艦船維修障礙及影響分析技術(shù)應(yīng)用

常瑞承，張小波，洪國(guó)鈞

(中國(guó)艦船研究院，北京 100192)

艦船維修障礙及影響分析技術(shù)應(yīng)用

常瑞承，張小波，洪國(guó)鈞

(中國(guó)艦船研究院，北京 100192)

以“維修障礙分析法”為基礎(chǔ)，結(jié)合艦船需求及FMEA工作原理進(jìn)行適用性研究，形成維修障礙及影響分析技術(shù)，明確定義;提出關(guān)鍵參數(shù)取值原則，設(shè)計(jì)工程適用的工作單，形成完整的方法及程序。

艦船;維修;障礙

0 引言

艦船裝備日趨復(fù)雜，具備良好的維修性可及時(shí)恢復(fù)戰(zhàn)斗力，是保證作戰(zhàn)能力的重要條件之一。因此，目前維修性受到工程人員越來(lái)越多的重視。維修性分析是通過(guò)對(duì)各種信息的分析轉(zhuǎn)化為具體的維修性設(shè)計(jì)活動(dòng)，從而達(dá)到改善產(chǎn)品維修性的目的，是維修性工程的核心內(nèi)容之一，也是本文的主要研究?jī)?nèi)容。目前，艦船維修性分析主要側(cè)重維修性評(píng)審、維修性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則核查等檢查類分析，缺乏一種像FMEA一樣原理簡(jiǎn)單、操作方便、效果明顯的維修性分析技術(shù)，為開展維修性設(shè)計(jì)分析提供技術(shù)支撐。本文立足艦船特點(diǎn)，以“維修障礙分析法”為基礎(chǔ)，結(jié)合FMEA工作原理進(jìn)行適用性研究，形成維修障礙及影響分析技術(shù)。

1 艦船維修特點(diǎn)

1)艦船維修級(jí)別多

艦船主要分為3個(gè)維修級(jí)別，Ⅰ級(jí)維修為艦員級(jí)維修，實(shí)施主體為艦員，在艦船平臺(tái)上對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)或?qū)收显O(shè)備進(jìn)行規(guī)定范圍的修理;Ⅱ級(jí)維修為中繼級(jí)維修，由海軍修理廠或修理所、機(jī)動(dòng)修理隊(duì)等專業(yè)維修人員進(jìn)行故障設(shè)備的修理，修理能力比艦員級(jí)維修要高;Ⅲ級(jí)維修為基地級(jí)維修，維修能力最強(qiáng)，艦船系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)廠進(jìn)行維修。一般來(lái)說(shuō)，艦員級(jí)維修主要進(jìn)行簡(jiǎn)單的維修工作，但由于艦船長(zhǎng)壽命、可維修的特點(diǎn)，艦員級(jí)所承擔(dān)的維修任務(wù)累計(jì)時(shí)間長(zhǎng)、任務(wù)重，日常的維修保養(yǎng)可抑制裝備故障的生成，而規(guī)定范圍內(nèi)的預(yù)防性維修與修復(fù)性維修可保持或恢復(fù)裝備的功能狀態(tài)，對(duì)保持裝備的戰(zhàn)備完好性與任務(wù)成功性具有舉足輕重的作用。因此，艦員級(jí)維修所涉及的維修性問(wèn)題是我們關(guān)注的重點(diǎn)，一般包括維修的簡(jiǎn)化、可達(dá)性、可更換性、可調(diào)整性、獨(dú)立性等。中繼級(jí)及基地級(jí)維修也要考慮上述維修性設(shè)計(jì)因素，但由于其擁有更高的維修技術(shù)與維修手段，統(tǒng)籌考慮的外部因素比較復(fù)雜，本文不做深入研究。

2)艦船維修類型多、工作量大

艦船維修主要分為維護(hù)與修理2大類。維護(hù)是為使產(chǎn)品保持規(guī)定狀態(tài)所需采取的措施，如潤(rùn)滑、加油、緊固、調(diào)整和清潔等［1］，其目的是抑制故障的生成。修理分為預(yù)防性維修和修復(fù)性維修，是為消除故障征兆或消除故障進(jìn)行的一系列的維修工作，其中預(yù)防性維修包括性能檢測(cè)、備件更換、簡(jiǎn)單的耗損件修理等。艦船是復(fù)雜大系統(tǒng)，擁有上千臺(tái)(套)設(shè)備，涉及電子類、機(jī)電類與機(jī)械類等產(chǎn)品，針對(duì)不同的產(chǎn)品都會(huì)有維護(hù)與修理的問(wèn)題，且不同產(chǎn)品維修方式均會(huì)有所區(qū)別，因此艦船不但維修工作量大，而且維修類型多。

