故障管理有專業(yè)的管理學(xué)方法嗎？
撰文：蔣良君 成都華標(biāo)企管
注：鑒于這個(gè)問題比較具有代表性，特整理答疑分享，供更多的設(shè)備人參考。
【提問】2021-3-12南京地鐵 工務(wù)分公司 王樹林：蔣老師你好！請教一個(gè)專業(yè)問題，故障管理有沒有什么專業(yè)的管理學(xué)方法 ，如RCM。并且可以用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法去驗(yàn)證，謝謝！
【回答】成都華標(biāo)企管 蔣良君
樹林好！您提了個(gè)比較專業(yè)的問題，根據(jù)我個(gè)人的認(rèn)知寫了以下回復(fù)，僅供參考：
1.目前還沒有專有的故障管理學(xué)，管理方法比較分散，沒有所謂的權(quán)威方法，但有比較多資料、標(biāo)準(zhǔn)、方法可參考或借鑒（見后面序號4），在設(shè)備管理體系標(biāo)準(zhǔn)(PMS)（見2020版標(biāo)準(zhǔn)條款“8.7設(shè)備缺陷與故障管理”）,我們公司也有針對故障的管理方法如《如何做好設(shè)備故障管理》（見課程大綱）；故障的驗(yàn)證（故障再現(xiàn)或消缺處置效果驗(yàn)證），故障再現(xiàn)驗(yàn)證通常是利用檢測、性能或功能試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)等方法，故障消缺效果，通常是通過實(shí)際使用，通過使用的故障間隔時(shí)間或設(shè)備或部件連續(xù)運(yùn)行時(shí)間的可靠度進(jìn)行驗(yàn)證。
2.故障管理，從大類分，可分為故障前管理（預(yù)防性維修/狀態(tài)修/預(yù)測維修）與故障后管理（修復(fù)性維修）（可參考資料：《一文搞懂各種設(shè)備維修模式》），如圖：
2.1故障前管理（事前管理），就是通過檢查、檢測、性能或功能測試等，在設(shè)備出缺陷前進(jìn)行預(yù)測性（狀態(tài)修）維修。管理方法如：RCM、FMEA，故障樹分析程序（用于可靠性和安全性分析的工具之一，常用于設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)、使用階段）、完整性管理（核心手段也是對設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)檢測）等。
故障管理，一是人面對故障從管理流程、權(quán)責(zé)上應(yīng)如何處置，二是從技術(shù)角度，如何消缺，消缺包括糾正（只解決問題，不從源頭治理）或糾正措施（找出原因源頭治理）。
例如：地鐵鋼軌的裂紋，對鋼軌而言是缺陷，鋼軌裂紋多數(shù)是前期制造階段導(dǎo)致問題較多，例：
制造前期導(dǎo)致的裂紋，如： 鋼坯自身裂紋經(jīng)加熱軋制變形后延伸至軋件表面上；加熱工藝不合理， 造成熱應(yīng)力， 形成裂紋；軋制過程中冷卻不當(dāng)， 造成冷卻水量太大或冷卻時(shí)間較長， 低溫軋制形成裂紋。
若是鋼軌接頭裂紋，典型是焊接裂紋，按照產(chǎn)生的機(jī)理可分為：冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂裂紋幾大類。
使用期導(dǎo)致的如：鋼軌材料疲勞、應(yīng)力等。我們在使用中鋼軌過程中，可以通過無損檢測、基于數(shù)字圖像處理等技術(shù)發(fā)現(xiàn)缺陷。
若鋼軌出現(xiàn)了缺陷，進(jìn)行缺陷分析，可對鋼軌缺陷宏觀特征檢查、金相、電鏡檢驗(yàn)，用能譜儀（或金屬元素分析儀等）對裂紋中的夾雜物顆粒元素、材料金屬元素含量進(jìn)行分析。
2.2從技術(shù)角度的失效分析，失效可能發(fā)生在設(shè)備/產(chǎn)品壽命周期的各個(gè)階段，涉及產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)、來料檢驗(yàn)、加工組裝、測試篩選、客戶端使用等各個(gè)環(huán)節(jié)，通過分析工藝廢次品、早期失效、試驗(yàn)失效、中試失效以及現(xiàn)場失效的樣品，確認(rèn)失效模式、分析失效機(jī)理，明確失效原因，最終給出預(yù)防對策，減少或避免失效的再次發(fā)生。典型的失效分析流程：
