RCM理論和方法。 

2 兩種不同的“主動性維修”（PaM） 2.1 狹義的“主動性維修” 

1992年美國資深的液壓系統設計專家E.C.Fitch，在其著作《Proactive Maintenance for Mechanical Systems》[1]中詳細論述了Proactive 

Maintenance的概念、原理和技術。這種維修在理論和實踐上有其重要的意義，它提出了“故障根源”（Boot Causes of Failure）的概念，給出了故障根源的種類（材料變形、超常液體污染、液體泄漏、液體化學不穩定、液體物理不穩定、液體氣蝕、液體溫度不穩定、嚴重的磨損狀況等），認為通過對可能引起設備產生故障的“故障根源”進行系統化的識別，在系統的性能和材料退化之前采取措施進行維修，可以有效地減少系統的整體維修需求，延長系統的使用壽命。Fitch的“主動性維修”認為，在實際的維修工作中不但要重視零部件的損傷，還應重視相關介質（如油液等）的“條件性故障”。Fitch的“主動性維修”實際是狹義的主動性維修。 

2.2 廣義的“主動性維修” 

1997年，國際著名的RCM專家J.Moubray在其名著《RCMⅡ》第二版[3]中提出了主動性（Proactive ）維修和非主動性（Reactive）維修的概念，并進行了解釋。他認為主動性維修工作是為了防止產品達到故障狀態，而在故障前所采取的工作。他把原來的三類預防性維修工作（視情（即預測性）維修、定期修復和定期報廢）都歸屬于主動性維修，認為這些工作均是在故障發生前進行的主動工作。當不可能選擇有效的主動性工作時，應根據故障后果選擇非主動性維修，非主動性維修包括修復性維修、故障檢查和改進設計。這里的主動性維修實際上是廣義的主動性維修，該主動性維修不僅預防故障本身，更重要的是避免故障后果。 

2.3 兩種主動性維修的比較 

為了進一步對兩種主動性維修進行比較，這里分析二者與其他維修策略之間的關系，從上表可以看出：John Moubray和E.C.Fitch都認為維修可分為主動性維修和非主動性維修，但二者的分界線有顯著的不同。其根本原因在于對故障的認識（定義）不同：John Moubray是根據功能故障劃分主動、非主動維修，他把功能故障之前采取的措施視為主動維修，功能故障之后采取的措施視為非主動維修；而E.C.Fitch是以“條件性故障”或“將不能完成規定功能”進行定義，他認為只有消除“故障根源”，延緩機件故障發生的措施才能視為主動性維修，目前的大部分預防性維修都不是主動性維修，主動性維修是單獨的一種維修工作類型。實際上從維修概念的發展上看，歷來都是基于對故障的認識（定義）以及鑒別和處置手段的發展。從修復性維修、預防性維修到預測性維修、故障探測，直到今天的主動性維修都是這樣。狹義的主動性維修，是以“產品或產品的一部分不能或將不能完成規定功能的事件或狀態” 來說主動與非主動；廣義的主動性維修認為，主動維修、非主動維修是以是否發生功能故障為界限。 

通過前面的分析，可以得出以下基本結論： 

①狹義的主動性維修強調通過消除或控制故障產生的條件，從故障根源上對故障進行預防，是積極主動的預防故障。這種理論和實踐，在設備（資產）管理領域并不是新生事物。在許多設備、裝備中通過各種保養活動，例如檢查和嚴格控制液壓或潤滑油質（包括酸堿度）、充氮、干燥劑、密封等都是力圖消除或控制故障產生的條件，從根源上預防故障，避免故障損失，延長使用壽命，節省費用和資源。但是傳統的技術、方法非常有限。今天的狹義主動性維修，強調通過應用各種高新技術手段，如自動粒子計數器、油水分析儀、粘度計、張力計等實現這一目標，監控和消除故障根源，是維修理念和技術上的重大發展。依據實際情況大力推廣和開展應用研究有其重要的積極的意義。②狹義的主動性維修有其一定的使用范圍和對象，實現狹義的主動性維修必須具備一定的條件。首先，產品要有所謂的5種故障：條件性故障、初始性故障、臨近性故障、急劇性故障、功能性故障；還要求具有先進的檢測技術，準確地判定可能引起故障的誘因，并在裝備的材料和性能退化之前及時采取措施進行維修，恢復和保持設備的穩健運行狀態。因此，實施狹義的主動維修要看是否有適用的、經濟的、有效的“主動維修”措施；同時，是否實施主動維修要看故障影響、故障后果是否有必要，過早的“主動維修”措施有可能使零部件的壽命無法得到充分利用。所以，它特別適用于可靠度要求比較高的關鍵設備或部件。 

