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如何实施可靠性增长问题进行了一番探讨

时间 :2014-11-07 10:40 来源 : 湖南农业大学自考招生网 作者:admin 点击:

本文对有关批量生产产品如何实施可靠性增长问题进行了一番探讨。
关键词 批量生产产品 可靠性增长
1 引 言
在现阶段,军工产品生产的特点是“多研制、少生产”,以尽快缩短与国外日益发展的技术水平的差距,往往在产品设计定型后,即进入小批量的生产。但由于各种原因,设计定型前,来不及进行可靠性增长,使产品存在一些先天不足,可靠性问题较多,一些可靠性薄弱环节也带入批量产品中,在交付部队使用后,这些问题就得到充分暴露。同时,在使用过程中,部队又根据新的战术使用要求对产品提出更高的要求,由此,小批量生产产品的性能和可靠性有待不断提高和完善,也就是如何对批量生产产品实施可靠性增长成为迫切的问题。产品的固有可靠性是设计奠定的,能否在批量生产过程中实施可靠性增长,如何实施可靠性增长,本文将就此问题作一探讨。
2 可靠性增长的可能性
我们知道,在研制过程中,产品的设计质量是由多种因素决定的,它是因单位和人而异的,如有的单位可靠性工作开展得比较好、研制过程的质量控制比较严格、制造工艺水平比较高,那么,设计制造产品的质量和可靠性就相对比较高;又如有些人由于设计经验不足、考虑不周全,使设计的产品存在某些薄弱环节或隐患,加上生产过程和使用过程中带进一些影响产品可靠性的因素,如在装配中的虚焊、调试后未采取紧固措施等,以致造成各种新的隐患,使产品性能退化,诸如此类问题都直接影响了产品的可靠性,产品实际的可靠性将可能远低于初始的设计期望的可靠性水平。况且,从我国目前各研制单位的研制过程来看,在研制阶段实施可靠性增长受到各种客观条件的限制,特别是受到研制周期和费用的限制,有资料表明,一个典型的研制过程的增长试验总时间将是数千小时,这对研制单位来说可能是难以承受的。且研制产品(指大型复杂产品)一般为单台套,在研制整个过程中,有些设计和工艺所造成的缺陷根本不可能得到彻底暴露,这些遗留的隐患和缺陷势必带入批量生产阶段,一旦进入批量生产,隐患将逐步暴露出来,而且批量生产还可能会引入新的不可靠因素,如元器件质量、制造过程中的质量等。因而,单台套研制产品与批量生产产品有着本质的区别。
实际上,产品在设计定型后,投入批量生产,均在不同程度上出现一些问题;在研制中,可靠性工作开展比较好的单位,进行了可靠性设计的产品,在设计定型后投入批量生产问题就可能少些;反之,批量产品的问题就比较多。由此可以看出,设计定型的产品,虽然通过了鉴定,由于研制周期短、数量少,内在的缺陷和隐患没有得到充分暴露,其固有可靠性与设计目标之间可能还存在一定的距离,这就有可能在批量生产中加以改进和完善,实施可靠性再增长。
在批量生产阶段实施可靠性增长就是要对产品所暴露的问题进行“动手术”,通过系统地、永久地消除或减少缺陷,进行设计改进(或再设计),再通过试验验证,以期达到可靠性增长的目的。在批量生产阶段实施可靠性增长有许多有利条件:1.批量生产产品如质量和可靠性水平差,部队反应大,产品因可靠性问题将难以生存,企业就有了改进产品质量实施可靠性增长的动力;2.批量生产产品经过部队使用和一定的生产周期,产品的可靠性薄弱环节和质量问题暴露比较充分,故障信息渠道多;3.由于问题暴露充分,便于有计划、有重点、分批次地实施改进;4.批量生产有一定的周期,这对落实改进措施和进行验证可以提供较充裕的时间。当然,批量生产阶段既要完成任务又要实施改进,实非易事,它也需要时间和经费的支持,而且实施重点改进,不能一步到位,这是不利方面。
