艦船維修障礙及影響分析技術應用

常瑞承，張小波，洪國鈞

(中國艦船研究院，北京 100192)

艦船維修障礙及影響分析技術應用

常瑞承，張小波，洪國鈞

(中國艦船研究院，北京 100192)

以“維修障礙分析法”為基礎，結合艦船需求及FMEA工作原理進行適用性研究，形成維修障礙及影響分析技術，明確定義;提出關鍵參數取值原則，設計工程適用的工作單，形成完整的方法及程序。

艦船;維修;障礙

0 引言

艦船裝備日趨復雜，具備良好的維修性可及時恢復戰斗力，是保證作戰能力的重要條件之一。因此，目前維修性受到工程人員越來越多的重視。維修性分析是通過對各種信息的分析轉化為具體的維修性設計活動，從而達到改善產品維修性的目的，是維修性工程的核心內容之一，也是本文的主要研究內容。目前，艦船維修性分析主要側重維修性評審、維修性設計準則核查等檢查類分析，缺乏一種像FMEA一樣原理簡單、操作方便、效果明顯的維修性分析技術，為開展維修性設計分析提供技術支撐。本文立足艦船特點，以“維修障礙分析法”為基礎，結合FMEA工作原理進行適用性研究，形成維修障礙及影響分析技術。

1 艦船維修特點

1)艦船維修級別多

艦船主要分為3個維修級別，Ⅰ級維修為艦員級維修，實施主體為艦員，在艦船平臺上對設備進行維護保養或對故障設備進行規定范圍的修理;Ⅱ級維修為中繼級維修，由海軍修理廠或修理所、機動修理隊等專業維修人員進行故障設備的修理，修理能力比艦員級維修要高;Ⅲ級維修為基地級維修，維修能力最強，艦船系統或設備進廠進行維修。一般來說，艦員級維修主要進行簡單的維修工作，但由于艦船長壽命、可維修的特點，艦員級所承擔的維修任務累計時間長、任務重，日常的維修保養可抑制裝備故障的生成，而規定范圍內的預防性維修與修復性維修可保持或恢復裝備的功能狀態，對保持裝備的戰備完好性與任務成功性具有舉足輕重的作用。因此，艦員級維修所涉及的維修性問題是我們關注的重點，一般包括維修的簡化、可達性、可更換性、可調整性、獨立性等。中繼級及基地級維修也要考慮上述維修性設計因素，但由于其擁有更高的維修技術與維修手段，統籌考慮的外部因素比較復雜，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與修理2大類。維護是為使產品保持規定狀態所需采取的措施，如潤滑、加油、緊固、調整和清潔等［1］，其目的是抑制故障的生成。修理分為預防性維修和修復性維修，是為消除故障征兆或消除故障進行的一系列的維修工作，其中預防性維修包括性能檢測、備件更換、簡單的耗損件修理等。艦船是復雜大系統，擁有上千臺(套)設備，涉及電子類、機電類與機械類等產品，針對不同的產品都會有維護與修理的問題，且不同產品維修方式均會有所區別，因此艦船不但維修工作量大，而且維修類型多。

3)布置相對密集

由于艦船設備數量繁多，均要合理布置在同一有限平臺上，設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備本身的維修性，同時還要考慮與相鄰設備的關聯性，要盡量做到各自獨立，不產生“牽連”，不可避免時要盡可能少“牽連”，從而達到快速維修的目的。

綜上所述，艦船維修多且復雜，在艦船30年壽命中維修要占非常大的比例，好的維修性對于艦船是非常重要的。如何有效開展維修性分析，切實提高維修性設計水平是艦船目前亟待解決的問題，對相關技術的需求也日益凸現。

