企業(yè)的可靠性工作效果不理想,并不是可靠性技術(shù)不行,大都是企業(yè)沒干對(duì)。甚至有的企業(yè)將可靠性工作干成了給產(chǎn)品算命的玄學(xué),算出的結(jié)果挺好,但產(chǎn)品用起來卻故障不斷。
一、先來個(gè)引子
2023年5月份,國內(nèi)某知名公司(以下簡稱S公司)召開了一次小范圍的網(wǎng)上會(huì)議,希望通過應(yīng)用數(shù)學(xué)解決可靠性工程中的困難,S公司及其幾個(gè)設(shè)備承制單位分別介紹了可靠性工作情況。會(huì)后,個(gè)人總結(jié)了S公司可靠性工作存在的幾點(diǎn)問題。
1.可靠性工作體系不科學(xué)
S公司直接采用軍工裝備的可靠性標(biāo)準(zhǔn),并不適用于S公司的產(chǎn)品特點(diǎn)和高可靠性高安全性要求,展示的可靠性工作體系貌似閉環(huán),但難落地,無法有效指導(dǎo)設(shè)備承制方的可靠性工作。S公司應(yīng)首先探索建立行之有效的可靠性工作指南和規(guī)范(這事需要外部支持),然后牽頭建立行業(yè)可靠性標(biāo)準(zhǔn)體系。
2.錯(cuò)將可靠性評(píng)估作為工作重點(diǎn)
應(yīng)用數(shù)學(xué)可以提供小樣本、多源數(shù)據(jù)情況下的可靠性評(píng)估方法,相關(guān)研究在學(xué)術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)很成熟,足夠滿足工程應(yīng)用。需要認(rèn)識(shí)到可靠性評(píng)估并不是可靠性工作的重點(diǎn),評(píng)估結(jié)果滿足監(jiān)管機(jī)構(gòu)要求是工作結(jié)果,不能作為工作目的!可靠性評(píng)估對(duì)于提升可靠性作用有限,可靠性是研究產(chǎn)品故障發(fā)生、發(fā)展、控制等規(guī)律的學(xué)科,可靠性設(shè)計(jì)與分析才是工作重點(diǎn)。
3.未采用可靠性正向設(shè)計(jì)技術(shù)
S公司目前的可靠性工作中未采用正向設(shè)計(jì)的思路與技術(shù),難以避免可靠性工作與裝備研制工作的“兩張皮”??煽啃哉蛟O(shè)計(jì)的核心是從產(chǎn)品關(guān)鍵特性出發(fā),構(gòu)建出融合設(shè)計(jì)參數(shù)(材料、尺寸、位置等)與工作、環(huán)境參數(shù)的可靠性模型,基于模型確定、優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)。
4.可靠性指標(biāo)的分配、驗(yàn)證工作有問題
分配MTBF指標(biāo)時(shí)候,不是下一層所有設(shè)備都需要參與分配,耐久性指標(biāo)分配也是一樣??煽啃灾笜?biāo)的驗(yàn)證工作需要分階段開展,方案階段,基于手冊的可靠性預(yù)計(jì)是驗(yàn)證MTBF(故障率),基于Pof模型的可靠性仿真是驗(yàn)證耐久性,如果驗(yàn)證不通過需要修正設(shè)計(jì)方案,然后進(jìn)入樣機(jī)研制階段。研制定型階段,需要通過樣機(jī)鑒定試驗(yàn)進(jìn)行可靠性指標(biāo)驗(yàn)證,不能用可靠性預(yù)計(jì)或可靠性仿真代替。
5.未見區(qū)分基本可靠性與任務(wù)可靠性
可靠性指標(biāo)分為基本可靠性(MTBF)與任務(wù)可靠性(MTBCF)兩大類,基本可靠性高低決定全壽命周期維修成本,與維修性保障性緊密相關(guān);而任務(wù)可靠性與安全性相關(guān)性強(qiáng)。S公司的整機(jī)可靠性指標(biāo)貌似是從安全性指標(biāo)確定出的,這樣的話應(yīng)該是MTBCF,但分配給供應(yīng)商設(shè)備的卻是MTBF(普遍為4萬多小時(shí)),是不是搞混了?
6.錯(cuò)用GJB 899A指導(dǎo)耐久性評(píng)估
狹義的可靠性僅指故障率,可用浴盆曲線中的第2階段表征,由于第2階段呈現(xiàn)出恒定故障率,所以899A中采用指數(shù)分布建立統(tǒng)計(jì)模型。然而,耐久性與浴盆曲線的第3階段相關(guān),故障率不再恒定,不宜采用指數(shù)分布,因此也不能參考899A進(jìn)行耐久性鑒定或評(píng)估。
7.盲信加速試驗(yàn)技術(shù)
面對(duì)高可靠性指標(biāo)與短研制周期,加速試驗(yàn)技術(shù)雖然在理論論上非常適用,然而在工程實(shí)踐中往往存在加速模型與加速系數(shù)不準(zhǔn)的問題。設(shè)計(jì)出優(yōu)良的加速試驗(yàn)需要開展多輪性能退化比對(duì)試驗(yàn)用于確定加速模型與加速系數(shù),并不容易。有些產(chǎn)品利用現(xiàn)有技術(shù)手段難以加速其失效或退化,怎么辦?模擬真實(shí)工況,開展一定時(shí)間的摸底試驗(yàn)也具有驗(yàn)證說服力。
二、到底是哪兩條主線?
第一條,以可靠性指標(biāo)為主線,包括可靠性指標(biāo)(MTBF、故障率)與耐久性指標(biāo)(可靠壽命、使用期限)的論證、分配、預(yù)計(jì)、驗(yàn)證、評(píng)估等。
第二條,以產(chǎn)品關(guān)鍵特性為主線,包括關(guān)鍵特性的識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析、正向設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、生產(chǎn)控制、監(jiān)測運(yùn)維等。
S公司的問題:1)未將第二條線納入可靠性工作流程中;2)第一條線如何落地尚沒整明白。裝備可靠性工作通用要求GJB 450B中沒有指明第2條線,導(dǎo)致很多直接采用此標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)可靠性工作中存在“兩張皮”,工作沒少干,但對(duì)可靠性提升的作用有限。
第一條線有助于整機(jī)企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)鏈的可靠性管理,第二條線有助于企業(yè)在產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)可靠性,這兩條線并不沖突,應(yīng)該融合在一起建立可靠性工作流程。對(duì)于產(chǎn)品層級(jí)較低的零部件、元器件企業(yè),應(yīng)該以第二條線為主建立可靠性工作流程。
