會議直播 | 北京航空航天大學(xué)教授康銳：真正實現(xiàn)可靠性系統(tǒng)工程需要八要素和四種應(yīng)用模式

2017-12-21 15:59:23 來源:電力頭條App 　點擊量：評論 (0)

12月21-22日，由中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會舉辦的第二屆風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量與可靠性論壇在北京裕龍國際酒店隆重召開。會議從全球風(fēng)電發(fā)展歷程、設(shè)備全生命周期以及機組和風(fēng)電場的全系統(tǒng)三個維度全面梳理和解析可

北京航空航天大學(xué)教授、教育部長江學(xué)者特聘教授康銳主題演講《可靠性系統(tǒng)工程—推進(jìn)可靠性工作的整體解決方案》

以下為發(fā)言實錄：

謝謝大會的邀請。“可靠性”大家看名稱就是北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院，我們這個學(xué)院不是趕時髦成立的，在1985年成立的時候幾乎工業(yè)界就是在航空界，航空、航天分家了，航天有可靠性，航天工業(yè)1965年成立了一個可靠性研究所，這是我們國家在工業(yè)部門的，當(dāng)然更早是電子行業(yè)，應(yīng)該是60年代初就成立了可靠性研究所，然后是航天。那么在1985年的時候北航當(dāng)時歸航空工業(yè)部管，航空工業(yè)部辦的北京航空學(xué)院，我們成立了可靠性工程研究所工程系統(tǒng)工程系，我們開始辦學(xué)，開始做可靠性研究。1985年的時候航空工業(yè)界也不知道可靠性什么，大概推動了十年，搞監(jiān)視飛機研制的時候，才全面引入可靠性的概念。

所以，可靠性在北航是一個專業(yè)，是一個獨立的學(xué)院，我們學(xué)院大概有200多人教職員工，就是做可靠性的，在校學(xué)生800多名，本科、博士、碩士各個層次的都有，我們2005年以來連續(xù)十余年是北航就業(yè)最好的專業(yè)，反映了整個中國制造業(yè)的需求。今天花一個小時的時間給大家介紹一下可靠性系統(tǒng)工程，這是一個我們在航空航天或者整個武器裝備里推進(jìn)可靠性的一套方法論。

講幾個問題，第一個是背景。從中國制造2025開始說起，里面有三段話跟可靠性有關(guān)系，加強可靠性設(shè)計、試驗、驗證技術(shù)的研究和應(yīng)用；第二推廣先進(jìn)的在線故障預(yù)測與診斷技術(shù)及后勤系統(tǒng)。第三是國產(chǎn)關(guān)鍵產(chǎn)品可靠性指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，但是規(guī)劃里頭并沒有說國產(chǎn)關(guān)鍵產(chǎn)品是什么，就是看誰能達(dá)到。上周習(xí)總書記剛到徐工機械考察，他們現(xiàn)在是做為工程裝備行業(yè)里的老大，應(yīng)該也是世界上的前幾，就是工程裝備走向世界。徐工的可靠性也搞的非常好，我今年3月份、5月份兩次在徐工給他們授課，每次講兩天。徐工搞的已經(jīng)非常強大了，但是他們的可靠性我認(rèn)為是起步階段。

這個反映中國制造2025的一個目標(biāo)或者一個迫切的需求，中國制造2025之前兩年我參加一個制造強國戰(zhàn)略研究的項目，有了這個項目才有中國制造2025規(guī)劃，在整個戰(zhàn)略研究里，第三個課題叫制造質(zhì)量強國戰(zhàn)略研究，分成了五本書，這五本書里在技術(shù)里有一個專題，就是我國制造業(yè)可靠性工程的質(zhì)量強國戰(zhàn)略，這個大概是將近八萬字，我主筆寫的。寫了這個把航空航天這幾年過去將近30年的可靠性系統(tǒng)工程的實踐總結(jié)提煉和我最近十余年參與的可靠性咨詢服務(wù)的過程中一些體會，形成這么一個發(fā)展戰(zhàn)略，所以今天給大家介紹就是以這個發(fā)展戰(zhàn)略內(nèi)容為背景的主要的內(nèi)容，這就是我整個今天演講的主題。

第二個先把整個在可靠性領(lǐng)域的概念內(nèi)涵給大家簡單說一下，因為今天不是上課。第一個就是典型的浴盆曲線，可靠性任何一本教科書都會出現(xiàn)這個曲線，縱坐標(biāo)是故障率，橫坐標(biāo)是使用時間，產(chǎn)品的使用時間。看到這個故障率從統(tǒng)計上反映出來的產(chǎn)品故障發(fā)生的規(guī)律，第一個規(guī)律就是第一段在早期使用的時候，故障率非常高，要經(jīng)過不斷的維修、適應(yīng)性的改進(jìn)甚至修改設(shè)計，改進(jìn)工藝，把故障率降下來。到使用階段故障率是很低的水平，而且還不應(yīng)該發(fā)生紅線的波動，長時間保持低的水平，保持到多長，保持到預(yù)期的使用壽命，到了使用壽命故障率急劇增高，這是統(tǒng)計規(guī)律表現(xiàn)出來的。

但是當(dāng)我們的產(chǎn)品從統(tǒng)計數(shù)據(jù)上發(fā)現(xiàn)了看到了浴盆曲線第一個階段的時候，在用戶的運維的過程中發(fā)現(xiàn)這個階段的時候，說明你們的企業(yè)，你們的產(chǎn)品沒有搞可靠性，看到了浴盆曲線早期故障期，說明可靠性是失敗的。第二個如果在使用的過程中長期的故障率穩(wěn)定不下來，并且浴盆底的高度還很高，說明可靠性工程失敗了。第三個如果使用時間沒多長就壞掉了，你就不能再用了，就老化了，就疲勞了，就斷裂了，就腐蝕了等等這些問題在說明你的壽命也不符合要求。所以浴盆曲線告訴我們很多很多道理。

