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阐述在军用车辆维修中融入RCM先进理论的意义

2020-03-10 559 上传者：管理员

摘要：将RCM理论应用到军用车辆维修分析中是为了更好的保持军用车辆固有的可靠性和完好率。本文基于对军用车辆以可靠性为中心的维修分析方法的了解和介绍，给出了信息收集、确定重要功能构件、故障模式影响及危害分析、RCM逻辑决断、确定预防性维修间隔期、综合分析结果等军用车辆RCM分析的流程，并针对当前在军用车辆维修中应用RCM的弱项环节提出了相应的改进建议，旨在保护军用物资。

关键词：
RCM理论
军用车辆维修
科学型
维修分析
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我军车辆装备种类多、用途广、出动频繁、使用环境多变。为适应现代化战争的需要，确保军用车辆的可靠性和完好率，保证顺利完成平战时各项任务，需要科学的维修理论和保障方法用于指导军用车辆维修实践。以可靠性为中心的维修是目前国际上通用的、用以确定资产预防性维修需求，优化维修制度的一种系统工程方法^[1]。RCM理论自提出以来已经在国内外诸多行业发挥着巨大的作用，但是在我军军用车辆维修领域应用时间尚短，处于起步推广阶段。将RCM的理论应用到军用车辆的维修分析中，能够给军用车辆维修管理提供新的思路，对于制订适合于军用车辆的预防性维修方法和决策、降低维修投入、保持装备完好率，进而提升汽车分队的战斗力具有重大的积极作用。

1、RCM理论概述

1.1 RCM定义

依照国家军用标准GJB1378A—2007《装备以可靠性为中心的维修分析》的规定，以可靠性为中心的维修分析，就是以最少的维修资源消耗保持装备固有可靠性和安全性，应用逻辑决断的方法确定装备预防性维修要求的过程或方法^[2]。通过进行RCM分析，可以确定装备需要进行预防性维修的产品或构件，构件的故障模式、原因以及影响，针对各种故障模式的预防性维修工作类型或方法，预防性维修的间隔期以及维修级别，最后综合得到装备的预防性维修大纲，用于指导装备的日常维护及维修管理。

1.2 RCM与传统维修思想的差异

传统的维修，主要是在设备发生故障后进行，采用“坏了才修”的事后维修思想。随着生产力的不断提高，对设备的安全运行要求也越来越高，为了提高生产效益，避免停机造成损失，逐渐采用定时维修的预防性维修思想。定时维修来源于磨损理论，认为只要设备运行就会产生机件磨损，磨损到一定程度就会引起故障，而采用定时维修可以修复磨损，从而提高设备自身的可靠性和安全性，避免故障的发生。然而实践证明，随着设备复杂化程度加深，缩短设备维修或更换的间隔期、加大设备维修的深度和广度都不能提升设备的可靠性，反而加重了设备本身故障率以及维修的成本和投入。

以可靠性为中心的维修思想与传统的维修观念不同，提出了新的科学理论和思路。与传统的维修思想相比较，RCM理论认为设备是否产生故障与设备的使用时间长短并没有必然的因果联系，即老旧设备不一定就比新设备故障多，并且提出潜在故障和隐蔽故障的概念。同时，RCM理论更加注重可靠性，认为设备的可靠性从设计制造生产后即是确定的，通过预防性维修并不能提高设备的可靠性水平，最高只能保持或者达到设备的固有可靠性^[3]。应用RCM理论制订设备的维修策略，即依据设备本身的可靠性状况，对于不同的故障模式及后果采用针对性的预防性维修方法，能够有效地避免维修不足或者过度维修，在保证设备的完好率和可靠性的前提下，能够降低设备所需的维修费用以及因故障造成的停机损失等^[4]。

1.3 RCM分析的一般流程

按照美国汽车工程师协会（SAE）在1999年颁布的RCM标准SAEJA1011《以可靠性为中心的维修过程评审准则》，只有全部回答了以下7个问题的过程才叫做RCM过程：

1)功能：设备的功能是什么?2)故障模式：设备功能故障的表现是什么?3)故障原因：引起该故障的原因是什么?4)故障影响：故障的发生对于设备会产生什么影响?5)故障后果：故障的发生对于设备会产生什么严重的后果?6)主动性预防和间隔期：有没有主动的预防性工作可以避免故障的发生?7)非主动性工作：没有适当的主动性预防措施时应该如何去做?

