国际上关于可靠性为中心模式的应用研究

 　　国际上对RCM的研究、应用始终十分活跃。

　　斯洛文尼亚的三莫乌拉伽等（SamoUlaga）对设备设计的关键要素--可靠性与可维修性做了论述。他们认为，85%左右的寿命周期费用是消耗在生产运行阶段，从设计阶段就应该考虑设备的可靠性和可维修性，以减少在使用中的寿命周期费用消耗。

　　所谓可靠性就是在规定时间内，规定条件下，设备完成规定功能的概率；而可维修性是指当维修按照预定程序执行后，系统或部件在规定时间内能够恢复到指定状态的概率。

　　可维修性的意义在于：当维修按照预定的程序执行后，一个系统或部件在规定的时间内能够恢复到指定状态的概率。这需要注意以下5个方面：

　　1）建立能够提供期望的可维修性特征的设计标准；

　　2）支持对不同设计选择的评估；

　　3）定义备件、维修设施及培训等要求；

　　4）提供维修工具及支持策略的评价；

　　5）提供从可维修性角度出发的设计评价。

　　通常的可维修性分析工具为：

　　设备停机时间分析

　　FMEA（故障模式及影响分析--FailureModeandEffectAnalysis）

　　FTA（故障树分析）

　　对设备可靠性与可维修性（R&M的）的度量有以下两种方法：

　　①可利用率A=（总可利用时间-实际停机时间）&pide;总可利用时间=MTBF&pide;（MTTR+MTBF）

　　②FMEA分析：暨故障模式与影响分析，主要通过列表形式，分析设备部件、零件故障后果及其影响，也是有意识积累经验的方法。

　　可靠性与可维修性的改善主要在设计阶段进行。根据目前原型设备的固有可靠性与可维修性状况，对照这两个指标的目标值，努力识别那些影响设备可靠性与可维修性的原因，采取积极的改善措施来提高它们的可靠性和可维修性。对改善结果进行度量，与目标值进行比较，不断改善，直到真正达到目标值。

　　目前我们国内企业在装备设计方面能够考虑可靠性的比较多，但同时考虑可维修性的并不多。可维修性是更深层次的产品用户友好性，它对寿命周期费用的影响更明显，它给用户带来更大的附加值。因此，提倡可维修性设计，主张设备寿命周期费用最经济也是我国循环经济的迫切需要，是应该积极提倡的设计理念。

　　以可靠性为中心的维修管理，近年来一直是不少国外企业关注的热点。RCM方法，要不断对设备提出和回答以下问题：

　　1)在现行环境下，设备功能、性能标准是什么?

　　2)什么情况下，设备无法实现其功能?

　　3)引起功能故障的原因是什么?

　　4)故障的后果是什么?

　　5)什么后果的故障最重要?

　　6)做什么才能预防故障?

　　7)作这种故障的预防值不值得?

　　8)找不到预防的方法怎么办?

　　RCM被认为是迄今为止最好的维修理念。RCM本身并不是维修技术和工具，但它可以利用设备零件的关键性、失效模式及最适合的维修方式这三类信息来指导维修。RCM可以让人们选择从预防性维修、计划维修、运行到故障、状态监测直至淘汰等不同处理方式。

　　在1998年和2000年两次欧洲维修团体联盟国际会议上，讨论和引用最多的就是RCM和FMECA(FailureModeEffectsandCriticalAnalysis)，即故障模式影响及其关键性分析。RCM建立了设备物理可靠性和管理之间的关系。RCM在美国空军、海军，法国电力系统，挪威石油等系统的应用取得了成功。在北美，约20%的企业在应用RCM编制维修大纲。按照产生的先后，RCM有三种决策结构模式：

