基于RCM理論的航天發射塔故障診斷研究

　　摘要：針對航天發射塔故障診斷和綜合維修保障問題，本文把RCM(Reliability Centered Maintenance—以可靠性為中心的維修)維修理論，應用于真實的工作案例，強調RCM應用價值、維修對策、適當優化等觀點，按照以可靠性為中心的維修分析(RCMAnalysis,RCMA)工作流程，得到相應的預防性維修大綱，提升航天發射部隊的綜合保障能力具有借鑒意義。RCM是一種邏輯性非常強、維修策略靈活的設備管理模式，是系統的、科學的、適應現代化維修的新概念，如果將這些技術應用到航天發射場設施維修管理工作中，必定能夠大大提高裝備的作戰潛力，提升部隊的綜合保障能力。

　　本文源自中國設備工程,2020(17):141-142.《中國設備工程》曾用刊名：(中國設備管理;設備管理)1985年創刊是中國工業領域的國家級宣傳平臺，國家一級刊物。以宣傳報道國家工業發展工作的戰略、政策、法規，關注全球工業、設備管理等全面解決方案的專業載體。它憑借提供準確、客觀、專業性的信息，服務于中國經濟發展。雜志充分依托國家發改委、工信部等平臺資源優勢，為企業搭建政策與市場機會的平臺，為企業提供展示優勢和對接服務的平臺，搭建企業與政府互動的平臺，推動中國工業綠色發展，推動綠色經濟，建設生態文明。

　　航天發射場勤務塔的先進技術、復雜結構保障了各項試驗任務的順利實施。勤務塔如果發生故障，有可能造成發射任務推遲，產生巨大的經濟損失和不良的社會效應。本文結合工作實際，基于RCM理論對航天發射塔故障診斷處理案例進行分析，為今后航天發射場勤務塔特種設施的故障診斷維護提供借鑒和參考。

　　1、RCM理論基本內容

　　當前，以可靠性為中心的維修RCM、(ReliabilityCenteredMaintenance)是通過邏輯決斷分析裝備的故障模式和影響效果，同時，考慮其經濟性與可靠性的最優結合，確定維修類型、維修間隔期和維修級別，進而制定預防性維修大綱。RCM是確定滿足裝備預防性維修需求的一種方法和手段，其主要目的就是降低經營風險、延長維修周期、降低故障停機頻率和維修成本。

　　近年來，國內外對于RCM技術的大量實際應用表明，將RCM技術廣泛應用到各類裝備維修中，可大大降低風險發生的概率，充分發揮裝備的使用價值。張延偉、譚勖等均提出了RCM理論，在陸海空軍及二炮部隊主戰軍事裝備上的應用取得了顯著的軍事、經濟效益。廖靜云、張樹忠等闡述了RCM理論，在門座起重機等大型民用裝備維修中的綜合決策和應用效能方面起到了關鍵性作用。航天發射系統對裝備使用標準和安全可靠性要求較高，使得RCM技術在航天發射場有廣闊的應用前景。

　　2、結合案例的RCM流程分析

　　(1)確定重要功能部件。按照RCMA原則，預防性維修更多的是針對較為重要的部件和系統進行。根據故障出現的風險和可能出現故障的部件以及系統的復雜程度進行排序，對于部分不重要的部件則直接忽略。重要功能部件確定后，必須對其進行編號，方便對這些零部件進行登記和建立檔案。確定重要功能項目的三個原則：(1)導致系統、人員安全的安全性;(2)降低使用能力、影響任務執行的任務性;(3)高維修費用的經濟性。這次檢修主要是針對部分回轉平臺支座在回轉過程中有異響的故障狀態展開。回轉式平臺設置在塔架的一側，回轉平臺設備包括端頭、懸臂桁架、水平工作平臺、框架上支座軸承、下支座軸承、立軸、閉鎖機構等。其中，軸承設備包括圓螺母、螺母止退圈、墊板、齒輪和透蓋等。

　　(2)故障模式及影響分析(FMEA)。發射塔回轉平臺的重要功能件確定后，需要分析各重要功能部件故障原因、故障模式、對裝置各層次影響等，形成FMEA分析表。故障模式及影響分析圖見圖1。

