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

第六个要素叫规范体系，所有工作活动里面每一个可靠性系统工程的活动都要有自己的规范，什么叫自己的规范，你的企业规范，企业标准，不要指望国标和国际标，当企业自己创新设计的，你不靠自己的标准靠什么？我经常被问到这样的问题，康老师，我们要设计航空发动机，可是我们没有标准，这是我们国家最好的发动机设计所的副总设计师跟我提的问题，以前都是按照标准来做试验做设计，现在可靠性这套没有标准，我怎么干。我说咱自己干标准，你要通过实践过程中产生的规范，形成自己的标准，这才是一个制造强国的企业应具有的问题，我们以前在测绘仿制当然是按照国外的标准干，而且不敢改，改了之后小心翼翼的，我们摸索探索着去改，所以在每一个工作实践，现在形成一套先找一个产品或者设备试点做可靠性的某一件事，试点之后把它形成规范指南，用规范指南指导做第二个第三个，做完了之后马上变成企业的标准，就完了。企业真正有核心技术不要把它弄成行业标准，弄成国家标准，我不要告诉别人，我们到国外企业参观，进不去可靠性实验室，不给我们看，今年5月份我到宇通客车郑州的大轿车做的很厉害，很好，完善的全面的可靠性的实验室的体系，给我们看了，中国质量协会组织好几个专家进去看了，我就问实验室主任，这实验室谁都能来参观吗，他说不会不会，汽车行业的都不会让来，你们是大学教授，你们来看看帮我们指导指导，我说这就对了，这像一个干可靠性的好企业的状态，应该是这样。

形成了自己的规范，怎么做试验，我们不知道，但是告诉我一个结果非常震撼，就是大轿车做30天等效于在路上跑一百万公里，要求整个过程无故障，整个车架子上面每个坐位有配重，相当乘客的重量，然后做运行。这是自己采集各种各样的试验状态，用一百万公里的实践证明过，然后我就按照所有新开发的轿车都按照这个去做，所以这叫规范体系。三类规范，一个是要求类的，如何定指标的，如何对跟故障相关的系统，如何对质量特性，刚才说故障相关的特性和故障相关的系统定指标要求。第二个指导类的，就是怎么干各种活，我记得2002年、2003年的时候华为首席可靠性工程师是我的学生，说康老师来一下，搞流程再造是痛苦的过程，再不来我可能要下岗了，在做什么？我要定一个规范，这个规范是做完FMECA之后，我要给FMECA做的好坏，这个工程活动评分，这样定的标准。这个分决定了这个工程师的年终绩效分红，把可靠性弄到这个方面了，我们在上学的时候没教过，那时候还没有保密，我可以进到他们研发中心随便进，他们的研发体系都能看到，现场帮他搞一套系统。

做完之后，你们运行结果怎么样，他说不行了，我现在拿不出来了，保密了，只要输入，不给输出。第三类如何验证和确认提出来的各项要求都已经实现了，是验证类。

然后第七个要素叫技术继承，分成了好多好多技术，这里有技术方法，可以再展开下一级的各种各样的技术方法，这些问题不重要，重要的是你会选择合适你的产品、你的企业的技术，所以我也不展开说了，有机会再展开。

最后一个第八个要素叫做大数据、信息，你要采集自己的大数据信息，没有数据没有信息，运维数据能不能画出一条曲线来？我看到很多企业通过售后服务运维数据得到的故障或者统计数据，全都是错的，全都是不对的，怎么指导设计改进，指导工艺改进。那么有了这八个要素，还不够，我继续给大家归纳几类应用模式，应用模式是什么？第一个我们叫故障归零的模式，就是企业运行维护过程中，产生了数据，我们要进行故障信息的统计，这是一种统计，某一个部件的各种发生故障的视图，只知道这个故障，那个故障，数据信息缺失。刚才是按照时间，我随便拿一个以前的案例，这是按照故障模式，有哪些故障模式，这还是很早期的汽车，每个故障模式占的百分比，有了这个数据之后知道哪些故障模式要进行改进，那么改进，你对某一些零部件进行改进的时候要对它进行机理分析，要进行设计或者是工艺技术的改进，改进之后要进行有效性的验证，通过这个循环把可靠性提高上去。

