主動(dòng)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(jiǎn)稱(chēng)“RCM”，它是國(guó)內(nèi)外維修行業(yè)已經(jīng)非常熟悉的一個(gè)用詞，是受到世界各國(guó)普遍承認(rèn)的科學(xué)的維修理論。在發(fā)達(dá)國(guó)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(kuò)展。 

主動(dòng)性維修或主動(dòng)維修，源于Proactive Maintenance （縮寫(xiě)為Promaint或PaM，也可譯為“預(yù)先維修”），從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，在西方國(guó)家逐漸發(fā)展和應(yīng)用。2002年歐洲維修聯(lián)盟（EFNMS）第16次會(huì)議曾將Promaint作為會(huì)議主題。但是“主動(dòng)性維修”到底是什么，各國(guó)是“仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智”，存在不同的理解，就是在Promaint發(fā)源地，對(duì)其概念、原理和具體技術(shù)也有著截然不同的觀(guān)點(diǎn)。本文將在分析有代表性的兩種主動(dòng)性維修觀(guān)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究如何應(yīng)用主動(dòng)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(dòng)性維修”（PaM） 2.1 狹義的“主動(dòng)性維修” 

1992年美國(guó)資深的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)專(zhuān)家E.C.Fitch，在其著作《Proactive Maintenance for Mechanical Systems》[1]中詳細(xì)論述了Proactive 

Maintenance的概念、原理和技術(shù)。這種維修在理論和實(shí)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(lèi)（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(rèn)為通過(guò)對(duì)可能引起設(shè)備產(chǎn)生故障的“故障根源”進(jìn)行系統(tǒng)化的識(shí)別，在系統(tǒng)的性能和材料退化之前采取措施進(jìn)行維修，可以有效地減少系統(tǒng)的整體維修需求，延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。Fitch的“主動(dòng)性維修”認(rèn)為，在實(shí)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(dòng)性維修”實(shí)際是狹義的主動(dòng)性維修。 

2.2 廣義的“主動(dòng)性維修” 

1997年，國(guó)際著名的RCM專(zhuān)家J.Moubray在其名著《RCMⅡ》第二版[3]中提出了主動(dòng)性（Proactive ）維修和非主動(dòng)性（Reactive）維修的概念，并進(jìn)行了解釋。他認(rèn)為主動(dòng)性維修工作是為了防止產(chǎn)品達(dá)到故障狀態(tài)，而在故障前所采取的工作。他把原來(lái)的三類(lèi)預(yù)防性維修工作（視情（即預(yù)測(cè)性）維修、定期修復(fù)和定期報(bào)廢）都?xì)w屬于主動(dòng)性維修，認(rèn)為這些工作均是在故障發(fā)生前進(jìn)行的主動(dòng)工作。當(dāng)不可能選擇有效的主動(dòng)性工作時(shí)，應(yīng)根據(jù)故障后果選擇非主動(dòng)性維修，非主動(dòng)性維修包括修復(fù)性維修、故障檢查和改進(jìn)設(shè)計(jì)。這里的主動(dòng)性維修實(shí)際上是廣義的主動(dòng)性維修，該主動(dòng)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(dòng)性維修的比較 

為了進(jìn)一步對(duì)兩種主動(dòng)性維修進(jìn)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(rèn)為維修可分為主動(dòng)性維修和非主動(dòng)性維修，但二者的分界線(xiàn)有顯著的不同。其根本原因在于對(duì)故障的認(rèn)識(shí)（定義）不同：John Moubray是根據(jù)功能故障劃分主動(dòng)、非主動(dòng)維修，他把功能故障之前采取的措施視為主動(dòng)維修，功能故障之后采取的措施視為非主動(dòng)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(jìn)行定義，他認(rèn)為只有消除“故障根源”，延緩機(jī)件故障發(fā)生的措施才能視為主動(dòng)性維修，目前的大部分預(yù)防性維修都不是主動(dòng)性維修，主動(dòng)性維修是單獨(dú)的一種維修工作類(lèi)型。實(shí)際上從維修概念的發(fā)展上看，歷來(lái)都是基于對(duì)故障的認(rèn)識(shí)（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(cè)性維修、故障探測(cè)，直到今天的主動(dòng)性維修都是這樣。狹義的主動(dòng)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(lái)說(shuō)主動(dòng)與非主動(dòng)；廣義的主動(dòng)性維修認(rèn)為，主動(dòng)維修、非主動(dòng)維修是以是否發(fā)生功能故障為界限。 

