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1、1轨道交通产品RAMS/LCC 概述陈晓彤2010年7月戚机所RAMS/LCC 基础知识培训讲义之一：内容安排12RAMS/LCC 是什么？RAMS/LCC 的工作意义3RAMS/LCC 的现状和发展4RAMS/LCC 的概念解释5RAMS/LCC 的标准体系3RAMSRAMS Reliability 可靠性 Maintainability 维修性Avalability可用性 Safety 安全性RAMRAMSS4一辆车使用使用行驶行驶加油加油保养保养换油换油检测检测更换更换故障故障不能行驶不能行驶性能降低性能降低 维修维修故障定位故障定位维修准备维修准备修复修复报废报废可靠性可靠性少发生故障

2、少发生故障维修性维修性快速恢复快速恢复测试性测试性迅速定位和诊断迅速定位和诊断保障性保障性使用和维修保障使用和维修保障可用性可用性5关心的问题针对保养针对保养需要清洗、润滑、打磨吗？需要清洗、润滑、打磨吗？多长时间需要更换？多长时间需要更换？是否需要定期检查？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？需要什么工具、消耗品？针对故障针对故障多长时间发生一次？多长时间发生一次？发生什么故障？发生什么故障？如何发现故障？如何发现故障？如何预报故障？如何预报故障？一旦发生，会产生什么后果？一旦发生，会产生什么后果？针对维修针对维修如何找到故障部位？如何找到故障部位？在

3、哪里修？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的程序是什么？维修的时间是多少？维修的时间是多少？这些问题是要靠RAMS来回答回答和解决解决的6Availability 可用性可用性为在任意随机时刻，产品处于可运行状态的能力；可靠性可靠性少发生故障少发生故障维修性维修性快速恢复快速恢复测试性测试性迅速定位和诊断迅速定位和诊断保障性保障性使用和维修保障使用和维修保障可用性可用性7LCCLCC=Life Circle Cost,即全寿命周期费用例如齿轮箱-LCC包括初始配置费用、维护保养费用、故障维修费用三大项。8内容安排12RAMS/LCC 是什么？RAMS/

4、LCC 的工作意义3RAMS/LCC 的现状和发展4RAMS/LCC 的概念解释5RAMS/LCC 的标准体系9购买一辆私家车性价比？购买费用费用性能使用费用维修费用马力舒适性适用性性能维持能力RAMS外观OUT10权衡因素购车费用210000使用费用330000保养费用264000维修费用15000011产品特性产品的RAMSRAMS可靠性维修性可用性安全性可靠性维修性可用性安全性12效能能力可用性设备性能 人的能力可靠性保障性维修性RAMS 的工程意义的工程意义效能13RAM的目标-提高运营能力365365贮存待命工作测试和诊断故障维修维护保养可靠性测试性维修性使用保障维修保障保障性14第

5、一，保障铁路产品的安全运营的需要。轨道交通安全第一，机车车辆的工作环境非常严酷，对产品的可靠性水平要求较高；同时由于近年来机车车辆的大幅提速，对机车的安全、可靠、稳定运营提出了进一步的要求。第二，与国际先进水平接轨的需要。我国大量引进国外的轨道装备产品和技术；伴随着引进，南北车集团的下属企业开始了与国际领先公司的技术合作与配套供应，合作过程中，作为供应链上游的国外厂商，分别对我国内企业提出了相应的RAMS要求，强制要求进行FMECA、FRACAS和LCC等各项工作。第三，降低寿命周期费用（LCC）的需要。轨道交通产品的使用和维护费用很高，往往超过了采购成本，通过RAMS技术的推动和运用，为LC

6、C的分析和控制提供了技术支持，通过RAMS工程技术的推广应用，权衡产品运营、维护维修策略、备件储备和供应等方面要素，分析寿命费用的关键因素，降低寿命费用水平。开展RAMS的急迫性15现代设计思想的转变现代设计思想的转变性能向效能的延伸研制费用向寿命周期费用的延伸16内容安排12RAMS/LCC 是什么？RAMS/LCC 的工作意义3RAMS/LCC 的现状和发展4RAMS/LCC 的概念解释17国外铁路产品先进的RAMS/LCC特点具有系统化的RAMS/LCC 标准体系 RAMS/LCC 要求是重要的设计输入对研发的全过程进行RAMS管理RAMS/LCC 信息化程度较高丰富的RAMS专业资源