这是目前大部分企业做的模式，但是这个模式还做不好，做不好的原因是信息缺失，第二这个循环流程图没有管理好，这是一个管理。怎么去确定一个故障模式，一个零部件，每个零部件故障模式都消灭，售后数据、运维数据就好看了，但是这是非常艰苦的管理过程，要整个企业内部流程，整合自己的力量。

第二个模式叫做试验考核法官的模式，当你的创新程度越来越多的时候，越来越不确定能不能到市场上好坏的时候，我们要进行考核试验，这个时候要法官在交付，在投入批产之前，交付用户之前要设计很多可靠性的试验。我之前问长虹2007年开始导入可靠性，售后数据占的维修利润30%消灭掉，当时董事长跟我说我们电视机一台利润80块钱到100块钱，利润很薄，可是一年维修的钱就占了30%，扣下来一块就是一块，那就是我的利润。怎么省？就是搞可靠性，这是因为家电行业把数据统计算的非常清晰，故障率都能讲出来，那么我们直接导入的就是试验考核，所有电视机出厂之前进行试验考核，设计试验考核方案，不通过的不能上市，当时遭到设计师技术线的抵制，解决这个问题的方法就是由各个项目组自愿选择，愿意走鹏博士技术路线的你们来，不按照的按照以前的继续走，他们反馈路线非常快，半年就回来了，考核完了之后改进了，然后再通过了，就上市了，就这么一个过程。通过这个考核叫返修率就降下来了，没有经过考核的，没走这套流程的，依然是高的返修率，这时候老板一声令下都按照这个流程玩了，通过试验考核有一个数据，年返修率统计非常非常漂亮，把这个返修率降下来了。

长虹现在也很困难，困难的原因是这个企业发展好坏不是可靠性唯一的要素，可靠性是重要的组成，还有创新，质量和创新是发展的主题，长虹的电视我们家里有人买吗？创新不够，当年弄到等离子彩电，投了错误的技术方向，技术先进性不够。他认为液晶不好，应该是等离子的，结果花了好多钱投进去，最后液晶的越做越好。试验类别有好多种试验，考核模拟试验，强化试验，验收试验，针对不同的场景，不同的场合，模拟试验和强化试验是对研发阶段，鉴定试验对研发阶段的定量考核，验收试验是批市场阶段，保证考核性不波动。这是摸底试验，对于可靠性比较差的，模拟实际的使用条件，模拟用户的使用场景做一个比较短的时间，能暴露的故障很多，这是航空航天总结出来的，我们按照美军标的规定做三千小时，我们发现做完之后出故障最多的都是前两三百小时，我们早期故障不行，没控制住，所以最后定200小时的摸底试验，这是我们的方案，到不同行业不一样。

强化试验是我们要摸到产品的破坏的极限，把产品做坏，做到失效，这是强化试验的一个原理。鉴定试验给出定量的考核性指标，考核性指标不个的时候用一个样本，算完了之后有一个说法。还有寿命试验也是统计的方法，做1.5倍的寿命，一万工作小时做一万五，但是一千万工作小时完了，这个试验做不了了。那么第三个模式叫定量设计模式，分两段，一段叫做稳定性设计，就是三次设计方法，日程里明天有一个咨询公司给我们讲三次设计，非常好，这个方法基本上是日本人创造的，第一次设计叫系统设计，是功能创新，第二次设计叫参数设计，要把你的运行参数性能参数调整到非线性的区域，这个区域波动小，如果这里有设计师，你说OK，康老师你讲的太落后了，我已经在用了，下来你告诉我一声，我们的企业不用，日本一个教授发明的方法，在日本的企业70年代、80年代、60年代开始普及，日本企业把这个做的非常非常精致，三次设计方法，80年代改革开放的时候来我们这讲，我们那时候开玩笑鬼子教授又来讲课了，给机械行业讲了十几年，几乎没有企业，一开始还有人听，后面没人听了，鬼子教授自己都哭了，说中国制造怎么办啊。