综上，简化的RCM分析一般包括以下几个步骤：1)确定重要功能构件；2)进行故障模式、影响及危害分析（FMECA）；3)使用逻辑决断的方法，确定预防性维修工作方法；4)综合分析结果，形成维修计划。

2、RCM在军用车辆维修中的具体运用

2.1 信息收集

为保证军用车辆RCM分析顺利进行，确保分析过程准确有效，需要尽可能详细收集车辆装备以下相关信息：1)军用车辆的基本信息，包括军用车辆的编配用途，零部件组成以及各部件功能等；2)军用车辆的故障信息，包括车辆可能发生的故障模式、原因、影响以及后果等；3)军用车辆的维修保障信息，包括维修的工作方法和维修所需的人力、物力、工具、备件、费用等；4)军用车辆以往的故障统计数据，包括故障的类型、次数、频率及相应的检测诊断方法等；5)与现役军用车辆相似装备的上述相关信息等。以上所列举的信息，有的可以从厂家获取相关技术资料，有的需要从基层部队获取一手的现场数据，获取的数据越丰富翔实，越有利于军用车辆的RCM分析。

2.2 确定重要功能构件

军用车辆由成百上千零部件组合而成，如果所有零部件都进行RCM分析，则工作量巨大，而且也没有必要，只需要对重要功能构件（或设备）进行分析即可。重要功能构件是指发生故障可能会影响安全，影响使用或者造成巨大的经济损失、环境危害的构件。

确定军用车辆重要功能构件可采用构造车辆结构树的方法。把军用车辆按照系统划分，自上而下的依次列出所有构件，从系统、分系统到部件、零件，形成车辆的结构树。然后依次进行判断，把不符合重要功能构件的产品从结构树中省去，余下的就是需要进行分析的构件。结构树中的最低层次要保证不会有重要功能构件被遗漏^[5]。图1所示为某型军用车辆的结构树（部分）。图中变速器二轴是最小维修单元，当变速器二轴发生故障时，可能会造成安全事故或影响任务的完成，因此可以将其确定为该军用车辆的重要功能构件。

图1 某型车辆结构树

2.3 故障模式、影响及危害分析(FMECA)

承接上一步，对选出的重要功能构件进行故障模式、影响及危害分析（failure mode effects and critically analyisis，FMECA）。FMECA是可靠性工程领域最常用的一种定性方法，是设备开展维修性、安全性及保障性等分析的基础。通过分析可以确定构件发生故障的模式及原因，并且能够初步确定采取什么样的预防措施防止或者减少故障的发生。

依据GJB/Z1391—2006《故障模式、影响及危害性分析指南》中确定的分析流程，对确定的车辆装备重要功能构件进行分析，为下一个步骤中RCM的逻辑决断提供所需的信息^[6]。其具体分析过程如图2所示。

图2 FMECA分析流程

2.4 RCM逻辑决断

进行RCM逻辑决断是军用车辆应用RCM理论维修分析的重要内容，通过逻辑决断能够确定出适合于军用车辆的预防性维修工作。对已经确定为重要功能构件的所有重要的故障模式按照图3所示的决断流程，逐一进行回答，直至选择出适合于该故障模式下的预防性维修工作。

图3 逻辑决断流程

逻辑决断图一般分为两层：第1层为影响层，根据故障产生的不同影响区分为6种不同的情况，即明显功能故障的安全性、经济性和使用性影响以及隐蔽功能故障的安全性、经济性和使用性影响；第2层为维修层，即通过回答逻辑判断确定所需的预防性维修工作类型。

军用车辆进行逻辑决断时，首先要确定该故障造成的影响后果，然后依次回答该分支下的逻辑判断，最后确定出可使用的和有效的维修方法。预防性维修工作基本类型包括保养、监控、检测、检查、修理、更换、综合工作等^[7]。不同的构件、不同的故障模式需要不同的维修方法，但最终的目的都是为保持车辆固有的可靠性和完好率，保证各项任务的图1某型车辆结构树顺利完成。假设经过决断没有合适的维修方法能够避免故障发生造成的危害，如果是影响安全性和使用性的构件，则必须进行更改设计；如果是影响经济性的构件，需要判断改进设计与故障后进行维修两种策略，在保证安全使用的前提下哪一种更经济。

2.5 确定预防性维修间隔期

军用车辆预防性维修间隔期的确定是一项综合性的工作，相对复杂，涉及故障的影响和规律、维修花费、人员备件、使用环境等诸多因素。维修间隔期的确定直接与工作效率相关。维修间隔期确定的过长可能导致军用车辆的安全性和可靠性无法满足所需，确定的过短又可能造成过度维修和资源浪费。军用车辆预防性维修间隔期的确定可以利用已经相对成熟的可靠性模型，如更换模型、故障检查模型和功能检测模型等，如果获得的数据信息不足以支撑模型的求解，需要相关专家和技术人员结合自身经验合理确定。

