主動性維修、預(yù)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(nèi)外維修行業(yè)已經(jīng)非常熟悉的一個用詞，是受到世界各國普遍承認的科學(xué)的維修理論。在發(fā)達國家，RCM的推廣應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成效，并且還在繼續(xù)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(yù)先維修”），從上世紀(jì)90年代開始，在西方國家逐漸發(fā)展和應(yīng)用。2002年歐洲維修聯(lián)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(fā)源地，對其概念、原理和具體技術(shù)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(chǔ)上，研究如何應(yīng)用主動性維修，豐富和完善現(xiàn)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(tǒng)設(shè)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(shù)。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(xué)不穩(wěn)定、液體物理不穩(wěn)定、液體氣蝕、液體溫度不穩(wěn)定、嚴(yán)重的磨損狀況等），認為通過對可能引起設(shè)備產(chǎn)生故障的“故障根源”進行系統(tǒng)化的識別，在系統(tǒng)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(tǒng)的整體維修需求，延長系統(tǒng)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(yīng)重視相關(guān)介質(zhì)（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(chǎn)品達到故障狀態(tài)，而在故障前所采取的工作。他把原來的三類預(yù)防性維修工作（視情（即預(yù)測性）維修、定期修復(fù)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(fā)生前進行的主動工作。當(dāng)不可能選擇有效的主動性工作時，應(yīng)根據(jù)故障后果選擇非主動性維修，非主動性維修包括修復(fù)性維修、故障檢查和改進設(shè)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(yù)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(guān)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(jù)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(guī)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(fā)生的措施才能視為主動性維修，目前的大部分預(yù)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(fā)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(fā)展。從修復(fù)性維修、預(yù)防性維修到預(yù)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(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿梢?guī)定功能的事件或狀態(tài)” 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(fā)生功能故障為界限。 

通過前面的分析，可以得出以下基本結(jié)論： 

①狹義的主動性維修強調(diào)通過消除或控制故障產(chǎn)生的條件，從故障根源上對故障進行預(yù)防，是積極主動的預(yù)防故障。這種理論和實踐，在設(shè)備（資產(chǎn)）管理領(lǐng)域并不是新生事物。在許多設(shè)備、裝備中通過各種保養(yǎng)活動，例如檢查和嚴(yán)格控制液壓或潤滑油質(zhì)（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(chǎn)生的條件，從根源上預(yù)防故障，避免故障損失，延長使用壽命，節(jié)省費用和資源。但是傳統(tǒng)的技術(shù)、方法非常有限。今天的狹義主動性維修，強調(diào)通過應(yīng)用各種高新技術(shù)手段，如自動粒子計數(shù)器、油水分析儀、粘度計、張力計等實現(xiàn)這一目標(biāo)，監(jiān)控和消除故障根源，是維修理念和技術(shù)上的重大發(fā)展。依據(jù)實際情況大力推廣和開展應(yīng)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(xiàn)狹義的主動性維修必須具備一定的條件。首先，產(chǎn)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(shù)，準(zhǔn)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(fù)和保持設(shè)備的穩(wěn)健運行狀態(tài)。因此，實施狹義的主動維修要看是否有適用的、經(jīng)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(guān)鍵設(shè)備或部件。 

③按照狹義的主動性維修，把維修中的大多數(shù)工作包括“基于狀態(tài)的維修（CBM）”這樣先進的技術(shù)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(fā)生與否區(qū)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(yīng)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(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的應(yīng)用實際，從費用效果（包括對環(huán)境的影響）綜合權(quán)衡決定。某一種維修并不能完全取代或排斥其他維修。 

3 預(yù)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(dāng)一部分狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，就是針對故障根源的。但是，作者并沒有區(qū)分和強調(diào)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(diào)其他產(chǎn)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(jīng)驗不很豐富的分析人員在對設(shè)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(dǎo)致液壓裝置（駐退機）發(fā)生功能故障的一種故障原因，但未必進一步分析導(dǎo)致銹蝕的根源可能是液體變質(zhì)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(fā)生；而如果考慮到液體的變質(zhì)，預(yù)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(jīng)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(qū)分開來、突出出來，我們將它稱為“預(yù)先維修”。“Proactive Maintenance” 本來就可譯為“預(yù)先維修”。預(yù)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(fā)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(xué)不穩(wěn)定、液體物理不穩(wěn)定、液體氣蝕、液體溫度不穩(wěn)定、嚴(yán)重的磨損狀況等，也包括可能誘發(fā)故障原因主體發(fā)生故障的其他非分析產(chǎn)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(tǒng)的故障根源，而且也可應(yīng)用于其他系統(tǒng)或設(shè)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(yù)先維修工作是優(yōu)先進行的工作。在維修工作的實施過程中，一般優(yōu)先選做預(yù)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(yù)先”也比“主動”更合適。