（1）失效背景調(diào)查：產(chǎn)品失效現(xiàn)象？失效環(huán)境？失效階段（設(shè)計(jì)調(diào)試、中試、早期失效、中期失效等等）？失效比例？失效歷史數(shù)據(jù)？
（2）非破壞分析：X射線透視檢查、超聲掃描檢查、電性能測試、形貌檢查、局部成分分析等。
（3）破壞性分析：開封檢查、剖面分析、探針測試、聚焦離子束分析、熱性能測試、體成分測試、機(jī)械性能測試等。
（4）使用條件分析：結(jié)構(gòu)分析、力學(xué)分析、熱學(xué)分析、環(huán)境條件、約束條件等綜合分析。
（5）模擬驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：根據(jù)分析所得失效機(jī)理設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，對失效機(jī)理進(jìn)行驗(yàn)證。
失效分析方式如：PCB/PCBA失效分析、金屬材料及零部件失效分析、電子元器件失效分析、高分子材料失效分析、復(fù)合材料失效分析、涂/鍍層失效分析等
2.3故障后的管理（事后管理），從技術(shù)角度最常用的方法是失效分析，就是從判斷設(shè)備或產(chǎn)品的失效模式，從故障現(xiàn)象查到失效機(jī)理和原理，提出防止再發(fā)措施。
3.設(shè)備缺陷或故障，最終都會從不同的渠道（途徑）反饋集中到維修管理進(jìn)行消缺，如圖(摘自課件《如何做好設(shè)備故障管理》)：
缺陷或故障消缺有兩類：
一是對典型故障進(jìn)行失效分析，源頭治理。
二是通過統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)故障頻次高（占累積比例80%以上的）、維修費(fèi)用高、故障后果影響嚴(yán)重等，進(jìn)行失效分析，源頭治理。故障處置后，可根據(jù)需要針對性輸出如：形成故障處置的案例或故障處理指南（故障字典）、培訓(xùn)計(jì)劃、年度保養(yǎng)計(jì)劃、備件購置計(jì)劃、檢測檢驗(yàn)計(jì)劃、檢修計(jì)劃、建立或修訂設(shè)備管理制度或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、表單、檢測器具升級、設(shè)備更新等。
故障管理，要解決問題還是要回到技術(shù)，導(dǎo)致失效可能是設(shè)計(jì)問題、制造問題（含材料）、安裝問題、不同系統(tǒng)間不匹配的問題、不規(guī)范使用問題、保養(yǎng)維護(hù)問題、潤滑問題、檢修質(zhì)量問題等。失效分析，有些專業(yè)書籍可參考。
4.一句話，故障管理，重點(diǎn)管事前，次要管事后，故障后的驗(yàn)證，比較靠譜的是通過科學(xué)的檢驗(yàn)檢測、試驗(yàn)，找出導(dǎo)致故障的機(jī)理和原因，才能源頭解決問題。科學(xué)技術(shù)進(jìn)步將促進(jìn)設(shè)備故障管理的進(jìn)步。
以下資料你可參考、研究：
標(biāo)準(zhǔn)類如：（部分）
GB/T 4888-2009 故障樹名詞術(shù)語和符號
GB 7829-1987 故障樹分析程序
NB/T 20558-2019 核電廠故障樹分析導(dǎo)則
NB/T 10580-2021 風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)電機(jī)組故障編碼規(guī)范
GB/T 7826-2012 系統(tǒng)可靠性分析技術(shù) 失效模式和影響分析（FMEA）程序
GB/T 21562-2008 軌道交通 可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例
GB/T 21562.2-2015 軌道交通 可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性規(guī)范及示例 第2部分：安全性的應(yīng)用指南
