标签: 可维修性

          对产品来说，设计的首要任务是应用的安全，其次就是利润。而利润的产生有两个途径：开源和节流。开源是为了让产品具有更多的附加值，使产品多销售，这样的方法包括了可使用性的设计，通过便捷舒适的操作客户体验、时尚的外观增加客户的购买欲望；而节流的核心则是可维修性，因为维修产生的成本支出蚕食的都是产品的纯利润，这里的花费包括了维修人员的工资补助支出和差旅费用、备品备件的库存、维修工具仪器仪表等。因此，可维修性的设计宜从这几方面入手降低其费用。   1、维修性分级 根据维修地点的不同，军工设备的维修性一般分为连队级、中继级、基地级。作为民用产品，可参照转化为用户级（指在用户现场的维修）、中间商级（指在办事处或经销商、代理商处的维修）、厂部级（指返厂维修）。 这三个维修性级别分别对应了不同的需求。 从节省费用的角度看，各级维修性的要求如（表1）。 表1 维修性等级要求事项 序号 维修性等级 考察指标要求 备注 1 用户级 对维修人员的技能要求低 维修用的工具种类少 维修仪器仪表便宜，轻便易携带 维修配件现场可解决 现场故障诊断直观 维修操作方便 维修时容易损坏的通用零部件便于在用户附近区域购买到，如螺钉螺母、插头插座、导线等； 有维修手册便于指导维修现场的问题排查和解决方案； 2 中间商级  对维修人员的技能要求低 维修工具种类少  维修仪器仪表便宜，轻便易携带 维修配件现场可解决 现场故障诊断直观 维修操作方便 包装运输方便 兼容用户级的所有要求； 便于包装和运输是中间商级维修不同于用户级维修的最大特点； 3 厂部级 对维修人员的技能要求低 维修工具种类少 维修仪器仪表便宜，轻便易携带 维修配件现场可解决 现场故障诊断直观 维修操作方便 包装运输方便 备品备件价值低、互换性好 兼容中间商级维修的所有要求； 备品备件的设计更改须兼容已前设计。   2、 维修性的定性要求 设计时，要对产品功能进行分析权衡，合并相同或相似功能，消除不必要的功能，以简化产品和维修操作。 在满足规定功能要求的条件下，构造简单，减少产品层次和组成单元的数量，简化零件的形状。 产品的调整机构设计简便，以便于排除因磨损或飘移等原因引起的常见故障。对易发生局部耗损的贵重件，设计成可调整或可拆卸的组合件，以便于局部更换或修复，避免或减少互相牵连的反复调校。 合理安排各组成部分的位置，减少连接件、固定件、使其检测、换件等维修操作简单方便，做到在维修任一部分时，不拆卸、不移动或少拆卸、少移动其他部分，以降低对维修人员技能水平的要求和工作量。   2.1、 良好的可达性 需要维修的零件部件，都应具有良好的可达性； 对故障率高而又需要经常维修的部位及应急开关，应提供最佳的可达性； 为避免产品维修时交叉作业，可采用专柜或其他适当形式的布局。整套设备的部（附）件应相对集中安装； 产品的易损件、常拆件和附加设备的拆装要简便，拆装时零部件进出的路线最好是直线或平缓的曲线；各分系统的检查点、测试点、检查窗、润滑点、添加口以及燃油、液压、气动等系统的维护点，宜布局在便于接近的位置上； 需要维修和拆装的产品，其周围要有足够的操作空间； 维修时要求能看见内部的操作，其通道除了能容纳维修人员的手或臂外，还留有供观察的适当间隙。   2.2、 标准化互换性 设计时，优选标准化的设备、元器件、零部件和工具，且减少其品种、规格； 故障率高、容易损坏、关键性的零部件或单元具有良好的互换性和通用性； 可互换零部件，须完全接口兼容，既可功能互换，又可安装互换； 可互换的零部件，修改设计时，不要任意更改安装的结构要素，破环互换性； 产品应按其功能设计成若干个具有互换性的模块（或模件），维修时可在现场更换的部件更应模块（件）化； 模块（件）从产品上卸下来以后，应便于单独进行测试、调整。在更换模块（件）后，应不需要进行参数调整； 模块（件）的尺寸与质量应便于拆装、携带或搬运。质量超过 4kg 不便握持的模块（件）应设有人力搬运的把手；必须用机械提升的模件，应设有相应的吊孔或吊环。   2.3、 防插错措施及识别标志 设计时，应避免或消除在使用操作和维修时造成人为差错的可能，即使发生差错也应不危及人机安全，并能立即发觉和纠正； 外形相近而功能不同的零部件、重要连接部件和安装时容易发生差错的零部件，应从构造上采取防差错措施或有明显的防止差错识别标志； 产品上应有必要的为防止差错和提高维修效率的标志； 应在产品上规定位置设置标牌或刻制标志。