针对中小企业在开展可靠性工作中存在的种种困惑,结合自己多年可靠性工作体会,对网络和文献上的各种信息进行了整理和归纳,谈谈自己的粗浅认识。
1.可靠性术语多、指标多,不知道和产品有什么直接的联系,不知道这些技术指标如何落实到产品研发过程;
2.承担军品项目,可靠性工作要求必须开展,但形式的多,应付评审可以,没看到提升产品的价值;
3.可靠性试验一般要求较多的样本数量,公司规模较不大,投钱干这么多样本不忍心;
4.公司每年的营业额不过几百万、几千万,没有那么多的资金用于可靠性试验费用和设备的购置;
5.公司想提升产品可靠性,也想配备专业技术人员,但这方面技术人员难招到,招可靠性专业毕业的学生解决不了问题,即使招到大多是外企的背景,要价较高,干了一年多也没什么成效;
6.可靠性工作常被忽悠,某某集成平台,中小企业没看到应用价值,也很迷茫;
7.请专家帮助,如大学、科研院所等人员来进行指导,最后的结果往往不了了之,似乎是在听天书,专家说的全对,就是没办法实施;
8.执行的标准更是糊涂,操作性、针对性、有效性都和需求有较大距离。
以上这些问题,有些是我们中小企业管理者的错误认识,有些是我们的企业现状的无奈,还有就是国家整个产品技术环境造成的,我们不必怨天尤人,在迷茫中立足于企业现实,逐步开始我们的产品可靠性提升之旅。
二、企业开展可靠性工作的体系框架
影响产品可靠性的因素很多,从确定产品可靠性指标、研究、设计、制造、试验鉴定直到投入使用为止的各个阶段都与可靠性密切相关,而且产品失效后对产品进行的失效分析也与产品可靠性密切相关。对于可靠性试验工作量较大或产品生产批量较小、价格较高的电器产品来说,对失效产品进行的失效分析尤为重要。
图1为电子/电器产品可靠性工作基本内容的框图。图中表示了从产品可靠性设计、可靠性制造、可靠性筛选、可靠性试验、产品现场使用以及对失效产品进行失效分析,并将所得到的信息反馈到可靠性设计、制造及可靠性筛选中去,以找到相应改进措施的整个过程。
图1.电子/电器产品可靠性工作体系框架
应该指出,产品的可靠性还与可靠性管理密切相关,要提高产品的可靠性,必须有良好的可靠性组织并认真进行可靠性管理。
三、产品可靠性试验的工作内涵
为了测定、验证或提高产品可靠性而进行的试验称为可靠性试验,它是产品可靠性工作的一个重要环节。通常,对产品进行可靠性试验的目的如下:
1.在研制阶段使产品达到预定的可靠性指标
为了使产品能达到预定的可靠性指标,在研制阶段需要对样品进行可靠性试验,以便找出产品在原材料、结构、工艺、环境适应性等方面所存在的问题而加以改进,经过反复试验与改进,就能不断地提高产品的各项可靠性指标,达到预定的要求。
2.在产品研制定型时进行可靠性鉴定
新产品研制定型时,要根据产品标准(或产品技术要求)进行鉴定试验,以便全面考核产品是否达到规定的可靠性指标。
3.在生产过程中控制产品的质量
为了稳定地生产产品,有时需要对每个产品都要按产品技术条件规定的项目进行可靠性试验。依次还需要逐批或按一定期限进行可靠性抽样试验。通过对产品的可靠性试验可以了解产品质量的稳定程度。若因原材料质量较差或工艺流程失控等原因造成产品质量下降,在产品的可靠性试验中就能反映出来,从而可及时采取纠正措施使产品质量恢复正常。
4.对产品进行筛选以提高整批产品的可靠性水平
合理的筛选可以将各种原因(如原材料有缺陷、工艺措施不当、操作人员疏忽、生产设备发生故障和质量检验不严格等)造成的早期失效的产品剔除掉,从而提高整批产品的可靠性水平。
5.研究产品的失效机理
通过产品的可靠性试验(包括模拟试验及现场使用试验)可以了解产品在不同环境以及不同应力条件下的失效模式与失效规律。通过对失效产品所进行的分析可找出引起产品失效的内在原因(即失效机理)及产品的薄弱环节,从而可以采取相应的措施来提高产品的可靠性水平。
四、产品可靠性设计的工作内涵
所谓可靠性设计就是考虑产品可靠性的一种设计方法,它的任务是运用可靠性工程的方法,使产品在满足一定条件(如成本、重量、体积、能耗等)下有较高的可靠性,或在保证一定可靠性水平的条件下使成本较低(或重量较轻、体积较小、能耗较少)。