7、IEC 标准 EN 标准（CENELET）IRIS（国际铁路工业标准）其他支持标准整车信号系统其他分系统设备18IRIS-国际铁路工业标准ALSTOM 阿尔斯通BOMBARDIER 庞巴迪SIEMENS 西门子Ansaldo Breda 安萨多布雷达（意大利）EN50129EN50129EN50126EN50126IRISIRIS的的RAMSRAMS19国外铁路产品先进的RAMS/LCC 状况具有系统化的RAMS/LCC 标准体系 RAMS/LCC 要求是重要的设计输入对寿命的全过程进行RAMS管理RAMS/LCC 信息化程度较高丰富的RAMS专业资源IRIS明确提出了强制性的RAMS/LCC

8、要求，并且“RAMS/LCC过程必须符合CENELEC EN50126的要求”采购合同中有明确的RAMS/LCC 要求，并规定验证方法RAMS/LCC 活动纳入研发流程*From GE 运输庞巴迪的例子20国外铁路产品先进的RAMS/LCC特点具有系统化的RAMS/LCC 标准体系 RAMS/LCC 要求是重要的设计输入对研发的全过程进行RAMS管理RAMS/LCC 信息化程度较高丰富的RAMS专业资源1 概念2.系统定义和运行条件3.风险分析4.系统要求6.设计和实现7.制造8.安装9.系统确认10.系统验收11.运行和维护14.停用和处置5.系统要求分配RAMS/LCC 里程碑设定（Cre

9、at-Update-Close）RAMS/LCC 阶段成果确认（拒收-有条件接收-接收）RAMS/LCC 数据审查*From EN5012621国外铁路产品先进的RAMS/LCC特点具有系统化的RAMS/LCC 标准体系 RAMS/LCC 要求是重要的设计输入对研发的全过程进行RAMS管理RAMS/LCC 信息化程度较高丰富的RAMS专业资源完善的故障信息数据库RAMS与产品设计信息的有效融合可靠性预计、FMEA、FTA、LCC等软件工具得以广泛应用22国外铁路产品先进的RAMS/LCC特点具有系统化的RAMS/LCC 标准体系 RAMS/LCC 要求是重要的设计输入对研发的全过程进行RAMS

10、管理RAMS/LCC 信息化程度较高丰富的RAMS专业资源普遍有RAMS专业机构RAMS 专业人员占技术人员10%左右（庞巴迪）完善的培训体系RAMS专业咨询公司的辅助23国内铁路行业的RAMS/LCC 现状国内轨道交通装备各企业的RAMS工程尚处于起步或初步发展阶段，局部建立了质量与可靠性信息系统，利用各研发、生产和使用单位提供的质量与可靠性信息进行分析和评价新车型的技术合同中普遍提出了RAMS/LCC要求重点产品应用了一些RAMS工程技术，例如基于安全系数的可靠性工程设计、故障模式影响分析、故障树分析、可靠性试验等。在南车集团，整车厂的RAMS工作较领先，如四方厂、铺镇厂等，这些厂普遍建立

11、了FRACAS系统，RAMS分析技术得到见成效的应用，对供应商产品提出了相应的RAMS技术要求。在南车集团，部分企业已经通过IRIS认证。四方股四方股份份株机公株机公司司戚墅堰戚墅堰公司公司铺镇厂铺镇厂永济电永济电机机四方所四方所时代电时代电气气24国内RAMS/LCC面临的挑战RAMS/LCC 工程体系完整性RAMS/LCC 工程技术有效性RAMS/LCC 信息化建设RAMS/LCC 数据支持RAMS/LCC 专业人员25内容安排12RAMS/LCC 是什么？RAMS/LCC 的工作意义3RAMS/LCC 的现状和发展4RAMS/LCC 的概念解释26可靠性可靠性产品的是产品在规定的条件下运

