現(xiàn)代汽車養(yǎng)護與傳統(tǒng)維修的演變

◆文/北京 胡建軍

一、傳統(tǒng)的維修思想

早期的汽車設(shè)計、制造比較簡單，尤其發(fā)動機，其設(shè)計、材料、加工、裝配等精度不高，剩余功率較小，各部件只滿足基本要求即可，所以一旦哪個部件出現(xiàn)故障都有可能直接影響汽車的運行和安全?；谶@種可靠性和安全性關(guān)系，人們對維修的認識是“汽車要工作—工作必須磨損—磨損產(chǎn)生故障—故障危及安全”，因而要求將維修工作置于故障發(fā)生之前，廣泛地采用預(yù)防性維修措施，按固定時間間隔進行翻修或報廢。固定時間間隔的核心是“有一個硬性的時間間隔”，如定期保養(yǎng)、定期換油等。這種維修原理基于磨損是時間的函數(shù)，定時維修就成了保持可靠性的唯一方式，由于沒有先進的檢測手段，主要靠人的直觀經(jīng)驗，因此，拆卸和分解的離位檢查成為預(yù)防性維修的主要方法。

1.傳統(tǒng)維修思想的要點

傳統(tǒng)維修思想認為故障的發(fā)生和發(fā)展都與時間有關(guān)，任何一個部件出現(xiàn)故障都會影響汽車的運行和安全；通過多做維修工作可以預(yù)防故障；每個部件都存在耗損，采用單一的定時維修方式和離位拆卸辦法可以排除和預(yù)防故障。

然而，傳統(tǒng)的維修思想會造成不恰當維修、絕大多數(shù)部件未被充分利用、設(shè)備利用率較低等現(xiàn)象。從這個層面來講，汽車的過度維修增加了維修后的人為故障，降低了汽車的可靠性水平；維修工時和備件過多，增加了汽車的使用成本和維修費用；單位時間內(nèi)汽車停駛時間過長，降低了利用率。許多類型的故障的發(fā)生是偶然的，用簡單的定時拆卸方式，并不能防止和減少類似故障的發(fā)生；使用定期翻修的方式維修一些重要部件時，并不能達到預(yù)期維修效果。因此，實踐證明，汽車的可靠性水平與定時維修并無必然關(guān)系，傳統(tǒng)的維修思想不能很好地恢復(fù)和保持汽車固有可靠性。

2.維修方式

維修方式是對汽車機件維修內(nèi)容及其時機的控制形式，其中又以定時維修及視情維修最為多見。定時維修是按規(guī)定的時間不查看技術(shù)狀況而進行拆卸的工作方式?！耙?guī)定的時間”可以是規(guī)定的間隔期、累計工作時間、日歷時間、里程和次數(shù)等。定時方式以時間為標準，維修時機的掌握比較明確，便于安排生產(chǎn)，但針對性差、維修工作量大、經(jīng)濟性差。 視情維修是基于這樣一種事實進行的，大量的故障不是瞬時發(fā)生的，故障從出現(xiàn)至發(fā)生，總有一段時間出現(xiàn)異?，F(xiàn)象并有征兆可尋。因此，如果采用性能監(jiān)控或無損檢測等技術(shù)就可以找到跟蹤故障跡象的辦法，然后采取措施預(yù)防或避免發(fā)生故障，所以這種維修方式也被稱為預(yù)知維修或預(yù)兆維修方式。

隨著汽車技術(shù)的進步與發(fā)展，汽車系統(tǒng)化、復(fù)雜化和信息化程度越來越高，其故障也越來越復(fù)雜和隱蔽，這也促使汽車養(yǎng)護理念、方法不斷更新。傳統(tǒng)的以一定行駛里程和時間進行相同程式化的保養(yǎng)理念和工藝已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代汽車的需求，而先檢測后養(yǎng)護、先診斷后維修、逐步實現(xiàn)將故障診斷轉(zhuǎn)變?yōu)楣收项A(yù)測的理念，使汽車維修由被動維修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃泳S修，大大提高了養(yǎng)護、維修效率及汽車的可靠性與安全性。這種新理念也使得占據(jù)統(tǒng)治地位的定時維修觀念開始動搖，RCM(以可靠性為中心的維修理念)不斷被人們認識，其基本概念是根據(jù)汽車的可靠性特性和故障后果應(yīng)用邏輯決斷來選擇適用和有效的預(yù)防性維修工作，也就是維修技術(shù)進入到狀態(tài)監(jiān)測方式為核心的狀態(tài)監(jiān)控維修階段。

