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1、电子系统故障诊断与维修技术,主讲：刘安利（教授、博士生导师）西安电子科技大学 Tel:029-13909287094Email:,从“一般走向精英”专题系列讲座之一,一、从“墨菲定理”所引出的思维问题,什么是墨菲定理？最简单的表达形式就是“有可能出错的事情，就会出错” 。墨菲定理的原句是这样的：If there are two or more ways to do something, and one of those ways can result in a catastrophe, then someone will do it.（如果有两种或以上选择，其中一种将导致灾难，则必定有人会作出
2、这种选择。）,定义,根据“墨菲定理”，人们作出了以下四个推断：任何事情都没有表面看起来那么简单； 所有的事都会比你预计的时间长； 会出错的事总会出错； 如果你担心某种情况发生，那么它就更有可能发生。,墨菲定理告诉我们：容易犯错误是人类与生俱来的弱点，不论科技多发达，事故都会发生。而且我们解决问题的手段越高明，面临的麻烦就越严重，因为人类到目前为止还制造不出永远不出故障的设备。 所以，我们在事前应该是尽可能想得周到、全面一些，如果真的发生了故障或者损失，就笑着应对吧，关键在于要不断总结所犯的错误，而不是企图掩盖它。,墨菲定理并不是一种强调人为错误的概率性定理,而是阐述了一种偶然中的必然性，我们先
3、举个例子：,你兜里装着一枚金币，生怕别人知道也生怕丢失，所以你每隔一段时间就会去用手摸兜，去查看金币是不是还在，于是你的规律性动作引起了小偷的注意，最终被小偷偷走了。即便没有被小偷偷走，那个总被你摸来摸去的兜最后终于被磨破了，金币掉了出去丢失了。,这就说明了，越害怕发生的事情就越会发生的原因，为什么？就因为害怕发生，所以会非常在意，注意力越集中，就越容易犯错误。,学习后可以深刻认识和有效解决如下问题： 质量管理问题 危机管理问题 风险控制问题 犯错问题 对待失败问题 纠错问题 止损问题,二、以可靠性为中心的维修（RCM）,1、什么是以可靠性为中心的维修？ 以可靠性为中心的维修（RCM）是目前国
4、际上通用的用以确定设(装)备预防性维修需求、优化维修制度的一种系统工程方法。按国家军用标准GJB1378-92装备预防性维修大纲的制定要求与方法，RCM定义为：“按照以最少的资源消耗保持装备固有可靠性和安全性的原则，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”。,对系统进行功能与故障分析，明确系统内各故障后果；用规范化的逻辑决断程序，确定各故障后果的预防性对策；通过现场故障数据统计、专家评估、定量化建模等手段在保证安全性和完好性的前提下，以最小的维修停机损失和最小的维修资源消耗为目标，优化系统的维修策略。,它的基本思路是：,2、RCM基本观点：设（装）备的固有可靠性与安全性是由设计制
5、造赋予的特性，有效的维修只能保持而不能提高它们。RCM特别注重设（装）备可靠性、安全性的先天性。,如果设（装）备的固有可靠性与安全性水平不能满足使用要求，那么只有修改设计和提高制造水平。因此，想通过增加维修频数来提高这一固有水平的做法是不可取的。维修次数越多，不一定会使设（装）备越可靠、越安全。,产品(项目)故障有不同的影响或后果，应采取不同的对策。故障后果的严重性是确定是否做预防性维修工作的出发点。在设（装）备使用中故障是不可避免的，但后果不尽相同，重要的是预防有严重后果的故障。故障后果是由产品的设计特性所决定的，是由设计制造而赋予的固有特性。对于复杂装备，应当对会有安全性(含对环境危害)、
