1-RAMS基本概念

1轨道交通产品RAMS/LCC概述陈晓彤2010年7月戚机所RAMS/LCC基础知识培训讲义之一：内容安排12RAMS/LCC是什么？RAMS/LCC的工作意义3RAMS/LCC的现状和发展4RAMS/LCC的概念解释5RAMS/LCC的标准体系3RAMSRAMSReliability－可靠性Maintainability－维修性Avalability－可用性Safety－安全性RAMRAMSS4一辆车使用•行驶•加油保养•换油•检测•更换故障•不能行驶•性能降低维修•故障定位•维修准备•修复报废可靠性少发生故障维修性快速恢复测试性迅速定位和诊断保障性使用和维修保障可用性5关心的问题针对保养需要清洗、润滑、打磨吗？多长时间需要更换？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？针对故障多长时间发生一次？发生什么故障？如何发现故障？如何预报故障？一旦发生，会产生什么后果？针对维修如何找到故障部位？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的时间是多少？这些问题是要靠RAMS来回答和解决的6Availability－可用性可用性－为在任意随机时刻，产品处于可运行状态的能力；可靠性少发生故障维修性快速恢复测试性迅速定位和诊断保障性使用和维修保障可用性7LCCLCC=LifeCircleCost,即全寿命周期费用例如齿轮箱-LCC包括初始配置费用、维护保养费用、故障维修费用三大项。8内容安排12RAMS/LCC是什么？RAMS/LCC的工作意义3RAMS/LCC的现状和发展4RAMS/LCC的概念解释5RAMS/LCC的标准体系9购买一辆私家车性价比？购买费用费用性能使用费用维修费用马力舒适性适用性性能维持能力RAMS外观OUT10权衡因素购车费用210000使用费用330000保养费用264000维修费用15000011产品特性产品的RAMSRAMS＝可靠性＋维修性＋可用性＋安全性12效能能力可用性设备性能人的能力可靠性保障性维修性RAMS的工程意义效能13RAM的目标-提高运营能力时间可工作时间＋不可工作可工作时间可用性365贮存待命工作测试和诊断故障维修维护保养可靠性测试性维修性使用保障维修保障保障性14第一，保障铁路产品的安全运营的需要。轨道交通安全第一，机车车辆的工作环境非常严酷，对产品的可靠性水平要求较高；同时由于近年来机车车辆的大幅提速，对机车的安全、可靠、稳定运营提出了进一步的要求。第二，与国际先进水平接轨的需要。我国大量引进国外的轨道装备产品和技术；伴随着引进，南北车集团的下属企业开始了与国际领先公司的技术合作与配套供应，合作过程中，作为供应链上游的国外厂商，分别对我国内企业提出了相应的RAMS要求，强制要求进行FMECA、FRACAS和LCC等各项工作。第三，降低寿命周期费用（LCC）的需要。轨道交通产品的使用和维护费用很高，往往超过了采购成本，通过RAMS技术的推动和运用，为LCC的分析和控制提供了技术支持，通过RAMS工程技术的推广应用，权衡产品运营、维护维修策略、备件储备和供应等方面要素，分析寿命费用的关键因素，降低寿命费用水平。开展RAMS的急迫性15现代设计思想的转变性能向效能的延伸研制费用向寿命周期费用的延伸16内容安排12RAMS/LCC是什么？RAMS/LCC的工作意义3RAMS/LCC的现状和发展4RAMS/LCC的概念解释17国外铁路产品先进的RAMS/LCC特点具有系统化的RAMS/LCC标准体系RAMS/LCC要求是重要的设计输入对研发的全过程进行RAMS管理RAMS/LCC信息化程度较高丰富的RAMS专业资源IEC标准EN标准（CENELET）IRIS（国际铁路工业标准）其他支持标准整车信号系统其他分系统设备18IRIS-国际铁路工业标准ALSTOM阿尔斯通BOMBARDIER庞巴迪SIEMENS西门子AnsaldoBreda安萨多布雷达（意大利）EN50129EN50126IRIS的RAMS19国外铁路产品先进的RAMS/LCC状况具有系统化的RAMS/LCC标准体系RAMS/LCC要求是重要的设计输入对寿命的全过程进行RAMS管理RAMS/LCC信息化程度较高丰富的RAMS专业资源•IRIS明确提出了强制性的RAMS/LCC要求，并且“RAMS/LCC过程必须符合CENELECEN50126的要求”•采购合同中有明确的RAMS/LCC要求，并规定验证方法•RAMS/LCC活动纳入研发流程*FromGE运输庞巴迪的例子20国外铁路产品先进的RAMS/LCC特点具有系统化的RAMS/LCC标准体系RAMS/LCC要求是重要的设计输入对研发的全过程进行RAMS管理RAMS/LCC信息化程度较高丰富的RAMS专业资源1概念2.系统定义和运行条件3.风险分析4.系统要求6.设计和实现7.制造8.安装9.系统确认10.系统验收11.运行和维护14.停用和处置5.系统要求分配•RAMS/LCC里程碑设定（Creat-Update-Close）•RAMS/LCC阶段成果确认（拒收-有条件接收-接收）•RAMS/LCC数据审查*FromEN5012621国外铁路产品先进的RAMS/LCC特点具有系统化的RAMS/LCC标准体系RAMS/LCC要求是重要的设计输入对研发的全过程进行RAMS管理RAMS/LCC信息化程度较高丰富的RAMS专业资源•完善的故障信息数据库•RAMS与产品设计信息的有效融合•可靠性预计、FMEA、FTA、LCC等软件工具得以广泛应用22国外铁路产品先进的RAMS/LCC特点具有系统化的RAMS/LCC标准体系RAMS/LCC要求是重要的设计输入对研发的全过程进行RAMS管理RAMS/LCC信息化程度较高丰富的RAMS专业资源•普遍有RAMS专业机构•RAMS专业人员占技术人员10%左右（庞巴迪）•完善的培训体系•RAMS专业咨询公司的辅助23国内铁路行业的RAMS/LCC现状•国内轨道交通装备各企业的RAMS工程尚处于起步或初步发展阶段，局部建立了质量与可靠性信息系统，利用各研发、生产和使用单位提供的质量与可靠性信息进行分析和评价•新车型的技术合同中普遍提出了RAMS/LCC要求•重点产品应用了一些RAMS工程技术，例如基于安全系数的可靠性工程设计、故障模式影响分析、故障树分析、可靠性试验等。•在南车集团，整车厂的RAMS工作较领先，如四方厂、铺镇厂等，这些厂普遍建立了FRACAS系统，RAMS分析技术得到见成效的应用，对供应商产品提出了相应的RAMS技术要求。•在南车集团，部分企业已经通过IRIS认证。四方股份株机公司戚墅堰公司铺镇厂永济电机四方所时代电气24国内RAMS/LCC面临的挑战RAMS/LCC工程体系完整性RAMS/LCC工程技术有效性RAMS/LCC信息化建设RAMS/LCC数据支持RAMS/LCC专业人员25内容安排12RAMS/LCC是什么？RAMS/LCC的工作意义3RAMS/LCC的现状和发展4RAMS/LCC的概念解释26可靠性可靠性产品的是产品在规定的条件下运行时，在规定的时间内保持规定功能的能力。可靠性的概念有以下特征：•关注故障•判定故障发生的可能性，用定量的形式表达；•评价故障对系统功能的影响程度。可靠性的基本参数：•MTBF＝平均故障间隔时间•MTBCF＝平均致命故障间隔时间可靠性（Reliability）27回答问题针对保养需要清洗和润滑吗？多长时间需要更换？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？针对故障多长时间发生一次？发生什么故障？如何发现故障？什么原因导致？一旦发生，会产生什么后果吗？针对维修如何找到故障部位？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的时间是多少？可靠性预计可靠性建模FMECA可靠性可靠性评估28解决问题•可靠性建模•可靠性预计•可靠性评估•FMECA可靠性分析•可靠性研制试验•可靠性增长试验可靠性试验•可靠性设计审查•简化设计•降额设计•冗余设计可靠性设计29维修性维修性是产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序方法进行维修时，保持或恢复到其规定状态的能力。