獨家 從可靠性到可信性,不得不說
可靠性是衡量產品質量的重要指標,一個產品,即使使用性能十分優良,但若使用不久就得報廢,或者在使用過程中經常發生故障,即可靠性差,廣大顧客或用戶也是不會歡迎的。
產品的可靠性既是設計、生產出來的,也是管理出來的。因此,以可靠性設計、可靠性控制與可靠性評審等為主要內容的可靠性管理,也就成為質量管理工程中的重要組成部分了。隨著人類社會對產品可靠性要求的不斷提高,可靠性管理就更加重要。
實際上,60年代提出的全面質量管理,就是從產品設計、研製、生產製造直到使用的各個階段都要貫徹以可靠性為重點的質量管理。到90年代,傳統的可靠性管理已不能滿足當代質量管理的客觀需要,便發展成為以可靠性為主幹,突出可用性的可信性管理。
一、可靠性管理的提出
可靠性管理是從40年代發展起來的,其主要內容是對產品的失效(或故障)現象及發生的概率進行分析、預測、試驗、評定和控制。
第二次世界大戰期間,美國空軍因為飛機故障而損失的飛機高達21000架,比被擊落的飛機多1.5倍,運到遠東的航空設備及電子備件有60%不能使用,其餘待運到前線島嶼和艦船上時,又有50%不能工作。德國研製了第一批V-10導彈,但在用這種導彈打擊英國時,不是掉進英吉利海峽就是在發射架上爆炸。這種未經使用就遭到重大損失甚至危及生命的嚴酷事實告訴人們:產品可靠性差,就會造成經濟和人類生命的重大損失,也將給軍事和政治帶來嚴重的惡果。
爾後,美國國防部又發現,不可靠的產品的維護修理費用是驚人的。據其統計,價值100萬美元的電子設備,在工作壽命十年期內,需要耗費2000萬美元維修費。為此,1952年8月美國國防部成立電子設備可靠性諮詢委員會(ACREE),以軍用電子設備為研究對象,就以下九個方面問題進行可靠性專題研究。
找出表示可靠性的最小允許尺度;
保證設計滿足最小允許尺度的試驗基本要求;
為生產時提供可靠性試驗所具備的基本要求;
保證可靠性的標準和程序的調查及建議;
在產品使用期內和使用環境下,規定故障的判斷方法;
現有進貨合同法規和規則的調查;
包裝的調查和改進;
產品;使用過程中的質量影響與改進;
使設備產品性能保持設計水平的維護方法、處理措施等。
二、可靠性管理的發展
1957年6月,美國ACREE經過五年的研究發表了著名的《軍用電子設備的可靠性報告》。這次報告中提出了在研製與生產過程中,對電子設備可靠性指標進行試驗和鑒定的方法,以及電子設備產品在生產、包裝、儲存和運輸等方面要注意的問題和要求等內容。這項報告被公認為可靠性理論和方法的奠基性文件。
1958年6月,美國又成立了以貝爾電話實驗室領導人達耐爾6(Darned)為首的可靠性管理研究委員會,制訂可靠性管理計劃,頒布可靠性方面的軍從標準及手冊,並建立了全國性的可靠性數據交換中心。與此同時,美國的許多學會也成立了可靠性委員會,出版可靠性方面的專利論文集,舉行一年一度的可靠性學術年會。
1958~1962年間,其它工業發達國家先後仿效美國,大力開展可靠性研究工作。如日本,成立了《可靠性與質量管理》研究小組,把美國航天航空及軍事工業中的可靠性研究成果應用到民用工業,尤其是在電子工業中開展PPM(即完美的產品管理和把不良品控制在百萬分之幾)質量管理和ZD(零缺陷)運動,使工業產品質量大幅度提高,獲得良好的質量信譽。
60年代後,由於產品結構日趨複雜產品工作環境日益嚴酷,對產品的可靠性要求越來越高。具體表現在以下五個務面:
社會科學技術日新月異的發展,出現了大量的複雜產品系統,其功能多,自動化程度高,元器件、零部件也越來越多。如汽車的零部件數為104級,飛機為105級,大型計算機為106~108級,而阿波羅飛船有760萬個元件。
產品使用環境條件多樣化和嚴酷化,基至有些產品需適應多達數以成千上萬種的環境條件。
因產品向高級、精密、大型和自動化方向發展,其購置費劇增,停產損失也越來越大,維修費用增長也十分迅速。幾乎為原產品購置費的3~20倍。
對產品系統的壽命周期要求越來越高,如通訊衛星要求在5~10年內的運轉可靠性不能低於0.9%,海底電纜的壽命在20~40年。
產品更新換代周期越來越短,產品系統的未知因素更增加不可靠性。