2 維修障礙分析法

文獻［2］以產品可能發生的或已經發生的維修事件(包括修復性維修工作和預防性維修工作)為分析對象，預測和發現其中的維修障礙，對引起障礙的設計、工藝、操作不當等原因及影響進行分析，把每一個障礙按它對維修任務的妨礙程度予以分類，提出可以采取的補救措施的過程［2］，通過維修障礙分析表格實施維修性分析(見表1)［2］，并對障礙妨礙度進行了分類，具體程序與方法不再贅述。該方法的主要目的是通過對障礙的深入分析最終為維修性設計的改進提供依據。

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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，技術原理簡單，具備推廣應用的基礎，但應用于艦船維修性設計分析，還需在以下方面開展進一步研究:

1)艦船設計是一個龐大的系統工程，涉及的設計人員對可靠性維修性的認識程度不一，但目前FMEA已受到工程人員廣泛的重視，且為工程必做項目之一，如能結合FMEA，進一步建立FMEA與該方法的有機聯系，可有力推動該工作的開展;

2)參照FMEA進一步完善、細化程序與步驟，為該項工作的順利開展奠定基礎;

3)填寫FMEA工作單的樣式，立足“全面、簡便、實用”，進一步完善維修性分析的工作單;

4)結合艦船特點，明確關鍵參數的取值原則。

本文擬結合FMEA工作原理對“維修障礙分析法”進行適用性研究，形成維修障礙及影響分析技術，以維修性設計為分析對象，尋找薄弱環節，采取有效的改進措施，提高艦船產品的維修性設計。

3 維修障礙及影響分析技術

3.1 定義

維修障礙及影響分析法(Maintenance Obstacle and Effect Analysis，MOEA)是以故障設備的維修過程為分析對象，分析影響維修任務順利進行的設計因素，從而識別維修性設計薄弱環節和關鍵項目，為制定改進及控制措施提供依據。MOEA是參照FMEA提出的一種事前預防的分析技術，應在艦船產品的方案設計階段即著手開展分析工作，并應隨著設計的不斷深入，不斷完善分析工作。該工作應及時開展，及時指導維修性設計，事后的分析對維修性設計起不到任何的改善作用。

3.2 MOEA與FMEA的關系

FMEA是以產品故障模式為研究對象，識別產品設計中的薄弱環節，從而提出改進措施的方法，其出發點是故障，產品有故障就會有維修，MOEA以此為切入點，針對故障所產生的維修工作對維修性設計情況進行分析。當然，如果FMEA采取的設計改進措施可消除故障，相應的維修活動也就不存在，可不必展開維修性分析;如果通過FMEA分析并不能徹底消除故障，就應針對所產生的修復性維修或預防性維修活動進行維修性分析，識別維修性設計的薄弱環節，采取有效的控制措施，提高產品的維修性設計水平。因此，MOEA與產品的FMEA是緊密聯系的，是FMEA工作的延續，MOEA分析的對象就是FMEA中各種故障模式引起的維修事件，其分析對象是與故障模式一一對應的，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程序與方法

4.1 成立MOEA小組

工作開展之初應成立MOEA小組，該小組應與FMEA為同一小組，同時還應吸納后期設備技術保障人員參加分析工作。如有條件可邀請使用方參加小組分析，保證盡可能全面地“預想”或“回想”維修存在的問題，為維修性設計的改進提供依據。該小組應在收集、分析有關的維修數據(包括可能信息)的基礎上，按照相應的程序與方法開展MOEA工作，還應對完成的MOEA工作單進行整理標識、存檔備用，并跟蹤MOEA的落實結果。

4.2 根據FMEA結果分析，確定需進行維修的產品的故障模式

根據FMEA結果，明確通過補償措施未徹底消除的故障模式，確定維修性分析對象。這里需要強調的是保證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對相似產品故障模式的“回想”和對原理分析進行“預想”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，一方面可有效改進可靠性設計，另一方面也為開展MOEA改進維修性設計奠定良好的基礎。