3)布置相對(duì)密集

由于艦船設(shè)備數(shù)量繁多，均要合理布置在同一有限平臺(tái)上，設(shè)備分布的密集程度可想而知，因此艦船維修性不但要考慮設(shè)備本身的維修性，同時(shí)還要考慮與相鄰設(shè)備的關(guān)聯(lián)性，要盡量做到各自獨(dú)立，不產(chǎn)生“牽連”，不可避免時(shí)要盡可能少“牽連”，從而達(dá)到快速維修的目的。

綜上所述，艦船維修多且復(fù)雜，在艦船30年壽命中維修要占非常大的比例，好的維修性對(duì)于艦船是非常重要的。如何有效開展維修性分析，切實(shí)提高維修性設(shè)計(jì)水平是艦船目前亟待解決的問(wèn)題，對(duì)相關(guān)技術(shù)的需求也日益凸現(xiàn)。

2 維修障礙分析法

文獻(xiàn)［2］以產(chǎn)品可能發(fā)生的或已經(jīng)發(fā)生的維修事件(包括修復(fù)性維修工作和預(yù)防性維修工作)為分析對(duì)象，預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)其中的維修障礙，對(duì)引起障礙的設(shè)計(jì)、工藝、操作不當(dāng)?shù)仍蚣坝绊戇M(jìn)行分析，把每一個(gè)障礙按它對(duì)維修任務(wù)的妨礙程度予以分類，提出可以采取的補(bǔ)救措施的過(guò)程［2］，通過(guò)維修障礙分析表格實(shí)施維修性分析(見表1)［2］，并對(duì)障礙妨礙度進(jìn)行了分類，具體程序與方法不再贅述。該方法的主要目的是通過(guò)對(duì)障礙的深入分析最終為維修性設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供依據(jù)。

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該方法與FMEA方法思想基本一致，也是一種定性的邏輯推理法，技術(shù)原理簡(jiǎn)單，具備推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)，但應(yīng)用于艦船維修性設(shè)計(jì)分析，還需在以下方面開展進(jìn)一步研究:

1)艦船設(shè)計(jì)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，涉及的設(shè)計(jì)人員對(duì)可靠性維修性的認(rèn)識(shí)程度不一，但目前FMEA已受到工程人員廣泛的重視，且為工程必做項(xiàng)目之一，如能結(jié)合FMEA，進(jìn)一步建立FMEA與該方法的有機(jī)聯(lián)系，可有力推動(dòng)該工作的開展;

2)參照FMEA進(jìn)一步完善、細(xì)化程序與步驟，為該項(xiàng)工作的順利開展奠定基礎(chǔ);

3)填寫FMEA工作單的樣式，立足“全面、簡(jiǎn)便、實(shí)用”，進(jìn)一步完善維修性分析的工作單;

4)結(jié)合艦船特點(diǎn)，明確關(guān)鍵參數(shù)的取值原則。

本文擬結(jié)合FMEA工作原理對(duì)“維修障礙分析法”進(jìn)行適用性研究，形成維修障礙及影響分析技術(shù)，以維修性設(shè)計(jì)為分析對(duì)象，尋找薄弱環(huán)節(jié)，采取有效的改進(jìn)措施，提高艦船產(chǎn)品的維修性設(shè)計(jì)。

3 維修障礙及影響分析技術(shù)

3.1 定義

維修障礙及影響分析法(Maintenance Obstacle and Effect Analysis，MOEA)是以故障設(shè)備的維修過(guò)程為分析對(duì)象，分析影響維修任務(wù)順利進(jìn)行的設(shè)計(jì)因素，從而識(shí)別維修性設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)和關(guān)鍵項(xiàng)目，為制定改進(jìn)及控制措施提供依據(jù)。MOEA是參照FMEA提出的一種事前預(yù)防的分析技術(shù)，應(yīng)在艦船產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)階段即著手開展分析工作，并應(yīng)隨著設(shè)計(jì)的不斷深入，不斷完善分析工作。該工作應(yīng)及時(shí)開展，及時(shí)指導(dǎo)維修性設(shè)計(jì)，事后的分析對(duì)維修性設(shè)計(jì)起不到任何的改善作用。

3.2 MOEA與FMEA的關(guān)系

FMEA是以產(chǎn)品故障模式為研究對(duì)象，識(shí)別產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)，從而提出改進(jìn)措施的方法，其出發(fā)點(diǎn)是故障，產(chǎn)品有故障就會(huì)有維修，MOEA以此為切入點(diǎn)，針對(duì)故障所產(chǎn)生的維修工作對(duì)維修性設(shè)計(jì)情況進(jìn)行分析。當(dāng)然，如果FMEA采取的設(shè)計(jì)改進(jìn)措施可消除故障，相應(yīng)的維修活動(dòng)也就不存在，可不必展開維修性分析;如果通過(guò)FMEA分析并不能徹底消除故障，就應(yīng)針對(duì)所產(chǎn)生的修復(fù)性維修或預(yù)防性維修活動(dòng)進(jìn)行維修性分析，識(shí)別維修性設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，采取有效的控制措施，提高產(chǎn)品的維修性設(shè)計(jì)水平。因此，MOEA與產(chǎn)品的FMEA是緊密聯(lián)系的，是FMEA工作的延續(xù)，MOEA分析的對(duì)象就是FMEA中各種故障模式引起的維修事件，其分析對(duì)象是與故障模式一一對(duì)應(yīng)的，工作方式也與FMEA相同(見表2)