12、行时，在规定的时间内保持规定功能的能力。可靠性的概念有以下特征：关注故障判定故障发生的可能性，用定量的形式表达；评价故障对系统功能的影响程度。可靠性的基本参数：MTBF平均故障间隔时间MTBCF平均致命故障间隔时间可靠性（Reliability）27回答问题针对保养针对保养需要清洗和润滑吗？需要清洗和润滑吗？多长时间需要更换？多长时间需要更换？是否需要定期检查？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？需要什么工具、消耗品？针对故障针对故障多长时间发生一次？多长时间发生一次？发生什么故障？发生什么故障？如何发现故障？如何发现故障？什么原因导致？什么原因导致？一

13、旦发生，会产生什么后果吗？一旦发生，会产生什么后果吗？针对维修针对维修如何找到故障部位？如何找到故障部位？在哪里修？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的程序是什么？维修的时间是多少？维修的时间是多少？可靠性预计可靠性建模FMECA可靠性可靠性评估28解决问题可靠性建模可靠性建模可靠性预计可靠性预计可靠性评估可靠性评估FMECAFMECA可靠性分析可靠性分析可靠性研制试验可靠性研制试验可靠性增长试验可靠性增长试验可靠性试验可靠性试验可靠性设计审查可靠性设计审查简化设计简化设计降额设计降额设计冗余设计冗余设计可靠性设计可靠性设计29维修性维修性是产品在规定

14、的条件下和规定的时间内，按规定的程序方法进行维修时，保持或恢复到其规定状态的能力。维修性的概念具有以下特征：关注故障，是针对故障的一种活动；表征产品修复故障的能力，表达产品维修的难易程度是产品设计所赋予的一种固有属性。维修性的主要参数：MTTR平均修复时间Mmax 最大修复时间维修性（Maintainability）30回答问题第30页针对保养针对保养需要清洗和润滑吗？需要清洗和润滑吗？多长时间需要更换？多长时间需要更换？是否需要定期检查？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？需要什么工具、消耗品？针对故障针对故障多长时间发生一次？多长时间发生一次？发生什

15、么故障？发生什么故障？如何发现故障？如何发现故障？如何预报故障？如何预报故障？一旦发生，会产生什么后果？一旦发生，会产生什么后果？针对维修针对维修如何找到故障部位？如何找到故障部位？在哪里修？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的程序是什么？维修的时间是多少？维修的时间是多少？维修性维修性建模和预计隔离分解更换结合调整检验启动准备故障诊断分析故障检测分析31解决问题测试和诊断设计维修性设计 维修性设计准则 可达性设计 模块化设计 32保障性保障性为满足系统可用性要求，降低寿命周期费用，综合考虑产品的保障问题，确定保障性要求，进行保障性设计、规划并研制保障

16、资源，及时提供产品所需保障的一系列管理和技术活动。综合保障包括：使用保障；维修保障。保障要素：保障性（Supportability）人员；训练与训练保障；供应保障；计算机资源保障；保障设备；保障设施；技术资料；包装、装卸、贮存和运输保障；规划使用与维修保障；保障性设计接口33回答问题针对保养针对保养需要什么保养活动需要什么保养活动(清洗清洗/润滑润滑)？多长时间需要更换？多长时间需要更换？是否需要定期检查？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？需要什么工具、消耗品？针对故障针对故障多长时间发生一次？多长时间发生一次？发生什么故障？发生什么故障？如何发现故障

17、？如何发现故障？如何预报故障？如何预报故障？一旦发生，会产生什么后果？一旦发生，会产生什么后果？针对维修针对维修如何找到故障部位？如何找到故障部位？在哪里修？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的程序是什么？维修的时间是多少？维修的时间是多少？RCM(以可靠性为中心的维修)保障性MTA(维修任务分析)LORA(维修级别分析)PHM(产品健康监控)保障资源需求分析34解决问题RCM(以可靠性为中心的维修)MTA(维护任务分析)LORA(维修级别分析)PHM(产品健康监控)保障资源需求分析预防性维修策略健康监控策略维修站点设置保障资源策略故障修复策略保障性设