4.3 明確針對故障模式所需開展的維修事件及維修活動

針對故障模式明確所需開展的維修事件及維修活動。維修事件是由于故障、虛警或按預定的維修計劃進行的一種或多種維修活動［1］，而維修活動是維修事件的一個局部，包括使產品保持或恢復到規定狀態所必需的一種或多種基本維修作業，如故障定位、隔離、修理和功能檢查等［1］。因此，針對故障可能存在多個維修事件，如發生故障后的修復性維修活動或為了預防故障而采取的預防性維修活動等，每一維修事件存在多種維修活動，如典型的修復性維修活動包括故障定位、故障隔離、拆卸、換件(簡單修復)、調試等，預防性維修包括保養、定時拆修、定時更換等內容，而每項內容都會涉及到拆卸、換件、調試等維修活動。因此針對故障模式要明確維修事件，并要將每一維修事件根據實際操作步驟進行有效分解，為維修障礙的分析提供條件。

4.4 參考相關資料和類似故障維修情況及工程經驗，分析可能發生的維修障礙

維修障礙是指妨礙完成維修活動的因素，如在簡化性、可達性、可更換性、標準化、調整性、維修安全性等方面表現出的不能完成既定活動的因素。同故障模式對FMEA的意義相同，維修障礙分析是MOEA分析的關鍵，要針對每一維修活動展開具體分析，確定是否會發生視覺不可達、工具不可達、操作空間不夠、不可更換、容易錯裝、裝不上、與別的設備發生“牽連”、影響人員或設備安全等維修障礙，從而影響維修活動的完成。維修障礙的獲取與故障模式的獲取方式相同，一方面通過對相似產品已經產生的維修障礙進行“回想”，另一方面依據產品的結構原理圖等資料進行“預想”獲得，應盡可能的分析全面，從而為補償措施的制定奠定基礎。

4.5 分析維修障礙產生的原因，并評估其對產品維修產生的影響，確定嚴酷度等級

本文針對產生維修障礙的設計方面的原因展開研究，識別產品在簡化設計、可達性設計、標準化、互換性、模塊化、防差錯設計、維修安全等維修性設計中存在的薄弱環節，明確障礙產生的原因，并明確每個維修障礙將會導致的后果，這些后果包括維修完成情況、維修時間、維修費用、人員等方面的影響，并據此確定嚴酷度等級，具體見表3所示。對Ⅰ類嚴酷度等級的維修障礙應重點關注。

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4.6 根據分析結果提出有效的補償措施

MOEA工作的意義是通過分析找出薄弱環節，提出改進措施的建議，這里的改進措施要求應能更改設計，從源頭杜絕障礙的發生或減輕障礙的影響。因此，這里的設計改進應是積極采取有效的設計措施，切實提高產品的維修性;當不能通過設計消除障礙時應采取積極的補救措施，從使用工具、防護措施等方面入手，降低維修障礙的影響。該內容是MOEA工作的成果體現。

4.7 填寫MOEA工作單

填寫MOEA工作單是實施MOEA的核心。方便、實用的工作單對推動該項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，參照FMEA工作單形式，設計了MOEA工作單(見表4)。

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4.8 總結形成MOEA報告

總結形成MOEA報告，應包括分析工作情況介紹、系統簡介、維修任務失敗判據、MOEA表格說明、嚴酷度等級高的維修障礙排序表、MOEA表、結論與建議等。報告內容可根據具體情況進行補充或剪裁。

5 結語

本文結合艦船的特點，與FMEA工作緊密聯系，詳盡介紹了MOEA方法的程序與步驟，供大家參考。目前該技術應用在艦船領域尚屬起步階段，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，易于被工程人員接受，具有很好的工程應用前景。

［1］GJB451A－2005，可靠性維修性保障性術語［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］.軍械工程學院學報，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］洪國鈞，常瑞承，李福秋.艦船建造故障模式影響分析技術研究［J］.艦船科學技術，2006，28(3):83 －86.

［5］中國船舶重工集團公司七院，上海交通大學.×××型艦維修性分析技術研究報告［R］.2010.

［6］甘茂治，韓真真.維修性設計與驗證［M］.北京:國防工業出版社，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，研究方向為船舶可靠性、維修性及測試性工程。