RCM和MSG-3維修系統的對比和應用

RCM理論的研究

60年代末起源于美國航空界首次應用RCM制定維修大綱的是波音747飛機。美國航空界應用RCM制訂飛機維修大綱的指導性文件從1968年的MSG-1 到1993年的MSG-3多次修訂前后共有5個版本。

70年代后期RCM引起美國軍方的重視進行了大量的理論與應用研究。到80年代中期美國陸、海、空三軍分別頒布了其應用RCM的標準。例如1985年2月美空軍頒布的MIL-STD-18431985年7月美陸軍頒布的AMCP750—21986年1月美海軍頒布的MIL—STD—2173等都是關于RCM應用的指導性標準或文件。美國國防部指令和后勤保障分析標準中也明確把RCM分析作為要求的計劃預防性維修大綱的方法。

目前美軍幾乎所有重要的軍事裝備包括現役與新研裝備的預防性維修大綱都是應用RCM方法制訂的。1991年英國Aladon維修咨詢有限公司的創始人John Moubray 在多年實踐RCM的基礎上出版了系統闡述RCM的專著《以可靠性為心的維修》由于這本專著與以往的RCM標準、文件有較大區別John Moubray又把這本書稱為《RCMⅡ》。97年《RCMⅡ》第二版出版發行。 RCM的基本內容維修是以可靠性為中心本身就十分明白告訴我們。維修活動是圍繞可靠性這一設備的重要的狀態特征來開展的町靠性的定義是圍繞著設備完成規定的功能去闡述的。換句話說我們的維修活動是圍繞設備規定的功能來開展的是努力使設備規定的功能保持正常對功能發生的故障或喪失應盡快使其恢復。RCM是基于這一基本思想來開展活動的我們從這些活動主要過程可以看到RCM活動做些什么。   

首先是確定設備的功能及相關的性能標準是什么?因為它是維修活動所要達到的目的。這是RCM首先要了解的基本問題。這一問題不清楚就不可能確定設備的可靠性及其要求就不能確定維修活動的中心是仆么。   

其次是要確定什么是設備的功能故障。當功能指標下降多少或功能喪失到什么程度就被判為故障功能故障發生時有哪些現象伴隨發生其影響如何又是什么原因導致了功能發生故障故障的模式到底有哪幾類故障時其性能標準有哪些變化?全面了解這些內容才能掌握到設備功能故障的特點和故障的分類。

最后就是如何預防這些故障如何合理確定預防性維修工作類型。而當找不到適當的預防性維修工作類型時又該怎么辦應當采取什么措施?所有這些預防處理活動都是納起來以進一步廠解RCM的基本內容。

 (1)在現行使川或運行條什下分析和確定出設備的功能及相關的性能和標準。   

 (2)設備在什么情況下什么時候將無法實現其功能而發生功能故障即給發生功能故障的狀態做山規定或定義。  

 (3)確定功能故障模式分析尋找各種功能故障產十的原因并進行分類。

 (4)故障影響分析。故障發生將會產生什么情況對生產、安全經營及質量等方面影響如何。    

 (5)故障后果等級歸類針對各種故障后果的嚴重性、影響性進行分析著重分析影響大的重要的功能故障。

 (6)制定預防性維修策略采取最佳的防患故障發生的維修方法和措施。   

  (7)如果找不到適當的有效的預防性維修方法時應當采取其他什么措施來降低故障后果即暫定措施是什么。

RCM的基本過程 

     1功能。在現行的使用環境下該設備的資產功能及相關的性能指標是什么

2功能故障。什么情況下設備無法實現其功能。

3故障模式。引起各種故障的原因是什么

4故障影響。每一種故障發生時會發現什么現象

     5   故障后果。每一種故障所發生的后果以什么形式表現

     6   主動故障預防。做什么工作才能預防各種故障預防性的有效作業及間隔期

     7   非主動故障預防。找不到適當的預防性工作怎么辦 簡化的RCM:從20世紀80年代初開始除民航界之外其他的許多部門由于推行RCM而取得了令人矚目的一些成就。

但是RCM本身并不是十全十美的在RCM發展和應用過程中也存在一些問題主要有以下幾個。

1分析成本高。

     2解決邏輯太通用化幾種簡化的RCM存在的弊端1回溯法。回溯法是對RCM最流行的簡化方法不從確定的功能開始而是從現有的維修作業入手。回溯法在表面上很是吸引人的實際上它們在簡化方法論中時最具危險性的原因如下它們假設現行的維修大綱涵蓋了幾乎所有的故障模式而這種故障需要采取某種預防維修可能都是合理的。但迄今為止這種假設都是根本不成立的。如果RCM運用得到正確結果并非所有各種真正需要預防維修的故障模式已被現有的維修作業所包羅無遺。其結果必須增加相當數量的工作。所增加的作業大多均用于各種保護裝置。另一些作業會被取消因為發現它們是不必要的或者是作業的類型已改變或者是實施作業的頻率有了變化。最終的結果通常都是減少了預防維修的工作總量減幅一般為40%到70%。

