對(duì)提高船舶機(jī)械工作可靠性的途徑的探析

宋海悅

摘 要：對(duì)于我國船舶事業(yè)來說，提升其機(jī)械工作的可靠性具有非常重要的意義。因此，本文首先分析了船舶機(jī)械設(shè)備失效的機(jī)理以及原因，然后結(jié)合船舶機(jī)械設(shè)備的可靠性特征，詳細(xì)分析了“以可靠性為中心的維修”制度的建立，最后對(duì)未來我國的船舶機(jī)械性可靠性研究進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：船舶；機(jī)械設(shè)備；可靠性；途徑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.212

1 前言

機(jī)械設(shè)備作為船舶的重點(diǎn)組成部分，其在可靠性方面的發(fā)展也備受人們關(guān)注，和其他電子設(shè)備相比，船舶機(jī)械設(shè)備一般所處的工作環(huán)境比較惡劣，在可靠性保證方面的難度較大。可靠性主要是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。尤其對(duì)于船舶的機(jī)械設(shè)備來說，提升其可靠性，能夠保證船舶的穩(wěn)定可靠工作。因此，結(jié)合在實(shí)踐工程中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提出了在船舶機(jī)械設(shè)備的維修中采用“以可靠性為中心的維修”的思想，相比傳統(tǒng)的維修方式，不僅有效避免了失修現(xiàn)象的發(fā)生，而且也防止了維修過剩的問題，值得在相關(guān)的實(shí)踐中推廣和應(yīng)用。

2 船舶機(jī)械設(shè)備失效的機(jī)理及原因分析

本文通過對(duì)船舶機(jī)械工作的實(shí)踐分析后發(fā)現(xiàn)，船舶機(jī)械設(shè)備失效的情況大概有早期失效、偶爾失效以及磨損失效等三種。首先，造成早期失效的主要原因是機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造以及裝配過程中由于存在缺陷或者因?yàn)樵O(shè)備使用人員操作流程的不規(guī)范，設(shè)備使用環(huán)境惡劣等。不過針對(duì)該種失效狀況，可以通過早期的細(xì)致調(diào)試，經(jīng)過一段時(shí)間的磨合就能夠解決。偶然失效是在船舶機(jī)械設(shè)備大部分時(shí)間內(nèi)發(fā)生的失效狀況，不過該種失效狀況發(fā)生的概率并不高，主要是由于偶然的因素所造成的，比如操作違章或者維護(hù)工作不到位等。此外，由于船舶機(jī)械設(shè)備在使用過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生磨損，也使得磨損狀況的發(fā)生成為了一種失效的狀況。一般情況下，船舶機(jī)械設(shè)備在工作時(shí)都有磨損，組成設(shè)備的各個(gè)部件在復(fù)雜的工作環(huán)境下都會(huì)出現(xiàn)老化、疲勞以及腐蝕等情況。當(dāng)然，隨著部件磨損的狀況逐步加大，相關(guān)設(shè)備的工作性能也會(huì)隨之下降。在這種情況下，就需要我們加強(qiáng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行日常性的保養(yǎng)和維護(hù)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)失效的零件需要及時(shí)進(jìn)行更換，以降低設(shè)備的失效率。

3 船舶機(jī)械設(shè)備的可靠性特征

和電子設(shè)備的可靠性研究相比，當(dāng)前我國在機(jī)械設(shè)備的可靠性理論和實(shí)踐的研究方面還有很大的進(jìn)步空間。同時(shí)，由于機(jī)械設(shè)備的自身特征所決定，進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的可靠性試驗(yàn)的復(fù)雜性。再加上在技術(shù)保密和封鎖等方面的限制，我國在機(jī)械產(chǎn)品的可靠性方面的進(jìn)展顯得更加緩慢，針對(duì)于船舶的機(jī)械設(shè)備的可靠性來說，主要具有如下幾個(gè)方面的特征：

