RAMS与LCC培训资料

生命周期成本LCC

1、生命周期成本（IEC300-3，IEC60300-3-3 ）：根据LCC模型，一

个产品在其生命周期内累计的模型成本。

2、生命周期成本过程：根据LCC模型，对购买和使用一个产品的

总成本进行经济分析的过程。

这个分析为决定产品的设计、开发和使用提供了重要的输入。产品供应商可以通过评估不同方案和进行比较分析研究，优化产品的设计。也可以评估不同的运行和维修策略以优化LCC。

3、LCC由若干方面组成：

-投资

●列车的购置成本

●需要的专用工具

●备品备件（LRU：Line Replaceable Unit）

●培训

●文件化

●……

-维修

●预防性维修（PM：Preventive maintenance）

●纠正性维修（CM：Corrective maintenance）

-运行成本

●能源（电或燃料）

●轨道的使用（*）

●运行人员（*）

-生命结束成本

●处置成本（*）

注：（*）- 这些项目一般不包括在LCC的合同中。

3、LCC的作用：

-投标

-比较不同的方案-项目控制

-成本预测-……

可靠性Reliability

1、定义（IEC50 191-02-06）

可靠性指的是一个部件履行要求的功能的能力：

-在给定的条件下和

-在给定的时间内。

2、测量方法

1）R(t), 可靠性概率: 一个部件在给定条件下、在给定的时间间隔内能够履行要求的功能的概率。

当= 常数时,

t 可以是以下任何一种参数:

-时间(日历时间, 车辆运行时间, 部件运行时间, 旅行时间)

-运行的距离

-工作循环或类似的.

2) 故障概率F(t) = 1-R(t)

3) 故障概率密度f(t) = d F(t) / d t

4) 故障率= f(t) / R(t)

当故障率为常数时, 即不随时间和行程变化时,

= 1/MTTF, 对于不可修复部件;

= 1/MTBF, 对于可修复部件;

= 1/MDBF, 通常是对车辆.

这里, MTTF: Mean Time To Failure到故障的平均时间

MTBF: Mean Time Between Failures故障间的平均时间(指运行时间)

MDBF: Mean Distance Between Failures故障间的平均行程

注意: 一般情况下, 是随时间变化的, 譬如在运行初期和末期故障率都会比较高(浴盆曲线).

MDBF是经常被作为规范使用的.

MDBF = 在一段时间里的运行行程/ 这段时间总的故障次数

3、故障分类(EN 50 126)

1)特大故障(Significant, Immobilizing Failure)

具有下列特征的故障:

-产生危害和/或

-列车无法移动或者导致服务延迟大于某一规定时间和/或引起成本高于某一规定水平.

2)大故障(Major, Service Failure)

具有下列特征的故障:

-系统必须调整以达到规定的性能, 并且-不满足特大故障的条件.

3)小故障(Minor)

具有下列特征的故障:

-不阻止系统达到规定的性能, 并且

-不满足大故障或特大故障的条件.

可靠性确定的例题:

5辆机车在24个月内的故障情况如下表. 所有机车每月的行程为20 Tkm. 故障之后立即被修理好并返回到运行. 要求确定机车的MDBF. (24个月平均; 前12个月平均; 后12个月平均)

1. 用全部24个月数据:

MDBF = 5*480 / 20 = 120 Tkm

故障率= 1/MDBF = 0.83 次/ 100 Tkm

2. 用前12个月数据:

MDBF = 5*240 / 14 = 85.7 Tkm

故障率= 1/MDBF = 1.17 次/ 100 Tkm

3. 用后12个月数据:

MDBF = 5*240 / 6 = 200 Tkm

故障率= 1/MDBF = 0.5 次/ 100 Tkm

4. 每辆机车的MDBF, 故障率= ?

5. 行程-累计故障次数曲线

6. M(d)程序

有效性Availability

1. 定义(IEC50 191-02-05)

一个部件在履行要求功能的状态的能力

-在给定的条件下

-在给定的时间内或在给定的时间间隔内

-假定要求的外部资源已被提供.

2. 有效性的测量

A = 有效时间up time / (有效时间up time +无效时间down time)

= up time / 总的时间total time

= 1 - down time / total time

有效时间up time: 部件在有效状态的时间间隔

无效时间down time: 部件在无效状态的时间间隔

1)固有有效性inherent availability (Ai)

Ai = 纠正性维修时间/ 总的时间

= MTBF / (MTBF + MTTR)

MTBF: Mean Time Between Failure平均故障时间

MTTR: Mean Time To Restoration 平均恢复时间

纠正性维修时间corrective maintenance time (主动维修时间active maintenance time):

-故障定位时间

-零件更换时间(包括进入到更换位置)

-修完后的复查时间

但不包括: 服务时间, 路途时间, 休息时间和作决定的时间.

2)技术有效性technical availability (At)

At = (纠正性维修时间+ 预防性维修时间) / 总的时间

预防性维修时间Preventive maintenance time:

-维修计划中包括的安全措施和工作准备时间

-纯维修时间

-修完后的复查时间

但不包括: 服务时间, 路途时间, 休息时间和作决定的时间.

作为一个规则, 预防性和纠正性维修时间不包括在维修工场中修理, 大修或重新调试被更换零件的时间, 因为这不会影响到车辆的有效性. 但是如果被换下的零件修好后要被重新安装在原车辆中, 这个时间要被计入作为计算有效性.

