摘要：以可靠性为中心的维修（RCM）是目前核电厂普遍采用的一种维修分析技术，对于所选设备进行7个要素的分析和判断，为维修策略和实施维修提供工具和方法的过程，本文就RCM在核电设备管理的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：以可靠性为中心的维修（RCM）；核电；故障；维修；设备管理；
核电设备是核电厂各子项系统的基本单元，其可靠性和可用度直接影响着核电厂的稳定运行和能力因子的提高。引用和吸收先进的设备管理理念，提高管理能力，优化设备维修大纲是提高设备可用性和稳定性的重要手段。以可靠性为中心的维修（reliability-centered maintenance, RCM）是目前核电厂普遍采用的一种维修分析技术，应用此分析的维修是一种用于确定为确保任一设备在现行使用环境下保持实现其设计功能的状态所必需的活动的方法[1]。在核电设备中RCM维修管理方式缩减了维修次数，节约维修管理活动所增加的费用，同时也提高了设备的可靠性和可用率。
1、RCM概述
自上世纪60年代美国航空领域提出了RCM应用于设备维护和维修的理念后，经过大量的理论研究和实践，并于70年代末正式提出了以可靠性为中心的维修（reliability-centered maintenance, RCM），确认了RCM分析方法的理论基础。RCM的引用和发展在电力、石化、制造业、矿业和轨道等工业领域都得到了大量的应用，逐渐成为一种通用于维护、维修的系统分析方法。为满足各行业的实际需求，RCM有不同的表达形式：①优先考虑安全、经济的问题，将侧重点集中到有效的机械设备维修上，帮助确定设备维修管理费用花在什么地方更有价值，会带来更大的经济效益和社会效益；②用来确定设备在现有的条件下，为确保所有的物质资产顺利完成预期功能所需要采取什么行动的过程；③RCM是基于运行、经济指标和安全，用以选择或是开发维修管理设计的方法，它以整体系统的视角来分析系统功能的失效、系统的功能及其这些失效的预防等。
2、RCM理论分析
1999年美国汽车工程师协会（SAE）制定了JA1011标准[2]，用以规范RCM分析流程。大亚湾核电站同年开始引进RCM，并将凝结水抽取系统（CEX系统）作为首个使用RCM分析方法优化维修大纲，使维修策略和实施切实的提高了设备的可用性，并节省了维修时间降低维修成本。RCM是一种策略性框架，提供了一套系统的设备维修、维护的分析方法，并不属于维修类型，通过此分析流程能解决“为什么修、修什么和何时修”的问题。RCM分析和实施都是围绕如下七个标准化要素[3]和相应流程开展工作。
（1）功能：明确所选设备在正常工况下的功能和性能参数，此信息的收集是RCM分析的首要要素，以明确维修此设备须达到的目标值；
（2）功能故障：准确描述所选设备的功能故障，待明确设备功能和性能参数后，不能全部（或部分）实现其功能要求的失效形式，须分列详细描述；
（3）故障模式：梳理引起功能故障的原因并全部分类描述，在核电实际操作中通常分为三类故障模式，即：已在维修任务单中的故障模式、所选设备已发生过故障但暂未列入维修大纲中的故障模式、通过同行评估和经验反馈可能发生的其他故障模式；
（4）故障影响：详列所选设备发生每种故障造成的影响，即：在不采取任何措施时，每项故障所造成的后果，如对安全或环境造成危害的方式、影响机组运行的内容、导致设备所在系统破坏的程度等；
（5）故障后果：针对故障所造成影响的不同，对故障后果进行分类评估，即：按照影响安全、影响环境、影响设备运行、影响产品质量和影响维修成本等类别进行分类评估，同时也需对故障后果进行显性和隐形的判别；
（6）维修策略：根据不同的故障后果制定相应的维修策略，即：区分关注程度，重点管理对设备性能最有影响的维修、维护任务，分级别制定维修类型、维修任务时机、深度和频率；
（7）暂定措施：针对未能预防的故障模式，应根据各类的故障后果制定不同的暂定措施，即:在核电站实际操作中，找不到技术可行且值得做的预防性工作，必须采用合适的暂定措施，经判断，若后果不严重，考虑纠正性维修措施，若后果严重则考虑定期试验或变更功能措施。
3、RCM工作流程
RCM工作流程大体上可分为分析工作、实施工作、成果评估和不断反馈更新的过程，见图1。
图1 RCM工作流程图
3.1 RCM分析工作
RCM的分析流程围绕着七个标准化要素为主线进行开展。
（1）信息收集和汇总
针对采用RCM进行分析的系统和设备，收集其相关的基础信息和资料，包括设备运行维修手册、发电可靠性设备分级方法、维修导则、维修大纲、设备检查记录和内外部经验反馈等。
