文/朱林波 周慶忠
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,特別是信息、電子、能源、材料等高新技術(shù)在軍事裝備上的廣泛應(yīng)用,不但加快了油料裝備更新?lián)Q代的速度,而且使裝備的制造工藝更加復(fù)雜,因此油料裝備維修技術(shù)與模式也要得到相應(yīng)的發(fā)展。目前,我國長期實(shí)行的是以事后維修、定期預(yù)防維修為主的維修方式[1],比較單一落后,與先進(jìn)的設(shè)備維修管理水平還存在差距,大多數(shù)油料裝備在使用維修過程中,不同程度存在“維修不足”或“維修過?!钡膯栴},制約了油料裝備保障效能的發(fā)揮,影響了部隊(duì)保障力和戰(zhàn)斗力的提高,因此,研究油料裝備狀態(tài)維修具有十分重要的理論意義和實(shí)踐價值。
當(dāng)前狀態(tài)維修已廣泛應(yīng)用于電力、機(jī)械、礦山、冶金及汽車等領(lǐng)域[2][3],但對狀態(tài)維修的定義還存在兩種不同的認(rèn)識:一是狹義的狀態(tài)維修、二是廣義的狀態(tài)維修。狹義的狀態(tài)維修是:根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)所指示的設(shè)備狀態(tài)的需要而執(zhí)行的維修活動,是以重復(fù)性的檢測和測試來確定器件、系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)部位的運(yùn)行狀態(tài),在狀態(tài)需要時采取必要的維修措施。廣義的狀態(tài)維修是:應(yīng)用現(xiàn)代管理理念和管理技術(shù),采用有效的監(jiān)測技術(shù)和分析診斷技術(shù),全面掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),科學(xué)地進(jìn)行維修需求決策,這是一種集事后維修、定期預(yù)防維修、以可靠性為中心的維修、主動維修等不同維修方式于一體的綜合的優(yōu)化維修制度[4]。
然而,由于軍隊(duì)油料裝備種類多、數(shù)量大,不同油料裝備在生產(chǎn)中的地位、故障特點(diǎn)和故障影響又各不相同,對所有油料裝備都實(shí)施狀態(tài)維修是沒有必要的,也不科學(xué),故認(rèn)為狀態(tài)維修僅僅是一種更先進(jìn)、更科學(xué)的維修管理方式,適應(yīng)于利用率高且監(jiān)測費(fèi)用不太大、價值貴但事關(guān)安全的油料裝備。因此,對油料裝備狀態(tài)維修的定義界定如下:油料裝備狀態(tài)維修是一種先進(jìn)的維修方式,通過狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)獲取油料裝備運(yùn)行狀態(tài)的有關(guān)信息,利用信號處理、故障診斷、狀態(tài)預(yù)測等技術(shù),判斷油料裝備的運(yùn)行狀態(tài),識別有可能出現(xiàn)缺陷狀態(tài)的早期征兆,對缺陷狀態(tài)的發(fā)展趨勢做出預(yù)測,并進(jìn)行綜合評估,進(jìn)而提出具體的最可行的維修措施。
一是油料裝備狀態(tài)維修具有可行性。雖然油料裝備內(nèi)部缺陷的出現(xiàn)和發(fā)展具有很強(qiáng)的隨機(jī)性,但大多都具有一個的較為緩慢的發(fā)展過程,在這期間,會產(chǎn)生各種前期征兆,表現(xiàn)為其電氣、物理、化學(xué)等特性發(fā)生漸進(jìn)的量變[1]。根據(jù)這些特征量值的大小及變化趨勢,即可對油料裝備的可靠性隨時做出判斷,從而發(fā)現(xiàn)早期潛伏性故障。大多數(shù)油料裝備都有從正常運(yùn)行、產(chǎn)生缺陷、逐漸劣化、一直到出現(xiàn)故障的過程,所以通過各種先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù),可以探測到油料裝備從正常狀態(tài)到缺陷狀態(tài)過程中特征量值的大小及變化趨勢,在分析這些信息的基礎(chǔ)上,能夠?qū)θ毕葸M(jìn)行診斷和預(yù)測,只要在故障發(fā)生前,采取相應(yīng)的維修措施,就能減少油料裝備故障停機(jī)時間與停機(jī)損失,提高油料裝備的有效利用率。
二是油料裝備狀態(tài)維修具有更貼近實(shí)際的計(jì)劃性。狀態(tài)維修是有計(jì)劃性的,尤其是這種計(jì)劃是依據(jù)油料裝備運(yùn)行的實(shí)際監(jiān)測“狀態(tài)”。油料裝備狀態(tài)維修是通過故障診斷技術(shù)和狀態(tài)預(yù)測技術(shù)對故障進(jìn)行早期診斷,并預(yù)測其狀態(tài)發(fā)展趨勢,在這種情況下,維修人員可以根據(jù)診斷和預(yù)測的結(jié)果,綜合考慮備品備件、維修力量等多方面的實(shí)際情況,提前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,油料裝備狀態(tài)維修能夠做到有計(jì)劃地檢測,也能夠提前對各種可能發(fā)生的故障做出相應(yīng)的預(yù)案,從而采取有預(yù)案的維修策略。