二、現(xiàn)代維修理念與傳統(tǒng)維修理念的區(qū)別

以可靠性為中心的維修理念考慮的首先是故障的后果?？煽啃跃褪且婚T同“故障”作斗爭的學(xué)問，研究故障后果就是研究可靠性?，F(xiàn)代維修理念與傳統(tǒng)維修理念的區(qū)別列于表1。

表1 現(xiàn)代維修理念與傳統(tǒng)維修理念的區(qū)別

三、狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)

汽車和發(fā)動機在整個壽命期間如何減少故障、延長使用壽命、提高在有限時間內(nèi)的工作質(zhì)量始終是個難題。隨著時間的發(fā)展，狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)運而生，它成為解決這個難題的重要手段和方法。狀態(tài)監(jiān)控不是判定結(jié)果(故障診斷)，而是養(yǎng)護和維修“注意”和“預(yù)測”。綜合后的SAE狀態(tài)監(jiān)測概念列于表2，信息流程如圖1所示。

表2 綜合后的SAE狀態(tài)監(jiān)測概念

圖1 信息流程

四、精養(yǎng)的概念及特點

1.科學(xué)檢測方案制定

德國工業(yè)4.0被眾人熟知，但很多人并不了解其實質(zhì)，工業(yè)4.0的核心是高度個性化定制、高度智能化生產(chǎn)，最終體現(xiàn)的是高度個性化服務(wù)。汽車維修服務(wù)同樣可以實現(xiàn)真正個性化的服務(wù)。所以我們可以對車輛進行全方位的表征檢測并對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行提取分析，這就形成了科學(xué)檢測—根據(jù)檢測報告結(jié)合車主提供的車輛信息制定科學(xué)的一對一養(yǎng)護方案，執(zhí)行科學(xué)的養(yǎng)護工藝及檢驗策略。這樣既突破原有的套路，又突出了個性化技術(shù)服務(wù)，同時與其他維修企業(yè)實現(xiàn)了差異化。 科學(xué)檢測方案列于表3。

表3 科學(xué)檢測方案

2.精養(yǎng)的概念及特點

精養(yǎng)是超出一般粗放式和常規(guī)的、依據(jù)科學(xué)道理的、與時俱進的行為。從現(xiàn)代汽車養(yǎng)護而言，科學(xué)養(yǎng)護就是遵循先檢測(如對發(fā)動機在用油的檢測)，根據(jù)檢測結(jié)果實行有針對性的養(yǎng)護方案的養(yǎng)護理念和技術(shù)。針對傳統(tǒng)汽車維修而言，精養(yǎng)就是先診斷后維修，從科學(xué)檢測、經(jīng)制定科學(xué)維修方案、到實施科學(xué)工藝，從設(shè)計角度、工作原理分析、材料選擇、加工、以數(shù)據(jù)圖形集成和分析、結(jié)合經(jīng)驗統(tǒng)籌到精裝配的維修全過程。精養(yǎng)是建立在“人、環(huán)境、設(shè)備工具、工藝、流程”等精細化、精致化基礎(chǔ)之上實現(xiàn)的結(jié)果。這也就是說我們執(zhí)行的所有工藝標準必須是可量化的，而不只是經(jīng)驗值，所有的標準必須可追溯，既必須是符合國際標準、國家標準或企業(yè)標準。

美國專家克里斯·埃文斯在《精密工程發(fā)展論》曾說過：“似乎沒有理由表明為什么具有一定用途的機器結(jié)構(gòu)不能像通常的問題一樣簡化成數(shù)學(xué)問題，從而采用直接和特定的方法得到所有需要的形式和布局，然后從中隨意選擇，所以現(xiàn)在解決這類問題只能靠精通這個學(xué)科的人的直覺和經(jīng)驗，但卻無法與其他人進行交流”。這可以說明現(xiàn)代汽車養(yǎng)護技術(shù)、工藝、流程以及內(nèi)容都必須用心去研究、學(xué)習(xí)、創(chuàng)新，否則永遠不會進步。有人認為，提高養(yǎng)護精度必然會導(dǎo)致成本增加，但如果輔助成本的增加換回來返工率的降低和客戶的口碑，從長期效益評估應(yīng)該是劃算的，高精度養(yǎng)護一定會帶來高附加值，企業(yè)間也就拉開了差距。

