一文搞懂各种设备维修模式

一文搞懂各种设备维修模式

张耀辉 郭金茂 张仕新 装甲兵工程学院维修工程教研室

摘要:装备维修工程是一门新兴的学科, 其中一些概念还不是很严谨, 在不同部门和不同行业之间也不统一。 本文对几个有关维修与维修方式的基本概念进行了辨析, 澄清了一些模糊认识, 明确了一些概念的内涵与外延, 分析了这些概念之间的相互关系, 并对维修方式的分类进行了探讨。
关键词:维修 维修方式 修复性维修 预防性维修 改进性维修 状态维修 预先维修

维修伴随着机器的诞生而出现, 可以说历史悠久。 但是, 长期以来, 维修以经验为基础, 是一种技艺,缺乏系统的总结与理论指导。 随着技术的进步, 装备(设备, 下同)复杂程度的提高, 维修的地位越来越重要, 越来越受到人们的重视。 维修便逐渐从技艺走向科学, 慢慢形成了维修工程学科, 联合国教科文组织在1974年把它正式列入了技术科学的学科分类目录中。

然而, 维修工程毕竟是一个新兴学科, 是在经验、 技艺的基础上建立起来的, 有关维修的概念还不是很严谨, 也不成系统。 由于历史的原因, 有些相同的术语概念在不同的部门、 不同的国家有着不同的含义, 其内涵和外延都不同; 另一方面, 不同的术语概念却在表达着同样的意思, 有着相同或相近的内涵和外延。
本文试图对这样一些有关维修与维修方式的概念进行分析与讨论, 以期引起大家的重视, 使维修工程作为一门学科更加严谨, 更加完善。

1.维修方式的概念
维修是为使装备保持、 恢复到或改善其规定技术状态所进行的全部活动。 而装备维修方式是对装备及其部件维修时机的控制形式。 也就是说, 对维修时机的掌握是通过采用不同的维修方式实现的。按维修的目的与时机, 可以把维修划分成不同的维修方式。 例如, 修复性维修是一种维修方式, 其维修的时机是在装备发生功能故障之后, 维修的目的是排除故障, 使装备恢复到规定的技术状态。 关于维修方式的内涵定义目前比较统一, 而关于维修方式的分类(外延)目前争议较大, 本文后面将专门对此进行讨论。
在实践中, 与维修方式相关的还有维修制度与维修体制两个概念。
维修制度是指在一定维修思想(理论)指导下, 制订出的维修应共同遵守的一系列规定, 它包括维修计划、 维修类别、 维修方式、 维修等级、 维修组织、 维修考核指标体系等。 例如, 我军以前实行的是“定时维修制度” , 现在实行的是“定时维修与视情维修相结合的制度” , 这里的“制度” 是指的维修制度; 地方工业部门常用“计划预防维修制” 、 “预防维修制” 等说法 , 这里的“制” 也是指维修制度。 可见, 虽然维修制度是一个内涵和外延都很大的概念, 但在实践中使用这个概念时, 其内涵和外延都很小, 主要是指采用什么样的维修方式或它们的组合进行维修的制度。
维修体制在部队中有明确的定义。 《中国军事百科全书》 中对维修体制定义为: 装备维修管理和维修作业体系及其制度的总称, 主要包括装备维修的组织机构、 职责权限和任务划分等。 维修体制从组织上保证维修管理及各项技术措施的实现。 地方工业部门对维修体制一词没有严格的定义, 但经常被使用。
也有的文献中也经常把“预防维修制” 说成“预防维修体制” , 显然这里的维修体制实际上指的是维修制度。
再如, 也有文献中称的改善维修、 事后维修、 视情维修、 状态维修、 定期维修等“五种维修体制” , 这里的维修体制其实是指维修方式,不是维修体制。 由此可见, 地方工业部门对“维修体制” 一词的用法欠妥当。 《简明社会科学词典》 将“体制” 释义为“关于国家机关、 企业、 事业单位等的机构设置、 隶属关系和权限划分等方面的体系和制度的统称” 。 可见, 部队对“维修体制” 一词的定义和使用更为科学。