③按照狹義的主動性維修，把維修中的大多數工作包括“基于狀態的維修（CBM）”這樣先進的技術都看作為“被動的”，盡管從廣義的故障概念上講有一定的道理，但從實效上看，這種稱謂未必有利。廣義的主動性維修，從功能故障的發生與否區分主動性維修和非主動性維修，會更合理，更利于人們接受。同時，不同的維修方式有各自的應用范圍，不同維修方式本身并無絕對的先進和落后之分。在具體選擇或確定維修方式時，應當結合具體的應用實際，從費用效果（包括對環境的影響）綜合權衡決定。某一種維修并不能完全取代或排斥其他維修。 

3 預先維修的概念 

如上所述，在Moubray繼Fitch之后使用Proactive Maintenance，提出廣義的主動性維修，其中可以包含狹義的主動性維修。事實上，在Moubray的《RCMⅡ》第2版所介紹的相當一部分狀態監測技術，就是針對故障根源的。但是，作者并沒有區分和強調這種維修策略。在目前的RCM分析中，在分析項目故障模式的故障原因時并沒有特別強調其他產品或外界因素對故障原因主體的影響，即故障根源問題。一些經驗不很豐富的分析人員在對設備進行分析時容易漏掉這些影響因素。比如，在對液壓裝置（如火炮駐退機）進行故障模式影響分析時，機筒（駐退筒）銹蝕可能是導致液壓裝置（駐退機）發生功能故障的一種故障原因，但未必進一步分析導致銹蝕的根源可能是液體變質引起的。這樣在對機筒銹蝕進行RCM決斷時，可能只是考慮如何檢查銹蝕，避免功能故障的發生；而如果考慮到液體的變質，預先采取對液體進行定期檢查或更換，消除故障根源可能是更有效而經濟的。 

基于對上述兩種主動性維修和RCM分析過程中存在問題的分析，為了將狹義的主動性維修與其他主動性維修區分開來、突出出來，我們將它稱為“預先維修”。“Proactive Maintenance” 本來就可譯為“預先維修”。預先維修針對的是“故障根源”，“故障根源”是指可能引起最低層分析項目（故障原因主體）發生故障的一切外部因素，這些外部因素包括材料變形、超常液體污染、液體泄漏、液體化學不穩定、液體物理不穩定、液體氣蝕、液體溫度不穩定、嚴重的磨損狀況等，也包括可能誘發故障原因主體發生故障的其他非分析產品故障。在這里，“故障根源”和Fitch的“故障根源”相比范圍要廣。不但包括Fitch書中針對機械特別是液壓系統的故障根源，而且也可應用于其他系統或設備。包含相對于最低層分析項目（故障原因主體）的維修工作而言，預先維修工作是優先進行的工作。在維修工作的實施過程中，一般優先選做預先維修工作，然后才是其他維修工作。從這個意義上說，采用“預先”也比“主動”更合適。

預先維修是針對故障根源采取的維修措施，包括對故障根源的監測和排除。它可以是現有預防性維修工作形式（保養、視情維修、定期更換、故障檢查、重新設計等）中的任一類型或組合。 

