以可靠性为中心的维修在风电行业的应用.

水电水利规划设计总院彭加立2011年8月25日以可靠性为中心的维修在风电行业的应用目录一、以可靠性为中心的维修形成和发展二、以可靠性为中心的维修简介三、以可靠性为中心的维修的应用范例四、以可靠性为中心的维修在风电行业内的应用五、风电场维修情况简介六、总结一、以可靠性为中心的维修形成和发展1设备维修模式与策略的变迁三个阶段第一代维修模式：事后维修(BM－BreakdownMaintenance)(上世纪50年代前)坏了才修，不坏不修(故障后果轻微，且有备件的设备适用)1、设备维修模式与策略的变迁一、以可靠性为中心的维修形成和发展（续）第二代维修模式：预防维修阶段（PM，PreventMaintenance）1950-1960年两大体系：前苏联为首的计划预修制美国为首的预防维修制一、以可靠性为中心的维修形成和发展（续）理论根据：摩擦学、磨损理论；优点：可以减少非计划（故障）停机，将潜在的故障消灭在萌芽状态；缺点：经济性考虑不够；由于计划准确性的影响，可能产生维修过剩或维修不足，不注意设备的基础保养。前苏联为首的计划预修制一、以可靠性为中心的维修形成和发展（续）理论根据：摩擦学、周期检查、诊断；优点：减少故障停机，检查后的计划维修可以减少了部分维修的盲目性。缺点：受检查手段和人经验的制约，仍可能使计划不准确，造成维修冗余或不足。美国为首的计划预修制一、以可靠性为中心的维修形成和发展（续）2、以可靠性为中心维修的产生1960年,美国国联邦航空局和联合航空公司双方的代表组成维修指导小组对可靠性与拆修间隔之间的关系进行了研究。1961年11月7日颁布了《联邦航空局/航空工业可靠性大纲》。1965年首次出现了一种初始的“逻辑决断图”方法。1968年7月出现“MSG-1手册:维修的鉴定与大纲的制定”,首次提出定时、视情和状态监控的3种维修方式,用于制订B-747飞机预防性大纲,这是以可靠性为中心的维修理论实际应用的第1次尝试,并获得了成功。一、以可靠性为中心的维修形成和发展（续）20世纪70年代初,美国军事装备的维修费用以相当惊人的幅度增长,而与此同时采用MSG-2的民航维修费用却下降了30%,因而引起美国军方的注意,美国防部明确命令在全军推广以可靠性为中心的维修。20世纪70年代后期RCM开始在美国陆、海、空三军装备上获得广泛应用。20世纪80年代中期,美国陆、海、空三军分别就RCM的应用颁布了标准和规范。1978年美国联合航空公司提出多重故障的概念,用4种工作类型(定时拆修、定时报废、视情维修和隐患检测)替代3种维修方式(定时方式、视情方式和状态监控方式),重新建立逻辑决断图,使以可靠性为中心的维修又向前迈进了一大步。从此人们把制订预防性维修大纲的逻辑决断分析的方法统称为RCM(Reliability-CenteredMaintenance)。一、以可靠性为中心的维修形成和发展（续）20世纪80年代以后,以可靠性为中心的维修理论又有了进一步的发展。RCM不仅被军事领域所重视,而且在商界也具有广泛的应用进入20世纪90年代后,RCM逐渐在工业发达国家兴起并应用于生产设备的维修管理。我国设备维修发展历程20世纪70年代中期以前一直沿用苏联的体制和方式方法,“安全第一、预防为主”1979年,我国民航和空军首先引进了以可靠性为中心的维修。1989年5月,原航空航天工业部发布了航空工业标准HB6211《飞机、发动机及设备以可靠性为中心的维修大纲的制订》,并运用于轰炸机和教练机维修大纲的制订。1992年国防科工委颁布了国家军用标准GJB1378《装备预防性维修大纲的制定要求与方法》,该标准在海军、空军及二炮部队有关装备上的初步应用取得了显著的军事、经济效益。