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更好地理解以可靠性为中心的维护 (RCM) 的 5 个关键概念

发布日期:2021-06-24 18:06:49浏览量:46

自工业革命以来,设备和制造过程的复杂性急剧增加。这导致了维护工程的重大发展,从基本润滑转变为在磨损件发生故障之前更换旧件的传统方法。最终,这些流程已演变为以可靠性为中心的维护 (RCM)。

RCM 改变了维护的范式和概念。彻底的研究表明,实际磨损的零件仅占总数的一小部分,而且它们通常以随机故障分布磨损。这意味着我们无法预测它们何时最有可能磨损,以便在它们出现故障之前更换它们。事实上,在某些情况下,这样做只会增加失败的可能性。

本文将回顾一些核心概念,这些概念对于理解 RCM 方法论并能够对其进行深入研究至关重要。

1. 功能
每次我们购买一件设备都是因为我们想要该设备用于特定目的。例如,制造商购买包装机来包装他们的产品。同样,我们设备中的每个组件都有其特定用途。

设备或组件可能具有不止一种功能。

主要功能称为主要功能(例如包装我们的产品)。
其他是次要功能(例如保持产品不受污染等)。
明确说明功能至关重要。我们不仅需要指定资产的用途(例如再次包装我们的产品),还需要量化我们期望它做什么(例如每分钟的包裹数量等)。这很重要,因为它将进一步用于确定资产是否真的在做我们希望它做的事情。

尽管这听起来并不复杂,但以正确的方式定义函数并不是一件容易的事。它需要经验,必须谨慎进行。

该功能始终取决于操作环境,尤其是在定义和量化预期性能时。

考虑两个相同的泵。一个安装在核反应堆中,将冷却水泵送到堆芯,另一个用于在大型设施中输送雨水。很明显,对于每种情况,要求和操作环境将完全不同,维护方法也将完全不同。

2. 功能故障
当我们的资产不能履行其功能时,它就会发生功能故障。如果资产根本不执行其功能,则此功能故障可能是完全的。或者,如果资产仍在工作,但不是预期的性能,它可能是部分的。

在我们的包装机示例中,如果机器根本不工作,则完全是功能故障。但是,如果它可以工作但无法达到所需的速度,我们可以说这是部分功能故障。

请注意,操作上下文在这里也起着关键作用,尤其是对于部分功能故障。包装机仍然可以满足小型工厂的需求,而对于速度要求更高的大型工厂来说,这还不够。

3. 故障模式
资产可能会以多种方式失败。传统上,当我们遇到资产问题时,我们常说它只是失败了。另一方面,在 RCM 中,我们清楚地区分了功能故障(机器没有提供它应该提供的东西)和故障模式,它们是实际产生故障的事件。

当我们分析故障模式时,我们需要考虑三种情况或类别:

1) 当资产的性能低于我们期望的价值并且资产不再履行其功能时。发生这种情况的最常见原因是:

零件老化或磨损
缺乏润滑
污垢
部件拆卸(由于铆钉、螺栓、焊缝等问题)
影响我们资产能力的人为错误。
2) 当运营环境开始对我们的资产提出更多要求并且期望的性能提高时:在这种情况下,资产要么无法提供结果,要么由于压力增加而开始磨损。

3) 当资产最初无法提供所需的性能时:在这种情况下,可能存在设计缺陷或在获取资产时无法确定要求。

总而言之,对于每个功能故障,我们可以预期 1 到 30 种故障模式,因此我们需要在分析的详细程度方面小心谨慎。

我们只需要处理可能的故障模式。这包括故障历史记录中的故障、当前维护计划管理的故障模式以及尚未发生但将来可能发生的任何可能故障。

4. 失败的影响
当然,当故障模式发生时,它不是孤立事件。故障影响描述了当故障模式发生时,我们的资产和操作环境中会发生什么。它将提供我们稍后用于分析故障后果的信息。

我们需要包括与以下相关的任何相关信息:

故障已经发生的证据。这包括可用于确定发生故障的任何物理标志或线索(液体停止流动、激活警告灯或警报等)。
对环境或人员安全的威胁以及有关其可能影响到的程度的详细信息。
对延迟、缺陷产品、返工等操作的影响。
故障造成的损坏。这可能是对资产本身的损害,也可能是对设施、产品或其他设备的损害。
修复资产并将其重新投入运行所需的步骤,包括资源、备件和成本。
5. 失败后果
在失效影响中,我们陈述了与失效模式相关的事实。但是,当我们分析故障后果时,我们会进行定性评估,以确定该故障模式对我们运营的重要性。这种分析将揭示这种失败对我们有多重要。

我们继续的方式将取决于我们正在分析的函数类型,因为函数可以是

明显

在功能明显的情况下,资产的功能故障可以被运营商检测到,其后果可以具有不同程度的重要性。

我们把人和环境安全放在首位。然后我们查看与生产力和/或质量相关的更高成本的运营问题。最后,我们用仅与资产修复相关的成本来检查非运营后果。

相反,操作员无法检测到隐藏的功能故障。该类别与保护和安全装置密切相关。由于复杂性的增加,资产通常包括保护装置,以尽量减少不同故障的后果。

然而,它们的包含增加了 RCM 分析和一般维护策略的复杂性。

当我们可以检测到保护设备是否处于故障状态时,我们将其视为故障安全设备,分析变得不那么重要。但是当它相反时,我们相信设备会在出现问题时采取行动,但该部件可能已经长时间处于故障状态,直到我们需要它时我们才会注意到它。

这导致了复杂的分析,其中涉及使用保护和受保护设备的故障概率和其他信息来确定我们如何使系统更安全。

RCM 对维护策略的看法
详细分析所有这些概念以使用它们来设计我们的维护策略的过程称为故障模式和影响分析 (FMEA),它经常被提及但并不总是被完全理解。

如前所述,选择正确的分析水平很重要。FMEA 可以包括 3,000 到 10,000 种故障模式及其相应的影响和后果。

这是大量的信息和工作,因此选择正确的细节级别以及足以证明这一努力的重要资产非常重要。

在 RCM 中,我们专注于避免故障后果,而不是故障模式。这就是为什么我们可能决定让故障模式“无人值守”并在它发生故障时修复它,而在其他情况下,我们得出结论,唯一的选择是重新设计我们的系统以防止严重后果。

这个过程并不容易,需要的不仅仅是简单地了解概念的含义。但是,了解这些概念有助于我们理解 RCM 方法与经典方法之间的区别。有了这种意识,我们就可以开始从不同的角度看待我们的维护策略。

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