会议直播 | 北京航空航天大学教授康锐：真正实现可靠性系统工程需要八要素和四种应用模式

2017-12-21 15:59:23 来源:电力头条App 　点击量：评论 (0)

12月21-22日，由中国可再生能源学会风能专业委员会举办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。会议从全球风电发展历程、设备全生命周期以及机组和风电场的全系统三个维度全面梳理和解析可

第三个阶段是工业品出来之后会发生很多事故，20世纪很精彩，人类做了很多伟大的发明，什么样的伟大发明？蒸汽机、汽车、火车、飞机，有人总结说我们人类每一次技术的发明都为我们人类创造了一种新的死亡方式，安全性问题就来了。什么意思？我们没有汽车的时候，人类死亡方式最多就是被马车摔死了，有了汽车被撞死了，有了飞机，有飞机掉下来了。所以安全性伴随着工业化是一定要安全，很多时候安全大家都能想到，电气产品怎么安全，器械产品怎么安全，什么是安全，我们都有一套设计准则，有一套严格的规范，政府也要监督。但是注意，政府试航取证只管安全不管可靠性，飞机可能很安全，但是很不可靠，这两个很有意思的概念今天不展开说了。

第四个阶段就是可靠性，二次世界大战德国人用火箭打英国的过程中，通过作战运筹产生的可靠度的概念，有了可靠性。那么一开始使用过程中发生的故障太多，但是质量这块也没闲着，从质量过程的检验到过程质量控制，到了60、70年代发现光抓生产过程不行，还要抓全面质量管理，叫做人机料法环，这就是70年代、80年代这一套来了。所以过程质量检验，过程质量控制是经典的传统的方法。70、80年代是全面质量管理，在这个过程中可靠性这个概念维修性、测试性、保障性，要好修，修的过程中要能快速进行故障定位、诊断，保障性是在维修诊断的过程中，要能够提供足够多的资源，备件，维修人员、维修设备、维修设施等等这些东西。

伴随着新的概念的发展，国外以美国为主在60年代为主可靠性概念出来之后，在研发的过程中提出新的管理的技术叫工程专业综合，后来发展成叫系统工程，到了90年代发展成并行工程，然后就是基于模型的系统工程，现在这一套。所以这张图我大概用了五分钟时间给大家讲讲过去一百年整个国外工业化的过程，想说明什么概念？就是在100多年发展历史上，他们的制造业西方先进国家的制造业遇到的问题平均十年遇到一个问题，然后去解决，是按部就班发展起来的。然后到了我们的，工业化进程，我们说过去一百年1949年之前没有，前50年中国没有工业，新中国有了工业化，我们开始工业化又分成两个阶段，一个是改革开放前与改革开放后，前30年后30年的发展，所以我们的发展过程大概是起步于，因为我们是后工业化国家，我们起步于航空航天等等，我们有一个非常高大上的名称叫测绘仿制，非军工行业就叫做拷贝抄袭，大概就是这个含义。但是这个一点不需要大家气馁，也不用自责，这是我们走工业化道路的必由之路，而且是快速发展，没有测绘没有模仿，没有所谓的侵权，我们走不到今天，我们北航在学院路，学院路早期大概80年代末、90年代初有国家专利局，专利局我查了一下历史资料，我们在90年代，2000年之后加入WTO之后的十年，每年受理的专利也不多，为什么不受理，一个原因中国的企业不知道申请专利，外国企业来申请我们不受理，一受理就要保护他。现在我们特别要求受理，特别是我们要自己的企业的专利要申请，还鼓励企业到国外去申请，我们要用西方人发明的专利保护的制度保护中国自己的企业了，包括自主的产权了。所以发展过程是这样的。

那么测绘仿制没有研发，我们拿尺子量一下造出来就OK了，没有研发只有生产过程的质量管理。第二个工业化消费还没有产生，为什么风电行业能源有需求，因为消费上来了，大家都要用电，都要用气，电不够，天然气也不够了，根上还是能源消费提升了，消费能力也不够的情况下批量也少，所以我们大概在前30年改革开放之前的研发上是测绘仿制，制造上的小批量，所以质量可靠性都很弱，这是第一个阶段。第二国家是在制造过程，大概二战之后它的制造过程的质量控制、质量检验做的很充分，那么在研发这块就在上个世纪50年代随着新的概念的出现，开始有了研发。我们真正对研制程序是军品，以军品为代表的研发也是改革开放之后1982年才开始，我们有了武器装备研制程序。这个非常非常有意思的历程，非军工行业又照航空航天企业晚发展20年。

国外在80年代的时候可靠性概念全都有了，那个时候武器装备的可靠性也很差，在80年代美国国防部狠抓可靠性管理，我们1985年北航成立这个专业，大概是通过50年的发展，我们基本上在管理的方法论上赶上了国外，而且有我们自己的特色，因为国外概念全都出来了，中国企业怎么办？就是抓系统工程的管理。所以有三个阶段，生产过程的关系，研制的管理，全系统全生命的管理，对应了钱老的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。

