作者：佚名 時間：2021-10-25
以下文章來源于可靠性應用技術 ，作者佚名
如果說，的企業是挺拔的大樹，
一款款經典產品就是樹上的累累碩果。
那么，產品可靠性是什么？
它是大樹的根。根深才能枝繁葉茂，才能春華秋實。
可靠性設計、試驗、標準、制造、管理和評價，
這幾個環節，像一條條粗壯的根須，
為產品生長的全過程提供了高品質養分。
現在，讓我們深入根須內部，去探尋養分生成的機理。
請不要小看這樣的探尋，因為——
這樣的探尋中，
隱藏著讓果實飄香世界，
讓大樹參天而立的秘密。
設計：需求牽引預防為主
試驗：暴露缺陷不斷
標準：制造之本質量之基
制造：環環相扣良性循環
管理：自上而下又快又好
評價：手握標尺丈量故障
可靠性透視1
設計：需求牽引 預防為主
我們的所到之處，每一個研發人員、質量人員都能侃侃道來：“可靠性設計是可靠性工作至關重要的環節?！痹絹碓蕉嗟摹爸袊圃臁遍_始摒棄浮躁的情緒，因為消費者有足夠的力量去改寫企業的發展史，他們只是品的信徒。洞開的財富之門沒有退路，誰還敢把品質視如草芥? 越來越多的“中國創造”找到了正確的方向。品牌不是只屬于“500強”的煙火表演，當可靠性追求成為大小企業的“實用主義”，從容地生存變得有跡可循。
1990年國防科工委成都會議上，原科工委主任丁衡高總結國防研發的指導思想是“需求牽引，系統工程，預防為主，一次成功?！碑敃r，能領悟可靠性系統設計精髓的人并不多。時至，可靠性意識開閘，我們的所到之處，每一個研發人員、質量人員都能侃侃道來：“世界朝著可靠性設計的趨勢發展，可靠性設計是可靠性工作至關重要的環節?！?/span>
1.簡單實用——可靠的保證
前航天部質量司總工程師何國偉說：“可靠性設計，實質上是指在設計開發階段運用各種技術和方法，預測和預防產品在制造和使用過程中可能發生的各種偏差、隱患和故障，保證設計一次成功的過程。”
在充分吸取各類成功經驗與失敗教訓的基礎上，可以提煉出一些廣泛適用的可靠性設計準則。何國偉認為設計準則不僅要規定如何把可靠性設計到產品中去，還應指出不該如何設計，使設計人員不再重蹈前人覆轍。
“可靠性設計首先要貫徹的是成熟設計與簡單即可靠的原則。產品的新技術、新工藝、新元器件、新材料的所謂新項目，數目予以控制，一般應控制在20%以下。新項目在正式采用于本產品之前，經過充分的可靠性考核與驗證。要盡量簡化設計，盡可能減少產品組成部分的數量，盡可能實現零、組、部件的標準化與系列化、通用化，控制非標零、組、部件的百分比率??盡可能多地采用模塊化、積木化設計。”何國偉同時提醒，企業應根據實際情況取舍，形成自己產品的可靠性設計準則。
胡壽昌在其主編的《航天可靠性設計手冊》中指出的一般可靠性設計原則，與何國偉的提法基本一致：優先采用在預定的環境下能可靠工作的硬件、軟件和設計；簡單就是可靠；保守的設計比較可靠；貫徹標準化（系列化、規范化）的規定。
簡單，同時也意 味著盡可能地減少差錯?！叭绻嬖诟沐e的可能性時，就肯定會有某個人搞錯?！边@是Murphy定律告訴我們的道理，因此，防錯誤設計的指導思想就是盡可能設計得不可能搞錯，其次是盡可能減少出差錯的可能性。比如飛機在高速飛行時，使襟翼落下的控制按鈕即使按下也不執行，并給出錯誤警告。對于外形相近而功能不同的零部件，應從結構上保證不能互換安裝。對于可能安裝錯位的零部件有定位裝置。
2.預防障礙——設計的精髓