18、计保障性设计35安全性安全性是指产品不发生系统危险事件（Hazard Event，也称为事故）的能力。关注危险，产品的危险包括：人员伤亡重大财产损失环境破坏涉及到在各种环境条件和工作条件下，在运行、维护和维修过程中发生的所有危险；故障是危险的主要来源，危险性故障是全部故障的子集。安全性基本参数MTBHE安全性（Safety）36回答问题针对保养针对保养需要清洗和润滑吗？需要清洗和润滑吗？多长时间需要更换？多长时间需要更换？是否需要定期检查？是否需要定期检查？保养的步骤是什么？保养的步骤是什么？需要什么工具、消耗品？需要什么工具、消耗品？针对故障针对故障多长时间发生一次？多长时间发生一次？发生什

19、么故障？发生什么故障？如何发现故障？如何发现故障？如何预报故障？如何预报故障？一旦发生，会产生什么后果？一旦发生，会产生什么后果？针对维修针对维修如何找到故障部位？如何找到故障部位？在哪里修？在哪里修？维修前需要做哪些准备？维修前需要做哪些准备？维修的程序是什么？维修的程序是什么？维修的时间是多少？维修的时间是多少？安全性危险识别危险分析危险评估37解决问题危险识别危险识别初步危险分析初步危险分析详细危险分析详细危险分析危险风险评估危险风险评估危险控制和确认危险控制和确认安全性安全性计划计划3839可靠性与安全性对于一些产品来说，可靠性就是安全性。可靠性关心任务成败安全性关心人身安全危险危险故

20、障故障大雾大雾闪电闪电可靠性安全性功能状态功能状态故障状态故障状态危险状态危险状态可靠性可靠性安全性安全性40RAMS 工作项目RAMS 工作程序可靠性工作项目可靠性建模可靠性预计可靠性分配FMECA可靠性数据评估维修性工作项目维修性建模和预计以可靠性为中心的维修性分析LRU/SRU清单维修任务分析安全性工作项目初步危险分析故障树分析事件树分析量化风险分析危险登记簿41RAMS基本数据输入产品产品层次结构层次结构单元组成单元组成功能划分功能划分接口关系接口关系任务模式任务模式工作环境工作环境第41页PDM产品树PDM/EDABOM清单功能图功能表边界图接口矩阵任务剖面环境剖面这几项都要先定义好

21、这几项都要先定义好初步初步RAMSRAMS分析分析42RAMS的数据关系结构结构/组成组成功能功能/接口接口任务任务/环境环境可靠度可靠度MTBFMTBF故障模式故障模式故障原因故障原因故障后果故障后果检测率检测率隔离率隔离率诊断策略诊断策略MTTRMTTR最大维修时间最大维修时间维修级别维修级别维修站点维修站点维修任务维修任务维修资源维修资源费用费用第42页可靠性预计可靠性建模可靠性评估43第43页FMECA结构结构/组成组成功能功能/接口接口任务任务/环境环境可靠度可靠度MTBFMTBF故障模式故障模式故障原因故障原因故障后果故障后果检测率检测率隔离率隔离率诊断策略诊断策略MTTRMTTR

22、最大维修时间最大维修时间维修级别维修级别维修站点维修站点维修任务维修任务维修资源维修资源费用费用RAMS的数据关系44第44页测试性分析结构结构/组成组成功能功能/接口接口任务任务/环境环境可靠度可靠度MTBFMTBF故障模式故障模式故障原因故障原因故障后果故障后果检测率检测率隔离率隔离率诊断策略诊断策略MTTRMTTR最大维修时间最大维修时间维修级别维修级别维修站点维修站点维修任务维修任务维修资源维修资源费用费用RAMS的数据关系45第45页LORA结构结构/组成组成功能功能/接口接口任务任务/环境环境可靠度可靠度MTBFMTBF故障模式故障模式故障原因故障原因故障后果故障后果检测率检测率隔