在企业实施可靠性工程有哪些要素，给大家归纳这么一个张图，八个要素，一个是指标、组织形式、专业队伍、工作流程、规范指南、过程控制、数据信息、技术集成，中间是各种技术的集成。第一个就是全面的需求，我们现在可靠性发展到这个阶段，哪些需求，我给大家归纳一下七个方面，长寿命、高可靠、快诊断、能预测、易维修、好保障、要安全。对应着我们的六个特性，我们归纳成七个要求，这七个方面的要求在可靠性系统工程的技术体系里都有对应的定量指标，所以你说可靠性是什么，可靠性是这么多事，要干的事情是这么多事，不是简单的MTBF，所有都满足了才能满足中国制造业从大到强的转变，这是第一个全面的要求。那么这些要求实际上我们要做什么？做一个故障和对应故障对策的权衡，研发阶段不管，到运维阶段考虑，还是研发阶段多投入，企业搞可靠性的切入点是什么，运行维护费用占了利润的1/4之后，企业的老板一定会让我们的研发部门去搞可靠性，我没有做过严密的数据统计，但是我接触所有国内企业，要做可靠性的起点都是这样。

第二个强调的可靠性是个专业，我站到这是金风科技推荐我到这来的，要不然我也不知道有这么一个论坛。金风科技是把可靠性当做一个专业来建设，标志性的事件就是有我们专业毕业的学生。因为这个很有意思，我去徐工，去年底他们约我，年底很忙，约在3月份一开学的时候，徐工给我的要求是康老师我把全厂技术人员都集中起来，你给我们讲三天课，要达到的目标他们会做可靠性了，我们企业的装备可靠性就能上去了。我说这个目标实现不了，他说为什么？我说我在学校里讲了这么多年，从本科、硕士到博士，我讲七年课，出去的学生面对具体的产品还不知道怎么做可靠性，讲三天就会了，你是看不上我们的专业，我们的专业是干什么的，任何一个专业学三天就会了这能行吗，你们有可靠性的组织吗，没有，有可靠性工程师吗，没有，你的可靠性要有专业的组织，这个专业的组织建在哪里，航空航天走过来大概是三个结构，第一个放在质量部门，质量部门下面有可靠性专业室，专业的技术室，设计室，这个问题发展到一定阶段有不顺当的，为什么？就是可靠性毕竟是从根上设计，仅仅是管理工作的时候放在质量部门，但是一旦进入到研发时候发现放在质量管理是管理，这是有一定的冲突。

第二个阶段是项目，按事业部的编制，每个事业部下面都有可靠性的团队，可靠性的研究室、研究小组等等，这也是一种好处，像华为大的企业初期都是按照事业部，联想也是按照事业部。那么每个事业部各干各的事，带来的好处是每个事业部门，每个项目独占自己的可靠性资源，带来的坏处可能是可靠性资源分散了，各个事业部之间还不能交流了。很有意思的我到某个企业去，上午在一个事业部，下午在一个事业部，上午事业部的可靠性工作做的很好，中午吃饭的时候说下午到他们事业部不要告诉他们我们是怎么干的，一个企业一个老板领导下的，我说你们是不是社会主义国家的国有企业啊，我这个企业不给另外一个企业还可以，一个企业的两个项目组都要互相保密，有这种弊端。理想的状态是一个矩阵的组织，可靠性在企业里应该有专门的可靠性的专业的人员组成的研究室，每个项目里有它可靠性的工程师，在具体实施项目过程中，专业的同志和专业部门的可靠性工程师和项目的可靠性工程师联合组成可靠性的工作系统，可靠性工作系统是航空行业建立起来的，从上到下的，就是飞机有总设计师大家知道，有各种各样的专业副总设计师，还有可靠性副总师，管前面我说的七个方面的需求，管前面我说的六个特性的设计和某个系统的设计，维修保障系统，中央维护系统或者PHM系统。这就构成一个矩阵的组织结构，目前运行做的最好的企业是华为，华为的可靠性工作从可靠性试验起步，现在遍布了整个集团公司，可靠性专业部门叫可靠性工程管理部，将近两百多名可靠性工程师，在他的所有的事业部里还分布了大大小小的可靠性工程师。我们的学生去哪了？20年前主要在行业内就业，最近十几年都是在华为，华为的各个部门都有可靠性工程师。