胡壽昌教授強調：“在研制過程中，要制訂一種能滿足事先規定的可靠性要求的設計。從一開始就按所要求的可靠性程度來設計，其重要性怎樣強調也不為過分，因為一旦設計得到批準，其固有可靠性也就固定了。方案設計決定了70%的壽命周期費用?！?br style=";padding: 0px;outline: 0px;max-width: 100%;line-height: 2.44em;color: rgb(51, 51, 51);font-family: 'Helvetica Neue', Helvetica, STHeiTi, ' YaHei';font-size: 16.96px;font-variant-numeric: normal;font-variant-east-asian: normal;widows: 1;box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important"/> 很明顯，在產品開發過程中，設計缺陷被發現得越晚，糾正起來需要花費的代價就越大，因此，在設計過程中，需要采取有效措施減少發生失效的可能性。除了遵循一般可靠性原則，還應進行初步的可靠性分析，如工程分析和定量分析，考慮環境條件、研制方案、生產方案、使用方案和維修方案。權衡不同的設計方案時，分析各種差別和變動對整個系統可靠性的影響。
志高空調在設計之初對此考慮得相當周全：通過操作板按鍵的防塵防潮設計，減少了灰塵、雜物、水份對空調控制部件的影響；通過優化程序參數、波峰焊工藝參數，解決電控板的設計缺陷，提高電控板抗干擾綜合能力，使電控板故障率下降54%；通過將變壓器可熔斷溫度保險改變為PTC可恢復式，變壓器故障率下降72%，MTBF延長約3.6倍。對運輸過程低頻引起共振造成毛細管組件易斷裂的現象，志高對毛細管組件進行固有頻率的測試，并最終在增加毛細管剛度的同時也減少了組件的重量，從而提高了其固有頻率，以避開運輸振動的頻率。
3.設計準則——質量的生命線
可靠性設計準則一般針對某個具體產品制定，但也可以將產品可靠性設計的共性部分上升為某類產品的可靠性設計準則，如HB7251-95《直升機可靠性設計準則》、HB7232-95《軍用飛機可靠性設計準則》、GJB2635-96《軍用飛機腐蝕防護設計和控制要求》等。
在降額設計、簡化電路、采用更可靠的元器件等技術不能達到預期的可靠性時，或改進產品達到預期可靠性要求所需的資源比重復配置需要的更多時，需要采用冗余設計。采取冗余技術時，應考慮到避免諸冗余硬件的共因故障。專家提醒，在不得已的情況下選用了可靠性不高的元器件時，應優先考慮通過冗余提高其可靠性；而構成冗余所的差錯比較檢測器、切換裝置等裝置的可靠性很高。
降低元器件在電路中所承受的應力可以提高元器件的可靠性，但降額要適當，因為過低的應力有時會引起新的失效。同時，降低應力會增加重量、體積、費用等其他設計參數，從而需要綜合權衡。
對電路中的靜電放電敏感元器件及其敏感電平要予以標識，應使用開關接地、導電塑料等靜電抑制技術。人員接觸的鍵盤、控制面板、手動控制器或鑰匙鎖的部件都應能直接通過底盤接地，用以耗散人員的靜電荷。靜電防護的使用、運輸、包裝、貯存都應明確要求，并嚴格監督執行。
電磁兼容設計中，電子組合盡可能采用金屬外殼屏蔽，以防產品內部各組合間的輻射耦合。屏蔽罩金屬接縫要焊接，開口的空洞要盡可能小。接插件的外殼應有導電防護層，以免影響屏蔽的完整性。射頻信號、視頻信號和中頻信號的傳輸應采用同軸電纜連接，屏蔽層兩端均應接地。
早在上世紀50年代，日本的色摩亮次郎就總結出“溫度每增加10攝氏度，可靠性降低1倍”的規律，這一規律“大體正確”，因此，要進行熱設計，提高產品的固有可靠性。熱設計就是要考慮溫度對產品的影響問題，其重點是通過器件的選擇、電路設計（包括容差與漂移設計和降額設計等）及結構設計來減少溫度變化對產品性能的影響，使產品能在較寬的溫度范圍內可靠地工作。其中結構設計主要是加快散熱。
