舰船维修障碍及影响分析技术应用

常瑞承，张小波，洪国钧

(中国舰船研究院，北京 100192)

舰船维修障碍及影响分析技术应用

常瑞承，张小波，洪国钧

(中国舰船研究院，北京 100192)

以“维修障碍分析法”为基础，结合舰船需求及FMEA工作原理进行适用性研究，形成维修障碍及影响分析技术，明确定义;提出关键参数取值原则，设计工程适用的工作单，形成完整的方法及程序。

舰船;维修;障碍

0 引言

舰船装备日趋复杂，具备良好的维修性可及时恢复战斗力，是保证作战能力的重要条件之一。因此，目前维修性受到工程人员越来越多的重视。维修性分析是通过对各种信息的分析转化为具体的维修性设计活动，从而达到改善产品维修性的目的，是维修性工程的核心内容之一，也是本文的主要研究内容。目前，舰船维修性分析主要侧重维修性评审、维修性设计准则核查等检查类分析，缺乏一种像FMEA一样原理简单、操作方便、效果明显的维修性分析技术，为开展维修性设计分析提供技术支撑。本文立足舰船特点，以“维修障碍分析法”为基础，结合FMEA工作原理进行适用性研究，形成维修障碍及影响分析技术。

1 舰船维修特点

1)舰船维修级别多

舰船主要分为3个维修级别，Ⅰ级维修为舰员级维修，实施主体为舰员，在舰船平台上对设备进行维护保养或对故障设备进行规定范围的修理;Ⅱ级维修为中继级维修，由海军修理厂或修理所、机动修理队等专业维修人员进行故障设备的修理，修理能力比舰员级维修要高;Ⅲ级维修为基地级维修，维修能力最强，舰船系统或设备进厂进行维修。一般来说，舰员级维修主要进行简单的维修工作，但由于舰船长寿命、可维修的特点，舰员级所承担的维修任务累计时间长、任务重，日常的维修保养可抑制装备故障的生成，而规定范围内的预防性维修与修复性维修可保持或恢复装备的功能状态，对保持装备的战备完好性与任务成功性具有举足轻重的作用。因此，舰员级维修所涉及的维修性问题是我们关注的重点，一般包括维修的简化、可达性、可更换性、可调整性、独立性等。中继级及基地级维修也要考虑上述维修性设计因素，但由于其拥有更高的维修技术与维修手段，统筹考虑的外部因素比较复杂，本文不做深入研究。

2)舰船维修类型多、工作量大

舰船维修主要分为维护与修理2大类。维护是为使产品保持规定状态所需采取的措施，如润滑、加油、紧固、调整和清洁等［1］，其目的是抑制故障的生成。修理分为预防性维修和修复性维修，是为消除故障征兆或消除故障进行的一系列的维修工作，其中预防性维修包括性能检测、备件更换、简单的耗损件修理等。舰船是复杂大系统，拥有上千台(套)设备，涉及电子类、机电类与机械类等产品，针对不同的产品都会有维护与修理的问题，且不同产品维修方式均会有所区别，因此舰船不但维修工作量大，而且维修类型多。

3)布置相对密集

由于舰船设备数量繁多，均要合理布置在同一有限平台上，设备分布的密集程度可想而知，因此舰船维修性不但要考虑设备本身的维修性，同时还要考虑与相邻设备的关联性，要尽量做到各自独立，不产生“牵连”，不可避免时要尽可能少“牵连”，从而达到快速维修的目的。

综上所述，舰船维修多且复杂，在舰船30年寿命中维修要占非常大的比例，好的维修性对于舰船是非常重要的。如何有效开展维修性分析，切实提高维修性设计水平是舰船目前亟待解决的问题，对相关技术的需求也日益凸现。

2 维修障碍分析法

文献［2］以产品可能发生的或已经发生的维修事件(包括修复性维修工作和预防性维修工作)为分析对象，预测和发现其中的维修障碍，对引起障碍的设计、工艺、操作不当等原因及影响进行分析，把每一个障碍按它对维修任务的妨碍程度予以分类，提出可以采取的补救措施的过程［2］，通过维修障碍分析表格实施维修性分析(见表1)［2］，并对障碍妨碍度进行了分类，具体程序与方法不再赘述。该方法的主要目的是通过对障碍的深入分析最终为维修性设计的改进提供依据。