目前中國制造業(yè)的特征在這三個點上都反映了，第一投入使用初期故障率很高，久久不能把故障率穩(wěn)定下來，第三很多產(chǎn)品壽命很短，所以這些問題交織在一起反映了我們的企業(yè)的可靠性工程的實踐出了問題，大概就是這么一個概念。那么這些概念跟什么有關(guān)系？剛才說了是故障率，故障發(fā)生的概率，故障的統(tǒng)計規(guī)律，那么第二個就說明跟故障相關(guān)的產(chǎn)品的設(shè)計特性，大概有這六個方面，可靠性、維修性、測試性、保障性、環(huán)境適應(yīng)性，這些特性也不是中國的學(xué)術(shù)界里發(fā)明的，這是當(dāng)我們1985年成立可靠性研究所工程系統(tǒng)工程系的時候，國外這些設(shè)計特性產(chǎn)品的專門的專業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了。我們在這個階段當(dāng)時我們想怎么做這件事情？我們把這些故障相關(guān)的專業(yè)融合成一個整體，現(xiàn)在在武器裝備行業(yè)叫通用質(zhì)量特性，就是以故障相關(guān)的設(shè)計特性，我們把它定義成通用質(zhì)量特性。

當(dāng)年1991年的時候，我們學(xué)院的創(chuàng)始人楊教授就提出來了可靠性系統(tǒng)工程的概念，然后可靠性系統(tǒng)工程的理念在航空航天兵器艦船等傳統(tǒng)的十大軍工集團(tuán)不斷的在擴展推動的都是這套理念，可靠性系統(tǒng)工程就是圍繞產(chǎn)品保障規(guī)律的組織管理的技術(shù)一個集合。從方法論上就是在研發(fā)階段要進(jìn)行跟故障相關(guān)特性的設(shè)計分析試驗評價工作，同時還要做跟故障相關(guān)的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是面向產(chǎn)品的使用維護(hù)階段，運維階段，那么這個階段跟故障相關(guān)系統(tǒng)我們過去叫售后服務(wù)，沒有經(jīng)歷過正向的研發(fā)過程的時候我們是出了故障當(dāng)然要修好，這就是被動的服務(wù)。主動的得主動去設(shè)計這個售后服務(wù)系統(tǒng)，維修保障系統(tǒng)，內(nèi)測系統(tǒng)，自動測試系統(tǒng)，ATE是輔助測試設(shè)備，中央維護(hù)系統(tǒng)，比如現(xiàn)在有遠(yuǎn)程維護(hù)，通過網(wǎng)絡(luò)的，風(fēng)能大扇子，中央維護(hù)，PHM故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)，隨著技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)在最熱點的就是PHM系統(tǒng)，這才是完整的研發(fā)和設(shè)計，這個就是可靠性系統(tǒng)工程最基本的理念。

第三個介紹一下歷程對比，中國制造業(yè)發(fā)展歷程和國外的發(fā)展歷程這兩個方面的對比。第一個講國外，我們今天大會的主題叫做質(zhì)量與可靠性，剛才秦秘書長說可靠性的概念大家可能不同的企業(yè)不同的人的理解也不一致，其實質(zhì)量和可靠性這兩個有什么區(qū)別，可能大家也不一致。那么我把這兩個概念放到一張圖來說，這是國外的工業(yè)化發(fā)展的，伴隨著工業(yè)化過程過去一百年相關(guān)概念的不斷的發(fā)展的歷程，第一個就是在大批量制造業(yè)出現(xiàn)的過程中，首先產(chǎn)生的產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗。生產(chǎn)制造過程的質(zhì)量檢驗，想象當(dāng)時以福特汽車為代表的，一年一下生產(chǎn)了幾百萬輛汽車，那么這個時候產(chǎn)品出來了要判斷好壞，這個要說起質(zhì)量檢驗概念可以查到很早很早以前中國也做這個事情，但是批量了之后帶來的問題是以前要看一把劍好不好，有測試有檢驗有設(shè)計，但是那個時候是手工業(yè)時代是設(shè)計制造檢驗是一個人，更牛的可能設(shè)計制造檢驗使用還是一個人，我給自己做一把很牛的劍。但是批量化生產(chǎn)不一樣了，所以在福特汽車大批量的時候做了有里程碑意義的事情就是把質(zhì)量檢驗從產(chǎn)業(yè)工人里面分出來，專門有一波人看著制造線上的產(chǎn)品，生產(chǎn)出來之后是合格的還是不合格的，這叫質(zhì)量檢驗。

那么質(zhì)量檢驗分為兩個階段，當(dāng)批量比較少的時候是全數(shù)檢驗，后來全數(shù)檢驗干不動了，一年幾百萬輛，零件是上千萬個沒法檢驗了，就發(fā)展用數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方法叫抽樣檢驗，這兩個檢驗都叫做過程質(zhì)量檢驗，過程質(zhì)量檢驗的發(fā)展是我們質(zhì)量可靠性發(fā)展歷史上的第一個里程碑事件，發(fā)展到一定程度質(zhì)量檢驗是產(chǎn)品生產(chǎn)出來之后才能對它進(jìn)行合格不合格的判定，會產(chǎn)生廢品率，造成質(zhì)量損失。所以第二個步驟就是我們能不能在制造過程中進(jìn)行質(zhì)量控制，預(yù)防不合格率的發(fā)生，降低不合格產(chǎn)品的比率，這個就是過程質(zhì)量控制統(tǒng)計過程控制，這是第二個階段。

責(zé)任編輯：lixin

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