一、以可靠性为中心的维修形成和发展（续）第三代维修模式(上世纪60年代出现，上世纪80年代至今天广泛使用)基于可靠性的维修(RCM)状态维修(CBM－ConditionBasedMaintenance)全员生产维修(TPM)(日本)全面计划质量维修(TPQM)适应性维修(AM)利用率为中心的维修(ACM)风险维修(RBM)费用有效性维修(CEM－CostEffectiveMaintenance)商业关键性维修(CCA－CommercialCriticalityMaintenance)检测间隔期P-F1间隔图1潜在故障的P-F间隔示意A－故障开始发生点P－能检测到的潜在故障点F－功能故障发生点检测法：振动检测油液分析红外检测声发射或超声波检测可靠性分析理念安全与经济性的统一计算机技术应用该修必修需要时随时修能不修就不修一、以可靠性为中心的维修形成和发展（续）二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容RCM定义RCM定义1、RCM定义RCM(ReliabilityCenteredMaintenance)以可靠性为中心的维修管理一种优化维修的理念，一种优化维修的策略，一种优化维修的模式依据可靠性状况应用逻辑判断方法确定维修大纲→达到优化维修的目的维修内容维修类型维修间隔期维修级别功能与故障分析后果与严重程度安全最小的维修资源消耗以可靠性为中心的维修(RCM)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。它的基本思路是:对系统进行功能与故障分析,明确系统内各故障的后果;用规范化的逻辑决断方法,确定出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,以维修停机损失最小为目标优化系统的维修策略。以可靠性为中心的维修方式是预防维修、预测维修和主动维修三者结合，以可靠性理论为基础发展起来的一种维修方式。它是根据预测维修提供精确的设备状态数据，选用预防维修或主动维修二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）类型故障率特性在大系统(如飞机)故障中比例相关性“浴盆曲线，为两种或两种以上类型的组合4％使用年限(TBM)有适用性疲劳腐蚀氧化故障率恒定或逐渐增大，最后是耗损区2％故障率缓慢增加，没有明显的耗损工龄区，可能原因为疲劳5％新或刚出厂时故障率低，以后迅速增加到一个较稳定的水平7％与使用年限无关(TBM不适用)整个寿命期内故障稳定，随机故障，难以进行状态监测14％起始时早期损坏率较高，以后故障率逐渐下降到一个稳定的水平上，其早期故障原因是制造、安装、调试不当68％RCM中的理论模型二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）RCM基本工作流程二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）RCM流程图二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）维修工作类型的技术方法故障后果及维修工作分析流程图(第一步)二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）预防性维修工作类型分析流程(第二步)二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）RCRCMM故障与后果分类及处理原则故障设备不能实现预定功能的状态功能故障明显功能故障潜在故障隐蔽功能故障故障后果：安全性和环境后果：人员伤亡与环境污染隐蔽性故障后果：暂无直接影响，导致严重的多重故障后果使用性后果：影响生产(产量、质量、销售服务与运行费用)非使用性后果：只影响直接经济费用，不影响安全处理原则：功能丧失与安全性环境性后果→必须预防维修，否则改变设计或流程隐蔽性故障对操作人员不是显显而易见的→预防维修为主事后维修(非使用性后果)使用性与非使用性→根据效果费用→决定状态维修预防维修改进设计2、RCM故障与后果分类及处理原则对安全性与环境性后果更加重视RCM认为:故障后果的严重程度影响着我们采取预防性维修工作的决策。即如果故障有严重后果,就应尽全力设法防止其发生。反之除了日常的清洁和润滑外,可以不采取任何预防措施。RCM过程把故障后果分成下列4类:(1)隐蔽性故障后果。隐蔽性故障没有直接的影响,但它有可能导致严重的、经常是灾难性的多重故障后果。(2)安全性和环境性后果。如果故障会造成人员伤亡,就具有安全性后果;如果由于故障导致企业违反了行业、地方、国家或国际的环境标准,则故障具有环境性后果。(3)使用性后果。