从以上分析可见,对设计定型后投入批量生产的产品实施可靠性增长是可能的、也是非常必要的。
3 如何实施可靠性增长
3.1 增长方式的确定
如何实施可靠性增长?采用何种方式增长?我们知道,可靠性增长的关键环节是实施产品改进,其改进的方式有三种:(1)立即改进型,即当产品出现故障后,及时分析原因,找出故障模式,并立即采取纠正措施,然后,再继续试验,以验证故障是否排除,改进程序为“试验—改进—再试验”,其增长曲线如图1所示,这种方式一般适用于研制阶段的可靠性增长;(2)延缓改进型,即当产品通过试验或现场使用出现故障后并不立即进行改进,而是收集记录下来,在一个批量结束之后、下一个批量之前,对收集和记录的故障集中地分析并采取纠正措施,试验验证后,产品的可靠性有一个较大的提高,改进程序为“试验—故障记录—改进—再试验”,其增长曲线如图2所示,这种方式较适用于生产阶段的可靠性增长;(3)含延缓改进型,即当产品在试验和使用现场出现故障后,经分析,对有些故障立即采取措施进行改进,而对另一些故障记录下来,待试验结束后,相对集中地解决,再通过试验验证,产品的可靠性又有一个较大的提高,其增长曲线如图3所示。
根据批量生产阶段的特点,宜采用延缓改进型增长方式,其理由是:(1)产品质量改进是无止境的,提高产品可靠性应以费用和周期为先决条件,在一定的费用和周期内只能采取有限的改进措施,而不可能是全部;(2)虽然产品在试验、使用过程中问题暴露比较充分,这对有效改正提供了依据,但是在批量生产中既要完成任务又要保证时间进度,也不可能采取全部措施排除所有故障,而是区分轻重缓急,有重点、分阶段地进行,便于实施和管理;(3)产品缺陷有系统性缺陷和偶然性的缺陷,二者缺陷识别需要有一定时间的考验,而设计改进只能对系统性的缺陷进行,况且在改进过程中或在试验、使用过程中还可能会出现新的问题;(4)批量生产在批之间有一间隙,有时间、有机会进行改进,而且在下一批改进之前的本批生产中可以作些技术储备,降低了改进后可能不成功的风险;(5)采用其它改进方式,如立即改进型,对批量生产来说是难以实现的。这是因为,一旦出现故障,须对所有产品采取同样改进措施,可能会造成更大的经济损失,并延误了进度。但是,采用延缓改进型增长方式,产品可靠性增长不可能一步到位,即通过一次改进后,其可靠性仍达不到指标要求,这可能需要通过多次改进才能达到目的。

3.2 实施可靠性增长
实施产品可靠性增长有三个基本要素:(1)故障源的检测。即通过各种方法与手段,如环境试验、可靠性试验、现场使用等方法,发现或激发产品潜在的故障或系统性的薄弱环节。(2)发现问题的反馈。即在产品出现各种故障后,应及时收集信息包括室内检测、用户意见等,故障信息是实施可靠性增长的依据,要求在批量生产过程中,大量、广泛地收集试验、生产、检测、使用过程中的故障信息,经分析后反馈给有关部门和人员。(3)根据发现的问题采取相应的改进措施或再设计。即针对具体问题,特别对系统性缺陷,要分析原因,找出故障部位,采取有效的纠正措施。这三个基本要素也是可靠性增长的基本程序,由此,我们对批量生产实施可靠性增长可以大致分为以下几个阶段:
故障暴露——故障信息的收集与反馈——增长分析(含故障原因分析)——制订增长计划(含设计改进计划)——设计改进——可靠性试验与评估——交付使用。
在实施可靠性增长管理活动中,为了有效地对批产品实施可靠性增长,第一,需要建立故障报告、分析和纠正措施系统(FRACAS)。建立这个系统的目的,就是要及时地收集并报告故障