3.發(fā)動機精修案例

(1)從車體上抬下發(fā)動機之前需要了解和掌握解體原因(含故障現(xiàn)象、故障發(fā)生時間段、故障特征等重要信息)同時調(diào)取故障碼，留存在用機油油樣(化驗記錄)、缸壓實驗。

(2)拆解前先進行故障痕跡尋找(跑、冒、滴、漏、有否異樣、明顯損傷及變形)記錄在案，對整體外部清洗，觀察故障痕跡。

(3)零部件清洗、吹干、測量(含各種儀器的檢測如稱重、平衡試驗、扭矩、扭曲、彎曲、間隙、平面度、平行度、漏光度、彈性、密封實驗、探傷等)。

(4)數(shù)據(jù)、圖形、原始資料、整體發(fā)動機特點、采用了哪些新工藝、新材料、相關(guān)技術(shù)規(guī)范、相關(guān)標準、類似案例，零部件特點、材質(zhì)、相關(guān)制造工藝。首先對該發(fā)動機進行功能性和維修經(jīng)濟性評估，然后討論制定修理方案、工藝、標準、制定采購清單、外委加工事宜等。

(5)實施維修方案。鏜缸、磨軸、鑲套、泄漏試驗、探傷試驗、動平衡試驗等基礎(chǔ)修復(fù)、清潔零部件、機體(含表面處理)，吹干并測量檢測相關(guān)部件、組裝(含相關(guān)運動部件裝配間隙檢測、稱重、平衡試驗、扭矩、扭曲、彎曲、平面度、平行度、漏光度、彈性、密封實驗等)、盤機。

(6)收集所有記錄文檔，錄入計算機歸檔、終檢。

4.步驟實施原因

任何做相對運動的部件、組件、相互作用表面以及表面間介質(zhì)都會產(chǎn)生摩擦、磨損、損耗等一系列物理化學(xué)變化，汽車發(fā)動機也是如此。任何機械系統(tǒng)都有一個“行為確定性”的最基本要求，這個要求依靠的就是構(gòu)件和運動副。運動副是相對運動、相對運動表面和表面間物質(zhì)(也可能是場)構(gòu)成，因此，因為摩擦學(xué)行為造成的負面作用如能量消耗、溫度變化、激發(fā)振動、材料損壞、噪聲、環(huán)境污染等，通過研究分析這些副作用(現(xiàn)象)推導(dǎo)出發(fā)動機工作狀態(tài)和性質(zhì)。

凡是有相對運動的地方就存在摩擦與磨損，因此，摩擦學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)辨識技術(shù)利用摩擦學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)特征信息，如油液信息、振動信息、性能參數(shù)對摩擦學(xué)系統(tǒng)正常與異常狀態(tài)進行判斷，實現(xiàn)對被監(jiān)測對象的磨損程度、磨損形式及磨損原因的識別。從而達到精確診斷的目的。這里需要注意的是，摩擦學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)識別技術(shù)基礎(chǔ)之上的精修活動只是在于控制和減少異常磨損故障的發(fā)生，延長零部件的使用壽命，降低經(jīng)濟損失以及轉(zhuǎn)變維修方式等。例如，通過對發(fā)動機摩擦學(xué)系統(tǒng)摩擦、磨損分析，找出非正常磨損影響原因如活塞運動速度、活塞環(huán)和氣缸套壓力、表面粗糙度、潤滑溫度、外界影響、供油特性等。對發(fā)動機系統(tǒng)摩擦學(xué)系統(tǒng)分析只是發(fā)動機精修中的重要基礎(chǔ)工作之一，總之，現(xiàn)代發(fā)動機精修必須建立在數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)之上，才能制定具有針對性的解決方案。