前面已经指出,产品的可靠性分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性主要在设计阶段通过产品的可靠性设计来加以保证,所以产品的可靠性设计是制造厂向用户提供质量保证的一个重要环节,一个产品可靠性的高低在很大程度上取决于产品可靠性设计的好坏。
产品可靠性设计方式一般有以下两种:
1.设计时未规定产品的可靠性指标
这种情况下可按常规的设计方法设计出几个方案,然后对各个设计方案的可靠性进行预计,择优定案。
2.设计时已预先规定了产品的可靠性指标
这种情况下先将产品的可靠性指标分配至产品的各零件或所用的电子元器件,然后进行可靠性技术设计(在可靠性技术设计的同时要考虑产品的性能及费用要求),再进行可靠性预计。若预测出的产品可靠性特征量(如可靠度、失效率或平均寿命等)的数值未达到预先规定的产品可靠性指标,则应设法提高产品的可靠性,这时一般应进行可靠性分析,找出系统的可靠性薄弱环节并加以改进,从而使产品的可靠性特征量值达到规定的要求。
上述第一种设计方式一般适用于尚未积累足够的可靠性数据的产品;而对于已积累足够的可靠性数据,能预先规定产品可靠性指标的产品,一般采用第二种设计方式。
由上面两种可靠性设计方式中可以看出,产品可靠性设计的内容主要包括产品的可靠性技术设计、产品的可靠性预计、产品的可靠性分配以及产品的可靠性分析等内容。其中电子电器产品的可靠性技术设计主要包括:降额使用、冗余设计、耐环境设计、耐热设计、耐振动设计等。
五、企业专职可靠性工程师应具备的能力
官方解释,可靠性工程师是通过产品可靠性试验,进行性能评估,并预测如何改进产品或体系的安全性、可靠性、可维护性。简单来说,客户在使用产品的过程中,会出现各种各样的质量问题,而可靠性工程师就是研究产品使用过程中的质量。质量问题是贯穿产品整个生命周期的,可靠性工程师需从设计端开始,通过试验预测后面过程以及结果的很多的问题。所以可靠性工程师的职责是建立可靠性的管理体系,带动企业的各个部门去推动产品的可靠性。
可靠性工程师是参与整个的产品生命周期,在前端要做可靠性设计、分析和实验,后端要做故障调查、数据收集、评估等,工作始终围绕着产品可靠性试验、评估、预测和改进,以提高产品的可靠性、安全性和可维护性。
可靠性工程师的岗位职责有:
1.确定产品维修性、测试性、保障性、安全性、环境适应性等可靠性的定性定量要求,制订可靠性验证体系;
2.进行可靠性预计、分配和评价,建立产品可靠性模型;
3.制订可靠性设计准则,应用可靠性设计和分析工具,分析处理已经发生的和可能出现的故障。
4.设计可靠性增长、测定和鉴定试验方案,组织可靠性试验评估,进行产品改进。
5.参与产品可靠性评审,进行故障调查。
6.设计、实施、优化可靠性信息系统,采集并跟踪产品可靠性相关数据。
可见,要想成为一名优秀的可靠性工程师,需要具备的能力有很多,这个职业需要懂的知识面很广。
7.懂技术:想要改善产品,提高产品的可靠性,就必须要熟悉公司产品的工艺工序、工作原理与机理。
8.懂管理:可靠性工程师是带领团队一起改善产品的可靠性的,需要多部门的配合,所以这个岗位就需要团队管理能力以及沟通能力。
9.懂专业知识:可靠性工程师是一个专业性非常强的工作,需要懂得如何做可靠性试验、数据收集、故障分析、统计推断等一些理论知识,才能推进具体工作的实施。
六、对企业开展可靠性能力提升的工作建议
如果企业暂时无法在短时间内找到优秀(性价比高)的可靠性工程师,那么不妨从两方面入手。一方面是引入外部咨询,搭建适用于企业自身产品特点的可靠性工作体系,配合相应的可靠性工作平台软件,在质量管理体系的基础上衍生出可靠性工作体系,让可靠性要求内化到企业的日常研发生产活动中,体系建设是一次投入长久受益的事,也会伴随着企业的成长不断完善,有了体系,那么对特别高水平人才的需求就相对减弱了;另一方面,通过邀请有经验的老师开展企业内训,提升相关岗位人员的可靠性意识,或者鼓励员工参加注册可靠性工程师的学习,提升企业人员应用专业知识解决可靠性问题的能力。总体而言,只有立足于企业自身实际,开展可靠性能力建设和持续提升,才有可能使企业在市场上立于不败之地。