基于ASENT的设备RCM分析技术与应用研究∗

白永生1罗熙斌白文

基于ASENT的设备RCM分析技术与应用研究∗

白永生1罗熙斌2白文2

（1.军械工程学院六系石家庄050003）（2.63871部队华阴714200）

RCM（Reliability Centered Maintenance，以可靠性为中心的维修）是目前国际上通用的用以确定和优化装备维修制度的一种系统工程方法。美国Raytheon公司设计开发的ASENT软件，能以简易的操作进行装备的RCM分析，且大大提高了其分析效率和过程规范性。论文在阐述RCM基本思想与分析过程的基础上，采用ASENT软件以某装备为研究对象对其实施了RCM分析，演示了RCM分析的具体步骤，并给出了其主要输出种类与形式。

ASENT；RCM；可靠性；技术应用

Class NumberTP391

1 引言

自20世纪中期以来，装备维修领域一直在发生着重大变革。人们意识到维修应与不断变化的期望相适应，这些期望包括对设备故障对安全性和环境的影响程度的深入认识，对维修和产品质量之间关系的深入认识，以及为获得较高的设施可用度及控制成本所带来的不断增加的压力。在这股维修改革的潮流中，各国军工、航天、汽车等多个领域的维修管理人员都在研究探索和应用一种全新的维修理念与分析方法——RCM（Reliability Cen⁃tered Maintenance，为以可靠性为中心的维修）。这种方法通过确定适用而有效地预防性维修工作，来制定装备的维修规划，从而实现以最少的资源消耗保持和恢复装备固有可靠性和安全性水平。

然而，长期以来在开展RCM分析时，主要是由相关专家依照个人经验和知识结构的方式进行，分析效率不高，分析过程的规范性难以确保，且分析结果受人为影响较大，严重制约了RCM分析的深入开展和推广应用。作为国际军工巨头，美国Ray⁃theon（雷神）公司专门设计开发了一款用于装备设计分析软件——ASENT，其可实现可靠性、维修性、测试性和保障性四性协同设计，并能以简易的操作进行装备的RCM分析。该软件经过30多年的发展，已在英、美、瑞士、加拿大等世界各国的军用和民用工业中得到广泛的应用。

因此，本文将首先阐述RCM的基本概念与思想，然后介绍RCM分析的基本过程与步骤，在此基础上，结合ASENT软件中的RCM分析功能，以某装备为研究对象实施重要功能产品确定、RCM逻辑决断、RCM任务关联等具体分析工作，并给出其主要输出RCM报告的种类与形式。

2 RCM的基本思想与分析过程

RCM是目前国际上通用的用以确定装备预防性需求、优化维修制度的一种系统工程过程。按国家军用标准GJB1378A，RCM可以定义为：按照以最少的资源消耗保持装备固有可靠性和安全性的原则，应用逻辑决断的方法确定装备预防性维修要求的过程或方法。其基本思想与分析过程与传统维修理论相比有着明显的区别和差异。

2.1RCM分析的基本思想

RCM的基本思路是：对系统进行功能与故障分析，明确系统内各故障后果；用规范化的逻辑决断程序，确定各故障后果的预防性对策；通过现场故障数据统计、专家评估、定量化建模等手段在保证安全性和完好性的前提下，以最小的维修停机损失和最小的维修资源消耗为目标，优化系统的维修策略。

RCM分析的结果是针对该装备的预防性维修大纲。装备预防性维修的大纲是规定装备预防性维修要求的汇总文件，是关于该装备预防性维修要求的总的安排。按照现代维修工程的要求，装备在研制过程中就要规划其维修保障系统，而维修大纲是规划维修保障系统的顶层文件，是纲目性的资料。因为只有搞清了装备的维修工作需求才能进一步有针对性地设计和优化维修保障系统。它一般包括下列内容：

1）需进行预防性维修的产品和项目。

2）需维修产品（项目）要实施的预防性维修工作类型及工作的简要说明。

3）各项预防性维修工作的间隔期。

4）实施每项预防性维修工作的维修级别。

2.2RCM分析的一般过程

RCM分析的一般步骤如下：

1）确定重要功能产品作为后续分析的对象；

2）针对重要功能产品进行故障模式影响分析；

3）应用逻辑决断图选择适用有效的预防性维修工作类型；

4）确定所实施预防性维修工作的间隔期；

5）针对具有多级维修机构的情况提出维修级别的建议。

其中，应用逻辑决断图确定预防性维修工作是最能体现RCM分析思想的一步，目前世界各国的军事与民用工业部门都有与其相关的标准，但是基本思路与方法大体一致。图1所示为美军标MILSTD－2173中的RCM逻辑决断图。通过这19个问题，可根据故障后果及维修效果来选取适用且有效的预防性维修工作类型。

图1 RCM逻辑决断过程

3 ASENT对RCM分析的实现

ASENT是美国Raytheon（雷神）公司开发的一款可靠性、维修性、测试性和保障性（RMTS）四性协同设计分析工具包，其主要用户是承制方四性工作主管和相关工程技术人员。该软件功能强大、操作简单、资源共享方便，适用于设计、制造、使用等多个环节多个阶段，本文重点针对其RCM分析功能进行应用研究。

3.1ASENT软件简介

ASENT软件包括一个项目管理器、三个功能管理器、一个数据接口模块和四个信息库，具有可靠性预计、可靠性建模、热分析、FMECA、RCMA、测试性预计、维修性预计、可用性预计、FRACAS等功能。其中的FMECA管理器用于实施故障模式、影响及危害性分析，此外还可以针对每种故障模式执行RCM和测试性分析。