2.与维修方式有关的维修基本概念辨析

2.1 事后维修、 故障后维修、 改进性维修、 修复性维修、 改善性维修、 预防性维修
事后维修和故障后维修(Breakdown Maintenance)是同一个概念, 只是翻译的不同, 是指装备发生故障后再进行维修的一种维修方式, 也称修理(repair)或排除故障维修。 改进性维修(Improvement Maintenance或Modification Maintenance)是利用完成装备维修任务的时机, 对装备进行经过批准的改进和改装, 以提高装备的战术技术性能、 可靠性或维修性, 或使之适合予某一特殊用途的一种维修方式。 对于事后维修、故障后维修、 改进性维修这几个概念, 各界均没有什么歧意。
修复性维修(Corrective Maintenance)是指装备发生故障或遭到损坏后, 使其恢复到规定技术状态所进行的维修活动。 因此, 修复性维修和事后维修、 故障后维修是同义词。 文献(6)把Corrective Maintenance翻译成“改善维修” , 并认为改善维修是为了消除设备的先天性缺陷或频发故障, 对设备的局部结构或零件的设计加以改进, 并结合修理进行改装, 以提高设备的可靠性和维修性的措施。 显然, 这里的“改善维修”其实是“改进性维修” 的意思。 文献(7)把Corrective Maintenance翻译成“改善性维修” 或“纠正性维修” , 并认为改善性维修主要应用在设备耗损故障期。 按照设备的浴盆曲线, 设备在耗损故障期, 存在着老化、 磨损、硬化、 变形、 开裂、 腐蚀、 疲劳等各种失效状况, 继续运行将造成较严重的故障后果。 改善性维修通过零件更换、 表面改性、 精度恢复、 重新成型、 调直、 校准、 对中等技术手段, 并允许小的设备改造或者再制造, 改善维修(或纠正维修)可以不拘泥于原有设备的设计和结构, 使设备修复到所要求的功能和精度。 因此, 文献(7)中的改善性维修兼有预防性维修和改进性维修的含义。 英文文献(8)中对Corrective Maintenance的解释是Failure Based Maintenance, 即基于故障的维修, 就是在故障发生后进行的维修。 因此, 把Corrective Maintenance翻译为“修复性维修” 似乎更为恰当, 更贴近英文原文的本意, 也更符合中文的习惯。 通过上述分析可以认为, 修复性维修(Corrective Maintenance)与事后维修或故障后维修(Breakdown Maintenance)是同义词, 是在故障发生后进行维修的一种维修方式。
预防性维修(Preventive Maintenance)是在发生故障之前, 为使装备保持在规定状态所进行的各种维修活动。 这一概念在国内没有什么歧义。 在美国, 对Preventive Maintenance的解释是Time Based Maintenance, 即基于时间的维修(简称TBM), 也就是我们常说的定时维修或定期维修。 因此, 美国的Preventive Maintenance比我们所说的预防性维修的外延要小, 是预防性维修的一种。

  1. 2 被动维修、 主动维修
    被动维修(Reactive Maintenance)是指故障发生后为排除故障、 恢复装备的规定技术状态而进行的维修活动, 因此,被动维修与事后维修、 故障后维修、 修复性维修是同义词。
    主动维修(Proactive Maintenance, 简称PaM, 也译为“预先维修” )有广义和狭义之分。 ,广义的主动维修是指在装备的技术状态发生劣化后、 功能故障发生前进行的维修, 其目的是使装备保持在规定的技术状态。 因此, 广义的主动维修和预防性维修是同义词。
    按照主动维修的奠基人E. C. Fitch的定义, 主动维修是检测并纠正可能引起装备产生故障的“故障根源” 的活动。 E. C. Fitch提出了“故障根源” (Root Cause of Failure)的概念, 给出了流体机械系统故障根源的种类(液体污染、 液体泄漏、 液体化学特性不稳定、 液体物理特性不稳定、 液体气蚀、 液体温度不稳定、 液压件严重磨损、 机械载荷不稳定), 认为通过对可能引起装备产生故障的“故障根源” 进行系统化的识别, 在系统的性能和材料退化之前采取措施进行维修, 从根本上避免功能故障的发生, 可以有效地减少系统的整体维修需求, 延长系统的使用寿命。 E. C. Fitch的主动维修是狭义的主动维修。
    在讨论维修方式时.,为了方便并避免重复, 广义的主动维修用预防性维修代替、 狭义的主动维修用预先维修代替较为合适。

  2. 3 预测维修、 预知维修、 状态维修、 视情维修
    预测维修与预知维修的英文原文都是Predictive Maintenance, 简称PdM, 显然二者只是翻译的不同而已, 它们应是同一个词。 笔者认为, “预测维修” 反映了预测这一关键步骤, 因此这一译法更加符合英文的原意。
    综合文献有关预测维修的论述, 可以给出预测维修的定义: 利用状态监测系统监测装备潜在故障的征兆, 预测装备的剩余寿命或功能故障何时发生, 在功能故障发生的预测期内安排维修的一种维修方式。
    状态维修(condition Based Maintenance, 简称” BM)也称为基于状态度维修或状态基维修。定义为: 在设备出现了明显的劣化后实施的维修, 而状态的劣化是由被监测的机器状态参数变化反映出来的。 美国国防部对” BM的定义为: 利用嵌入式传感器和/或便携式外部测试、 测量设备对武器系统进行测试, 并对武器系统的状态进行实时评估, 根据评估结果来安排的维修活动。 显然, 状态维修与预测维修的含义类似, 只是预测维修更加强调“预测” 这一步骤而已。 文献(8)则把Condition Based Maintenance(状态维修)作为Predictive Maintenance (预测维修)的解释。 显然, 这里是把状态维修与预测维修作为同义词看待的。 文献(15)则直接把Condition Based Maintenance 视为Predictive Maintenance的同义词。 由于预测维修的概念比状态维修的概念出现得早, 也有的文献把预测维修看作是状态维修的初级阶段。
    与预测维修、 状态维修相比, 视情维修(On—condition Maintenance)这一概念在国内出现较早, 也最为大家所熟悉。 虽然这一概念经常作为与预测维修、 状态维修不同的概念来使用, 但它们之问的界限并不明显, 一般可认为视情维修是预测维修或状态维修的初级阶段。 文献(4)认为: “以状态为基础的维修, 在国内通常称为状态维修或视情维修” 。 可见, 这里的视情维修是状态维修的同义词。
    综上所述, 预测维修、 状态维修、 视情维修属于同一种维修方式, 一般不用去刻意区分它们。 如文献(17)和(18)就把三者视为同义词。