如果故障影响生产(产量、产品质量、售后服务或除直接维修费用以外的运行费用),就认为具有使用性后果。(4)非使用性后果。划分到这一类里的是明显功能故障,它们既不影响安全也不影响生产,它只涉及直接维修费用。环境性后果已成为预防性维修决策的重要因素之一。二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）几种维修方式的分析(1)事后维修是在设备事故基础上进行的检修。这种检修是被动的，能造成很大的经济损失，特别是灾难性事故，后果更为严重，危及人身和设备安全。这种停机检修往往是突然发生的，不能准备好维修用的合适的资料、工具和零备件，因此检修周期也会拖得很长。(2)预防维修这种维修方式是在定期基础上对机器进行拆卸检修，检查机器的各个关键部位，并按规范更换一些零部件。因为这种维修方案是按计划进行的，维修前可以做好充分准备，因此能够在检修期内及时地排除一些毛病，防止潜在的事故发生。这种维修方案的缺点是在工厂中定期停车检修要付出许多人力、物力并损失许多时间，而且定期检修的合适期限很难确定，以致影响机器的正常运行。二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）(3)预测维修这种维修方式是建立在机器状态基础上的，利用完善的监视和分析诊断系统，可以及早发现机器的异常现象，并分析诊断出故障原因，通过调整工作条件或减小负荷，使机器维持正常运转，直到必须对机组进行检修时在停机。因为在维修前充分准备，又能判断出机组的故障及发生部位，所以大大减少维修所用的时间。(4)主动维修主动维修是为了永久地消除设备部件的故障和失效。其目标是经过周密细致的调查分析和矫正技术处理，主动消除故障的根源、延长设备的寿命。二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）四种维修方式在维修实践中所占的比例二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）四种维修方式在维修实践中所占的比例国外某厂的维修方式实际统计将维修的重点转移到以预知维修为主，预防维修和主动维修并重的维修体系，即实行以可靠性为中心的维修方式。二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）JohnMoubray在《ReliabilityCenteredMaintenance》专著提出，已被广泛采用七个逻辑步骤①功能：现行的使用环境下，设备的功能及其性能指标是什么？②故障模式：什么情况下设备无法实现其功能？③故障原因：引起各故障的原因是什么？④故障影响：各故障发生时会现现什么情况？⑤故障结果：什么情况下各故障至关重要？⑥预防性措施：做什么工作才能预防各故障？⑦被动维修对策：找不到适当的主动维修故障预防措施怎么办?故障模式及影响分析(FMEA)3、RCM基本问题二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）①设备的工作原理、原始设计图纸及说明书；②性能指标、任务剖面及工作环境；③关键零部件及其失效模式；④故障发生过程及后果；⑤设计可靠性数据及现场使用数据；⑥已有的维修记录，包括维修任务的执行情况、故障发生频率、检测方法、维修效果及费用等。4、RCM基础信息二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）①失效分析阶段分别在设备、子系统、部件和零件级的水平上进行失效分析故障现象（故障模式）故障产生的原因和机理离心泵不能正常运转轴承烧坏轴承烧坏轴承过热轴承过热润滑不良、轴承安装不正确、轴承磨损等表1故障模式的层次表5、RCM三个分析阶段二、以可靠性为中心的维修理论的基本内容（续）②失效模式和影响分析阶段确定潜在失效模式及其相应的原因、结果、发生频率和严重性；故障现象学(故障模式)故障产生的原因和机理维修方法离心泵振动①叶轮磨损不均或流道堵塞，造成叶轮不平衡①对叶轮作平衡校正或清洗叶轮②轴承磨损②修理或更换轴承③泵轴弯曲③校直或更换泵轴④转动部件有摩擦④检修⑤转动部件松驰或破裂⑤检修或更换磨损零件⑥泵内发生气蚀现象⑥排除产生气蚀的原因⑦两联