23、离率隔离率诊断策略诊断策略MTTRMTTR最大维修时间最大维修时间维修级别维修级别维修站点维修站点维修任务维修任务维修资源维修资源费用费用RAMS的数据关系46组成组成/功能功能接口关系接口关系任务任务/环境环境可靠度可靠度MTBFMTBF故障模式故障模式故障原因故障原因故障后果故障后果检测方法检测方法/检测率检测率诊断方法诊断方法/隔离率隔离率MTTRMTTR最大维修时间最大维修时间维修级别维修级别维修站点维修站点维修任务维修任务维修资源维修资源费用费用MTA维修资源分析RCMRAMS的数据关系47结构结构/组成组成功能功能/接口接口任务任务/环境环境可靠度可靠度MTBFMTBF故障模式故障

24、模式故障原因故障原因故障后果故障后果检测方法检测方法/检测率检测率诊断方法诊断方法/隔离率隔离率MTTRMTTR最大维修时间最大维修时间维修级别维修级别维修站点维修站点维修任务维修任务维修资源维修资源费用费用LCC分析RAMS的数据关系48RAMS 的标准体系IEC 标准EN 标准（CENELET）IRIS（国际铁路工业标准）其他支持标准149内容安排12RAMS 背景RAMS 描述3RAMS 关系4RAMS 标准50IEC 标准2000 年,IEC 61508 标准正式发布。IEC 61508 标准的主要作用是安全管理,其技术理念贯穿于系统的设计和开发的全过程中。从标准名称上看,其范围被限制

25、在电气、电子、可编程电子安全相关系统,但从原理上看,该标准适用于所有用于保证安全的系统。国际电工委员会以IEC 61508 作为基础标准,并针对不同的应用领域通过制定相关领域的具体标准或通过引用或采标,逐步形成IEC 功能安全标准系列。其主要相关标准见表1。51CENELET 标准52RAMS 的标准之间的关系53IRISInternational Railway Industry Stander国际铁路工业标准V1.054什么是IRIS？全球化非营利机制，确保铁路工业的良好质量加强国际化竞争，使铁路设备制造商能够满足全球铁路客户认可的质量水平目标是持续开发和执行一个通用的全球化系统来评估铁路

26、工业运营管理的质量体系基于ISO9000加入铁路行业的特殊要求形成的一个全球化认可的标准由批准机构执行的一个通用评估准则和程序一个公共的网络信息平台不包括财务状况以及项目和合同特定要求IRIS吸收了汽车、航空等行业引起市场质量改进类似的行业特殊要求55IRIS的发起者ALSTOM 阿尔斯通BOMBARDIER 庞巴迪SIEMENS 西门子Ansaldo Breda 安萨多 布雷达（意大利）整车56IRIS的主要成员KNORR-BREMSE 克诺尔Faiveley 法维莱 法国 门系统Secheron 塞雪龙（瑞士）HARTING 哈廷 德国 电气、电子连接器VOITH 福伊特 德国Guteho

27、ffnungshutte Radsatz GmbH57IRIS的拥有者UNIFEAssociation of European Railway Industry 欧洲铁路工业联合会欧洲铁路工业供应商的国际化组织，总部位于布鲁塞尔由铁路运营商和主要的系统集成商构成UNIFE历史国际机车车辆制造协会AICMR欧洲铁路设备制造协会AFEDEF欧洲柴油和电力机车制造协会CELTE以上三个组织在1991年合并为欧洲铁路工业协会58IRIS对铁路工业各方的含意Operator运营商Manufacturer制造商System Integrator系统集成商（整车厂）设备供应商零部件供应商需要取得IRIS证书59IRIS标准的内容标准共三章第一章：认证程序第二章：IRIS的评价准则第三章：IRIS要求以ISO9000为基础，新增很多IRIS要求最显著特点明确地加入了RAMS/LCC要求要求参照EN50126（RAMS）、EN50128（软件）、EN50129（信号），并将此三个标准置于IRIS之上60其他标准可靠性预计Telcordia(Bellcore)TR-322 MIL-HDBK-217FGJB299C可靠性建模MIL-HDBK-338BGJB813FMECA MIL-STD-1629AGJB1391A-2004.