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4 維修障礙及影響分析技術(shù)程序與方法

4.1 成立MOEA小組

工作開展之初應(yīng)成立MOEA小組，該小組應(yīng)與FMEA為同一小組，同時(shí)還應(yīng)吸納后期設(shè)備技術(shù)保障人員參加分析工作。如有條件可邀請(qǐng)使用方參加小組分析，保證盡可能全面地“預(yù)想”或“回想”維修存在的問(wèn)題，為維修性設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供依據(jù)。該小組應(yīng)在收集、分析有關(guān)的維修數(shù)據(jù)(包括可能信息)的基礎(chǔ)上，按照相應(yīng)的程序與方法開展MOEA工作，還應(yīng)對(duì)完成的MOEA工作單進(jìn)行整理標(biāo)識(shí)、存檔備用，并跟蹤MOEA的落實(shí)結(jié)果。

4.2 根據(jù)FMEA結(jié)果分析，確定需進(jìn)行維修的產(chǎn)品的故障模式

根據(jù)FMEA結(jié)果，明確通過(guò)補(bǔ)償措施未徹底消除的故障模式，確定維修性分析對(duì)象。這里需要強(qiáng)調(diào)的是保證FMEA的全面性、正確性是保證MOEA工作效果的前提條件。由于FMEA所分析的故障模式主要通過(guò)對(duì)相似產(chǎn)品故障模式的“回想”和對(duì)原理分析進(jìn)行“預(yù)想”獲得，因此FMEA工作一定要遵循“窮舉”的原則盡可能全面覆蓋故障模式，一方面可有效改進(jìn)可靠性設(shè)計(jì)，另一方面也為開展MOEA改進(jìn)維修性設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。

4.3 明確針對(duì)故障模式所需開展的維修事件及維修活動(dòng)

針對(duì)故障模式明確所需開展的維修事件及維修活動(dòng)。維修事件是由于故障、虛警或按預(yù)定的維修計(jì)劃進(jìn)行的一種或多種維修活動(dòng)［1］，而維修活動(dòng)是維修事件的一個(gè)局部，包括使產(chǎn)品保持或恢復(fù)到規(guī)定狀態(tài)所必需的一種或多種基本維修作業(yè)，如故障定位、隔離、修理和功能檢查等［1］。因此，針對(duì)故障可能存在多個(gè)維修事件，如發(fā)生故障后的修復(fù)性維修活動(dòng)或?yàn)榱祟A(yù)防故障而采取的預(yù)防性維修活動(dòng)等，每一維修事件存在多種維修活動(dòng)，如典型的修復(fù)性維修活動(dòng)包括故障定位、故障隔離、拆卸、換件(簡(jiǎn)單修復(fù))、調(diào)試等，預(yù)防性維修包括保養(yǎng)、定時(shí)拆修、定時(shí)更換等內(nèi)容，而每項(xiàng)內(nèi)容都會(huì)涉及到拆卸、換件、調(diào)試等維修活動(dòng)。因此針對(duì)故障模式要明確維修事件，并要將每一維修事件根據(jù)實(shí)際操作步驟進(jìn)行有效分解，為維修障礙的分析提供條件。

4.4 參考相關(guān)資料和類似故障維修情況及工程經(jīng)驗(yàn)，分析可能發(fā)生的維修障礙

維修障礙是指妨礙完成維修活動(dòng)的因素，如在簡(jiǎn)化性、可達(dá)性、可更換性、標(biāo)準(zhǔn)化、調(diào)整性、維修安全性等方面表現(xiàn)出的不能完成既定活動(dòng)的因素。同故障模式對(duì)FMEA的意義相同，維修障礙分析是MOEA分析的關(guān)鍵，要針對(duì)每一維修活動(dòng)展開具體分析，確定是否會(huì)發(fā)生視覺不可達(dá)、工具不可達(dá)、操作空間不夠、不可更換、容易錯(cuò)裝、裝不上、與別的設(shè)備發(fā)生“牽連”、影響人員或設(shè)備安全等維修障礙，從而影響維修活動(dòng)的完成。維修障礙的獲取與故障模式的獲取方式相同，一方面通過(guò)對(duì)相似產(chǎn)品已經(jīng)產(chǎn)生的維修障礙進(jìn)行“回想”，另一方面依據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)原理圖等資料進(jìn)行“預(yù)想”獲得，應(yīng)盡可能的分析全面，從而為補(bǔ)償措施的制定奠定基礎(chǔ)。