傳統(tǒng)維修是一種經(jīng)驗技術(shù)，現(xiàn)代維修技術(shù)是一種經(jīng)過理論解釋的經(jīng)驗技術(shù)。職業(yè)技術(shù)分為技術(shù)能力和知識能力，以往我們過分強調(diào)技術(shù)能力而忽視知識能力，而實踐證明只有重視理論技能才能實現(xiàn)理論知識形態(tài)和新的理論知識轉(zhuǎn)化為科學(xué)性技術(shù)。所以，可靠性維修理念和技術(shù)源于汽車技術(shù)的發(fā)展和科學(xué)實踐，并由此發(fā)展出一門全新的邊緣科學(xué)。

五、可靠性維修(含狀態(tài)監(jiān)控)的主要功能

1.結(jié)構(gòu)跟蹤

結(jié)構(gòu)跟蹤是確立可靠性養(yǎng)護、維修程序的起點和最重要的元素。結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)說明汽車的組成是確定汽車部件狀態(tài)和使用的關(guān)鍵，可為所有其他相關(guān)活動提供相關(guān)結(jié)構(gòu)可靠性數(shù)據(jù)。

2.使用監(jiān)控

使用監(jiān)控這項功能根據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫記錄汽車關(guān)鍵部件“壽命”、“狀態(tài)”的利用限制。

3.零部件壽命跟蹤

零部件壽命跟蹤這項功能與零部件重復(fù)使用鑒定聯(lián)系在一起，當部件需修理而被拆下后，該功能的作用是從部件上收回未損壞的零部件及剩余使用壽命的估算量。

4.臨界狀態(tài)檢測

該功能記錄機械部件各種臨界狀態(tài)的參數(shù)。這些數(shù)據(jù)記錄用于確定機械部件和液體的情況或狀態(tài)，并提供其退化或故障之前的警告。

5.使用參數(shù)

該功能記錄機械在出現(xiàn)反常事件前后的使用參數(shù)。這些數(shù)據(jù)記錄超出限值或例外的主要情況并用于協(xié)助故障診斷和排除。大部分事件狀況意味著一種故障模式或退化以達到使機械可靠性降低的開始。

6.可靠性監(jiān)控

可靠性監(jiān)控(圖2)主要用于監(jiān)控汽車使用和維修過程的可靠性，同時也監(jiān)控系統(tǒng)功能，例如結(jié)構(gòu)改變原始記錄、維修記錄、故障庫、限值數(shù)據(jù)、排除故障數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、費用數(shù)據(jù)、零部件和用于管理維修過程的其他各種程序等。

圖2 可靠性監(jiān)控

六、發(fā)動機健康監(jiān)控研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1.預(yù)測與監(jiān)控管理

預(yù)測與監(jiān)控管理(Prognostics and Health Management.PHM)作為新一代汽車可靠性養(yǎng)護的關(guān)鍵技術(shù)，對提高汽車安全性和使用的可靠性、提高保障效能、降低維護費用、節(jié)約資源具有重要作用。由于這項技術(shù)還正在發(fā)展中，隨著實踐的發(fā)展與應(yīng)用加強，標準化研究與制定成為重要的基礎(chǔ)工作。預(yù)測是指預(yù)先診斷部件或系統(tǒng)完成其功能的狀態(tài)，包括確定部件的殘余壽命或正常工作時間。健康管理是指根據(jù)診斷/預(yù)測信息、可用資源和使用需求對維修活動作出適當?shù)臎Q策的能力。

PHM是指系統(tǒng)能及時、準確地確定其當前狀態(tài)以及在未來一段時間內(nèi)發(fā)生故障的可能性，并對使用、維修活動作出輔助決策建議。PHM重點是利用先進傳感器的集成，并借助各種算法和智能模型來預(yù)測、診斷、監(jiān)控和管理設(shè)備的狀態(tài)，完成故障檢測，故障隔離，故障預(yù)測、剩余使用壽命預(yù)計、部件壽命跟蹤、性能降級趨勢跟蹤、保證期跟蹤、輔助決策和資源管理、容錯、信息融合和推理機以及信息管理。

狀態(tài)監(jiān)測是依賴汽車、發(fā)動機結(jié)構(gòu)完整性理論按照其設(shè)計和實驗性能指標、主要參數(shù)建立監(jiān)控“基線”，根據(jù)使用要求確定控制參數(shù)的偏差或準則通過模型或?qū)＜蚁到y(tǒng)診斷給出科學(xué)養(yǎng)護建議。

