对提高船舶机械工作可靠性的途径的探析

宋海悦

摘 要：对于我国船舶事业来说，提升其机械工作的可靠性具有非常重要的意义。因此，本文首先分析了船舶机械设备失效的机理以及原因，然后结合船舶机械设备的可靠性特征，详细分析了“以可靠性为中心的维修”制度的建立，最后对未来我国的船舶机械性可靠性研究进行了展望。

关键词：船舶；机械设备；可靠性；途径

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

1 前言

机械设备作为船舶的重点组成部分，其在可靠性方面的发展也备受人们关注，和其他电子设备相比，船舶机械设备一般所处的工作环境比较恶劣，在可靠性保证方面的难度较大。可靠性主要是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。尤其对于船舶的机械设备来说，提升其可靠性，能够保证船舶的稳定可靠工作。因此，结合在实践工程中的应用经验，提出了在船舶机械设备的维修中采用“以可靠性为中心的维修”的思想，相比传统的维修方式，不仅有效避免了失修现象的发生，而且也防止了维修过剩的问题，值得在相关的实践中推广和应用。

2 船舶机械设备失效的机理及原因分析

本文通过对船舶机械工作的实践分析后发现，船舶机械设备失效的情况大概有早期失效、偶尔失效以及磨损失效等三种。首先，造成早期失效的主要原因是机械设备在设计、制造以及装配过程中由于存在缺陷或者因为设备使用人员操作流程的不规范，设备使用环境恶劣等。不过针对该种失效状况，可以通过早期的细致调试，经过一段时间的磨合就能够解决。偶然失效是在船舶机械设备大部分时间内发生的失效状况，不过该种失效状况发生的概率并不高，主要是由于偶然的因素所造成的，比如操作违章或者维护工作不到位等。此外，由于船舶机械设备在使用过程中经常会发生磨损，也使得磨损状况的发生成为了一种失效的状况。一般情况下，船舶机械设备在工作时都有磨损，组成设备的各个部件在复杂的工作环境下都会出现老化、疲劳以及腐蚀等情况。当然，随着部件磨损的状况逐步加大，相关设备的工作性能也会随之下降。在这种情况下，就需要我们加强对设备进行日常性的保养和维护，对于发现失效的零件需要及时进行更换，以降低设备的失效率。

3 船舶机械设备的可靠性特征

和电子设备的可靠性研究相比，当前我国在机械设备的可靠性理论和实践的研究方面还有很大的进步空间。同时，由于机械设备的自身特征所决定，进行机械设备的可靠性试验的复杂性。再加上在技术保密和封锁等方面的限制，我国在机械产品的可靠性方面的进展显得更加缓慢，针对于船舶的机械设备的可靠性来说，主要具有如下几个方面的特征：

（1）船舶的机械设备功能特定性比较强，很多都不是按照标准化所设计的，除了一些如滚珠、齿轮以及轴承等基础固件，其余都是依据任务需求和结构特点等进行设计的，这就造成了设备的通用性不强，并不能像电子设备那样建立起系统的可靠性手册和试验规范；

（2）船舶机械设备的失效机制多样，可靠性的基础性理论较为薄弱。根据相关的统计数据发现，电子产品的故障大多数都是属于随机性的故障，寿命服从指数分布。而和电子产品相比，船舶机械设备大多是以损耗、疲劳以及腐蚀的失效过程，其运行过程实际上便是随机过程，随着时间的推移，失效率也在变大，而且有着多种的复杂失效机制，而且在不同时刻的观测值是不可重复的，很难用直接测得的数据表征机器的状态；

（3）无论从总体来看，还是就单个部件来说，船舶机械设备都是比较典型的小子样装备。以船舶的阀门为例，其具有风险大、子样少以及可靠性指标要求高、价格昂贵、一次性使用以及一般为成败型等特点。而正是由于船舶机械设备根据通用设计以及通用性不强等特征，在进行可靠性试验时，其试验台都是依据设备来设计的，在这种情况下，就造成了人力、物力、成本以及试验周期的增加；