第三次设计叫容差，目标是质量损失最小，通过三个步骤之后，特别是后面这两个步骤，会发现产品的固有的可靠性抗波动能力就提高了，我们没有这个过程。很多很多产品不做这个分析，不做这个设计。容差干什么？一个生产螺母，一个生产螺丝杆，这两个是配套，在一大批的零件里随机一个螺母，一个螺帽拧到一起有一定的概率是拧不上的，是解决这个问题，我们一个复杂的产品有好多好多零件累计累计，我们企业不知道，我们从来没算过，更不用设计它。第二个方面就是你把固有的做好之后，我们还有高可靠长寿命，是面对着长时间的使用，要退化，面对着可能遇到的各种各样的异常的条件，可能要突发失效，我们有一个高可靠长寿命设计。这里面画了一张图，是要算要试要分析要预测，有这些方法。

第四个模式叫故障补偿模式，这个是前面的都做完了之后，出了故障之后怎么办，派人去修呗，一修又发现要定位，现在维修过去叫反应式维修，被动式维修，发展到第二阶段预防性维修，我就定一个时间到时候就报废，不管好坏一定要换新的，对有些设备零件有效，有些没有效，现在叫预计性维修，载体就是故障预测的监控系统，故障诊断对应的故障预测，健康管理是根据诊断和预测的信息判别系统健康状态，就是治未病，没有发生的病，未病先防，既病防变，这叫健康管理，现在到一定年龄之后身体肯定有各种各样的小毛病，不是一个完全健康的状态了，但是还不致命，不用停机，但是得防止进一步扩展。

那么预测和健康管理是关键的转变，从事后的维修到事前的预判，所以叫管理。那么技术上的转变逐渐发展，从自动化的维修到智能化的维修，但是我们现在很多企业连自动化维修还没有做到。这是开放的，基于开放体系结构的事前维修的框架，我也不展开说了，应该是今年4月份、5月份在中车整个集团在青岛开了一个PHM的会，中车高铁行业上上下下都在做故障预测健康管理系统的设计研发，未来三年这个东西要使用，现在有的系统已经做的不错了。

好的企业是把这些模式全都用起来，售后运维的数据统计做好，定量设计做的好，试验考核做的好，维修保障系统做的好，我们叫综合集成的模式。每一件事解决了不同的问题，所以真正的可靠性完整的结构是这样的，这些事情全都做到了就是可靠性系统工程就实现了。还有一个问题，有了实施要素，八个要素，有了四种应用模式，那么怎么判断企业做的好和不好，我又做了一个研究成果，就是叫做能力成熟度，可靠性系统工程能力成熟度评价，我把一个企业的可靠性系统工程能力分成了五级，如果大家了解这个软件开发的，软件能力成熟度是一个道理，我也是测绘仿制那个模型。那么每一个等级表明了企业可靠性系统工程能力所处不同水平，每一个等级代表了企业改进过程经历的阶段，一个企业要从一开始就能把我刚才说的全做下来吗？不可能，所以要一步一步来，每一级都有详细的定义，第一级叫已执行级，开始做可靠性，但是很混乱，概念混乱，工作流程混乱，工作体系混乱，什么都乱，做没做可靠性？做了，做的怎么样？不知道。我听到过两个企业的领导的对话，类似一个什么论坛上，但是他们不认识我，我还没上台做报告，他们在底下说你们搞可靠性了吗？说搞了，你们有北航的学生吗？没有，你没有北航的学生叫什么搞可靠性？我上台把这个笑话给大家讲了讲。