2.可靠性監(jiān)測與檢測

可靠性監(jiān)測與檢測蘊含著一個巨大的可利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系，能認識到它的作用才能走進真正的汽車維修行業(yè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時代。汽修“互聯(lián)網(wǎng)+”未能成功的原因，就是很多人并不了解維修企業(yè)與客戶之間的關(guān)系。汽車維修企業(yè)需要真正解決的問題是有效地解決客戶問題，讓客戶走進企業(yè)并留住客戶。注意，這里說的客戶走進企業(yè)是指同一個客戶先期認可性；而留住客戶指的是該客戶成為忠誠性客戶。

客戶第一次到一個新的汽車維修企業(yè)，總是懷著忐忑不安戒備心理、試探性心理，或者在不得已情況下所做的選擇，這和我們選擇一個陌生醫(yī)院、麥當勞、肯德基不同，他們品質(zhì)、價格、服務(wù)相差無幾，而維修企業(yè)除了一些硬件大同小異，其他都會出乎你的意料之外。 所以我們太缺乏轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念、規(guī)范經(jīng)營行為、實施標準工藝流程、統(tǒng)一服務(wù)價格等措施。而可靠性檢測與監(jiān)測，實施的數(shù)據(jù)監(jiān)控、實時跟蹤檢測功能是有可能真正解決企業(yè)與客戶問題的起始，是企業(yè)與客戶之間的粘合劑，是實現(xiàn)真正網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的基礎(chǔ)。

3.遠程故障診斷系統(tǒng)

實現(xiàn)遠程診斷的基礎(chǔ)條件是基于網(wǎng)絡(luò)絡(luò)平臺的搭建，(包括信息的采集、集成、分析、分類、智能分析與專家系統(tǒng)的綜合)利用因特網(wǎng)的方式發(fā)展，遠程診斷帶來的好處是信息集中、資源共享、效益提高、很高的性價比、良好的開放性和利于技術(shù)發(fā)展的特點。

總之，基于可靠性思維推出的狀態(tài)監(jiān)控借助于各種傳感器、信號采集、信號處理和信息分析等技術(shù)和手段，對來自于汽車、發(fā)動機系統(tǒng)、設(shè)備、部件、組件與相關(guān)的外部數(shù)據(jù)或信號進行檢測和觀察，并通過人機對話判斷汽車、發(fā)動機技術(shù)狀態(tài)，制定決策，確定維修內(nèi)容，這是一門綜合性與工程技術(shù)實踐與管理。

七、總結(jié)

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展與進步，傳統(tǒng)的以經(jīng)驗技術(shù)為主的維修理念已經(jīng)不再適應(yīng)汽車發(fā)展的技術(shù)與現(xiàn)代客戶的需求，傳統(tǒng)維修向現(xiàn)代科學(xué)養(yǎng)護轉(zhuǎn)換是必然趨勢。因此以可靠性狀態(tài)檢測與監(jiān)控是對車輛科學(xué)養(yǎng)護基礎(chǔ)和原則。所以，我們一切科學(xué)養(yǎng)護方案必須以先診斷后維修，先檢測后養(yǎng)護，經(jīng)過科學(xué)檢測—制定科學(xué)養(yǎng)護方案—實施科學(xué)養(yǎng)護工藝。就是說實施科學(xué)養(yǎng)護是對監(jiān)測與檢測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的具有針對性的科學(xué)養(yǎng)護方案基礎(chǔ)上實施的。我們的產(chǎn)品(服務(wù))推廣理念也是遵循這個原則?？茖W(xué)養(yǎng)護是我們核心理念，科學(xué)養(yǎng)護針對的是傳統(tǒng)經(jīng)驗技術(shù)的變革，是我們倡導(dǎo)和引領(lǐng)發(fā)展理念，這也是我們競爭的差異性。

另外，推銷服務(wù)產(chǎn)品前先要推銷理念，而這個理念一定要有創(chuàng)新性、與時下技術(shù)相匹配，甚至要有一定的超前性。我們推銷某一種產(chǎn)品(服務(wù))，不僅僅是在推銷這個產(chǎn)品(服務(wù))本身，更是在傳遞一種文化理念、科學(xué)認識，一種全新的服務(wù)品質(zhì)。