預(yù)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(jiān)測和排除。它可以是現(xiàn)有預(yù)防性維修工作形式（保養(yǎng)、視情維修、定期更換、故障檢查、重新設(shè)計等）中的任一類型或組合。 

4 考慮預(yù)先維修的RCM 

RCM已經(jīng)成為世界各國公認的規(guī)劃和確定預(yù)防性維修工作的科學(xué)方法，其目標(biāo)是以最少的資源消耗保持系統(tǒng)的可靠性（規(guī)定條件的可靠性）和安全性；而預(yù)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(diào)通過改善機件的外在條件延長壽命，延緩故障的發(fā)生（盡管不能完全消除故障），提高產(chǎn)品的固有可靠性。預(yù)先維修對原有的RCM原理和分析方法提出了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的RCM并未特別強調(diào)預(yù)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(yīng)將預(yù)先維修引入RCM分析過程。把預(yù)先維修更充分地結(jié)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(yù)先維修的美國海軍說得好：預(yù)先維修是富有生命力的RCM。 

4.1 預(yù)先維修和其他維修工作類型的比較 

如上所述，預(yù)先維修不是一種獨立的維修工作類型，可以是現(xiàn)有維修工作類型（保養(yǎng)、視情維修、定期更換、故障檢查、重新設(shè)計等）中的任何一種或組合，它同樣要對產(chǎn)品（故障根源）的狀態(tài)進行檢測或監(jiān)測，并根據(jù)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(yù)先維修的RCM分析過程

通過在RCM中引入預(yù)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(yù)先”活動使維修變得更加“主動”，從而更加“預(yù)先地”減少維修需求。對于一些關(guān)鍵的產(chǎn)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(yù)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(dǎo)致故障原因的潛在“故障根源”, 故障根源的直接影響是導(dǎo)致故障原因。當(dāng)能夠確定故障根源時，F(xiàn)MEA中的其他分析內(nèi)容均應(yīng)考慮針對故障根源。 

4.2.2 考慮預(yù)先維修的RCM決斷判定準(zhǔn)則 

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

4.2.3 考慮預(yù)先維修的RCM決斷過程 

根據(jù)前面的討論，引入預(yù)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(yīng)首先對故障根源進行RCM決斷，明確該故障根源可能導(dǎo)致功能故障的后果，找出針對具體故障根源的預(yù)先維修措施。此外，還應(yīng)對故障原因進行決斷，找出針對具體故障原因的有效的預(yù)防措施。如果導(dǎo)致故障原因主體發(fā)生故障的“故障根源”不存在，則應(yīng)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(yù)防性維修工作。決斷完成后，應(yīng)把針對故障根源的預(yù)先維修工作、針對故障原因的預(yù)防性維修工作分別列在維修大綱中。 

在根據(jù)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(yīng)首先對故障根源實施預(yù)先維修工作。如果通過對故障根源的檢測或監(jiān)測發(fā)現(xiàn)其結(jié)果沒有問題（如油液、氣體性質(zhì)正常等），那么就不必再對與故障根源相對應(yīng)的故障原因采取預(yù)防性維修措施；反之，如果預(yù)先維修的檢測或監(jiān)測發(fā)現(xiàn)了“條件性故障”，不但要對故障根源采取糾正措施，而且還應(yīng)對故障原因采取有效的預(yù)防措施。如果導(dǎo)致故障原因主體發(fā)生故障的“故障根源”不存在，那么只需對故障原因采取相應(yīng)的預(yù)防性維修措施。 

5 結(jié)束語 

本文通過對兩種“主動性維修”的分析，提出了預(yù)先維修的定義，把預(yù)先維修引入RCM分析過程并對引入預(yù)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(biāo)是以最少的資源消耗保持產(chǎn)品的固有可靠性，而預(yù)先維修則要求通過考慮“故障根源”，改善產(chǎn)品的外在條件，延緩故障的發(fā)生，延長產(chǎn)品的壽命。因此，預(yù)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(yīng)用范圍更加廣泛。