Q1
開(kāi)展可靠性預(yù)計(jì)有哪些方法與建議？
答：針對(duì)非軍工產(chǎn)品，不建議使用MIL 217、 GJB/Z 299C標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)，因?yàn)檫@兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是軍用級(jí)別的器件數(shù)據(jù)。民用產(chǎn)品可以借鑒Telcordia（原貝爾實(shí)驗(yàn)室）的SR-332和法國(guó)FIDES這兩個(gè)預(yù)計(jì)手冊(cè)來(lái)做產(chǎn)品可靠性預(yù)計(jì)。但是它們都有一個(gè)問(wèn)題就是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)更新不及時(shí)，不夠精準(zhǔn)適用。
所以預(yù)計(jì)這件事，最根本的還是要靠企業(yè)逐漸積累自己的數(shù)據(jù)，然后建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù)。但是建數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)、投入大的基礎(chǔ)工程，因此現(xiàn)階段企業(yè)收集數(shù)據(jù)能力有限的話，也可以借助類似為民可靠性研究院這樣的第三方機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行元器件數(shù)據(jù)收集、測(cè)定和模型研究，這樣做出來(lái)的預(yù)計(jì)就會(huì)更貼近實(shí)際。
Q2
目前可靠性預(yù)計(jì)采用應(yīng)力分析法，預(yù)計(jì)值無(wú)法達(dá)到規(guī)定值，也沒(méi)有統(tǒng)計(jì)的失效率，無(wú)法達(dá)到要求怎么處理？
答：首先需要識(shí)別其中的關(guān)鍵器件，即失效率最高的幾種器件類型，然后對(duì)其開(kāi)展應(yīng)力分析，通過(guò)降額、熱設(shè)計(jì)等手段使其工作在適當(dāng)?shù)膽?yīng)力范圍，從而降低其失效率。
Q3
企業(yè)目前已有的可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)都是根據(jù)外部來(lái)的，而我們的可靠性預(yù)計(jì)工作都是根據(jù)這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)的，會(huì)不會(huì)不準(zhǔn)確？
答：肯定是不準(zhǔn)確的。目前的可靠性預(yù)計(jì)工作有很大的局限性，它在底層邏輯上把每個(gè)單元假設(shè)成服從指數(shù)分布，而且基礎(chǔ)失效率數(shù)據(jù)更新的也不及時(shí)，未充分運(yùn)用產(chǎn)品研制過(guò)程和實(shí)際使用過(guò)程中產(chǎn)生的可靠性數(shù)據(jù)。所以現(xiàn)在很多企業(yè)開(kāi)始收集現(xiàn)場(chǎng)失效的數(shù)據(jù)，從而建立自己產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)失效數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)產(chǎn)品預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比分析，建立起二者之間的關(guān)聯(lián)，來(lái)提高可靠性預(yù)計(jì)的準(zhǔn)確性。
Q4
在評(píng)估已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的產(chǎn)品的可靠性過(guò)程中，可靠性框圖有什么作用？
答：借助可靠性框圖可以精確地表示出各個(gè)功能單元在系統(tǒng)中的作用和相互之間的關(guān)系。當(dāng)在計(jì)算系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)時(shí)，我們往往無(wú)法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)去做加速試驗(yàn)（樣本少），很多時(shí)候也無(wú)法把整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)研究對(duì)象去做壽命分布，但可以對(duì)系統(tǒng)下面的設(shè)備/單元去做加速試驗(yàn)，計(jì)算它們的壽命分布和壽命，然后根據(jù)可靠性框圖等模型來(lái)計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。