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该方法与FMEA方法思想基本一致，也是一种定性的逻辑推理法，技术原理简单，具备推广应用的基础，但应用于舰船维修性设计分析，还需在以下方面开展进一步研究:

1)舰船设计是一个庞大的系统工程，涉及的设计人员对可靠性维修性的认识程度不一，但目前FMEA已受到工程人员广泛的重视，且为工程必做项目之一，如能结合FMEA，进一步建立FMEA与该方法的有机联系，可有力推动该工作的开展;

2)参照FMEA进一步完善、细化程序与步骤，为该项工作的顺利开展奠定基础;

3)填写FMEA工作单的样式，立足“全面、简便、实用”，进一步完善维修性分析的工作单;

4)结合舰船特点，明确关键参数的取值原则。

本文拟结合FMEA工作原理对“维修障碍分析法”进行适用性研究，形成维修障碍及影响分析技术，以维修性设计为分析对象，寻找薄弱环节，采取有效的改进措施，提高舰船产品的维修性设计。

3 维修障碍及影响分析技术

3.1 定义

维修障碍及影响分析法(Maintenance Obstacle and Effect Analysis，MOEA)是以故障设备的维修过程为分析对象，分析影响维修任务顺利进行的设计因素，从而识别维修性设计薄弱环节和关键项目，为制定改进及控制措施提供依据。MOEA是参照FMEA提出的一种事前预防的分析技术，应在舰船产品的方案设计阶段即着手开展分析工作，并应随着设计的不断深入，不断完善分析工作。该工作应及时开展，及时指导维修性设计，事后的分析对维修性设计起不到任何的改善作用。

3.2 MOEA与FMEA的关系

FMEA是以产品故障模式为研究对象，识别产品设计中的薄弱环节，从而提出改进措施的方法，其出发点是故障，产品有故障就会有维修，MOEA以此为切入点，针对故障所产生的维修工作对维修性设计情况进行分析。当然，如果FMEA采取的设计改进措施可消除故障，相应的维修活动也就不存在，可不必展开维修性分析;如果通过FMEA分析并不能彻底消除故障，就应针对所产生的修复性维修或预防性维修活动进行维修性分析，识别维修性设计的薄弱环节，采取有效的控制措施，提高产品的维修性设计水平。因此，MOEA与产品的FMEA是紧密联系的，是FMEA工作的延续，MOEA分析的对象就是FMEA中各种故障模式引起的维修事件，其分析对象是与故障模式一一对应的，工作方式也与FMEA相同(见表2)

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4 维修障碍及影响分析技术程序与方法

4.1 成立MOEA小组

工作开展之初应成立MOEA小组，该小组应与FMEA为同一小组，同时还应吸纳后期设备技术保障人员参加分析工作。如有条件可邀请使用方参加小组分析，保证尽可能全面地“预想”或“回想”维修存在的问题，为维修性设计的改进提供依据。该小组应在收集、分析有关的维修数据(包括可能信息)的基础上，按照相应的程序与方法开展MOEA工作，还应对完成的MOEA工作单进行整理标识、存档备用，并跟踪MOEA的落实结果。

4.2 根据FMEA结果分析，确定需进行维修的产品的故障模式

根据FMEA结果，明确通过补偿措施未彻底消除的故障模式，确定维修性分析对象。这里需要强调的是保证FMEA的全面性、正确性是保证MOEA工作效果的前提条件。由于FMEA所分析的故障模式主要通过对相似产品故障模式的“回想”和对原理分析进行“预想”获得，因此FMEA工作一定要遵循“穷举”的原则尽可能全面覆盖故障模式，一方面可有效改进可靠性设计，另一方面也为开展MOEA改进维修性设计奠定良好的基础。

4.3 明确针对故障模式所需开展的维修事件及维修活动

针对故障模式明确所需开展的维修事件及维修活动。维修事件是由于故障、虚警或按预定的维修计划进行的一种或多种维修活动［1］，而维修活动是维修事件的一个局部，包括使产品保持或恢复到规定状态所必需的一种或多种基本维修作业，如故障定位、隔离、修理和功能检查等［1］。因此，针对故障可能存在多个维修事件，如发生故障后的修复性维修活动或为了预防故障而采取的预防性维修活动等，每一维修事件存在多种维修活动，如典型的修复性维修活动包括故障定位、故障隔离、拆卸、换件(简单修复)、调试等，预防性维修包括保养、定时拆修、定时更换等内容，而每项内容都会涉及到拆卸、换件、调试等维修活动。因此针对故障模式要明确维修事件，并要将每一维修事件根据实际操作步骤进行有效分解，为维修障碍的分析提供条件。

