李艷良，秦 鳳

（中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司，湖北武漢 430223）

0 引言

美國(guó)電力研究院（Electric Power Research Institute，EPRI）擴(kuò)展了以可靠性為中心的維修優(yōu)化（Reliability Centered Management，RCM）理念，創(chuàng)建了精簡(jiǎn)型RCM方法，即Streamlined RCM，簡(jiǎn)稱SRCM。相比RCM而言，SRCM方法節(jié)省了制定最佳維修策略的費(fèi)用，保持了RCM技術(shù)的完整性，兩種方法所提供的建議僅有極小的差別，在本質(zhì)上是一樣的。因此，SRCM方法是一種可行、經(jīng)濟(jì)有效的維修優(yōu)化方法。不僅簡(jiǎn)化了分析方法，重要的是引入了可靠性維修數(shù)據(jù)庫(kù)（Preventive Maintenance Database，PMDB）的概念，以及應(yīng)用流程化的軟件輔助分析。預(yù)防性維修模板庫(kù)是專家經(jīng)驗(yàn)的集合，并定期更新，能夠?yàn)槌醮沃贫ňS修大綱和優(yōu)化現(xiàn)有預(yù)防性維修大綱提供參考。預(yù)防性維修模板庫(kù)還可以為概率安全分析（Probability Safety Assessment，PSA）應(yīng)用、壽命周期管理（Life Cycle Management，LCM）等提供數(shù)據(jù)與信息參考。目前，國(guó)內(nèi)多數(shù)核電廠已開(kāi)展預(yù)防性維修大綱優(yōu)化活動(dòng)，但普遍缺少軟件平臺(tái)的支持；國(guó)內(nèi)核行業(yè)還沒(méi)有集可靠性維修分析流程和預(yù)防性維修模板庫(kù)于一體的軟件平臺(tái)。通過(guò)調(diào)研，國(guó)外軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)費(fèi)用高，且其固化的可靠性維修分析流程并不完全適用于國(guó)內(nèi)電站，國(guó)外積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的適用性也值得商榷。為此，作者及其所在團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)SRCM項(xiàng)目鍛煉，并對(duì)比研究了國(guó)內(nèi)外幾款類似軟件之后，根據(jù)SRCM的應(yīng)用實(shí)踐，開(kāi)發(fā)出了一款設(shè)備可靠性維修分析軟件，軟件集SRCM分析流程與可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)為一體。

1 開(kāi)發(fā)必要性

在缺少軟件平臺(tái)的條件下，傳統(tǒng)的分析方法，存在諸多的弊端，如不斷的修改造成版本混亂；不便于查閱和統(tǒng)計(jì)；簡(jiǎn)單枯燥的重復(fù)操作使分析效率不高；不利于分析結(jié)果的傳承。PMOS（Preventive Maintence Optimize System，預(yù)防性維修優(yōu)化系統(tǒng)）設(shè)計(jì)的目的：為了提高SRCM分析工作效率，將用戶手動(dòng)錄入數(shù)據(jù)的工作量減至最小，徹底將用戶從繁雜的數(shù)據(jù)整理工作中解脫出來(lái)；統(tǒng)一的流程步驟避免了版本的混亂，便捷的查詢統(tǒng)計(jì)功能使信息查找更方便。此外通過(guò)PMOS的可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)模塊能夠逐步積累國(guó)內(nèi)核電及國(guó)外核電行業(yè)可靠性通用數(shù)據(jù)，為科學(xué)的維修決策制定提供支持。PMOS采用B/S（Browser/Server，瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。B/S結(jié)構(gòu)運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便，應(yīng)用程序安裝在服務(wù)器端，用戶從客戶端訪問(wèn)。

2 PMOS在SRCM分析中的應(yīng)用簡(jiǎn)介

EPRI開(kāi)發(fā)了分析軟件SRCM Workstation，以及模板數(shù)據(jù)庫(kù)PMDB來(lái)輔助SRCM項(xiàng)目的實(shí)施，同時(shí)提出Living SRCM（不斷地重復(fù)進(jìn)行SRCM分析）的概念鼓勵(lì)會(huì)員單位持續(xù)改進(jìn)預(yù)防性維修策略。一個(gè)典型的SRCM分析過(guò)程可以概括為6個(gè)方面：系統(tǒng)篩選；識(shí)別系統(tǒng)功能；設(shè)備FMEA（Failure Mode and Effects Analysis，故障模式和影響分析）；設(shè)備維修策略選擇與比較；專家審查和Living SRCM。

PMOS除了能夠完全實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程外，還嵌入了可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包含的預(yù)防性維修模板類似于EPRI的模板數(shù)據(jù)庫(kù)PMDB，可供用戶隨時(shí)參考調(diào)用，給分析帶來(lái)便利。SRCM分析過(guò)程與可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系，如圖1所示。