GB/T 21562.3-2015 軌道交通 可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例 第3部分：機(jī)車車輛RAM的應(yīng)用指南
DL/T 302.1-2011 火力發(fā)電廠設(shè)備維修分析技術(shù)導(dǎo)則 第1部分：可靠性維修分析（RCM）
書籍如：（部分）
失效分析與選材2014
機(jī)械零件失效分析與實(shí)例2015
機(jī)械零部件失效分析典型60例-2016中國中車
機(jī)械裝備缺陷、失效及事故的分析與預(yù)防2015
電子元器件失效分析技術(shù)2015
電子元器件失效分析與典型案例
電子元器件的可靠性 2014年版
金屬材料零部件失效分析案例2012
緊固件的失效分析及其預(yù)防2013
鋼鐵產(chǎn)品缺陷與失效實(shí)例分析圖譜
石化設(shè)備典型失效案例分析2015
最新書籍：
《可靠性新技術(shù)叢書》被列入了“十三五”國家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目，北京航空航天大學(xué)長江學(xué)者康銳教授是本套叢書的主編，主要著作獲得國家科技部國家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金、軍委裝備發(fā)展部國防科技圖書出版基金等專項(xiàng)資助。叢書共策劃35分冊，如：
確信可靠性理論與方法2019
航空關(guān)鍵部件維修與評估技術(shù)-張學(xué)軍2020
基于認(rèn)知計(jì)算與幾何空間變換的故障診斷與預(yù)測-呂琛2020
基于模型的可靠性系統(tǒng)工程- 任羿、王自力、楊德真、馮強(qiáng)、孫博20200
復(fù)雜軟件系統(tǒng)可靠性技術(shù)-王軼辰2021
機(jī)械傳動系統(tǒng)可靠性建模與仿真-謝里陽2021
制造過程可靠性理論與技術(shù)-何益海2021
T-S故障樹理論及其應(yīng)用-姚成玉2021
基于貧信息的復(fù)雜裝備可靠性工程技術(shù)與方法-方志耕、陳頂、劉思峰、陶良彥2021
軌道交通列車運(yùn)行安全可靠性建模分析-秦勇2021
機(jī)載產(chǎn)品長壽命設(shè)計(jì)與試驗(yàn)技術(shù)-陳云霞2021
復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)智能故障診斷、預(yù)測與健康評估-李巍華、張小麗、嚴(yán)如強(qiáng)2021
空間輻射環(huán)境可靠性技術(shù)-王群勇、陳冬梅2021
基于性能共享的多態(tài)系統(tǒng)可靠性建模與優(yōu)化-彭銳2021
自適應(yīng)故障預(yù)測及其在核電站中的應(yīng)用-劉杰2021
電子產(chǎn)品可靠性分析與風(fēng)險(xiǎn)評估-陳穎、康銳2021
考慮相關(guān)故障行為的可靠性建模分析與動態(tài)評價(jià)-范夢飛、曾志國2021
可靠性實(shí)驗(yàn)中的不確定性度量與控制方法-李曉陽2021
航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵部件的缺陷檢測與評估-史亦韋、梁菁2021
功率器件熱可靠性檢測與分析技術(shù)-付桂翠2021
可靠性系統(tǒng)工程原理-康銳2021
裝備研制產(chǎn)品保證的系統(tǒng)策略和工程方法-李建軍2021
裝備差異維修控制與決策-胡劍波2021
機(jī)械可靠性工程技術(shù)與應(yīng)用-喻天翔、宋筆鋒2021
（編寫、出版中……）
5.故障問題源頭治理（問題歸零管理），可參考質(zhì)量管理中的方法，你可以下“質(zhì)量問題”替換為“故障”：
【關(guān)聯(lián)好文】：
《一文搞懂各種設(shè)備維修模式》
《現(xiàn)代大型煉化企業(yè)動設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷業(yè)務(wù)新模式的研究與實(shí)踐》
《淺談設(shè)備零故障管理》
《答疑：如何區(qū)分設(shè)備缺陷與故障？》
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