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小波分析与EMD在齿轮故障信号分析中的比较外文翻译资料

 2022-11-04 04:11  

第六章

6.1 介绍

资产可靠性对于许多机构来说是一个重要的焦点。这是一个许多有远见的企业具有竞争优势的来源。它是维护部门试图改善他们底线的中心主题。对一些人来说,可靠性能识别正确的工作而且它是以可靠性为中心的维修(RCM)的同义词。可靠性不仅是RCM,而且,它有一个更广泛的意义。在任何组织中,理解可靠性这个词和它是如何建立与维护的,是能否建立一个为了改善可靠性的,成功的项目的关键。在这一章中,我们将定义与可靠性相关的关键词和讨论能够帮助实现更高可靠性的重要因素。

什么是可靠性和为什么需要可靠性?

可靠性是一个广义的概念,它主要关注执行其预期功能的能力来支持生产或提供服务。很多关于可靠性的书倾向于关注以可靠性为中心的维修(RCM)。可靠性不仅仅是RCM。RCM是一个利用可靠性原则确定对工作维护所需条件的主动的方法,这样的资产可以继续执行其预定的功能。事实上,RCM基本上是一个点优化工具用来定义“正确”的维护操作。在其最有效且被广泛接受的形式中,它由为一个特定的资产建立一个维修计划的七个步骤组成。当组织第一次试图提高可靠性,他们按照RCM执行,但RCM真的不同于一个可靠性的改进计划。RCM的细节过程将在第8章讨论。

提高资产可靠性对于任何组织机构的成功至关重要,特别是运营和维护活动。 去做这个,我们需要了解可靠性和维护性,以及它们是如何相关。 可靠性是资产执行所需的能力在规定的一段时间内所规定的条件下进行功能任务时间。 资产可靠性的三个要素是资产功能,资产运作的条件和任务时间。 期限可靠的资产意味着设备和设备可用和在需要的时候,他们会执行预定的功能,终止期没有失败。 可靠性是一个设计属性当设计,建造和安装资产时,应“设计”。

另一方面,维护是维护或工作的一种行为使资产处于正常运行状态。它可能包括执行维护检查和修理,以保持资产在一个运行安全的方式生产或提供设计的能力。这些动作可以进行预防性维护(PM)和纠正维护(CM)行动。因此,维护保持资产处于可接受的工作状态,防止他们失败,如果失败,将他们带回他们有效和尽可能快地运作。可维护性是我们需要了解可靠性的另一个术语。这是与可靠性并存的另一个设计属性。它反映了维护的便利性。可维护性的目标是确保维护任务可以轻松,安全,有效地执行。通常设计可靠性和可维护性属性资产,通过使用可靠的组件,更简单的更换和更容易的检查来最大限度地减少维护需求。

通过这些定义,差异开始变得清楚。设计可靠性是一项战略任务。 维护保养资产功能是一项战术任务。 维护不会提高可靠性,只是维持它。 提高可靠性需要重新设计或更换更好更可靠的部件。 提高可靠性需要一个新思维-一个新的范式。 而不是问如何恢复有效率地实现失败资产的能力,我们需要问什么我们可以积极地做出保证资产不会失效的事情满足业务需求的整体运作环境。

在这个转型中的挑战是我们应该争取最大限度的努力,实现资产可靠性。 然而,已经发现,确保100%的可靠性 - 虽然是一个伟大的目标 - 导致高的采购成本并且可能需要高水平的维护以维持高可靠性。 它可能不是一个具有成本效益的策略,可能不是负担得起的。 我们需要在上下文中定义资产或工厂的可靠性要求支持基础业务需求。 那么我们不可避免地意识到这一点我们可能需要不同的可靠性和可负担的维护计划。

如图6.1所示,我们需要找到合适的可靠性水平需要给我们最佳的总成本。 该图显示了生产或使用成本,这是操作和停机成本可靠性(和维护)成本。

图6.1可靠性/可用性经济学

为什么可靠性重要?