对于经过逻辑决断确定的军车预防性维修工作类型，清洗、调整、紧定等保养工作耗时短、费用低，可以安排在日常保养之中；操作人员监控即军车驾驶员在操作使用过程中进行的，发现问题故障就可以及时处理：以上这些都无需专门确定间隔期。在军车维修方面需要专门确定间隔期的主要是以下两类工作：一是检查类，包括使用检查和功能检测；二是更换类，包括定时拆修和定时报废^[8]。

2.6 综合分析结果

对于军用车辆应用RCM分析而言，经过逻辑决断确定维修方式和维修间隔期后并没有结束，还需要把得到的分析结果进行汇总，在现行的维修制度下确定最有效、最适用的维修决策。军用车辆结构复杂，零部件众多，如果每一个重要功能构件均按照各自确定的间隔期进行维修，定会造成人员及资源的浪费。同一种类型、时间相近的维修工作应当进行合并统一，属于同一个系统之下的各个部件尽量调整同步，同时也要考虑到维修时间、费用以及所需人员和技能的匹配一致性。可以进一步对各构件进行修理级别分析（LORA）和维修资源分析（MTA），最终得到军用车辆的维修任务分配表，用于指导基层部队的军用车辆管理和维修保障工作。

3、开展军用车辆RCM分析的建议

1) RCM分析是一项系统工程，需要各方面的通力协作，应当贯穿于军用车辆从研发论证到使用报废的全寿命过程，然而由于种种原因，目前做的更多的工作是对于现役车辆维修使用阶段的再分析。分析过程中需要获取大量的军车使用和维修的数据，但是这些数据并没有很好地收集保存，这给RCM分析带来一定困难，有时只能依靠专家和技术人员的经验判断。所以要进一步提升RCM分析在军车开发研制及维修管理领域的地位，加大RCM理论在军用车辆领域的应用推广，同时尽快完善生产厂家、管理部门及基层使用部队的数据收集保存与相互反馈，形成良好的闭合回路，使我军的车辆维修决策由经验型向科学型转变。

2) 我军车辆装备数量多、型号多、种类复杂，使用环境多变，从理论上进行精确地研究相对困难。另外，随着科技的进步发展，军车装备的电气化、信息化、通用化进一步提高，也给RCM分析带来一定挑战。目前，大量的维修数据采集、RCM分析处理均采用人工操作，程序繁琐复杂，耗费大量的人力、物力、财力。因此，要大力开发研究军车装备信息采集技术，为获得充分有效的军车使用信息提供保证，同时开发相应的军用车辆RCM分析软件，把分析人员从大量重复、程式化的工作中解脱出来。系统中可以嵌入相关分析模型和已经成型的案例数据，以便同类型车辆维修分析可以直接引用修改，使我军的车辆维修决策由人工化向智能化转变。

4、结语

将RCM的原理和方法应用到军用车辆的维修分析中具有很高的价值和意义。基于RCM分析确定军用车辆的维修内容（重要功能构件）、维修方法以及维修间隔期，对于保持军用车辆的可靠性、降低维修成本、保证军用车辆的长期使用具有积极作用。应用RCM对军用车辆进行维修分析是一项系统工程，需要科研、管理以及使用保障等多方人员的共同努力。

参考文献：

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[2]总装备部通用装备保障部.装备以可靠性为中心的维修分析:GJB1378A—2007[S].北京:中国人民解放军总装备部,2007.

[3]贾照庆.基于RCM的石油化工设备可靠性维修管理研究[D].武汉:华中科技大学,2014.

[4]封会娟.军用车辆装备综合保障工程[M].北京:国防工业出版社,2017:25-40.

[5]刘相新,黎兰,倪志斌,等.发射车以可靠性为中心的维修分析[J].导弹与航天运载技术,2015(5):55-58.

[6]总装备部通用装备保障部.故障模式､影响及危害性分析指南:GJB/Z1391A—2006[S].北京:中国人民解放军总装备部,2006.

[7]徐宗昌,张永强,呼凯凯,等.备件携行量研究方法综述[J].航空学报,2016,37(9):2623-2633.

[8]贾希胜,贾云献,温亮.以可靠性为中心的维修及其模型支持[J].军械工程学院学报,2004,16(1):15-18.

许凯,周斌,封会娟,等.RCM理论在军用车辆维修中的应用[J].军事交通学院学报,2019,21(11):28-32.