（4）电子设备所处的环境通常是温和和封闭的，而和其相比，船舶机械设备的工作往往都是暴漏在高温、高噪、高湿以及高盐度等恶劣的环境条件下，当然，根据其任务的不同，其所处环境也存在着较大的差异，当然，这些环境对于设备的可靠性也有着很大的影响。

4 “以可靠性为中心的维修”制度的建立

4.1 RCM的基本思想

“以可靠性为中心的维修（RCM）”是近些年以来快速发展的维修思想，预防维修方式是其主要的发展基础，而该种维修思想的核心便是“可靠性”。正是基于可靠性的理论作为核心，制定出符合预防性规则的设备维修方式，在该种方式下能够有效降低设备的维修费用，同时还能够将其可靠性水平得到提升。

一般情况下，虽然系统的可靠性程度和其早期的设计有着紧密的联系，其在实际运用过程中也至多只能恢复或者保持该种可靠性，而如何提高这种可靠性就显得十分困难。换句话说，在“以可靠性为中心的维修（RCM）”的思想中，应该以设备的固有可靠性作为参照，不能全部以设备的使用时间作为依据，将多余和无效的工作进行避免。当然，在选择维修方式时，也不会局限于传统的某一种维修方式，而是有效考虑了定期或者定时的方式。

4.2 RCM与传统维修思想的对比

RCM相比于传统的维修模式和思想，具有非常明显的优势，首先，RCM对于维修的作用有着更加摄入的理解，其并没有将预防工作的量与可靠性的度结合在一起，简单地认为其成正比关系；其次，其在维修方式的确定中，还综合考虑了适用性以及基于故障结果的有效性，有效弥补了传统维修方式的不足。有效避免了失修现象的产生，当然也能够防治维修过剩最后，在RCM的制定中，有效结合了可靠性的数据、逻辑判断以及工作经验等内容，使得制订出来的维修大纲仅包括了必须需要做的预防性维修工作，继而实现了维修费用投入的最低化，达到了系统维修固有可靠性的目标。

4.3 RCM的操作流程

一般情况下，RCM在船舶机械设备的可靠性中的操作流程主要包括如下四个主要的环节：

（1）确定重点维修项目。在RCM的制度建立中，首先应该基于船舶机械设备的整体安全性、使用性以及隐患性后果的重点维修项目才能够列入到预防性维修的大纲之中，对于其他的非重要项目一般情况下采用事后维修的方式；

（2）制定重点维修项目对策。对于影响安全性的元件应采用预防维修，对于有使用性后果的故障项目，如果预防维修的费用低于使用性后果造成的损失则应采取预防维修，对于有隐患性后果的故障项目采用预防维修以防止多重故障的出现；

（3）结合设备的实际情况选择更加科学合理的维修方式；

（4）确定每项预防维修工作的正确维修间隔期，把时间间隔期相近相同的维修工作组合在一起，形成一个预防维修大纲，以便执行。

5 船舶机械设备的可靠性研究展望

机械设备作为我国大多数船舶的关键组成部分，其在可靠性方面的发展备受人们的关注，虽然我国在船舶机械设备工作可靠性方面的研究起步较晚，但是总体的发展势必良好，本文认为，未来我国在船舶机械的可靠性方面的研究方向主要表现在如下几个方面：首先，随着我国科技的进一步发展，船舶的机械零件势必会向着微型化的方向发展，同时也能够带动微型机电和机械系统的发展，从而促进船舶工业的快速发展。当然，也势必会在微型机械和微型机电系统的可靠性试验方面的研究带来较快的发展；其次，船舶机械可靠性的试验也开始由手动操作逐渐向着自动化、智能化以及仿真化的方向发展。当前由于船舶机械设备可靠性的试验基于机械设计、种类等的不同，往往会产生较大的数据量，而国外发达国家已经建立了相应的数据库，使得结果更加可靠可信。

6 结束语

总之，提升船舶机械工作可靠性是一项涉及到多个方面，综合性非常强的系统化工程，在具体的实践中，应该基于各种机械设备的工作条件和环境因素，考虑到外界干扰因素以及人为因素的影响，建立以可靠性为中心的维修制度建立，继而选择合适的维修方式，从而在提升船舶管理人员的可靠性的基础上提高船舶机械工作的可靠性，为我国的船舶事业发展贡献出更大的力量。

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