Q5
企業(yè)如何控制裕量才能保證產(chǎn)品在滿足可靠性的同時(shí)，也滿足成本、市場(chǎng)等各方面的要求？
答：以強(qiáng)度應(yīng)力干涉模型為例，強(qiáng)度和應(yīng)力都是一個(gè)分布，當(dāng)強(qiáng)度和應(yīng)力之間的裕量越大，其可靠度也就越高。通過(guò)極限試驗(yàn)，精準(zhǔn)摸出產(chǎn)品應(yīng)力極限（強(qiáng)度），當(dāng)強(qiáng)度低于產(chǎn)品規(guī)范應(yīng)力時(shí)，必須更改設(shè)計(jì)提高強(qiáng)度。當(dāng)強(qiáng)度已經(jīng)高于規(guī)范應(yīng)力的時(shí)候，就需要做應(yīng)力場(chǎng)景分析，統(tǒng)計(jì)用戶在使用產(chǎn)品過(guò)程中的各種可能應(yīng)力范圍，如果還是存在用戶在使用產(chǎn)品時(shí)應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度的情況，那就需要更改設(shè)計(jì)，提高強(qiáng)度。反之，如果應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度的情況非常少，不會(huì)因?yàn)榫S修保障等費(fèi)用影響利潤(rùn)，就可以不改，保持當(dāng)前裕量。
Q6
一個(gè)完整的系統(tǒng)，該如何從零部件，子系統(tǒng)到系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)？
答：系統(tǒng)的可靠性評(píng)估按照開(kāi)發(fā)階段由早到晚有多種方法，如早期階段可以采用可靠性預(yù)計(jì)和仿真的方法，小批量試制階段可以采用可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)，而到了壽命周期階段，可以采用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方法。
可靠性評(píng)估的過(guò)程基本也是采用由底往上的步驟，以可靠性預(yù)計(jì)為例，首先采用標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)的計(jì)數(shù)法或應(yīng)力法，由元器/部件的失效率計(jì)算得到單板、模塊、組合、子系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，再通過(guò)可靠性建模，如RBD、馬爾可夫等，計(jì)算得到系統(tǒng)級(jí)的可靠性指標(biāo)，而這樣得到的系統(tǒng)級(jí)可靠性指標(biāo)通常還只是硬件部分，如果一個(gè)系統(tǒng)包含有軟件、人因等其它影響可靠性的因素，還需要計(jì)算這些部分的可靠性指標(biāo)，如無(wú)法計(jì)算得到，則可以采用比例因子折算的方法，即通過(guò)統(tǒng)計(jì)，獲得硬件故障占整個(gè)系統(tǒng)故障的比例因子，從而基于硬件折算出整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。
其它的可靠性評(píng)估方法，如無(wú)法針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，也可以采用上述的思路。
Q7
企業(yè)如何進(jìn)行可靠性正向設(shè)計(jì)？
答：參考康銳教授團(tuán)隊(duì)出版《確信可靠性理論與方法》一書(shū)。確信可靠性理論基于三個(gè)科學(xué)原理（裕量可靠原理、退化永恒原理、不確定性原理），建立了4個(gè)方程（學(xué)科方程、退化方程、裕量方程、度量方程），通過(guò)求解這4個(gè)方程，可以開(kāi)展以確信可靠度為目標(biāo)的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)。
在研發(fā)階段，企業(yè)可以根據(jù)產(chǎn)品的關(guān)鍵性能參數(shù)、性能參數(shù)閾值及其敏感的外因和內(nèi)因建立產(chǎn)品學(xué)科方程和裕量方程，再考慮工作應(yīng)力、環(huán)境應(yīng)力等對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)長(zhǎng)期退化的影響，建立退化方程來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)。下一步再進(jìn)行不確定性量化，建立可靠性模型。這是正向設(shè)計(jì)的技術(shù)路線，和傳統(tǒng)可靠性不太一樣，傳統(tǒng)可靠性在方案階段做不出可靠性模型，只能進(jìn)行一些可靠性預(yù)計(jì)和仿真，可靠性模型需要通過(guò)試驗(yàn)階段才能建立。而正向設(shè)計(jì)的時(shí)候，在方案階段這些就都可以做出來(lái)了，不僅大大減輕了后續(xù)工作量，而且對(duì)設(shè)計(jì)工作的指導(dǎo)也更加明確。