信息,分析故障原因,制定和实施有效的纠正措施或决定是否再设计,检查、监督纠正措施的落实,以防止故障重复出现,促进批产品可靠性的增长。第二,需对纠正措施实施闭环管理,从故障报告、原因分析、采取措施(制订计划)、措施落实、效果验证、信息传递等各个环节要紧密相连。第三,为了保证采取措施的有效性和权威性,纠正措施系统必需由有关的领导和具有丰富实践经验的各方面人员组成,没有领导参加和重视,改进工作和纠正措施就很难开展。由于可靠性增长工作的核心是消除产品的故障缺陷,防止故障再现,因而整个管理活动应围绕这个核心开展,这也是FRACAS的主要工作,围绕这个核心,抓住故障分析、设计改进、措施落实这几个环节,使得故障定位准确,设计改进有效,措施落到实处。
4 可靠性增长实践
鉴于以上的分析,对批量产品实施可靠性增长是可能的、也是必要的。由此,我们对我所89年设计定型的某型号产品在批量生产中开展可靠性增长工作,取得了较好效果,使该产品从首次生产的可靠性几十小时,经过二次改进,实现了可靠性增长,达到并超过设计指标要求。
在某型号产品实施可靠性增长过程中,我们重视可靠性增长管理活动,按照产品可靠性增长的几个阶段,严格执行管理程序,使改进工作落到实处。某型号产品在首批生产后,交付部队使用,在检验、试验、交付使用过程中暴露了不少问题,质量部门及时收集部队反映的、现场修理的、所内试验中出现的问题,详细地记录了故障的有关信息,经整理分类汇总后报告领导并反馈给有关设计部门。在所领导的重视下,所里参照GJB 841《故障报告、分析和纠正措施系统》成立了由总质量师负责的,有设计、工艺、计划、质量等方面人员组成的纠正措施系统,针对收集汇总的问题,召开质量分析会,进行故障原因分析和定位,找出系统性缺陷和质量问题较集中的部位,并进一步分析产品改进的可能性;在分析基础上,决定分批进行改进。首先对质量问题较集中、可靠性较差的二个分机“动手术”,进行再设计。为了使改进措施落实,由纠正措施系统制定了较为周密的整改工作计划(即可靠性增长计划),计划内容有:改进项目或内容、纠正措施、实施部门或负责人、计划进度等,由纠正措施系统的办事机构——质量部门加强质量监督控制,定期对整改项目措施落实情况进行检查,实行闭环管理。
由于在技术上和管理上采取切实有效措施,经改进后的产品按照军、所双方协商的可靠性试验方案进行可靠性试验,试验结果比改进前的MTBF值(下限)增加了1.3倍,取得了初步的成绩,但与要求的指标还有一定的距离。接着按照以上的程序和方法实施第二次改进,经分析决定重点解决电磁兼容性和对接收机局部改进,由纠正措施系统确认后实施。由于纠正措施在前期工作中做了技术储备,严格控制评审程序,验证了纠正措施的有效性,在批量生产中实施改进后,未出现重复性故障,改进工作取得了成功。第二次改进后产品的可靠性值又比第一次改进的产品提高了0.7倍,使产品的可靠性值达到并超过技术指标要求。
经过二次比较大的设计改进后,不但在产品的可靠性上大幅度地提高,而且在维修费用、计划进度、信誉和效益上也收到明显的效果。由此可见,在小批量生产时实施产品质量(设计)改进、可靠性增长,是比较好的时机,小批生产阶段是产品由不成熟到成熟,由不够完善到逐步完善的过程,也是产品设计的延续,它可以弥补设计定型产品的不足,在这个阶段最容易暴露出设计、制造、工艺存在的薄弱环节,只有在产品整个寿命周期内不断地对出现问题及存在的薄弱环节,分析原因,采取纠正措施,才有可能使产品可靠性不断增长。