维修性的概念具有以下特征：•关注故障，是针对故障的一种活动；•表征产品修复故障的能力，表达产品维修的难易程度•是产品设计所赋予的一种固有属性。维修性的主要参数：MTTR－平均修复时间Mmax最大修复时间维修性（Maintainability）30回答问题第30页针对保养需要清洗和润滑吗？多长时间需要更换？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？针对故障多长时间发生一次？发生什么故障？如何发现故障？如何预报故障？一旦发生，会产生什么后果？针对维修如何找到故障部位？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的时间是多少？维修性维修性建模和预计隔离分解更换结合调整检验启动准备故障诊断分析故障检测分析31解决问题测试和诊断设计维修性设计维修性设计准则可达性设计模块化设计…32保障性保障性为满足系统可用性要求，降低寿命周期费用，综合考虑产品的保障问题，确定保障性要求，进行保障性设计、规划并研制保障资源，及时提供产品所需保障的一系列管理和技术活动。综合保障包括：•使用保障；•维修保障。保障要素：保障性（Supportability）◇人员；◇训练与训练保障；◇供应保障；◇计算机资源保障；◇保障设备；◇保障设施；◇技术资料；◇包装、装卸、贮存和运输保障；◇规划使用与维修保障；◇保障性设计接口33回答问题针对保养需要什么保养活动(清洗/润滑)？多长时间需要更换？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？针对故障多长时间发生一次？发生什么故障？如何发现故障？如何预报故障？一旦发生，会产生什么后果？针对维修如何找到故障部位？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的时间是多少？RCM(以可靠性为中心的维修)保障性MTA(维修任务分析)LORA(维修级别分析)PHM(产品健康监控)保障资源需求分析34解决问题RCM(以可靠性为中心的维修)MTA(维护任务分析)LORA(维修级别分析)PHM(产品健康监控)保障资源需求分析预防性维修策略健康监控策略维修站点设置保障资源策略故障修复策略保障性设计35安全性安全性是指产品不发生系统危险事件（HazardEvent，也称为事故）的能力。关注危险，产品的危险包括：•人员伤亡•重大财产损失•环境破坏涉及到在各种环境条件和工作条件下，在运行、维护和维修过程中发生的所有危险；故障是危险的主要来源，危险性故障是全部故障的子集。安全性基本参数－MTBHE安全性（Safety）36回答问题针对保养需要清洗和润滑吗？多长时间需要更换？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？针对故障多长时间发生一次？发生什么故障？如何发现故障？如何预报故障？一旦发生，会产生什么后果？针对维修如何找到故障部位？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的时间是多少？安全性危险识别危险分析危险评估37解决问题危险识别初步危险分析详细危险分析危险风险评估危险控制和确认安全性计划38使用可用度)(MLDTMTTRMTBFMTBFAo可靠性MTBF维修性MTTR保障性MADTMWTMLDT保障系统能力参数MWT保障组织能力参数MADTMeanTimeBetweenFailuresMeanTimeToRepairMeanLogisticDelayTimeMeanWaitingTimeMeanAdministrativeDelayTime39可靠性与安全性对于一些产品来说，可靠性就是安全性。可靠性关心任务成败安全性关心人身安全危险故障大雾闪电可靠性安全性功能状态故障状态危险状态可靠性安全性40RAMS工作项目RAMS工作程序可靠性工作项目可靠性建模可靠性预计可靠性分配FMECA可靠性数据评估维修性工作项目维修性建模和预计以可靠性为中心的维修性分析LRU/SRU清单维修任务分析安全性工作