2.1 系統(tǒng)篩選

系統(tǒng)篩選的目的是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，定性或定量的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所有系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)優(yōu)先權(quán)排序，找出優(yōu)先級(jí)高的系統(tǒng)開(kāi)展分析。根據(jù)EPRI的推薦，可以從6個(gè)方面來(lái)評(píng)估哪些系統(tǒng)能夠從分析中獲益，即系統(tǒng)故障是否導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失？系統(tǒng)與其他系統(tǒng)是否共用很多設(shè)備？系統(tǒng)分析結(jié)果是否可應(yīng)用到其他系統(tǒng)？系統(tǒng)故障發(fā)生率是否高于平均值？是否有管理要求？系統(tǒng)是否有較多修改？

通過(guò)篩選，初步過(guò)濾掉一部分系統(tǒng)和設(shè)備，減少了分析的工作量。

PMOS系統(tǒng)推薦了量化的系統(tǒng)篩選準(zhǔn)則，用戶也可添加自己的篩選準(zhǔn)則，每條準(zhǔn)則都用分值和權(quán)重的乘積來(lái)計(jì)算，PMOS系統(tǒng)允許每個(gè)項(xiàng)目設(shè)定不同的篩選標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 SRCM與可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系

按照上述準(zhǔn)則篩選出的工藝系統(tǒng)是值得分析和研究的系統(tǒng)。對(duì)每個(gè)工藝系統(tǒng)的分析順次包括：系統(tǒng)功能分析，設(shè)備FMEA，設(shè)備維修策略選擇和分析結(jié)果專家審查。

2.2 系統(tǒng)功能分析

SRCM將分析資源集中在重要功能故障上，分析者先識(shí)別出系統(tǒng)的主要功能，然后按照一定的準(zhǔn)則將這些功能劃分管理級(jí)別。目前，各電廠的系統(tǒng)級(jí)別數(shù)量不太一致，如有的將系統(tǒng)功能分為3級(jí)：關(guān)鍵功能、重要功能和一般功能，有的將系統(tǒng)功能分為4級(jí)：關(guān)鍵1級(jí)、關(guān)鍵2級(jí)、重要功能和一般功能。PMOS系統(tǒng)考慮了這一特點(diǎn)，將系統(tǒng)功能的級(jí)別數(shù)量以及判斷準(zhǔn)則按照用戶需求設(shè)定，并且可在同一軟件環(huán)境下開(kāi)展分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和分級(jí)數(shù)量不同的分析。此外，對(duì)系統(tǒng)功能用功能類型進(jìn)行區(qū)分，這樣每個(gè)系統(tǒng)的功能涉及到哪幾個(gè)方面就可一目了然。PMOS系統(tǒng)允許用戶自行定義系統(tǒng)功能的類型。

2.3 設(shè)備FMEA

由于核電設(shè)備較多，設(shè)備FMEA分析往往占用大量時(shí)間，核電設(shè)備數(shù)量龐大，但很多是同類型設(shè)備，有的甚至有相同的功能和使用環(huán)境，那么對(duì)同類型設(shè)備、相同使用頻率和使用環(huán)境來(lái)說(shuō)，其維修策略相同或類似。對(duì)于這種情況，早就有分析者將設(shè)備按設(shè)備類型進(jìn)行歸類，或劃分功能設(shè)備組以簡(jiǎn)化分析。PMOS系統(tǒng)提供設(shè)備詳情的復(fù)制粘貼功能，使得同類設(shè)備的分析更簡(jiǎn)單，大大提高了分析效率。

一個(gè)工藝系統(tǒng)的設(shè)備往往有多人同時(shí)進(jìn)行分析，如將設(shè)備分配給不同專業(yè)的人員進(jìn)行分析，傳統(tǒng)分析時(shí)，分析數(shù)據(jù)零散，不宜集中討論，PMOS系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)模式允許多人同時(shí)在線分析，互不影響。

對(duì)于可以輕易獲得的設(shè)備清單，提供一鍵導(dǎo)入功能即可以通過(guò)預(yù)設(shè)的格式要求，將設(shè)備信息做成EXCEL表后一鍵導(dǎo)入。FMEA分析時(shí)，可參考PMOS系統(tǒng)的可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)提供的設(shè)備類故障模式信息，PMOS系統(tǒng)的可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)類似于預(yù)防性維修模板庫(kù)（PMDB），用戶在分析時(shí)只可參考其信息，不能修改、添加或刪除數(shù)據(jù)庫(kù)信息。

2.4 設(shè)備維修策略選擇

維修策略選擇時(shí)，需要考慮以往的維修策略，即考慮對(duì)現(xiàn)有大綱進(jìn)行適用性評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)的分析方法不易記錄現(xiàn)有大綱的適用性評(píng)價(jià)結(jié)果。PMOS系統(tǒng)可將現(xiàn)有的維修大綱按照一定格式導(dǎo)入軟件，與SRCM分析結(jié)果作對(duì)比?？梢圆榭磫蝹€(gè)設(shè)備和整個(gè)工藝系統(tǒng)的對(duì)比結(jié)果。對(duì)比結(jié)果分為6類，即新增、刪除、范圍改變，周期延長(zhǎng)、周期縮短和無(wú)變更。PMOS系統(tǒng)只需輕點(diǎn)按鈕就可對(duì)維修任務(wù)作對(duì)比標(biāo)記和統(tǒng)計(jì)。