在產品的結構設計中還應進行振動、沖擊分析，弄清固有頻率，產品的固有頻率與內、外振動源的激勵頻率要有距離，防止共振。時，對振動源要采取隔振措施。特別不耐振動、沖擊的元器件和零部件可采取單獨的被動隔振設計。
金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司開發并充分利用客戶服務信息網絡系統，強調“用數據說話”收集信息，并根據國內外產品使用環境進行故障缺陷的失效模式分析，通過分析將所確定的各項質量改進措施落實到產品設計過程中。蘇州金龍學習國外汽車企業的“以高投入換取高技術，用高技術確保產品可靠性”的設計理念，在正確處理可靠性與產品成本的關系基礎上進行產品設計改進。
蘇州金龍采取了大量可靠性設計技術和方法：計算機輔助設計、有限元分析；耐環境設計；人機工程設計；結構簡化；考慮功能零件的可接近性，考慮零件的互換性，采用模塊結構等以利于可維修性；設置故障監測和診斷裝置；防誤操作設計；保證零件部設計裕度；采用功能并聯、冗余技術；設計FMEA；失效設計和壽命設計等。
4.易于維修——售后的可靠保證
據1959年的統計，當時國防預算的25%是用于維修的開支，兩年中花在設備維護上的費用，與用于采購設備的款項幾乎相等?？梢?，維護性與經濟性密切相關。
在產品設計時，強調可靠性可以減少產品出現故障的次數，但不說明在出現故障之后能不能修好或需花多長時間、多大代價才能修好?？删S修性好的產品，能在最短的時間、以最低限度的資源（人力與技術水平、備件、維修設備和工具等）和最省的費用，經過維修使產品恢復到良好狀態?？删S修性既是產品可靠性的補充，又是產品維修保障決策的重要依據。
對于可以的產品，可靠性設計考慮產品的維護性（可維修性）。本刊顧問、東北大學機械工程與自動化學院院長張義民在其專著《汽車零部件可靠性設計》中指出：“維護性包含有三層意義：維護的對象是可以的產品，不可的產品不能成為維護的對象；維護的目的是為了維護產品的可靠性，使被維護的對象能恢復到無故障運行的狀態；維護的措施是實際的維修工作，即從防止故障到排除故障，直到使設備重新恢復功能為止?！?/span>
5.人機設計——讓維修更合理
模塊化設計具有將維修簡化的目標，將產品根據需要分為若干個機械、電氣、電子、機電模塊，使產品內部空間得到有效利用，并便于維修。
維修性的簡化設計準則要求設計時就考慮多種簡化方案，降低維修頻率及維修的復雜性，降低對維修人員的技術水平、熟練程度及人員數量的要求。應最大可能地采用標準元器件、零部件、工具、設備、儀器，提化系數。
康佳集團在引進、消化和吸收了集成產品研發流程（IPD流程）的基礎上，推出了康佳KPD流程。根據其核心思想CBB（重用思想），康佳成功推行了標準化、模塊化、系列化和通用化設計，實現了產品的積木化設計?，F在設計開發要做的事僅僅是新模塊，原有模塊100%實現了復用，減少了設計開發的工作量、提高了設計開發效率。
可靠性設計最不可忽視的還有一條：人機設計的合理性。它附屬于產品的可維修性這一要求，同時也提出了自己的要求。它要求操作、維修應該保證有充分的空間，工作開口的尺寸、方向、位置應使維修人員以比較合適的姿勢進行操作，盡可能減少跪、蹲、臥、趴等易于疲勞的操作姿勢。需要用體力進行維修時，要考慮到人的體力限度及操作便利性。
為了方便維修，康佳彩電減少了開蓋固定螺釘個數1/2，減少了螺釘種類2/3。另外，康佳對4068液晶電視的結構還進行了一項創新設計，即在不使用專用工具、不開后蓋的前提下就可以方便地取出線路板，實現快速地更換或維修。
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