（1）船舶的機(jī)械設(shè)備功能特定性比較強(qiáng)，很多都不是按照標(biāo)準(zhǔn)化所設(shè)計(jì)的，除了一些如滾珠、齒輪以及軸承等基礎(chǔ)固件，其余都是依據(jù)任務(wù)需求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這就造成了設(shè)備的通用性不強(qiáng)，并不能像電子設(shè)備那樣建立起系統(tǒng)的可靠性手冊(cè)和試驗(yàn)規(guī)范；

（2）船舶機(jī)械設(shè)備的失效機(jī)制多樣，可靠性的基礎(chǔ)性理論較為薄弱。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，電子產(chǎn)品的故障大多數(shù)都是屬于隨機(jī)性的故障，壽命服從指數(shù)分布。而和電子產(chǎn)品相比，船舶機(jī)械設(shè)備大多是以損耗、疲勞以及腐蝕的失效過程，其運(yùn)行過程實(shí)際上便是隨機(jī)過程，隨著時(shí)間的推移，失效率也在變大，而且有著多種的復(fù)雜失效機(jī)制，而且在不同時(shí)刻的觀測(cè)值是不可重復(fù)的，很難用直接測(cè)得的數(shù)據(jù)表征機(jī)器的狀態(tài)；

（3）無論從總體來看，還是就單個(gè)部件來說，船舶機(jī)械設(shè)備都是比較典型的小子樣裝備。以船舶的閥門為例，其具有風(fēng)險(xiǎn)大、子樣少以及可靠性指標(biāo)要求高、價(jià)格昂貴、一次性使用以及一般為成敗型等特點(diǎn)。而正是由于船舶機(jī)械設(shè)備根據(jù)通用設(shè)計(jì)以及通用性不強(qiáng)等特征，在進(jìn)行可靠性試驗(yàn)時(shí)，其試驗(yàn)臺(tái)都是依據(jù)設(shè)備來設(shè)計(jì)的，在這種情況下，就造成了人力、物力、成本以及試驗(yàn)周期的增加；

（4）電子設(shè)備所處的環(huán)境通常是溫和和封閉的，而和其相比，船舶機(jī)械設(shè)備的工作往往都是暴漏在高溫、高噪、高濕以及高鹽度等惡劣的環(huán)境條件下，當(dāng)然，根據(jù)其任務(wù)的不同，其所處環(huán)境也存在著較大的差異，當(dāng)然，這些環(huán)境對(duì)于設(shè)備的可靠性也有著很大的影響。

4 “以可靠性為中心的維修”制度的建立

4.1 RCM的基本思想

“以可靠性為中心的維修（RCM）”是近些年以來快速發(fā)展的維修思想，預(yù)防維修方式是其主要的發(fā)展基礎(chǔ)，而該種維修思想的核心便是“可靠性”。正是基于可靠性的理論作為核心，制定出符合預(yù)防性規(guī)則的設(shè)備維修方式，在該種方式下能夠有效降低設(shè)備的維修費(fèi)用，同時(shí)還能夠?qū)⑵淇煽啃运降玫教嵘?/p>

一般情況下，雖然系統(tǒng)的可靠性程度和其早期的設(shè)計(jì)有著緊密的聯(lián)系，其在實(shí)際運(yùn)用過程中也至多只能恢復(fù)或者保持該種可靠性，而如何提高這種可靠性就顯得十分困難。換句話說，在“以可靠性為中心的維修（RCM）”的思想中，應(yīng)該以設(shè)備的固有可靠性作為參照，不能全部以設(shè)備的使用時(shí)間作為依據(jù)，將多余和無效的工作進(jìn)行避免。當(dāng)然，在選擇維修方式時(shí)，也不會(huì)局限于傳統(tǒng)的某一種維修方式，而是有效考慮了定期或者定時(shí)的方式。