　　以發射塔回轉平臺上支座軸承裝置中的軸系為例，其故障模式有三種：第一，安裝螺母松動、螺母止退圈和墊板損壞。導致安裝螺母松動的原因是軸系受到振動或者受較大沖擊載荷，有可能影響透蓋的使用，嚴重時，會導致螺母止退圈和墊板脫落，不能完成保護作用。第二，齒輪生銹受到銹蝕，同時，轉動時受力較大，加大對齒輪的損傷。第三，回轉平臺軸承內潤滑脂已老化干結，潤滑脂填充量不足，無法起到正常潤滑作用。通過對軸承清理工作，包括清理鏟除軸承內已變質潤滑脂、清除軸承透蓋銹斑及更換透蓋密封油氈。

　　(3)RCM邏輯決斷分析。對重要功能件的RCM邏輯決斷分析是系統的RCM分析的核心。針對重要部件出現的故障，需要借助RCM邏輯圖對其進行分析判斷，結合故障出現的原因，制定預防性維修決策方案以及維修間隔期。故障維修級別決策圖見圖2。

　　在進行預防性維修工作間隔期的確定時，可以結合產品參數、類似產品數據、現場故障統計、專家意見等方面綜合分析考慮，確定故障檢測，展開定量分析。維修工作類型“A、B、C、D、E、F”分別是指保養、監控、檢查/檢測、拆修、報廢/更換、綜合維修。維修級別分為基層級、團站級、基地級、外協級等四級。間隔期一般按照機械故障維修和維護保養兩種方式區分為A、B。

　　圖2故障維修級別決策圖

　　隨著航天發射任務不斷地向高密度、大運載方向發展，對設備的檢修保養提出了更高的要求。有些設備故障是由于綜合性因素造成的，常規的分析手段和現有的分析數據很難及時有效地正確判斷，從綜合維修保障方面來說，也有必要加強對設備的檢測和檢修技術。此次大型拆裝式維修在我國航天發射塔中尚屬首次，為航天發射故障診斷技術理論提供了更好的實踐機會，積累了實際經驗。

　　(4)制定預防性維修大綱。預防性維修大綱是規定裝備預防性維修需求的匯總文件，RCM邏輯決斷最終的目標就是預防性維修大綱。所以，制定預防性維修大綱應綜合考慮各系統、部件之間的相互影響。設備初始預防性大綱制定后，需要在使用中搜集使用數據資料，進行大量的數據積累，同時，需要各個部門的長期共同協作的不斷修訂和完善。

　　圖1故障模式及影響分析圖

　　參考文獻：

　　[1]張延偉,馬金標,張存才.RCM理論在某型多功能導彈發射車維修[J].科技研究,2010,05:71-73.

　　[2]廖靜云.RCM決策在門座起重機維修中的應用[J].機電技術,2016,6:142-143.

　　[3]張樹忠.基于RCM的門座起重機維修方式綜合決策[J].起重運輸機械,2013(7):94-96.

　　[4]徐克俊.航天發射故障診斷技術[M].北京:國防工業出版社,2007:45-52.

　　[5]肖良華.可修系統可靠性綜合評估模型[D].北京:北京航空航天大學,2004.

　　[6]崔毅勇,全成雨,丁利平,高賀松.航空機載可修產品外場可靠性評估模型及其應用[J].航空學報,2000,21(4):346-348.

　　[7]賈希勝.以可靠性為中心的維修決策模型[M].北京:國防工業出版社,2007.

　　[8]譚勖,宋振宇,劉洋,盛沛.基于RCM理論的軍事裝備維修研究[J].基礎及前沿研究,2011.12:45-46.

　　[9]李祝鋒,楊廣全等.基于RCM理論的鐵路貨場門式起重機維修決策研究[J].起重運輸機械,2016(09):87-91.

　　[10]周琦鈞,趙秋穎,朱明明.基于故障樹的航天測控系統故障診斷方法[J].現代電子技術(7):111-114+117.