    2當運用回溯的RCM方法時常常很難辨明究竟是什么故障引發了選擇某種具體作業的動機。

   3在重新評估每一種故障模式的后果時仍必須提問“此故障模式造成的功能喪失在正常情況下是否能讓操作人員明顯感覺到”。對于這個問題必須先知道功能故障。

   4為各種保護裝置確定具體的適宜的維修問題是回溯法的一個特別薄弱的環節。

   5和RCM的任何其他簡化版本回溯法更加注重的減少維修工作量而不是改善的性能。它實際上所能保證的回報要遠低于真正的RCM所產生的回報。 2類比分析法類比分析法是將對一個系統做出的分析用于技術上相同的各個系統。 

   1故障模式類比表。注意     ①分析的層次可能不適合。     ②使用情況可能不同。     ③性能指標可能有差異。

2省略掉方法中的某些組成部分常被省掉的步驟是對功能的定義。 

   3只分析“關鍵的”功能或“關鍵的”故障。      

RCM的分析分析特點

1RCM明確指出維修的重點是管理故障的后果而不是單純預防故障的發生。

  (2)在管理故障后果時RCM特別重視對隱蔽性故障的管理。

 關于如何進行定期試驗才能保證定期試驗能夠很好地管理故障后果RCM強調以下幾點 

1試驗要盡量模擬設備的實際運行方式。 

2試驗盡量要包括被試驗設備的各個環節。 

3試驗要盡量減少對系統的干擾避免試驗本身導致設備故障。 

4實驗本身不要導致多重故障發生。 

5試驗周期是否合理。

 MSG-3維修系統為了制定一個能適用于各種飛機制定維修大綱的邏輯分析規則美國各航空公司各飛機制造廠的代表又組成了第二個維修指導小組制定了《航空公司/制造廠維修大綱計劃文件》即MSG2文件。     1979 年, 美國航空運輸協會(ATA)成立了一個特別工作組對MSG2 進行析并提出改進建議。ATA 公布了修改后的手冊1993 年末美國聯邦航空管理局( FAA)批準格的方法為新型運輸類飛機制定定期維修需求這就是MSG3。   

 從四五十年代開始形成了“故障——維修”概念。即裝備要工作錯誤未找到引用源。工作必磨損錯誤未找到引用源。磨損出故障錯誤未找到引用源。故障危及安全。基于這種感性認識提出并建立了“質量第一、預防為主”的維修思想主張“多做工作、多檢查、把故障消滅在萌芽之中”。這是主要采用定時維修和離位維修的預防為主的傳統維修思想。概括地講其主要理論依據是  1、 故障的發生、發展都同時間有關 2、 任何一個機件出了故障都可能直接影響安全 3、 通過多做維修工作可以預防故障    MSG-3面向任務的維修MSG3是針對維修工作的分析邏輯。根據MSG3制定的維修大綱主要針對飛機的系統/分系統的維修工作。采用“從上往下”或稱“故障結果”邏輯方法從飛機系統的最高管理層面而不是在部件層面進行故障分析確定適合的計劃維修任務以防止故障發生和保證系統的固有可靠性水平。它所采用的“從上往下”的邏輯方法著眼于系統功能失效時的潛在影響、確定故障的能力和故障及維修的成本。基于這個原理有效維修系統的目標是,1、確保實現飛機固有的安全性和可靠性水平, 2、當偏離發生時能恢復到固有的安全性和可靠性水平 3、能夠從固有的可靠性不適合的項目中獲得改進設計, 每個機件(產品)都存在耗損區采用單一的定時維修方式(翻修和報廢 以可靠性為中心的維修思想產生于20 世紀60年代。

50年代末隨著航空裝備使用的規模和范圍越來越大維修費用急劇上升而航空裝備的可用率卻不斷下降發展科學維修成為更為迫切的內在需要表現的問題主要有故障不再是簡單的時間函數;早檢查多檢查未必就能預防所有故障故障未必都危及飛行安全等。人們逐漸認識到維修的出發點和落腳點應該是可靠性而不是故障。