资产可靠性是一个重要的属性,原因有几个,其中包括:

bull; 客户满意度。可靠资产将履行客户的需求随时随地。一个不可靠的资产会严重影响客户的满意度。因此,高可靠性是客户满意度的强制性要求。

bull;声望。机构的声誉非常密切对他们的服务的可靠性。工厂越可靠资产越多,机构越有可能有利声誉。

bull;运维成本。资产业绩不佳将会使运营成本更高并保持。

bull;重复业务。可靠的资产和工厂将确保及时满足客户的需求。客户满意将带来重复业务,也将产生积极影响对未来业务。

bull;竞争优势。许多领先和有远见的公司已经开始实现其植物的高可靠性/可用性和资产。由于他们更加强调工厂可靠性改进计划,因此他们获得了优势竞争。

可靠性与质量控制

在制造过程中,质量控制(QC)是关心的该过程如何满足规格以保证一致的产品质量。 其目标是看到资产及其组成部分制造和组装以高品质的标准和满足设计规格。 因此,QC是制造的快照过程“质量计划在特定时间。 资产整体投入运行后,可靠性往往与失败有关生活。 建筑资产制造流程的质量控制对资产的可靠性作出重要贡献 - 可以考虑作为整体可靠性计划的组成部分。

一个链条与其最弱的环节一样强大,资产只有资产的固有可靠性以及用于构建或组装该资产的制造过程的质量。 甚至虽然资产可能具有可靠的设计,但其可靠性仍然可能资产在现场建造和安装或使用时不能令人满意。 的这种低可靠性的原因可能是资产或其组成部分建造不好 这可能是不合标准制造的结果资产建设过程。 例如,冷焊接点可以通过制造商进行初始测试,但是由于热量而在现场失败骑自行车或振动。 这种类型的故障不会因为差而发生设计,但由于制造过程较差。

通常资产的设计具有基于可靠性的水平有效利用可靠的组件及其配置。一些组件可能是串联工作,其他组件可以并行安排提供所需的整体可靠性。这种可靠性被称为固有的可靠性。资产安装完成后,可靠性资产无法改变,无需重新设计或更换更换和改进的组件。但是,可以提高资产的可用性通过在故障前修复或更换不良组件,并实施基于可靠性的良好PM计划。

评估和寻找达到高资产可靠性的方法是关键可靠性工程方面。我们有很多做法适用于提高资产的可靠性。我们将讨论这些本章稍后提及可靠性的实践以及其他内容章节

6.2关键术语和定义

可用性(A)

资产能够在需要时在规定的环境中令人满意地履行其预期功能的概率。可用性是可靠性和可维护性的函数。

失败

失败是资产/组件无法兑现的预期表现。 它不要求资产不可操作。 失败也可能意味着降低速度或不会议操作或质量要求。

失败率

资产在一段时间内的失败次数。 失败利率在资产的使用寿命内被认为是不变的。 它是通常表示为每单位时间的故障次数。用lambda;(lambda;)表示,故障率是故障时间平均的倒数(MTBF)。

可维护性(M)

维护活动可以轻松快捷在资产上进行。 可维护性是设备的功能,通常由MTTR测量。

平均故障间隔时间(MTBF)

MTBF是资产可靠性的基本衡量标准。 由...计算将资产的总运行时间除以某段时间内的故障次数。 MTBF是失败的倒数速率(lambda;)。

平均修复时间(MTTR)

MTTR是将资产恢复到全部所需的平均时间故障时的运行状况。 它是通过划分计算的资产的总修理时间通过一些失败的次数一段的时间。 这是可维护性的基本措施。

可靠性(R)

资产或项目将执行其预期的概率在规定的条件下运作一段特定的时间。 它通常以百分比表示,并用平均值来表示故障间隔时间(MTBF)。

以可靠性为中心的维护(RCM)

一个系统和结构化的过程,以开发高效和有效的资产维护计划,以最大限度地减少故障的可能性。 该过程确保安全和任务符合性。

正常运行时间

正常运行时间是资产或系统的时间完全可以运行或准备好执行其预期功能。 它与停机时间相反。

6.3定义和衡量可靠性和其他条款

有两种类型的资产:可修复和不可修复。

调用失败时可以修复的资产或组件可修理的,例如压缩机,液压系统,泵,马达和阀门 这些可修复系统的可靠性的特征在于术语MTBF(平均故障间隔时间)。

调用失败时无法修复的资产或组件不可修理的,例如灯泡,火箭发动机和电路板。 一些组件如集成电路板可以修复,但修复工作成本要高于新组件的重置成本。因此,它们被认为是不可修复的。 不可修复系统的可靠性的特征在于术语MTTF(平均时间失败)。

可靠性,可维护性和可用性

军事标准(MIL-STD-721C)中定义的可靠性(R)是“项目将在规定的条件下以特定间隔执行其预期功能的概率”。

如这里所定义的,项目或资产可以是电子的或机械的,硬件产品,软件或制造过程。 可靠性通常由MTBF测量,并通过除法运算来计算时间由故障次数决定。 假设资产在2000年投入运作小时(或12个月),在此期间有10次失败。 的该资产的MTBF为:

MTBF = 2000小时/ 10次故障=每次故障200小时

12个月/ 10次故障=每个故障1.2个月

较大的MTBF通常表示更可靠的资产或组件。

可维护性(M)是项目或资产的能力的度量在维护和维修的每个阶段使用规定的程序和资源进行维护时,保留或恢复到指定的条件。可维护性通常以平均修复时间表示(MTTR),有时是平均停机时间(MDT)。 MTTR是平均值修复资产的时间。 这是纯修复时间(由一些扳手时间称为)。相比之下,MDT是资产下降的总时间,其中包括维修时间加上额外的等待延迟。

简单来说,可维护性通常指的是这些特征资产,组件或总体系统,有助于维护和维修的便利。 较低的MTTR通常表示更容易维护并修理。

图6.2 a,b和c显示了MTBF和MTTR数据在几小时内的趋势。基准应基于至少一年的数据,取决于您的业务(可能需要长达三年的资产数据操作时间最短)。 这种趋势线对于跟踪改进的影响至关重要。 图6.2a显示了MTBF趋势数据,其中在增加。 这个趋势是好的。

图6.2b显示了MTTR趋势数据的增加。 正在进行在错误的方向。 我们需要评估为什么MTTR正在增加:我们在我们的工作中有正确的技能吗? 我们是否确定并提供正确的材料,工具和工作指导? 我们可以做些什么来扭转这个趋势?

图6.2c显示了MTTR趋势数据,正在减少。 在这种情况下,趋势是正确的。 要继续这个趋势,我们需要问问题是什么导致这种情况发生? 我们做了什么变化?这种类型数据的趋势可以帮助改善决策过程。

可用性

可用性(A)是资产的可靠性和可维护性的函数。 当任务在未指定(随机)的时间被调用时,它在任务开始时的项目或资产处于可操作和可承诺状态的程度来衡量。

简单来说,可用性可以表示为资产在需要时处于运行状态的概率。 在数学上,定义了可用性:

可用性(A)= MTBF/( MTBF MTTR)= 正常运行时间/(正常运行时间 停机时间)

上面定义的可用性通常被称为固有可用性(A)。 这是设计师最好的选择。

实际上,实际可用性将低于固有可用性由于预防和纠正性维护,资产将会下降行动。 另一个术语“可操作性可用性(Ao)”考虑到预防性和纠正性维护,并包括所有延迟 - 行政,材料和工具,旅行,信息收集等 - 保持资产不可用。 实现可用性(Aa)包括预防性维护,但不会导致材料和工具,信息等的延迟。

当然,资产的设计师或制造商应该对固有的或实现的可用性负责。 该资产的用户应该对运营可用性感兴趣。 当我们使用资产时,固有的可用性将会降低,并且在不改变硬件和软件的情况下永远不会改进。 可以通过提高可靠性和可维护性来改善可用性。 应进行权衡研究,以评估增加MTBF(可靠性)或降低MTTR(可维护性)的成本效益。 为了简单起见并减少混淆,我们将使用本书中的可用性来表示固有的可用性。

可用性的标准约为95%,意味着该资产可在10小时内提供9.5小时。这是基于一般行业的预期。 在某些情况下,如果资产不是非常关键,标准可能会更低。 但如果关键资产如航空发动机或资产涉及24-7次操作,该标准可能需要99%或更高的可用性。

一般来说,实现95%以上可用性的成本呈指数级增长。 因此,我们需要进行操作分析,以证明高可用性要求,特别是超过97%。

浴缸曲线和可靠性分布

图6.3中所示的浴缸曲线被广泛地应用于可靠性工程中,尽管一般概念也适用于人们。曲线描述了危险功能的特定形式,其中包括三个部分:

bull;第一部分是减少失败率,称为早期失败或婴儿死亡率。 它类似于我们的童年。

bull;第二部分是恒定的故障率,称为随机故障。 这与我们的成年生活相似。

bull;第三部分是增加的故障率,称为磨损故障。 这与我们的老年人相似。

浴缸曲线是通过映射首次引入的早期婴儿死亡率故障率,在其使用寿命期间具有恒定故障率的低随机故障率,以及资产接近其设计寿命时的最终磨损失败率来生成的。

在较少的技术术语中,在浴缸曲线的资产的早期生活中,故障率很高。 但是,由于缺陷组件被识别和丢弃,它会迅速减少,并

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