通過(guò)前面的分析，可以得出以下基本結(jié)論： 

①狹義的主動(dòng)性維修強(qiáng)調(diào)通過(guò)消除或控制故障產(chǎn)生的條件，從故障根源上對(duì)故障進(jìn)行預(yù)防，是積極主動(dòng)的預(yù)防故障。這種理論和實(shí)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(guò)各種保養(yǎng)活動(dòng)，例如檢查和嚴(yán)格控制液壓或潤(rùn)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(zhǎng)使用壽命，節(jié)省費(fèi)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(dòng)性維修，強(qiáng)調(diào)通過(guò)應(yīng)用各種高新技術(shù)手段，如自動(dòng)粒子計(jì)數(shù)器、油水分析儀、粘度計(jì)、張力計(jì)等實(shí)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(shí)際情況大力推廣和開(kāi)展應(yīng)用研究有其重要的積極的意義。②狹義的主動(dòng)性維修有其一定的使用范圍和對(duì)象，實(shí)現(xiàn)狹義的主動(dòng)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(jìn)的檢測(cè)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(shí)采取措施進(jìn)行維修，恢復(fù)和保持設(shè)備的穩(wěn)健運(yùn)行狀態(tài)。因此，實(shí)施狹義的主動(dòng)維修要看是否有適用的、經(jīng)濟(jì)的、有效的“主動(dòng)維修”措施；同時(shí)，是否實(shí)施主動(dòng)維修要看故障影響、故障后果是否有必要，過(guò)早的“主動(dòng)維修”措施有可能使零部件的壽命無(wú)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(dòng)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(jìn)的技術(shù)都看作為“被動(dòng)的”，盡管從廣義的故障概念上講有一定的道理，但從實(shí)效上看，這種稱(chēng)謂未必有利。廣義的主動(dòng)性維修，從功能故障的發(fā)生與否區(qū)分主動(dòng)性維修和非主動(dòng)性維修，會(huì)更合理，更利于人們接受。同時(shí)，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(wú)絕對(duì)的先進(jìn)和落后之分。在具體選擇或確定維修方式時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的應(yīng)用實(shí)際，從費(fèi)用效果（包括對(duì)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(dòng)性維修，其中可以包含狹義的主動(dòng)性維修。事實(shí)上，在Moubray的《RCMⅡ》第2版所介紹的相當(dāng)一部分狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，就是針對(duì)故障根源的。但是，作者并沒(méi)有區(qū)分和強(qiáng)調(diào)這種維修策略。在目前的RCM分析中，在分析項(xiàng)目故障模式的故障原因時(shí)并沒(méi)有特別強(qiáng)調(diào)其他產(chǎn)品或外界因素對(duì)故障原因主體的影響，即故障根源問(wèn)題。一些經(jīng)驗(yàn)不很豐富的分析人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行分析時(shí)容易漏掉這些影響因素。比如，在對(duì)液壓裝置（如火炮駐退機(jī)）進(jìn)行故障模式影響分析時(shí)，機(jī)筒（駐退筒）銹蝕可能是導(dǎo)致液壓裝置（駐退機(jī)）發(fā)生功能故障的一種故障原因，但未必進(jìn)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(duì)機(jī)筒銹蝕進(jìn)行RCM決斷時(shí)，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(duì)液體進(jìn)行定期檢查或更換，消除故障根源可能是更有效而經(jīng)濟(jì)的。 

基于對(duì)上述兩種主動(dòng)性維修和RCM分析過(guò)程中存在問(wèn)題的分析，為了將狹義的主動(dòng)性維修與其他主動(dòng)性維修區(qū)分開(kāi)來(lái)、突出出來(lái)，我們將它稱(chēng)為“預(yù)先維修”?！?/span>Proactive Maintenance” 本來(lái)就可譯為“預(yù)先維修”。預(yù)先維修針對(duì)的是“故障根源”，“故障根源”是指可能引起最低層分析項(xiàng)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(shū)中針對(duì)機(jī)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(duì)于最低層分析項(xiàng)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(jìn)行的工作。在維修工作的實(shí)施過(guò)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(gè)意義上說(shuō)，采用“預(yù)先”也比“主動(dòng)”更合適。