60 年代初美國民航界運用現代科技對航空維修的基本規律進行深入研究收集大量的數據并進行分析得出了兩個重要結論即對于復雜的飛機系統除非具有某種支配性的故障模式否則定時翻修無助于提高其可靠性對于許多項目沒有一種預防性維修方式是十分有效的。在其后近十年的維修改革探索中逐漸形成了一種普遍適用的新的維修理論——以可靠性為中心的維修Reliability Centered Maintenance創立了新的預防性維修的工作的邏輯決斷法據此改革了單一的定時維修方式并取得了成功。 其實質就是采用最經濟有效的維修對航空器的可靠性實施最優控制。

主要體現在以下幾個方面

 1、耗損性故障通工作時間有關偶然性故障與工作事件無關，

 2、構造復雜的產品其故障屬于偶然性的，

 3、在采用余度技術條件下一個產品或一個系統的故障不一定影響安全 4、早期故障和偶然故障經過定時維修工作一般不能預防定時維修方式并不是預防性維修的唯一方式，

 5、通過可靠性分析和控制不斷修改維修計劃維修工作改進維修程序和要求或提出改進設計的建議。 MSG文件是基于以可靠性為中心的維修的理論而產生的它包含了以下幾方面的內容，

1、 可靠性管理是一個包括設計、制造、使用、維修和監督在內的系統工程，

2、  必須制定一個保證安全滿足可靠性和經濟性要求的航空器維修大綱，

3、 航空公司根據維修大綱制定并實施維修方案應用可靠性監控方法實施有效的維修保持航空器的持續適航，

4、 航空器設計、使用和管理當局之間通過信息交流和合作可使航空器保持較高的安全水平和可靠性狀態獲得更大的經濟效益。 可見以可靠性為中心的思想是一個包含從飛機設計到維修等在內的系統工程。 MSG過程的目的是推出一種方法利用它可以制定出一套為管理機構、營運人和生產商三方都接受的維修大綱。為此編制了一本《使用方法和程序手冊》用于記錄確定維修需求的判定過程。 MSG3的原理基于概率和可靠性。MSG3的目的是以最少的實際費用來保持部件安全運行的固有設計水平在確定目標時承認維修大綱不能糾正安全性和可靠性固有設計水平的缺陷維修大綱只能防止這種固有水平的惡化。如果發現固有的設計水平不令人滿意必須采取工程行動來進行改進。為了在設計中提高部件和系統的可靠性NASA采用MSG3原理程序和要求或提出改進設計的建議。

MSG文件是基于以可靠性為中心的維修的理論而產生的,

它包含了以下幾方面的內容

1、 可靠性管理是一個包括設計、制造、使用、維修和監督在內的系統工程.

2、  必須制定一個保證安全滿足可靠性和經濟性要求的航空器維修大綱.

3、 航空公司根據維修大綱制定并實施維修方案應用可靠性監控方法實施有效的維修保持航空器的持續適航.

4、 航空器設計、使用和管理當局之間通過信息交流和合作可使航空器保持較高的安全水平和可靠性狀態獲得更大的經濟效益。 可見以可靠性為中心的思想是一個包含從飛機設計到維修等在內的系統工程。 MSG過程的目的是推出一種方法利用它可以制定出一套為管理機構、營運人和生產商三方都接受的維修大綱。為此編制了一本《使用方法和程序手冊》用于記錄確定維修需求的判定過程。 MSG3的原理基于概率和可靠性。MSG3的目的是以最少的實際費用來保持部件安全運行的固有設計水平在確定目標時承認維修大綱不能糾正安全性和可靠性固有設計水平的缺陷維修大綱只能防止這種固有水平的惡化。如果發現固有的設計水平不令人滿意必須采取工程行動來進行改進。   

為了在設計中提高部件和系統的可靠性NASA采用MSG3原理用MSG3維修原理之后消除了熱端檢查和大修。現在維修需求是每1600小時進行一次孔探儀檢查根據保修期進行大修。美國利爾噴氣公司和龐巴迪航空服務公司也都已經執行了新的維修評估技術允許飛機兩次檢查之間的時間間隔從每200飛行小時提高到每300飛行小時提高50。 機體制造商在利用MSG3原理設計最新一代公務機獲得的經驗的基礎上正在計劃將MSG3大綱應用于老式飛機的維修。麥道公司為它的老型飛機制定了MSG3維修大綱從最早的DC8飛機起包括DC9、MD80、MD90、MD95波音717、DC10和MD11飛機它的簽派可靠性和維修工程小組已經為印度尼西亞的國營印度尼西亞飛機工業有限公司、捷克的萊特公司等提供了咨詢服務。波音公司的老型737和747400是根據MSG1到MSG3的部分原理設計的目前還沒有為這些飛機制定MSG3大綱但它的757、767、777和下一代737飛機的設計已經采用了MSG3原理。所有的空中客車飛機都是采用MSG3原理設計制造的。