4 考慮預先維修的RCM 

RCM已經成為世界各國公認的規劃和確定預防性維修工作的科學方法，其目標是以最少的資源消耗保持系統的可靠性（規定條件的可靠性）和安全性；而預先維修則把外部條件也考慮進去，全面考察影響裝備可靠性與安全性的因素，強調通過改善機件的外在條件延長壽命，延緩故障的發生（盡管不能完全消除故障），提高產品的固有可靠性。預先維修對原有的RCM原理和分析方法提出了挑戰。傳統的RCM并未特別強調預先維修的概念，從FMEA和RCM決斷中很難充分考慮故障根源，找出針對性措施，因此應將預先維修引入RCM分析過程。把預先維修更充分地結合進RCM分析過程，將使RCM變得更加完善，更具生命力。積極推進預先維修的美國海軍說得好：預先維修是富有生命力的RCM。 

4.1 預先維修和其他維修工作類型的比較 

如上所述，預先維修不是一種獨立的維修工作類型，可以是現有維修工作類型（保養、視情維修、定期更換、故障檢查、重新設計等）中的任何一種或組合，它同樣要對產品（故障根源）的狀態進行檢測或監測，并根據需要采取措施。但針對的具體對象、實施的順序卻不同，

4.2 考慮預先維修的RCM分析過程

通過在RCM中引入預先維修，可以把維修的視野向前延伸到識別、排除故障根源上，這種“預先”活動使維修變得更加“主動”，從而更加“預先地”減少維修需求。對于一些關鍵的產品在條件允許的情況下進行考慮，對于使用可靠性的提高和壽命的延長是非常有必要的。 

4.2.1 考慮預先維修的FMEA分析表 

在RCM分析過程不變的前提下，可以在FMEA表中填寫導致故障原因的潛在“故障根源”, 故障根源的直接影響是導致故障原因。當能夠確定故障根源時，FMEA中的其他分析內容均應考慮針對故障根源。 

4.2.2 考慮預先維修的RCM決斷判定準則 

在為故障根源確定預先維修工作時，與為故障原因確定預防性維修工作時一樣，也需要進行綜合權衡，需要根據具體的判定條件為故障根源確定合適的預先維修工作。RCM決斷過程中，是否選擇某項預先維修工作，取決于該項工作是否滿足其適用性準則和有效性準則。各預先維修工作的適用性準則和有效性準則與現有RCM決斷圖中相應的預防性維修工作的適用性準則和有效性準則相似。確定的預先維修工作可以是RCM決斷圖中的任何一種預防性維修工作形式或組合。 

4.2.3 考慮預先維修的RCM決斷過程 

根據前面的討論，引入預先維修后不需對RCM決斷圖進行改動。在進行RCM決斷時，如果FMEA表中的故障原因后面有“故障根源”，應首先對故障根源進行RCM決斷，明確該故障根源可能導致功能故障的后果，找出針對具體故障根源的預先維修措施。此外，還應對故障原因進行決斷，找出針對具體故障原因的有效的預防措施。如果導致故障原因主體發生故障的“故障根源”不存在，則應對故障原因正常地進行RCM分析決斷，找出針對故障原因的預防性維修工作。決斷完成后，應把針對故障根源的預先維修工作、針對故障原因的預防性維修工作分別列在維修大綱中。 

在根據維修大綱制定維修手冊實施維修的過程中，在正常情況下，應首先對故障根源實施預先維修工作。如果通過對故障根源的檢測或監測發現其結果沒有問題（如油液、氣體性質正常等），那么就不必再對與故障根源相對應的故障原因采取預防性維修措施；反之，如果預先維修的檢測或監測發現了“條件性故障”，不但要對故障根源采取糾正措施，而且還應對故障原因采取有效的預防措施。如果導致故障原因主體發生故障的“故障根源”不存在，那么只需對故障原因采取相應的預防性維修措施。 

5 結束語 

本文通過對兩種“主動性維修”的分析，提出了預先維修的定義，把預先維修引入RCM分析過程并對引入預先維修后的RCM過程進行了討論，該分析過程還有待于進一步完善和更多的實踐驗證。由于原來RCM的目標是以最少的資源消耗保持產品的固有可靠性，而預先維修則要求通過考慮“故障根源”，改善產品的外在條件，延緩故障的發生，延長產品的壽命。因此，預先維修的引入是對RCM分析過程的一種拓展，必將為RCM分析過程注入新的活力，可望使RCM更加完善，應用范圍更加廣泛。