　　1)美国商业部国家技术信息服务中心F.S。诺兰和H.黑普提出的RCM--可靠性为中心的维修管理模式。

　　2)美国交通协会的航空制造业维修程序计划文献第三维修指导小组(MSG-3)提出的模式。

　　3)英国J.莫布雷提出的"RCM-Ⅱ，可靠性为中心的维修"模式。

　　瑞典的大卫.舍文认为RCM忽略对于设备稀少但后果严重故障信息的搜集，曲解了浴盆曲线。RCM认为在偶发故障期引入预防性维修会引起"初始高故障率"的观点，可能导致对后果严重故障的失修，错过预防维修的时机。笔者认为，RCM重视维修决策的研究，对于全员参与的重要作用涉及较少。另外，RCM虽然对维修决策研究深入，但对维修模式的多样性研究仍嫌不够，造成维修决策的线条较粗。如果将RCM和TPM及维修模式研究结合起来，可以互补不足，产生更好的共生效果。

　　RCM也是在企业界的应用过程中不断发展。意大利的彼得莫来里在一种新RCM编码基础上，进行了以成本为导向的维修优化研究。爱尔兰肯耐斯欧来利在小企业应用RCM取得成功。

　　澳大利亚哥莱布鲁沃在PPG公司通过对反映维修费用效率的业务度量，反映设备实际功效的RAMS度量和反映组织机构安排的功能度量来实施RCMⅡ。这里R（Reliability）代表可靠性，A（Availability）代表可用性或有效性，M（Maintainability）代表可维修性，S（Safety）代表安全性。提出维修是一种可靠性功能而不是修理功能。也就是说，要把分析、管理、结构、模式设计等要素融入系统，看成是系统可靠性的一部分。这一理念正是设备寿命周期管理思想的深入。

　　1993年前，法国电力部(EDF)就进行RCM应用试验，随后将RCM应用到54个核电站装置上，并取得满意效果。EDF已将RCM拓展为从系统设计开始的维修与后勤保障一体化模式。

　　瑞典H.哈宁森和J.豪斯巴克建议通过维修计划分析、维修计划、使用维护三个阶段的循环来体现RCM的主导作用。维修计划分析是基础，主要通过故障模式及影响分析和RCM分析确定维修模式，然后进行寿命周期费用评价，从经济角度检测维修策略的合理性；维修计划主要从备件、人员、设施等方面确定方案、编制文件；使用维护阶段主要是根据维修计划来进行维修资源的利用，包括维修合同。

　　西班牙的阿方索桑切斯提出RCM发展进程的主体框架,他认为RCM是管理的诉求。当企业需要专门化的维修资源时，对应着企业内部的纠正性维修；当对改善利用率有进一步需求时，相应的外部纠正性维修随之导入；当企业追求更高的质量标准和投资效益时，预防维修成为主流；当企业关注关键点的安全性，预知维修应运而生；当企业进一步希望过程与数据的统一化，流程与装置优化时，以可靠性为中心的维修RCM则发挥其独特的优势。

　　作为RCM系统目标，需要

　　1）优化维修计划；

　　2）支持日常维修计划（备件管理、维修管理）；

　　3）制订工作优先序，保证服务；

　　4）在低预算中优化维修成本。

　　在这里，RCM（可靠性为中心的维修）与MBR(基于维护的修理)是从策略角度的优化过程；其依据来源于分析工具和管理基准。RCM与MBR优化的结果将指导维修计划的生成。设备功能，再就是定义功能故障，识别故障模式，即故障的表现形式，然后识别故障影响，然后按照RCM的逻辑框图来确定任务，包括维修模式和无行动的决策。这些决策应该依据对故障后果的评价，故障后果按照轻重缓急划分为隐蔽、安全、环境、运行以及非运行的五种类型。

　　综上所述，无论是最原始的RCM,还是经过改造、精简、优化了的RCM，均是建立在二值逻辑基础上的推理决策过程。都是始于功能及失效分析，终于维修策略模式的选择，最后落实到维修大纲的执行。

　　其实，客观世界事务的本质往往是处于中介过渡状态，例如小鸡在啄出蛋壳之前，是叫做鸡还是蛋？说其本质是鸡，还有蛋壳包着；说其本质是蛋，里面已经不是蛋黄和蛋清。

　　在设备系统，故障的概念虽然是确定的："设备丧失其规定功能，或者不安全，或者危害环境"，但在界定是否为故障这一点却存在诸多模糊性。例如设备精度的劣化，尚能够维持生产，功能是部分丧失，但不是全部；设备有泄漏发生，微弱的污染环境，也是部分功能丧失，而非全部；安全防护罩上8个螺丝掉落3个，还可以正常运行，暂时并不影响安全，但是……，这样的问题俯拾皆是。因为故障本质的界定困难，这就给维修内容和时机的决策造成困难。因为在设备劣化不同阶段的处理费用会有所差异，这也给维修有效性和经济性的界定造成障碍。