4.4 参考相关资料和类似故障维修情况及工程经验，分析可能发生的维修障碍

维修障碍是指妨碍完成维修活动的因素，如在简化性、可达性、可更换性、标准化、调整性、维修安全性等方面表现出的不能完成既定活动的因素。同故障模式对FMEA的意义相同，维修障碍分析是MOEA分析的关键，要针对每一维修活动展开具体分析，确定是否会发生视觉不可达、工具不可达、操作空间不够、不可更换、容易错装、装不上、与别的设备发生“牵连”、影响人员或设备安全等维修障碍，从而影响维修活动的完成。维修障碍的获取与故障模式的获取方式相同，一方面通过对相似产品已经产生的维修障碍进行“回想”，另一方面依据产品的结构原理图等资料进行“预想”获得，应尽可能的分析全面，从而为补偿措施的制定奠定基础。

4.5 分析维修障碍产生的原因，并评估其对产品维修产生的影响，确定严酷度等级

本文针对产生维修障碍的设计方面的原因展开研究，识别产品在简化设计、可达性设计、标准化、互换性、模块化、防差错设计、维修安全等维修性设计中存在的薄弱环节，明确障碍产生的原因，并明确每个维修障碍将会导致的后果，这些后果包括维修完成情况、维修时间、维修费用、人员等方面的影响，并据此确定严酷度等级，具体见表3所示。对Ⅰ类严酷度等级的维修障碍应重点关注。

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4.6 根据分析结果提出有效的补偿措施

MOEA工作的意义是通过分析找出薄弱环节，提出改进措施的建议，这里的改进措施要求应能更改设计，从源头杜绝障碍的发生或减轻障碍的影响。因此，这里的设计改进应是积极采取有效的设计措施，切实提高产品的维修性;当不能通过设计消除障碍时应采取积极的补救措施，从使用工具、防护措施等方面入手，降低维修障碍的影响。该内容是MOEA工作的成果体现。

4.7 填写MOEA工作单

填写MOEA工作单是实施MOEA的核心。方便、实用的工作单对推动该项工作的开展具有非常重要的作用。本文以“维修障碍分析法”为基础，参照FMEA工作单形式，设计了MOEA工作单(见表4)。

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4.8 总结形成MOEA报告

总结形成MOEA报告，应包括分析工作情况介绍、系统简介、维修任务失败判据、MOEA表格说明、严酷度等级高的维修障碍排序表、MOEA表、结论与建议等。报告内容可根据具体情况进行补充或剪裁。

5 结语

本文结合舰船的特点，与FMEA工作紧密联系，详尽介绍了MOEA方法的程序与步骤，供大家参考。目前该技术应用在舰船领域尚属起步阶段，但其作为一种定性的逻辑推理方法，不需要多少高深的理论知识，易于被工程人员接受，具有很好的工程应用前景。

［1］GJB451A－2005，可靠性维修性保障性术语［S］.

［2］高明君，郝建平.一种新的维修性分析方法—维修障碍分析法［J］.军械工程学院学报，2005，17(4):27－29，46.

［3］GJB/Z1391－2006.故障模式、影响及危害性分析指南［S］.

［4］洪国钧，常瑞承，李福秋.舰船建造故障模式影响分析技术研究［J］.舰船科学技术，2006，28(3):83 －86.

［5］中国船舶重工集团公司七院，上海交通大学.×××型舰维修性分析技术研究报告［R］.2010.

［6］甘茂治，韩真真.维修性设计与验证［M］.北京:国防工业出版社，1995.

Research on maintenance obstacle and effect analysis about warship

CHANG Rui-cheng，ZHANG Xiao-bo，HONG Guo-jun
(China Ship Research and Development Academy，Beijing 100192，China)

The article supplies a technique of maintenance obstacle and effect analysis on the basic of maintenance obstacle analysis，the element of FMEA and the demand of warship.It confirms the definiens and parameter，design a appropriate format table，supplies a whole method and program.

warship;maintenance;obstacle

U674.7+07

A

1672－7649(2011)06－0145－04

10.3404/j.issn.1672－7649.2011.06.033

2011－05－06

常瑞承(1980－)，女，工程师，研究方向为船舶可靠性、维修性及测试性工程。