4.5 分析維修障礙產(chǎn)生的原因，并評(píng)估其對(duì)產(chǎn)品維修產(chǎn)生的影響，確定嚴(yán)酷度等級(jí)

本文針對(duì)產(chǎn)生維修障礙的設(shè)計(jì)方面的原因展開研究，識(shí)別產(chǎn)品在簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、可達(dá)性設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化、互換性、模塊化、防差錯(cuò)設(shè)計(jì)、維修安全等維修性設(shè)計(jì)中存在的薄弱環(huán)節(jié)，明確障礙產(chǎn)生的原因，并明確每個(gè)維修障礙將會(huì)導(dǎo)致的后果，這些后果包括維修完成情況、維修時(shí)間、維修費(fèi)用、人員等方面的影響，并據(jù)此確定嚴(yán)酷度等級(jí)，具體見表3所示。對(duì)Ⅰ類嚴(yán)酷度等級(jí)的維修障礙應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

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4.6 根據(jù)分析結(jié)果提出有效的補(bǔ)償措施

MOEA工作的意義是通過(guò)分析找出薄弱環(huán)節(jié)，提出改進(jìn)措施的建議，這里的改進(jìn)措施要求應(yīng)能更改設(shè)計(jì)，從源頭杜絕障礙的發(fā)生或減輕障礙的影響。因此，這里的設(shè)計(jì)改進(jìn)應(yīng)是積極采取有效的設(shè)計(jì)措施，切實(shí)提高產(chǎn)品的維修性;當(dāng)不能通過(guò)設(shè)計(jì)消除障礙時(shí)應(yīng)采取積極的補(bǔ)救措施，從使用工具、防護(hù)措施等方面入手，降低維修障礙的影響。該內(nèi)容是MOEA工作的成果體現(xiàn)。

4.7 填寫MOEA工作單

填寫MOEA工作單是實(shí)施MOEA的核心。方便、實(shí)用的工作單對(duì)推動(dòng)該項(xiàng)工作的開展具有非常重要的作用。本文以“維修障礙分析法”為基礎(chǔ)，參照FMEA工作單形式，設(shè)計(jì)了MOEA工作單(見表4)。

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4.8 總結(jié)形成MOEA報(bào)告

總結(jié)形成MOEA報(bào)告，應(yīng)包括分析工作情況介紹、系統(tǒng)簡(jiǎn)介、維修任務(wù)失敗判據(jù)、MOEA表格說(shuō)明、嚴(yán)酷度等級(jí)高的維修障礙排序表、MOEA表、結(jié)論與建議等。報(bào)告內(nèi)容可根據(jù)具體情況進(jìn)行補(bǔ)充或剪裁。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合艦船的特點(diǎn)，與FMEA工作緊密聯(lián)系，詳盡介紹了MOEA方法的程序與步驟，供大家參考。目前該技術(shù)應(yīng)用在艦船領(lǐng)域尚屬起步階段，但其作為一種定性的邏輯推理方法，不需要多少高深的理論知識(shí)，易于被工程人員接受，具有很好的工程應(yīng)用前景。

［1］GJB451A－2005，可靠性維修性保障性術(shù)語(yǔ)［S］.

［2］高明君，郝建平.一種新的維修性分析方法—維修障礙分析法［J］.軍械工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，17(4):27－29，46.

［3］GJB/Z1391－2006.故障模式、影響及危害性分析指南［S］.

［4］洪國(guó)鈞，常瑞承，李福秋.艦船建造故障模式影響分析技術(shù)研究［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2006，28(3):83 －86.

［5］中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司七院，上海交通大學(xué).×××型艦維修性分析技術(shù)研究報(bào)告［R］.2010.

［6］甘茂治，韓真真.維修性設(shè)計(jì)與驗(yàn)證［M］.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1995.

Research on maintenance obstacle and effect analysis about warship

CHANG Rui-cheng，ZHANG Xiao-bo，HONG Guo-jun
(China Ship Research and Development Academy，Beijing 100192，China)

The article supplies a technique of maintenance obstacle and effect analysis on the basic of maintenance obstacle analysis，the element of FMEA and the demand of warship.It confirms the definiens and parameter，design a appropriate format table，supplies a whole method and program.

warship;maintenance;obstacle

U674.7+07

A

1672－7649(2011)06－0145－04

10.3404/j.issn.1672－7649.2011.06.033

2011－05－06

常瑞承(1980－)，女，工程師，研究方向?yàn)榇翱煽啃?、維修性及測(cè)試性工程。