　　另外，维修策略在日益丰富，传统RCM维修决策可选择的项目有预防维修，预知维修，状态维修，事后维修，隐蔽故障检查、改进设计，抑或是不作为等。现今维修策略日益丰富起来，人们提出来的立足于以少量资源投入，在设备处于微缺陷或者无缺陷状态下的健康维护、靠前维护；立足于保护环境节约能源的绿色维护；立足于保障设备精度和加工质量的质量维护；立足于节约成本费用的精益维护；以及立足于保障安全减少损失的风险检查和风险维护等模式，如何与RCM的逻辑选择通道对接，也是值得商榷的问题。

　　故障后果的本质也可能是不确定的。客观世界至少有两类不确定性，一是随机实验的结果不确定，就像投币是徽花朝上还是朝下的不确定性一样，但多次试验统计数据的频次显示了规律性，这导致概率论的出现。另外一类不确定性是事物本质的不确定性，就像投币投到一碗浆糊里，硬币斜插在浆糊之中，到底算是徽花朝上还是朝下，我们难以描述，只能说某种程度朝上或者朝下，这导致模糊集合理论的诞生。

　　很多故障后果的本质就是模糊的。故障停机影响人身安全，程度可能差异很大，有的是造成多人死亡，有的可能只是轻微工伤；影响环境与健康，有的弱于汽车尾气的影响，有的强于吉化污染松花江事件；故障停机影响生产，造成的直接损失容易计算，但对上下游的影响，对延迟交货和企业信誉、品牌的影响就难以计算了。仅就一次停机，不危害安全与人身健康，似乎不够严重；但究其更深层次影响，可能会很严重。林林总总的不确定性，给逻辑判断带来诸多二义性。

　　其实维修策略的本质也是模糊的，有时候人们很难界定健康维护、预知维护、状态维护、定期维护、预防维护的严格界限，二值逻辑的判断往往会让我们走入某一歧途却难以退出。

　　所有这些问题，只有谙熟设备和管理的专家层面才能够相对准确的判断和推理，这也局限了RCM的全员化的参与。反过来，如果没有全员化参与，RCM的工作很难落到实处。

　　另外，专家的经验是各不相同或者参差不齐的，这就造成RCM维修决策的结论的差异化或者很强的专家个人印记。如果专家水平较高，维修决策可能偏于准确，否则就会问题较多。

　　那么，RCM是否具有一些合理内核，我们的企业是否可以应用RCM的管理思路呢？回答是肯定的。RCM的FMECA分析，可以帮助我们建立备件、部件之间的因果联系，这促进了管理者对维修决策选择的思考。

　　笔者建议，FMECA中关键性的选择可以参考风险维修的思路，将风险作为关键性的判据，尽管"风险=后果×概率"，也是一个不确定量，但它是客观存在的，只不过我们难以准确评估而已，我们所能得到的仍然是"风险"的大约估计，但这并不影响我们的决策。

　　在关键性确定之后，接下来就是维修策略选择决策，这就牵涉到费用的有效性，费用是否有效也是很难评估的，我们可用计算风险的三个节点将风险维（轴）粗略分为四个区域，0.09（0.3×0.3）以内属于第一个低风险区域，0.09-0.49（0.7×0.7）属于中风险区域，0.49-0.81（0.9×0.9）为高风险区域，0.81-1属于最高风险区域。在不同的风险区域上给出可选的策略集合（本文给出的策略是开放的，可以添加删改），按照其所需要的费用作一个排序，供决策者参考。维修决策的答案可以是单选的，也可能是多选的。因为，这符合事物的本质属性--大约，差不多，近乎。这样的决策看似弱化了其精确性，其实反而提升了决策的实时性，所谓"实"，就是更符合客观实际，"时"就是及时性和高效率。本文所提出的思路可以作为处理诸多"模糊"信息的初步探索。