三是油料裝備狀態(tài)維修具有較強(qiáng)的針對性。油料裝備狀態(tài)維修不是以油料裝備的實(shí)際使用時間作為根據(jù),而是針對其真實(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。通過狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)得到有關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)信息,進(jìn)行綜合分析后作出科學(xué)的評估,并依據(jù)評估的結(jié)果進(jìn)而提出具體可行的維修策略,因此大大克服了油料裝備維修工作的隨意性和盲目性,大大縮短了維修時間和停機(jī)時間,有效地避免了“過修”和“失修”。
油料裝備狀態(tài)維修是依據(jù)狀態(tài)監(jiān)測的數(shù)據(jù)和信息來做出維修決策的,要分析判斷大量相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息才能形成維修決策,故油料裝備的狀態(tài)監(jiān)測是狀態(tài)維修的基礎(chǔ),對監(jiān)測之后收集的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行有效地管理和科學(xué)地分析是狀態(tài)維修得以實(shí)現(xiàn)的保證,而油料裝備故障診斷分析與狀態(tài)預(yù)測又是以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ),綜合分析油料裝備維修歷史記錄及油料裝備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù),利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、專家系統(tǒng)等技術(shù)來判斷和預(yù)測未來的運(yùn)行狀態(tài),并預(yù)測可能發(fā)生的故障的部位、性質(zhì)、類別、程度、原因。因此,油料裝備狀態(tài)維修的內(nèi)容包括在線監(jiān)測與診斷、油料裝備的運(yùn)行維護(hù)、狀態(tài)維修相關(guān)數(shù)據(jù)的管理、維修人員的管理等工作,綜合評估運(yùn)行狀態(tài)信息、裝備信息、維修目標(biāo)等信息之后形成維修決策。
一是應(yīng)用現(xiàn)代管理理念和管理技術(shù),采用有效的監(jiān)測技術(shù)和分析診斷技術(shù),全面準(zhǔn)確地掌握油料裝備運(yùn)行狀態(tài),保證其安全、可靠地運(yùn)行,減少停運(yùn)時間,提高油料裝備保障的安全性、可靠性,提高利用率并延長使用壽命;
二是科學(xué)地進(jìn)行維修需求決策,合理安排維修項(xiàng)目、維修間隔和維修工期,改善油料裝備的運(yùn)行性能,提高其保障的安全效益、經(jīng)濟(jì)效益;
三是形成符合狀態(tài)維修要求的油料裝備維修管理體制,提高維修管理水平,進(jìn)而提升油料裝備的保障效益,實(shí)現(xiàn)油料保障的跨越式發(fā)展,為打贏信息化條件下的局部戰(zhàn)爭打下堅(jiān)實(shí)的油料保障基礎(chǔ)。
前面已對油料裝備狀態(tài)維修的內(nèi)容進(jìn)行了重點(diǎn)闡述,根據(jù)其內(nèi)容,可以將油料裝備狀態(tài)維修的實(shí)施流程劃分為四個階段:
(1)數(shù)據(jù)收集階段 收集實(shí)施狀態(tài)維修的油料裝備相關(guān)的數(shù)據(jù)與信息。油料裝備狀態(tài)維修所需要的數(shù)據(jù)與信息主要包括:①在實(shí)施維修當(dāng)前時刻的相關(guān)狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù),如振動的各種監(jiān)測和分析數(shù)據(jù),聲學(xué)測量數(shù)據(jù),油液中氣體分析數(shù)據(jù),濕度、溫度、壓力等監(jiān)測數(shù)據(jù);②油料裝備的基礎(chǔ)信息,如裝備型號、功能技術(shù)參數(shù)、裝備圖紙及說明書、安裝日期等信息;③維修歷史數(shù)據(jù),包括歷次檢修記錄,小修、中修、大修或更換記錄,油料裝備出現(xiàn)的故障記錄(包括故障模式、故障時間、故障原因),平時維護(hù)保養(yǎng)所采取的類型情況(初使保養(yǎng)、日常保養(yǎng)、換季保養(yǎng)、定期保養(yǎng)),以及維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容情況(清潔、檢查、潤滑、校正、調(diào)整、緊固、平衡等);④其它相關(guān)數(shù)據(jù),如油料裝備的供應(yīng)情況、油料裝備的訓(xùn)練情況、備品備件儲備數(shù)量、維修保障力量等相關(guān)信息。