4)运行有效性Operational availability (Ao)

除纠正性, 预防性维修时间之外, 还将物流和管理性延迟时间也计入无效时间.

5)车辆有效性Fleet availability (Afleet)

Afleet = 可运行的车辆数/ (可运行的车辆数+ 现在维修的车辆数)

=可运行的车辆数/ 总的车辆数

专用非有效性(special unavailability):

由于纠正性维修而不有效的车辆数/ 总的车辆数一般, Ai, At, 专用非有效性会在合同中用到.

例题:

车辆每天运行18h (一年按365天计). 每年纠正性维修的时间为100h, 预防性维修的时间是200h. 请计算Ai, At.

1.时间按h计算.

2. 时间按天计算, 每天按24小时计.

3. 时间按天计算, 每天按8小时工作时间计.

1. Ai = (18*365-100)/(18*365)=0.9848 At = (18*365 -100 -200) / (18*365) = 0.9543

2. Ai = 1-100/24/365=0.9886

At = 1- (100+200)/24/365 = 0.9657

3. Ai = 1-100/8/365=0.9658

At = 1- (100+200)/8/365 = 0.8973

4. 如何改进车辆的有效性

-改进可靠性

-在合适时加大维修间隔

-减少维修时间(用尽可能多的有用的工人人数, 用优化的程序)

-改善可维修性(maintainability): 快速故障探测, 易进入, 很好诊断, 对更换频繁的部件很容易进入, 更换时不需重工或调整等)

-将维修活动放在运行不太繁忙的时间里

-将维修时间换到车辆不运行时.

可维修性Maintainability

1.定义(IEC50 191-02-07)

一个部件的能力:

-在给定的使用条件下

-被维持在

-或被恢复到

-一个它能履行要求的功能的状态

-当在给定的条件和使用规定的程序和资源执行维修时.

2.可维修性的量测

MTTR: Mean Time To Restoration平均恢复时间

恢复时间具有统计分布特性, 一般用对数正态分布来表示.

恢复Restoration: 通过更换缺陷件(LRU: Line Replaceable Unit在线可更换件)将车辆恢复到正常运行状态. 缺陷件随后在维修工场被修理.

3. 恢复时间Restoration time, 主动维修时间Active maintenance time, 可维修性Maintainability

可维修性可以被描述为在规定的维修和运行条件下易于服务程度和易修理程度的特性.

其主要特点是:

-可进入性(accessibility)

-可测试性(testability)

-可更换性(exchangeability)

可进入性(accessibility): 要测量部件的特性或进行维修, 部件必须容易进入(人员和工具的空间, 尽可能少地移出其它部件).

可测试性(testability): 故障之后要进行的检查要使用简单的, 不相互矛盾的测试(故障识别和定位, 即诊断的准确性).

可更换性(exchangeability):故障发生后, 有缺陷的部件要用储存的备件去更换, 要没有调整和其它形式的重工.

可测试性(testability): 更换缺陷部件后, 需要用另一个简单的测试去检查故障是否已被消除.

因此, 可以用3个时间之和(故障定位, 更换, 复核)来表示检查和修

理过程, 称为”主动维修时间”(Active maintenance time). 服务时间(可进入性)也被计入主动维修时间.

主动维修时间:

-故障定位时间, 包括进入

-缺陷部件更换时间

-复核时间

主动维修时间也就是恢复时间, 具有统计分布特性, 一般用对数正态分布来表示. 其平均值就是MTTR(平均恢复时间) –可维修性的量测方法.

4. 可维修性和维修(Maintainability & Maintenance)

维修Maintenance: 所有技术性和行政性措施的组合, 包括管理措施, 其目的是维持部件在或将其恢复到能够履行要求的功能的状态.

可维修性是一个部件的内在特性, 这个特性是部件制造商的职责.

维修是由维修团队应用技能和资源来实施的一种活动, 这是维修者的职责.

理想状况: 可维修性和维修应该彼此和谐.

不理想: -差的可维修性可以被好的维修补偿掉(但有一定限度)

-好的可维修性可以被差的维修所毁掉

-内装式零件的好的可维修性可以被差的系统集成所毁掉

5. 可维修性的验证

5.1 Sample analysis样本分析

5.2 Test Restoration恢复测试

可从FMEA分析中的故障里随即选取一些做试验.

安全性Safety

1.定义(IEC 50 126)

Freedom from unacceptable risk. 安全性指的是免于不可接受的风险.

风险: 故障后果的严重性和故障发生概率的组合.

Combination of the severity of a failure consequence and the probability of occurrence of the failure.

2.风险水平

根据有害事件发生的严重性和其频率, 风险的水平可以分为: (IEC 50 126)

-不可接受的Unacceptable

-不希望的Undesirable

-可忍受的Tolerable

-可忽略的Negligible

有害事件发生的频率风险水平

有害事件发生的严重度

低---------------------------------------------------------高

风险会与下列因素相关:

-乘客

-运行和管理人员

-铁路系统之外的人员(行人, 汽车司机)

-维修人员

-环境

-铁路系统或子系统本身

最基本的安全特性:

-出轨

-刹车和牵引力的控制

-门的控制