标牌上应有型号、制造工厂、批号、编号、出厂时间等； 测试点和与其他有关设备的连接点均应标明名称或用途以及必要的数据等，也可标明编号或代号； 对可能发生操作差错的装置应有操作顺序号码和方向的标志； 间隙较小、周围产品较多且安装定位困难的组合件、零部件等应有定位销、槽或安装位置的标志； 标志应根据产品的特点、使用维修的需要，按照有关标准的规定采用规范化的文字、数字、颜色或光、图案或符号等表示。标志的大小和位置要适当，鲜明醒目，容易看到辨认； 标牌和标志在装备使用、存放和运输条件下须经久耐用。   2.4、 可测试性要求 （1）对测试点配置的要求 测试点的种类与数量应适应各维修级别的需要。 测试点的布局要便于检测，并尽可能集中或分区集中，且可达性良好，其排列应有利于进行顺序的检测与诊断； 测试点的选配优选适应原位检测的需要。产品内部及需修复的可更换单元还应配备适当数量供修理使用的测试点； 测试点和测试基准不应设置在易损坏的部位。 （2）选择检测方式与设备的原则 优选原位（在线，实时与非实时的）检测方式，重要部位采用性能监测（视）和故障报警装置，对危险的征兆应能自动显示、自动报警； 复杂系统，采用机内测试（BIT）、外部自动测试设备、测试软件、人工测试等形成高的综合诊断能力，保证能迅速、准确地判明故障部位；注意被测单元与测试设备的接口匹配；   2.5、 维修性的人机环工程要求 设计时，按照使用和维修时人员所处的位置、姿势与使用工具的状况，并根据人体量度，提供适当的操作空间，使维修人员有个比较合理的姿势，尽量避免以跪、卧、蹲、趴等容易疲劳或致伤的姿势进行操作。 噪声不允许超过相关标准的规定；如难避免，对维修人员应有防护措施； 对产品的维修部位应提供自然或人工的适度照明条件； 应采取减震或隔离措施，减少维修人员在超过振动标准规定的条件下进行检修维修； 设计时，应考虑维修人员在举起、推拉、提起及转动物体等操作中人的体力限度； 设计时，应考虑使维修人员的工作负荷和难度适当，以保证维修人员在持续工作能力、维修质量和效率。   2.6、 预防性维修设计 装备应设计成不需要或很少需要进行预防性维修，即使维修也要避免经常拆卸和维修； 避免采用不工作状态无维修设计的产品；不能实现无维修设计的产品，应减少维修的内容与频率，并便于检测和换件。   2.7、 维修安全要求 （1）一般原则 设计时，应使系统在故障状态或分解状态进行维修是安全的； 在可能发生危险的部位上，应提供醒目的标记、警告灯或声响警告等辅助预防手段； 严重危及安全的组成部分应有自动防护措施，不要将被损坏后容易发生严重后果的组成部分设置在易被损坏的位置； 凡与安装、操作、维修安全有关的地方，都应在技术文件、资料中提出注意事项。 （2）防机械伤害 维修时肢体必须经过的通道、孔洞，不得有尖锐边角；边缘都须制成圆角或复盖橡胶、纤维等防护物； 维修时需要移动的重物，应设有适用的提把或类似的装置；需要挪动但并不完全卸下的产品，挪动后应处于安全稳定的位置。通道口的铰链应根据口盖大小、形状及装备特点确定，通常应安装在下方或设置支撑杆将其固定在开启位置，而不需用手托住。 （3）防静电、防电击、防辐射 设计时，应当减少使用、维修中的静电放电及其危害，确保人员和装备的安全； 对可能因静电或电磁辐射而危及人身安全、引起失火或起爆的装置，应有静电消散或防电磁辐射措施； 对可能因静电而危及电路板的，应有静电消散措施； 装备各部分的布局应能防止维修人员接近高压电；带有危险电压的电气系统的机壳、暴露部分均应接地；维修工作灯电压不得超过36V； 高压电路（包括阴极射线管能接触到的表面）与电容器，断电后 2s 以内电压不能自动降到36V 以下的，均应提供放电装置； 为防止超载过热而损坏器材或危及人员安全，电源总电路和支电路一般应设置保险装置； 复杂的电气系统，应在便于操作的位置上设置紧急情况下断电、放电的装置； （4）防火 可能发生火险的器件，应该用防火材料封装。尽量避免采用在工作时或在不利条件下可燃或产生可燃物的材料；必须采用时应与热源、火源隔离； 产品上容易起火的部位，应安装有效的报警器和灭火设备。

1、 平均修复时间（MTTR） 排除故障所需实际修复时间的平均值，其观测值等于在一给定时间内，修复时间的总和与修复次数之比。不同的维修级别，同一装备也会有不同的平均修复时间，在提出此指标时，应指明维修级别。   2、 最大修复时间 装备达到规定维修度所需的修复时间，也即预期完成全部修复工作的某个规定百分数（通常为95%或90%）所需的时间。   3、 平均维修时间 装备每次维修所需实际时间的平均值。此处的维修既包含排除故障维修，又包含预防维修。   4、 维修性指数 每工作小时的平均维修工时，又称维修工时率。 MI = MMH / OH---------------------------------（公式1） 式中：MMH---装备在规定的使用期间内的维修工时数；           OH----装备规定的使用期间的工作小时数。   5、 维修费用指标 年平均维修费用，即装备在规定使用时间内的平均维修费用与平均工作年数的比值。根据需要，也可用每工作小时的平均维修费用。  