所以这是关于组织结构，我到企业里说搞可靠性的交流和合作，我看在跟谁交流，跟谁合作，我们要找对应的可靠性专业的人员，没有，我就觉得合作可能很难进行。第三个就是有了这些部门就要有人，我们叫可靠性工程师，中国的可靠性工程师还不多，华为这样的企业还比较少，可靠性工程师头衔和岗位集中在军工行业、华为、长虹、海尔还没有，中车也有，虽然有中车同志坐在下面，刚刚开始有。株洲电气有。那么这个里头就是可靠性在我们的专业设置里可靠性是一个专业，维修性是一个专业，安全也是一个专业，需要的基础理论知识不一样，这些构成了这样专业的队伍，在研发的时候由总设计师组织各个人共同完成并行设计，脸形设计APP团队，是这么一个模式，这张图也不是我们画的，是美国人80年代画的，我只是比他画的更漂亮一点，以前是黑白的铅笔画的草图。

可靠性工程师需要有经验的人，现在产品的创新需要年轻人，越年轻的活力越强，但是质量可靠性专业的人需要老人，越老越有经验。国外大概都是这样的。所以我们一统计，国外的可靠性工程师年薪比设计师的高，这是当然的，所以判断一个在可靠性方面的好的企业还是差的企业就是有没有可靠性组织，有没有可靠性工程师，可靠性工程师挣的钱比工程师挣的钱多还是少。第三个要素就是流程，可靠性系统工程里要做的工程活动很多很多，需要进行每个活动之间是有逻辑关系的，要串起来，刚才讲六性设计和加上一个跟故障相关系统的设计，这是有前因后果有逻辑关系，这些关系要嵌入到研发流程，我咨询过很多企业，这些企业研发流程不完整，不符合系统研发的过程，可靠性做一点事不知道塞到哪里去，好不容易塞进去就孤零零放在那，过两天又一个部门做了一个故障诊断的设计，诊断故障模式，和前面做的毫无关系。

交互之后还有售后服务系统，售后服务系统只管数据的统计，只把售后服务算钱，财务上售后服务算的非常准，技术部门就没有了，我们帮助一些企业在特别乱的售后数据来统计，统计浴盆曲线，找故障原因排列，相当相当费劲，这就是售后部门的事，这件事应该售后的说当然是技术的，这个我们哪懂，设计师也没在现场，也不知道什么情况，一张一张单子查数据，这应该是售后部门统计完交给你的，售后说没有，我找他们的领导说售后部门应该有可靠性工程师专门做数据统计，把可靠性工作配置到那里去，大家才明白这个道理。所以什么时候，什么部门，做什么工作，用什么方法和工具，刚才我们说有一个技术集成，向谁要什么输入，得到什么输出，输出结果给谁，这就是一个流程，我们的制造业当你重视研发自主创新的时候，你的流程一个是围绕着功能的诞生，一个围绕着故障的诞生，所以有一个设计制造包和维修保障包，我们现在第一条线设计制造刚刚从测绘仿制转到自主创新，这条线在建立的过程中。第二个维修可靠性这块可能还没有，还不全，所以这是两件事情叠加在一起，中国制造业想从大到强还有很艰难的路程要走。

这个刚才讲到了FMECA，我就编的FMECA的标准，大家如果借鉴，还是不错的，我们有自己的思想在里面，这个标准不是抄的，其实我们很多标准都是抄的，这是2006年出的国际标。这个FMECA跟所有可靠性工程活动的关系，你做的每一个跟后面的设计都有关系，你说企业根本没有可靠性设计，你做FMECA就没用，就不知道干什么。

第五个要素也很重要，叫做过程监控，过程监控是监控工作项目之间，刚才说的内在的逻辑关系是否是有效的传递，是否是符合的，什么叫内在的逻辑关系，我举一个最简单的例子，平均故障间隔时间、平均故障修复时间叫MTTR，一个叫可靠性指标，一个叫维修性指标，理解可靠性大指标都是这些。还有一个指标叫可用度，我们行业叫停机时间，这三个指标有约束关系，知道两个就知道第三个，我们发现很多企业在定这些目标的时候，定了三个数，三个数不符合自我的约束，要做可用度设计，可靠性设计，设计什么呢？目标就不对，所以这就要监控，监控这些工作逻辑是否正常。

第二个纵向监控，整个供应链的要求，当真正做可靠性的时候发现我的供货方零部件不可靠，他有问题我怎么办，我说他有问题就是你的问题，为什么你的质量控制体系里面没有可靠性的控制，他说没办法，中国制造企业都不行，我说谁说的，为什么华为就可以做得到，为什么你做不到。华为是华为，他是民营企业，我们是国企，我说不要讨论制度问题。监控的主体是政府对企业有监管，但是政府只会管理安全和环境，他不管可靠性，企业对供应商的，用户对产品的，业主对系统的，监控的方法有定性的检查，定量的跟踪，我们希望能做到定量的跟踪，定量跟踪什么？我们每一个前面定的七个方面的定量指标，要在整个寿命周期里看是否达到了、满足了需求。