PMOS系統(tǒng)的可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)按設(shè)備類別提供維修任務(wù)、維修周期等參考信息，用戶可以查看或調(diào)用，納入到特定系統(tǒng)的維修大綱中。

嵌入維修周期定量計(jì)算模塊?？蛇M(jìn)行考慮經(jīng)濟(jì)性和不考慮經(jīng)濟(jì)性的維修周期計(jì)算，不同參數(shù)下的維修周期擬合曲線一目了然，便于分析者明確最佳維修周期。

2.5 專家審查

分析結(jié)果的專家審查是在線審查形式，該模塊獨(dú)立于分析模塊，可滿足專家分散審核和集中會(huì)議審核兩種形式。

核電廠設(shè)備種類繁多，數(shù)量巨大，即使經(jīng)過(guò)系統(tǒng)篩選，需要進(jìn)行分析的設(shè)備數(shù)量仍然數(shù)量龐大。為了減少簡(jiǎn)單操作的枯燥重復(fù)，PMOS系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的送審過(guò)程設(shè)計(jì)了設(shè)備批處理功能，節(jié)省了分析時(shí)間。

2.6 結(jié)果輸出

分析結(jié)果以報(bào)表形式輸出，PMOS系統(tǒng)預(yù)置了多樣化的報(bào)表，報(bào)表封面用戶可自行設(shè)計(jì)，如加上公司LOGO（標(biāo)識(shí)），項(xiàng)目名稱，分析人員名稱等。

2.7 分析結(jié)果升版/Living SRCM

一個(gè)工藝系統(tǒng)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)功能分析和審核、設(shè)備分析和審核后，全部分析完成，進(jìn)入執(zhí)行階段，分析結(jié)果不允許修改直到下次升版，一般是設(shè)備的故障情況有變化、有設(shè)計(jì)變更以及技改后有此需求。升版相當(dāng)于重新對(duì)工藝系統(tǒng)開(kāi)展分析，可重新選擇分析人員和需要分析的設(shè)備。

3 可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)

可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)按照設(shè)備類別提供參考信息，提供的參考信息包括設(shè)備邊界劃分、設(shè)備的最小可維修件、設(shè)備失效模式與機(jī)理、預(yù)防性維修任務(wù)模板、維修任務(wù)有效性評(píng)估等信息。

預(yù)防性維修模板是設(shè)備專家經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，便于分析人員快速、高質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)分析。目前只有國(guó)外軟件有相關(guān)功能，國(guó)外軟件中，預(yù)防性維修模板的條件組合都是固化內(nèi)置，用戶無(wú)法根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)改變條件組合。

本模塊設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮核電廠實(shí)際工作需求，程序可以實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維修模板的自由設(shè)定與編輯，一個(gè)設(shè)備類可以擁有不同表頭模板以及不同周期的任務(wù)。

維修任務(wù)有效性評(píng)估模塊能夠?qū)υO(shè)備類維修任務(wù)策略組合的有效性進(jìn)行計(jì)算，生成有效性匯總表；用戶也可以自己選擇維修任務(wù)項(xiàng)目，自由組合，計(jì)算其組合有效性，生成有效性匯總表。

4 結(jié)論與展望

分析流程與可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合、專家在線審核的模式，一方面可以使分析流程流轉(zhuǎn)更暢通，分析效率大幅提高，另一方面可以不斷完善設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)，使分析更全面、合理和權(quán)威。在同一平臺(tái)上允許用戶設(shè)置自己的特殊參數(shù)，軟件重要的幾個(gè)步驟可繁可簡(jiǎn)，使軟件的適應(yīng)性更廣，更具推廣應(yīng)用價(jià)值。例如，目前各核電廠普遍提出的設(shè)備分級(jí)和老化管理分析需求，其分析過(guò)程都可以在軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。

PMOS系統(tǒng)的預(yù)防性維修模板庫(kù)正處于逐步建立階段，除建立預(yù)防性維修模板庫(kù)，下一步擬擴(kuò)充可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，將PSA，LCM所需數(shù)據(jù)融合進(jìn)去，并且建立一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)搜集規(guī)則，以滿足不同的應(yīng)用需求。

［1］徐習(xí)東，朱駿永，呂一農(nóng)，董立.一種改進(jìn)的RCM方法——精簡(jiǎn)型RCM（SRCM）［J］.華北電力技術(shù)，2006（3）：40－42.

［2］黃志軍.秦山核電廠 SRCM 的應(yīng)用實(shí)踐［J］.中國(guó)核電，2013（4）：348－351.