6、任务性和严重经济性后果的重要产品，才做预防性维修工作。对于采用了余度技术的产品，其故障的安全性和任务性影响一般已明显降低，因此可以从经济性方面加以权衡，确定是否需要做预防性维修工作。,产品的故障规律是不同的，应采取不同方式控制维修工作时机。有耗损性故障规律的产品适宜定时拆修或更换，以预防功能故障或引起多重故障；对于无耗损性故障规律的产品，定时拆修或更换常常是有害无益，更适宜于通过检查、监控，视情进行维修。 对产品(项目)采用不同的预防性维修工作类型，其消耗资源、费用、难度与深度是不相同的，可加以排序。 对不同产品(项目)，应根据需要选择适用而有效的工作类型，从而在保证可靠性与安全性的前提下，节
7、省维修资源与费用。,对于民用设备，RCM分析的结果给出的是设备的预防性维修工作项目、具体的维修间隔期、维修工作类型（或方法）和实施维修的机构。,3、RCM分析的输出是什么,对于军用装备而言，RCM分析的结果是针对于该装备的预防性维修大纲。装备预防性维修的大纲是规定装备预防性维修要求的汇总文件，是关于该装备预防性维修要求的总的安排。,其主要内容包括： 需要进行预防性维修的产品或项目（WHAT）； 实施的维修工作类型或“方式”（HOW）； 维修工作的时机即维修期（WHEN）； 实施维修工作的维修级别（WHERE）。,装备预防性维修大纲对于我们的维修管理来说是一个新的术语，它是设（装）备全系统、全寿
8、命维修管理的产物。按照现代维修工程的要求，设（装）备在研制过程中就要规划其维修保障系统，而维修大纲是规划维修保障系统的顶层文件，是纲目性的资料。因为只有搞清了设（装）备的维修工作需求才能进一步有针对性地设计和优化维修保障系统。4、RCM的产生与发展背景 RCM的产生与设（装）备维修方式的多样化与人们对维修实践的不断认识有直接的关系。二十世纪50年代末以前，在各国设（装）备维修中普遍的做法是对设（装）备实行定时翻修。,这种做法来自早期对机械事故的认识，机件只要工作就必有磨损，磨损则会引发故障，而故障影响安全。所以，设（装）备的安全性取决于其可靠性，而设（装）备可靠性是随时间增长而下降的，必须经常
9、检查并定时翻修才能恢复其可靠性。基于这种认识，人们认为：预防性维修工作做得越多、翻修周期越短、翻修深度越大，设（装）备就越可靠。但是，对于复杂设（装）备或产品来说，传统的作法常常会遇到两个重大问题，一是随着装备的复杂化，无论机件大小都进行定时翻修其维修费用不堪重负；二是有些产品或项目，不论其翻修期缩到多短、翻修深度增到多大，其故障率仍然不能有效控制。,60年代初，美国联合航空公司通过收集大量数据并进行分析，发现航空机件的故障率曲线有六种基本形式，符合典型的“浴盆曲线”的仅占4%，且具有明显耗损期的情况也并不普遍，没有耗损期的机件约占89%。通过分析他们得到两个重要结论，即：对于复杂设（装）备，
10、除非具有某种支配性故障模式，否则定时翻修无助于提高其可靠性；对许多项目，没有一种预防性维修方式是十分有效的。在其后近10年的维修改革探索中，通过应用可靠性大纲、针对性维修、按需要检查和更换等一系列试验和总结，形成了一种普遍适用的新的维修理论-以可靠性为中心的维修。,1968年，美国空运协会颁发了体现这种理论的飞机维修大纲制订文件MSG-1手册：维修的鉴定与大纲的制订（RCM的最初版本），该文件由领导制订波音747飞机初始维修大纲的维修指导小组(Maintenance Steering Group-MSG)起草的，在波音747飞机上运用后获得了成功。按照RCM理论制订的波音747飞机初始维修大纲
11、，在达到20000h以前的大的结构检查仅用6.6万工时；而按照传统维修思想，对于较小且不复杂的DC-8飞机，在同一周期内需用400万工时。对于任何用户这种大幅度的减少维修工时、费用，其意义是显而易见的，重要的这是在不降低设（装）备可靠性的前提下实现的。,5、RCM的用途及效益 RCM的在军用装备上的应用有两个方面：一是现役装备；二是新装备。在现役装备上应用RCM，系统地分析出装备的故障模式、原因与影响，有针对性地确定装备预防性维修工作的类型，优化维修任务分工，以有限的维修费用保持装备的可靠性，提高战备完好性，可以实现装备维修管理的科学化。在新装备上通过应用RCM制订预防性维修大纲，提供建立维修