4.2 RCM與傳統(tǒng)維修思想的對(duì)比

RCM相比于傳統(tǒng)的維修模式和思想，具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，首先，RCM對(duì)于維修的作用有著更加攝入的理解，其并沒有將預(yù)防工作的量與可靠性的度結(jié)合在一起，簡單地認(rèn)為其成正比關(guān)系；其次，其在維修方式的確定中，還綜合考慮了適用性以及基于故障結(jié)果的有效性，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)維修方式的不足。有效避免了失修現(xiàn)象的產(chǎn)生，當(dāng)然也能夠防治維修過剩最后，在RCM的制定中，有效結(jié)合了可靠性的數(shù)據(jù)、邏輯判斷以及工作經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容，使得制訂出來的維修大綱僅包括了必須需要做的預(yù)防性維修工作，繼而實(shí)現(xiàn)了維修費(fèi)用投入的最低化，達(dá)到了系統(tǒng)維修固有可靠性的目標(biāo)。

4.3 RCM的操作流程

一般情況下，RCM在船舶機(jī)械設(shè)備的可靠性中的操作流程主要包括如下四個(gè)主要的環(huán)節(jié)：

（1）確定重點(diǎn)維修項(xiàng)目。在RCM的制度建立中，首先應(yīng)該基于船舶機(jī)械設(shè)備的整體安全性、使用性以及隱患性后果的重點(diǎn)維修項(xiàng)目才能夠列入到預(yù)防性維修的大綱之中，對(duì)于其他的非重要項(xiàng)目一般情況下采用事后維修的方式；

（2）制定重點(diǎn)維修項(xiàng)目對(duì)策。對(duì)于影響安全性的元件應(yīng)采用預(yù)防維修，對(duì)于有使用性后果的故障項(xiàng)目，如果預(yù)防維修的費(fèi)用低于使用性后果造成的損失則應(yīng)采取預(yù)防維修，對(duì)于有隱患性后果的故障項(xiàng)目采用預(yù)防維修以防止多重故障的出現(xiàn)；

（3）結(jié)合設(shè)備的實(shí)際情況選擇更加科學(xué)合理的維修方式；

（4）確定每項(xiàng)預(yù)防維修工作的正確維修間隔期，把時(shí)間間隔期相近相同的維修工作組合在一起，形成一個(gè)預(yù)防維修大綱，以便執(zhí)行。

5 船舶機(jī)械設(shè)備的可靠性研究展望

機(jī)械設(shè)備作為我國大多數(shù)船舶的關(guān)鍵組成部分，其在可靠性方面的發(fā)展備受人們的關(guān)注，雖然我國在船舶機(jī)械設(shè)備工作可靠性方面的研究起步較晚，但是總體的發(fā)展勢(shì)必良好，本文認(rèn)為，未來我國在船舶機(jī)械的可靠性方面的研究方向主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：首先，隨著我國科技的進(jìn)一步發(fā)展，船舶的機(jī)械零件勢(shì)必會(huì)向著微型化的方向發(fā)展，同時(shí)也能夠帶動(dòng)微型機(jī)電和機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展，從而促進(jìn)船舶工業(yè)的快速發(fā)展。當(dāng)然，也勢(shì)必會(huì)在微型機(jī)械和微型機(jī)電系統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)方面的研究帶來較快的發(fā)展；其次，船舶機(jī)械可靠性的試驗(yàn)也開始由手動(dòng)操作逐漸向著自動(dòng)化、智能化以及仿真化的方向發(fā)展。當(dāng)前由于船舶機(jī)械設(shè)備可靠性的試驗(yàn)基于機(jī)械設(shè)計(jì)、種類等的不同，往往會(huì)產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)量，而國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，使得結(jié)果更加可靠可信。

6 結(jié)束語

總之，提升船舶機(jī)械工作可靠性是一項(xiàng)涉及到多個(gè)方面，綜合性非常強(qiáng)的系統(tǒng)化工程，在具體的實(shí)踐中，應(yīng)該基于各種機(jī)械設(shè)備的工作條件和環(huán)境因素，考慮到外界干擾因素以及人為因素的影響，建立以可靠性為中心的維修制度建立，繼而選擇合適的維修方式，從而在提升船舶管理人員的可靠性的基礎(chǔ)上提高船舶機(jī)械工作的可靠性，為我國的船舶事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)出更大的力量。

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