FMECA和RCMA功能是紧密相连的。通过内置的逻辑决断树完成一个部件是否是SSI、FSI或NCI的判断和其他决断后，可以添加维修任务、维修间隔期、维修级别的信息等，分析过程和得出的信息可随时调用和修改。需要说明的是，系统内置的元器件类型库、故障模式库和故障模式分布库不仅解决了资料不易保存、不易管理、难以共享的难题，也大大减少了零件级RCM分析所需要的时间，提高了分析的效率和准确性。

在ASENT中进行RCM分析的基本分析流程如图2所示。

3.2ASENT中的RCM分析

为了更好地说明ASENT软件中RCM分析的功能与过程，这里以某设备的部分零件为例进行演示和分析。其中，供弹电机、电气部件和阻弹机构内部结构包含电子器件较多，发生故障的机率较大，在设计、制造、使用等各个阶段都是开展RCM的主要分析对象。其分析步骤主要是：

1）选择分析对象

要进行RCM分析，首先要在产品结构树上选择分析对象，以阻弹机构为例，在结构树中选择需要分析的节点，选中阻弹机构后在右边选择RCM标签选项，进入RCM分析界面，如图3所示。

图3 RCM分析进入界面

2）确定重要功能产品

选择要进行分析的故障模式，然后点击下方的“分析”按钮。将弹出如图4所示RCM逻辑决断的一系列问题，用户只需要根据项目情况进行逐个问题的回答即可。在所有问题中，首先是FSI，SSI和NSI的判断，然后针对FSI或SSI再进行RCM分析。

图4 重要功能产品判断过程

3）开展RCM逻辑决断

在完成FSI，SSI和NSI的判断后，即可针对FSI或SSI再进行RCM逻辑决断分析。图5为针对FSI的逻辑决断过程。

图5 RCM逻辑决断过程

4）关联RCM任务

进行完RCM逻辑决断后，如果有适用且有效的预防性维修工作类型，则需要为该故障模式关联RCM任务。RCM任务是在FMECA信息库中的“RCM任务”标签页下建立的，回到FMECA管理器界面，点击菜单栏中“库编辑器”，打开库编辑器界面并选中“RCM任务”即可添加，如图6所示。

图6 在库中编辑RCM任务

选中故障模式，然后在页面下方的“任务名”一项下拉菜单中选择所需的任务（已存在库中的任务），然后添加初始维修间隔期和维修间隔期信息，如果还要继续为该故障模式添加任务，点击“+”即可，如图7所示。

4 基于ASENT的RCM分析输出

在对供弹机各组件故障模式关联完维修任务后，即可输出RCM报告。根据不同的需求可生成7个报告工作表，可以单独对某一个报告进行输出，也可以输出所有报告，如图8所示。

图7 添加预防性维修任务

图8 RCM分析报告输出

下面就以“保养、润滑”报告为例简要说明，见图9所示。该报告是关于维修任务的报告之一，提供了维修任务为保养、润滑的故障模式的相关逻辑决断信息、维修任务、维修间隔期、维修级别的信息。其它维修任务工作表与报告二相似，皆是对各维修任务的相关决断信息和维修任务、维修间隔期、维修级别的信息。

从RCM分析报告中不难发现，报告中不仅包含了分析的逻辑决断过程，还涵盖了针对各项故障模式的维修工作信息，并可将其加以分类和统计，方便以后部队在使用过程中的预防性维修工作的规划和安排，有利于提高装备的可用度和安全性。

图9 RCM保养、润滑报告截图

5 结语

本文基于美国Raytheon公司的ASENT软件，阐述了RCM的基本思想与分析过程，并以某装备为研究对象对其演示了RCM分析的具体步骤，给出了其主要输出种类与形式。ASENT软件因为协同性、多功能性而具有很强的可操作性，但在使用和操作过程中也需注意一些问题：1）该软件是从美国进口，因国情不同在许多方面还有所差别。如进行RCM分析时默认的是美军标，有些录入数据项目是依据美军情况而定，与我军实际不符等；2）软件信息库的充实与完善在开始阶段需要大量工作要做，如可靠性信息库与FMECA信息库中多为美军产品故障率数据、故障模式数据，对我军装备分析时无法直接使用，快捷性体现不明显。

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RCM Analysis Technology and Application for Devices Based on ASENT

BAI Yongsheng1LUO Xibin2BAI Wen2
（1.Department of Six，Ordnance Engineering College，Shijiazhuang050003）（2.No.63871 Troops of PLA，Huayin714200）

Reliability centered maintenance（RCM）is a systematic process used to determine preventive maintenance require⁃ments and optimize maintenance system for a physical asset in its operating environment.The ASENT software developed by Raythe⁃on from U.S.A.can realize the RCM analysis conveniently，and enhance the analysis efficiency and process normalization.On the ba⁃sis of RCM methodology and process，the RCM analysis is conducted for a device with ASENT，the detailed procedure is illustrat⁃ed，and the main output files are shown.

ASENT，RCM，maintenance decision，application research

TP391

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.05.043

2016年11月11日，

2016年12月23日

白永生，男，博士研究生，讲师，研究方向：装备维修工程。罗熙斌，男，硕士研究生，工程师，研究方向：装备

试验与鉴定。白文，男，硕士研究生，工程师，研究方向：装备试验数据分析。