希望看到标题的各位不要一瞥即走开，觉得可维修性设计没啥对我们设计的实际应用意义。其实不然。 首先我问一个问题，我们做可靠性技术方面的设计和测试，终极目标是什么？曾经用这个问题问过不少的技术人员，答案一般是这几个“让产品更可靠”“让客户满意度高”“减少产品维修”“使产品口碑好”，这些解答也对也不对，对是因为他们都将是开展这系列工作的结果，不对是因为这些结果都是中间结果，不是最终的，最终的是什么呢？很俗的，是钱，是利润。 这个时候，估计没人会反驳这个观点，一个不能实现正向现金流的产品，是没有生存的价值和能力的。那利润从哪来？渠道只有两个，开源和节流，而可维修性的设计则是节流的最佳措施之一。 如果很容易维修，对维修工程师的技能要求很低，就可以招聘技能较差的或新手工程师，工资自然能降下来； 如果产品少坏，自然维修也少了很多工时和备品备件的花费； 如果维修时用到的检修工具和设备很少且廉价，自然花费也不多； 如果维修不用去用户现场，邮寄费一般会比差旅费便宜；如果应该厂家工程师维修的，设计成了客户工程师的定期维护和方便维修，则可以省掉厂家的支出； 如果维修备品备件向下兼容，新的备板备件能在接口上完全兼容以前的，则库存备品备件维修件的数量将减少； 以上都是直接的费用节省，其他如节省时间而给客户带来的良好感受、现场检查和维修方便给客服工程师带来的情绪影响等无形的东西则还有不少。这些都是可维修性设计所带来的直接或间接成果。 以上是可维修性的意义，以下则是可维修性的具体做法。 按照军品军标的要求，可维修性分为三个等级，连队级、中继级、基地级；作为民品，可以参考借鉴为用户现场级（对应连队级）、办事处级（含代理商经销商级，对应中继级）、公司本部级（对应基地级）。这三个级别到底会影响到产品设计的哪些地方呢？ 细想一下，假设我们就是客服工程师，在用户现场去维修，丁零当啷带了几十个工具，光螺丝刀就是二十几个，缺了一个在现场都有拧不下来的螺丝，感觉方便不？ 在现场检修，没有台频谱仪或网络分析仪就检查不了故障，如果每位工程师都配一台带着出差的话，姑且不说其是否便于携带，单就其价值来说，买个几十台给客服，公司老总还不疯掉？ 在现场维修时，有个螺丝螺母接头管路导线的小配件坏掉了，或找不见了，设备就不能装好，满大街去买也买不到，不得不在宾馆里等着公司发来的快递，好像也不太值吧？我就有朋友在伊拉克等这类东东等了半个月，差点给自杀式人弹陪了葬。 试想下，西装革履的帅小伙，趴在地上，满手油污灰尘的拆拆卸卸，烈日暴晒、寒风刺骨，忍受着客户的抱怨，工程师的情绪能好得了吗？情绪不好，能为客户服务好吗？天天生活在郁闷中，脑细胞得多死多少？ 这些都是现场级维修要考虑的问题，并宜制定相关的措施以帮助现场工程师摆脱困境。不过幸运的是，现场级维修还可分为两种，一种是厂家工程师维修，一种是客户自己的工程师来维修。如果能有技巧设计成让客户自己方便维护的，那可是省了大事。   再看办事处级维修和本部级维修，和现场级维修的主要区别是两点，一是包装运输问题，不运回到办事处，岂可叫办事处级维修？这个问题应该还算好理解，运输的包装方式、运输过程的防护、运输的费用都是需要考虑的知识点。二是备品备件问题，电路板机械件不可能不面临升级，升级后，原来的产品的维修备品备件咋办？是把该版本的备件弄出几套来作为维修备件呢？还是有别的高招？建议是在设计更改上向下兼容，尤其是保证在接口上兼容（电气接口、信息接口、环境接口、机械接口）。 最后一个总结性的点是对于一个产品，其维修性等级可以不是唯一的，即整机、部件、零件、软件等，其维修性等级可以是不一样，反正对应于各自的等级，按照其特定的关注点进行有针对性地设计就可以了。 可维修性和可使用性是 RAMS （可靠性、可使用性、可维修性、安全性）的两个重要组成部分，可靠性和安全性的重要性已经被深刻理解并执行，因为它们的后果对谁都是切肤之痛，而对可维修性和可使用性两部分内容，虽不切肤，但有现实的经济利益，可维修性的结果是节流少花钱，可使用性是给客户好的感受，制造一个非技术类的美感，让客户心甘情愿的快付钱、多付钱，其结果是开源帮助挣钱，如果您的产品定位是为企业的利润服务，那这两条将是绕不过去的坎儿，下一节的文章里将对可使用性继续完善。