預(yù)先維修是針對(duì)故障根源采取的維修措施，包括對(duì)故障根源的監(jiān)測(cè)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(jì)等）中的任一類(lèi)型或組合。 

4 考慮預(yù)先維修的RCM 

RCM已經(jīng)成為世界各國(guó)公認(rèn)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(jìn)去，全面考察影響裝備可靠性與安全性的因素，強(qiáng)調(diào)通過(guò)改善機(jī)件的外在條件延長(zhǎng)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(duì)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(qiáng)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(duì)性措施，因此應(yīng)將預(yù)先維修引入RCM分析過(guò)程。把預(yù)先維修更充分地結(jié)合進(jìn)RCM分析過(guò)程，將使RCM變得更加完善，更具生命力。積極推進(jìn)預(yù)先維修的美國(guó)海軍說(shuō)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(lèi)型的比較 

如上所述，預(yù)先維修不是一種獨(dú)立的維修工作類(lèi)型，可以是現(xiàn)有維修工作類(lèi)型（保養(yǎng)、視情維修、定期更換、故障檢查、重新設(shè)計(jì)等）中的任何一種或組合，它同樣要對(duì)產(chǎn)品（故障根源）的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)或監(jiān)測(cè)，并根據(jù)需要采取措施。但針對(duì)的具體對(duì)象、實(shí)施的順序卻不同，

4.2 考慮預(yù)先維修的RCM分析過(guò)程

通過(guò)在RCM中引入預(yù)先維修，可以把維修的視野向前延伸到識(shí)別、排除故障根源上，這種“預(yù)先”活動(dòng)使維修變得更加“主動(dòng)”，從而更加“預(yù)先地”減少維修需求。對(duì)于一些關(guān)鍵的產(chǎn)品在條件允許的情況下進(jìn)行考慮，對(duì)于使用可靠性的提高和壽命的延長(zhǎng)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(guò)程不變的前提下，可以在FMEA表中填寫(xiě)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(shí)，FMEA中的其他分析內(nèi)容均應(yīng)考慮針對(duì)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(shí)，與為故障原因確定預(yù)防性維修工作時(shí)一樣，也需要進(jìn)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(guò)程中，是否選擇某項(xiàng)預(yù)先維修工作，取決于該項(xiàng)工作是否滿(mǎn)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(guò)程 

根據(jù)前面的討論，引入預(yù)先維修后不需對(duì)RCM決斷圖進(jìn)行改動(dòng)。在進(jìn)行RCM決斷時(shí)，如果FMEA表中的故障原因后面有“故障根源”，應(yīng)首先對(duì)故障根源進(jìn)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(duì)具體故障根源的預(yù)先維修措施。此外，還應(yīng)對(duì)故障原因進(jìn)行決斷，找出針對(duì)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(duì)故障原因正常地進(jìn)行RCM分析決斷，找出針對(duì)故障原因的預(yù)防性維修工作。決斷完成后，應(yīng)把針對(duì)故障根源的預(yù)先維修工作、針對(duì)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(cè)實(shí)施維修的過(guò)程中，在正常情況下，應(yīng)首先對(duì)故障根源實(shí)施預(yù)先維修工作。如果通過(guò)對(duì)故障根源的檢測(cè)或監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)其結(jié)果沒(méi)有問(wèn)題（如油液、氣體性質(zhì)正常等），那么就不必再對(duì)與故障根源相對(duì)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(cè)或監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)了“條件性故障”，不但要對(duì)故障根源采取糾正措施，而且還應(yīng)對(duì)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(duì)故障原因采取相應(yīng)的預(yù)防性維修措施。 

5 結(jié)束語(yǔ) 

本文通過(guò)對(duì)兩種“主動(dòng)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(guò)程并對(duì)引入預(yù)先維修后的RCM過(guò)程進(jìn)行了討論，該分析過(guò)程還有待于進(jìn)一步完善和更多的實(shí)踐驗(yàn)證。由于原來(lái)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(guò)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(zhǎng)產(chǎn)品的壽命。因此，預(yù)先維修的引入是對(duì)RCM分析過(guò)程的一種拓展，必將為RCM分析過(guò)程注入新的活力，可望使RCM更加完善，應(yīng)用范圍更加廣泛。