（2）系统设备边界的确定
根据任务、进度、层级等多维度对所选系统和设备进行充分分析，确定边界。对于确定的边界，后续所有进行的RCM分析均以此开展进行，涉及边界外的系统和设备按照“云”存储记录，作为其他分析的信息输入处理。
（3）功能清单的编制
信息的收集和明确边界，均是为编制功能清单的基础工作，功能清单的明确为RCM分析的首要、重要工作，功能清单的内容须包括主要功能、次要功能、量化性能参数指标等多方面，尤其是量化的性能参数指标是维修此设备须达到的目标值，而非设计时要求的性能指标。
（4）功能故障、故障模式、故障影响的描述
准确描述所选设备的功能故障，梳理引起功能故障的原因并全部分类描述，划分故障模式，详列所选设备发生每种故障造成的影响，通过“故障模式及影响分析”（FMEA）工具，对所分析的系统和设备进行故障审核，列出其所有的可能的功能及其故障模式和影响，并填入RCM信息工作单。
（5）故障后果评估
依据逻辑决断图对故障后果进行评估，确保隐性故障能准确判别出来，需满足安全和环境标准，在评估设备所在系统中的可行用时，需充分依据每次产生故障时所造成的能力因子的下降、维修费用及故障发生频率，对机组正常运行的影响，评估的内容和优先级为：
判别出隐性故障；
对安全和环境的影响和程度；
对机组运行的影响和程度；
对安全、环境和机组正常运行意外的影响。
（6）维修策略的制定
维修策略的实质性反馈是落实维修任务，按照每项任务对应特定故障模式的原则，区分技术可行且值得做的任务。制定维修任务，还需结合经济性的考虑选择不同的维修种类。维修策略的制定应严格依据逻辑决断图进行，维修任务的描述需达到逻辑正确、内容详细，以便在具体操作中能很好的理解并实施。
（7）暂定措施的制定
针对未能预防的故障模式进行RCM分析时，原则上采用保守决策，也可借鉴参考电站、同类型电站系统或设备的故障数据进行计算分析。但需预留足够状态检测时间，以保证有足够的时间管理后果。
3.2 RCM实施工作
根据RCM分析结果,汇总并按顺序整理任务内容,编制任务清单。在准备将RCM分析成果付诸实施前，需分别和已编制的设备维修大纲和定期试验大纲相对标，确保RCM分析的任务完全覆盖原文件的内容。之后以审查会的形式对RCM分析成果（维修导则）开展审查工作，批准发布此维修导则。
根据生效的RCM分析成果-维修导则，按照所界定的系统生成相应系统和设备的维修大纲和定期试验大纲。执行部门按此升版的维修大纲和定期试验大纲的内容和要求，制定计划并开展系统设备维护、维修工作。开展维护、维修工作过程中，执行部门建立设备参数状态监测数据库并开展过程控制监督管理，对出现的问题随时反映问题和提出合理合理化建议。
3.3成果评估
根据设备状态数据、维修报告和内外部经验反馈信息，实时反馈至RCM分析成品的对标工作，用以检验其适用性和有效性，必要时调整系统设备的任务内容、检修类型和检修频率。原则上，在运核电站每间隔5年进行一次、首次装料新运电站建议第一次大修后进行一次RCM分析成果的评估，根据评估结果，确定是否升版RCM分析成品-维修导则。
3.4 不断反馈更新
RCM分析不是一次性的项目，而是一种科学的分析方法和一种工具，是维修类型方法论的基础，能为解决系统设备“维修过渡”和“维修不足”等问题提供理论依据，但设备故障率的变化情况一般都需要用不同的曲线进行描述，持续对故障模式的研究，有助于了解系统设备的发展变化规律，从而制定更合理的设备维修方案。此过程需用动态的角度去认识RCM分析的成果，不断的反馈和更新，使新产生的故障事件囊括在RCM分析的模型中，并使其反映在维修任务中，逐步提升整体的设备管理能力。
结束语
总之，如何提高设备运行的可靠性，并节省维护成本，已成为核电项目提升核心竞争力的首要问题。本文在阐述RCM理论分析基础上，对RCM全过程工作进行详尽的说明。通过对工作流程的研究和梳理，对核电项目的设备管理提供参考。
参考文献：
[1] 昝云龙.大亚湾核电站生产管理丛书-技术管理.原子能出版社，2003.
[2] 陈宇,黄立军.以可靠性为中心的维修(RCM)在世界核能领域的应用及发展.中科华核电技术研究院，2009.
[3] SAE(JA1011). Evaluation Criteria for Reliability Centered Maintenance(RCM)Processes[S]. 1999.
论文作者:王延昭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
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