3 关于维修方式的分类
根据上面对与维修方式有关的维修基本概念的讨论和维修方式的定义, 可以把维修方式分成三大类:
(1)修复性维修: 其维修的时机是装备发生故障之后, 目的是恢复装备规定的技术状态。 修复性维修的同义词有: 修理, 被动维修, 事后维修, 故障后维修, 排除故障维修。 战场抢修是一种特殊的修复性维修。
(2)预防性维修: 其维修的时机是装备技术状态劣化之后而功能故障发生之前, 目的是保持装备规定的技术状态。 主动维修(广义的)是预防性维修的同义词。
预防维修又可分成三类:
①定时维修(TBM): 是基于时问的维修, 也叫定期维修。
②状态维修(CBM): 是基于状态的维修, 其同义词有: 状态基维修、 基于状态的维修、 预测维修、 预知维修、 视情维修。
③预先维修(PaM): 是为消除故障根源而进行的维修, 即狭义的主动维修。 虽然预先维修要检测、 纠正设计不当和制造、 维修、 安装中的不对中、 不平衡以及问隙调整不当等故障根源, 具有修复性维修的成分, 但是, 预先维修的根本目的是检测并纠正可能引起装备产生故障的“故障根源” , 消除故障产生的条件,从根本上预防功能故障的发生(尽管不能完全消除功能故障), 因而是一种更加有效的预防性维修方式。因此, 把预先维修归于预防性维修更加合理。
(3)改进性维修: 其维修的时机是在预防性维修或修复性维修时进行, 目的是改进装备的性能、 可靠性、 维修性等。

此外, 探测性维修和机会维修也是经常提到的维修方式, 对这两个概念可以讨论如下:
J. Moubray在RCM中提出了探测性维修(Detective Maintenance)的概念(18)。 在各种武器系统、 色机、 航天器等高安全、 高可靠性的系统中, 冗余系统越来越普遍, 装备中冗余产品或平时不工作的产品(例如备用功能、 报警装置等)明显增多。 这类产品发生故障后, 使用人员很难直接感受或观察到, 这类故障称为隐蔽功能故障。 在隐蔽功能不启用时, 其故障没有什么后果, 可一旦使用时, 其不能使用的后果往往是严重的。
因此, 对隐蔽功能的后果应加以预防。 一般的做法是定期地通过使用来检查备用功能是否良好(即是否存在故障), 这种检查方式称为探测性维修(或故障检查或使用检查)。 对隐蔽功能而言, 这种维修方式显然属于修复性维修; 但对装备总体而言, 由于能够及时榆查出已现的故障, 避免了多重故障的后果, 这种维修方式又属于预防性维修的范畴。 J. Moubray在RCM中把探测性维修归于非主动性对策, 但又将其归于预防性维修工作类型之一。 可见, 探测性维修是一种特殊的维修方式, 归于修复性维修还是预防性维修要根据分析的产品层次而定。
在以利用率为中心的维修决策方法中, 提出了机会维修的概念(4)。 对定期维修的设备或部件, 可以根据生产的忙闲,考虑流程同步, 结合节假日或其它设备的维修, 灵活凋整维修时机, 这种维修方式叫做机会维修。 有的文献把机会维修看作是一种独立的维修方式。 其实, 机会维修的实质仍然是定时维修, 只不过是对维修间隔期进行了灵活的调整而已。

4 结束语
维修工程是一门新必的学科, 在从技艺走向科学的过程中, 由于历史时期的不同、不 同部门的习惯、 翻译的差异等, 有关维修的一些基本概念还不是很统一、 很严谨, 给人们的信息交流带来了不便。 本文对几个有关维修方式的基本概念进行了分析与讨论, 并提出了作者自己的观点, 并对维修方式分类进行了探讨, 只是一孔之见, 希望能起到抛砖引玉的作用, 引起同行的重视, 使维修工程这一学科逐步走向完善。

参考文献(略)原文名称《装备维修方式基本概念辨析》