這些情況大大促進了可靠性技術研究工作,使可靠性研究從航空航天、電子和尖端武器部門,迅速擴展到機械、電氣、冶金、化工、鐵道、船舶、電站、原子能、建築、通訊、醫藥和食品等工業,從複雜的宇宙飛船到日常生活中的洗衣機、複印機和汽車,甚至可置入人體的細小的心臟起搏器都運用了可靠性設計,明確規定了可靠性指標,也取得了很多成果和效果。如1961年,美國貝爾電話實驗室的瓦德松(H.A.Watson)首先發明了失效樹分析方法(FTA),以此推測常備發射系統的安全性。
1965年,海阿爾(D.F.Haal)又進一步發展了失效樹構造技術,並把FTA應用到工程技術上的安全性與可靠性上。
1969年7月,由120所大學、15000個單位的42萬人參加研製,裝有760萬個元器件和零部件的阿波羅飛船登月成功,說明它具有很高的可靠性,至使美國航空和航天局(NASA)把可靠性技術列為三大技術成就之一。
目前,美國可靠性工程技術人員已有50多萬人可靠性工程師約佔工程師總人數的60%左右。據美國質量管理協會(ASQC)介紹,美國可靠性工程師的主要工作職責是:
在設計新產品時,幫助設計工程師選擇材料、零件和最優的製造工藝,並考慮溫度、振動等環境因素對產品的影響,保證新的設計沒有易於引起失效的缺陷。
制訂可靠性試驗方案,對產品達到可靠性試驗,以評定其可靠性指標,預測其工作壽命。
研究產品在不同使用條件下滿意地工作的概率。
提出可靠性數據,開發可靠性信息,進行適當的操作及服務。
研究與確定產品的失效原因,提出防止其再發生的糾正方案。
用計算機模擬產品使用情況,測定一些複雜產品(如火箭)的工作壽命。
日本從美國引進可靠性管理技術並推廣應用在民用工業中,使日本的汽車、工程機械、彩電等產品可靠性越來越高,從而暢銷全球,在激烈的國際貿易競爭中取勝,並獲得巨額利潤。如50年代,小汽車的保用期僅為90天或4000英里,而到70年代提高到5年或5萬英里。相反,由於產品可靠性差,嚴重地影響到國家的安全與聲譽。如1984年12月,印度博帕爾的農藥廠,由於毒氣罐門門失靈,造成了3000人死亡特大事故。
正面的經驗和反面的慘痛教訓,使越來越多的工業部門認識到可靠性管理的重要性。目前,國內外許多部門都規定,沒有可靠性指標或未進行可靠性設計的產品不能投產。
三、我國可靠性管理髮展概況
我國在50年代後期開始建立可靠性和環境適應性的試驗研究基地,主要調查、研究一些機械和電子產品的使用可靠性及失效情況,並逐步開展產品可靠性和環境適應性試驗。
60年代之後,在錢學森的倡導下,我國在航天、機械、電子、儀錶等部門開展大量的產品可靠性和環境適應性研究與試驗,並對產品進行失效機理分析,對設計、原材料、工藝及技術管理等採取可靠性設計和控制,提高產品可靠性水平。
60~70年代,隨著原子彈、氫彈、人造衛星和火箭的先後發射成功,充分顯示出我國的可靠性管理水平已趕上當時的國際先進水平。
1978年以後,我國又把可靠性管理技術推廣應用在民用產品領域。1979年,中國電子學會電子產品可靠性和質量管理專業委員會召開了第一次工作會議。
1980年,成立了全國電子產品環境條件與環境試驗標準化技術委員會,同年建立了可靠性數據交換網。十多年來,民用產品可靠性管理也取得了顯著成效。
1992年5月,小天鵝牌洗衣機無故障運行達到5000次,路身於世界先進行列。
隨著我國社會主義市場經濟的建立與發展,以及ISO9000系列標準的宣賞和全面質量管理的深入開展,可靠性管理技術已迅速滲透到各工業領域,並取得越來越多,越來越大的成效。
四、從可靠性管理髮展到可信性管理
80~90年代是高新科學技術飛躍發展的十年,可靠性管理技術迅速推廣到機械、電子、冶金、化工、鐵道、船舶、建築、通訊、醫藥等各行業,尤其在航空航天、無線遙控、機器人等高科技領域,不僅要求很高的可靠性,而且還要求良好的維修保障性,為此,提出和使用了「可信性」術語,並把可信性作為描述可用性與其相關因素,即可靠性、可維修性和維修保障性的集合性非量化術語。也就是說可信性是當代產品使用性能的主要屬性,它包括可靠性,可維修性和維修保障性等質量特性。
1993年ISO9000.4—IEC300.1可信性大綱管理指南》的發布,標誌著可靠性管理已發展到可信性管理,可信性管理就是當代的可靠性管理。
來源91質量網論壇網友
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