圖：確信可靠性理論度量框架
圖：可靠性正向設(shè)計(jì)路徑
Q8
小樣本進(jìn)行可靠性試驗(yàn)設(shè)計(jì)、抽樣、加速條件等有哪些參考標(biāo)準(zhǔn)？很多結(jié)果要用統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定，統(tǒng)計(jì)就需要有一定數(shù)據(jù)量，如何折中處理？
答：可以用不確定統(tǒng)計(jì)處理小樣本試驗(yàn)中的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題。不確定統(tǒng)計(jì)和概率統(tǒng)計(jì)是兩套統(tǒng)計(jì)方法，所依據(jù)的數(shù)學(xué)理論不確定理論和概率論是兩套平行的理論。用不確定理論來(lái)解決小樣本的可靠性試驗(yàn)設(shè)計(jì)、抽樣問(wèn)題都可以給出結(jié)果，這叫做不確定測(cè)度下的可靠性的評(píng)定結(jié)果。這里沒(méi)有進(jìn)行折中處理，大樣本場(chǎng)景下用概率統(tǒng)計(jì)，小樣本場(chǎng)景下用不確定統(tǒng)計(jì)，這就是康銳教授團(tuán)隊(duì)在《確信可靠性理論與方法》里面給大家提供的專門(mén)針對(duì)小子樣問(wèn)題的解決方案。
關(guān)于確信可靠性理論與應(yīng)用、可靠性正向設(shè)計(jì)、小樣本統(tǒng)計(jì)等問(wèn)題，為民研究院2024年已規(guī)劃相關(guān)公開(kāi)課培訓(xùn)，也支持企業(yè)進(jìn)行專題內(nèi)訓(xùn)或引入外部技術(shù)服務(wù)，感興趣的企業(yè)可以關(guān)注“為民可靠性研究院”公眾號(hào)，獲取培訓(xùn)最新資訊。
Q9
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，現(xiàn)代制造企業(yè)需要不斷提高質(zhì)量與可靠性來(lái)維持和提高企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)水平，不同企業(yè)可靠性工作差距在哪里？
答：目前國(guó)內(nèi)不同企業(yè)可靠性工作的差異主要體現(xiàn)在流程化和體系化方面。大部分企業(yè)的可靠性工作還處于比較零散的狀態(tài)，有少量可靠性專業(yè)人員，也開(kāi)展了一些可靠性方面的工作，但這些工作一方面沒(méi)有納入到研發(fā)流程，另外也不夠體系化。稍微好一些的企業(yè)在流程化和體系化方面做的比較好，可靠性工作的效果也更明顯一些。
Q10
如何把可靠性工作做得更扎實(shí)與專業(yè)？
答：企業(yè)要把可靠性工作做得扎實(shí)需要具備一些先決條件，我們將它們分為兩大類，分別稱內(nèi)力和外力。
內(nèi)力就是可靠性工程師需要修煉的“內(nèi)力”。首先，可靠性工程師必須要結(jié)合產(chǎn)品去研究每一項(xiàng)可靠性技術(shù)應(yīng)該怎么用?？煽啃苑椒ê芏?，但并不是所有的方法都適用于你的產(chǎn)品，這需要通過(guò)不斷的摸索和實(shí)踐才能了解哪些方法有效？這些方法該如何應(yīng)用才能有效？然后我們才能把這些方法以及這些方法的用法落到流程里去。其次是基礎(chǔ)支撐工作，包括各種數(shù)據(jù)庫(kù)、規(guī)范、工具等，這些都是我們開(kāi)展各項(xiàng)可靠性流程活動(dòng)不可或缺的基礎(chǔ)。
外力指的是整個(gè)企業(yè)的大環(huán)境，包括領(lǐng)導(dǎo)的重視程度，研發(fā)體系對(duì)可靠性工作的支撐力度以及企業(yè)現(xiàn)有研發(fā)流程的運(yùn)作情況等。這不僅是可靠性流程化的事情，整個(gè)可靠性工作在企業(yè)的落地是需要來(lái)自企業(yè)高層的堅(jiān)定支持，支持的力度往往對(duì)事情的成敗是起決定性作用的。企業(yè)的研發(fā)體系是否能將可靠性工作妥善支撐同樣至關(guān)重要。所以我們的可靠性工程師一定要深入到產(chǎn)品中去，只有自身懂研發(fā)（管理），才能知道如何把可靠性融入到研發(fā)中去，只有這樣才能為企業(yè)的可靠性流程構(gòu)建創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。
通過(guò)這兩方面的因素才能使企業(yè)可靠性工作真正做扎實(shí)，做出效果。
信息來(lái)源：深圳市為民可靠性系統(tǒng)工程研究院編輯整理：木子李轉(zhuǎn)自：為民可靠性研究院公眾號(hào) 來(lái)源：