(2)狀態(tài)預(yù)測階段 狀態(tài)預(yù)測[5]是油料裝備狀態(tài)維修中必不可少的一個環(huán)節(jié),它是以狀態(tài)特征參數(shù)為要素,通過預(yù)測得到的未來的狀態(tài)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對油料裝備運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)測,其具體過程就是在綜合分析收集的油料裝備相關(guān)數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上,根據(jù)油料裝備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)值以及參數(shù)的變化值、變化速度,利用基于物理模型的方法(時間序列法、回歸分析法、模糊預(yù)測法、灰色預(yù)測法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等)或者基于知識庫的方法(專家系統(tǒng)、模糊邏輯等)來描述油料裝備狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律,推斷出油料裝備未來的運(yùn)行狀態(tài),并且進(jìn)一步預(yù)測出油料裝備可能發(fā)生的故障。通過預(yù)測能夠更加深入地認(rèn)識油料裝備從當(dāng)前狀態(tài)向未來狀態(tài)演變的一個動態(tài)過程,能為狀態(tài)維修決策提供依據(jù),也能將事故防患于未然,提高油料裝備運(yùn)行的安全性、可靠性。因此,狀態(tài)預(yù)測對油料裝備的維修決策具有重大意義。
(3)狀態(tài)評估階段 在對所有收集的數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行分析和處理的基礎(chǔ)上,提取與選擇油料裝備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù),從而對油料裝備進(jìn)行狀態(tài)評估,具體包括兩個方面:一方面,在對油料裝備進(jìn)行監(jiān)測后,判斷其是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是缺陷運(yùn)行狀態(tài);另一方面,如果出現(xiàn)缺陷運(yùn)行狀態(tài),通過對缺陷狀態(tài)進(jìn)行分析診斷和預(yù)測,并以預(yù)測后得到的油料裝備運(yùn)行狀態(tài)特征參數(shù)為要素,采取權(quán)重評估法(客觀賦權(quán)法、主觀賦權(quán)法、組合賦權(quán)法、變權(quán)重法)對油料裝備運(yùn)行進(jìn)行評估。
(4)維修決策階段 基于油料裝備運(yùn)行狀態(tài)評估結(jié)果,采取合適的優(yōu)化方法,根據(jù)一定的優(yōu)化目標(biāo),如可用度目標(biāo)、費(fèi)用目標(biāo)、風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)等,確定最佳的維修措施,制定合理的維修計(jì)劃。維修決策是油料裝備狀態(tài)維修的重要組成部分,是狀態(tài)維修實(shí)施流程的最后階段。采取先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測、診斷技術(shù)和進(jìn)行狀態(tài)的預(yù)測、評估,其最終目地是為了指導(dǎo)和優(yōu)化油料裝備的維修決策,使維修工作僅僅在必要時才實(shí)施,減少停機(jī)時間,保證油料裝備安全、可靠地運(yùn)行,對油料裝備經(jīng)濟(jì)效益、軍事效益的提高有著重要的意義。
在油料裝備狀態(tài)維修實(shí)施流程中,上述四個階段是緊密聯(lián)系的,數(shù)據(jù)收集階段是進(jìn)行狀態(tài)維修的前提和基礎(chǔ),狀態(tài)預(yù)測階段、狀態(tài)評估階段是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)維修的關(guān)鍵,而維修決策則是在油料裝備領(lǐng)域應(yīng)用狀態(tài)維修方式的最終目的。
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