12、保障系统的基础性文件与数据，及时规划维修保障系统，促使新装备尽早形成战斗力。,对于民用企业来讲，通过RCM分析将产生如下四项具体的成果:-供维修部门执行的维修计划； -供操作人员使用的改进了的设备使用程序； -对不能实现期望功能的设备，列表指出了哪些地方需改进设计或改变操作程序。 -完整的RCM分析记录文件为以后设备维修制度的改进提供了可追综的历史信息和数据，也为企业内维修人员的配备、备件备品的储备、生产与维修的时间预计提供基础数据。,通过RCM分析所得到的维修计划具有很强的针对性，避免了“多维修、多保养、多多益善”和“故障后再维修”的传统维修思想的影响，使维修工作更具科学性。实践证明：如果R
13、CM被正确运用到现行的维修中，在保证生产安全性和设备可靠性的条件下，可将日常维修工作量降低40%至70%，大大地提高了资产的使用率。 随着生产自动化程度的不断提高，维修在现代企业中的地位也日益重要。据统计，现代企业中，故障维修和停机损失费用已占其生产成本的30%40%。,有些行业，维修费用已跃居生产总成本的第二位，甚至更高。另外，环境保护与安全生产业的立法越来越严格，故障控制与预防必然成为现代企业管理所面临的重要课题，而RCM正是解决这一课题的关键手段之一。所以，进入90年代后，RCM在西方工业界获得了广泛的应用。 例如：仅英国Aladon维修咨询有限公司，从90年代开始就为40多个国家的12
14、00多家大中型企业成功地进行过RCM的咨询、培训和推广应用工作。,6、RCM与传统维修观念的差异由于历史和政治原因，我国的工业长期以来未能与西方发达国家的工业进行宏观和微观的接触、效仿和比较，加之在产品竞争机制上没有纳入“世贸组织”体系，造成我国企业的各种机制和体制未能真正与国际接轨。尽管各级部门都在积极的跟踪世界的各种研究动态，维修体制也随着大环境处于维持和探索阶段，但长期以来形成的维修观念并未改变。RCM的概念和原理展现了系统的、科学的、适应现代化企业设备维修的新概念。RCM与传统维修观念的差异如下表。,RCM与传统维修观念的差异,7、RCM的目标 RCM的目标是达到总体成本的平衡点，使得
15、可靠性投资所得到的回报为最高，他通过一组系统工作过程来达到这个目标。 RCM 的指导原则为： .RCM 是面向设备功能或性能的； .RCM 是关注整个系统的； .RCM 承认设计上的限制，追求不断改善设计； .RCM 定义缺陷为任何不如意的条件，例如：未达到某些性能或为实现某些功能；,.RCM 任务必须是有效的； . RCM 任务必须是可适用的； . RCM 关注四种类型缺陷处理：事后缺陷处理、定期维修、状态监测、缺陷探测 / 事先维修； . RCM 是一个闭环系统。从维修工程的发展来看，维修的观念随着技术的进步和先进的制造系统而在不断更新和充实，一些陈旧的观念逐渐被淘汰。,三、基于风险的维修
16、；设备考核指标讨论,（一）、关于“基于风险的维修 ” 英文为： Risk-based Maintenance 简称 RBM ，是一种旨在提高维修管理系统、规划和实践效果的系统方法。与传统的维修方法相比，其基于风险的决策是在维修决策过程中进行的。,西方国家自20 世纪 60 年代起开始研究和采用预防维修策略； 80 年代开始研究和应用预测维修策略；90 年代初研究和应用基于可靠性的维修； 90 年代中期研究和应用全员生产维修（ TPM ）； 21世纪，着手研究和应用基于风险的不同技术组合的维修策略。 反映出维修在设备与环境的要求下，不断地从粗线条管理到细致化管理、从定性定量 定量精细化管理方向发展。,采用基于风险的决策工具，如 RBM过程，可以顺利地结合其它维修工具的优点和先进技术，如下图所示：,1、 RBM 能解决哪些问题？ 合理地提高维修决策水平； 在决策过程中整合风险信息； 解决导致系统失效的高风险设备故障所需的备件筹措； 通过以下途径减少维修费用： 系统的决策， 优化计划的维修作业， 以及确定关键备件和优化维修资源库存量； 为评估维修检查方案和测试策略提供较为客观的手段；,
