浅谈公司可靠性管理——第四篇

一、基于数理统计的可靠性工程

（1）可靠性要求

可靠性是产品的固有属性，是设计出来、生产出来、管理出来的。只有在产品立项阶段明确可靠性要求，选择合适的参数分配合理的参数值，才能为产品的设计、研制、生产建立良好的开端，才能保证设计的质量和可靠性。如果前期的可靠性要求制定的不合理，可能会导致产品的先天不足。同时经济实用化是可靠性发展的趋势，可靠性要求将与经济性要求进行综合权衡，从而确保合适的费效比，提升产品的市场竞争能力。可靠性应在产品的设计、制造等各阶段展开，可靠性要求分为定性要求和定量要求。

确定可靠性的过程徐聪确定顾客需求开始，并将客户的需求转化为可靠性要求，并将可靠性要求进行逐步分解的过程。

1.顾客需求的确定

一般客户，尤其某些公众客户通常都不会明确说明产品的需求，尤其是可靠性。比如：普通的汽车买主一般不会到新车展示厅去寻找MTBR(平均修理间隔时间)为450小时的汽车，而是通过阅读购足指南，来寻找与其他汽车相比，平均修理频度较低的汽车。因此，当客户没有明确说明产品的可靠性要求时，企业就需要使用一种或多种方式来确定它们。

客户的需求应在产品研制的方案/制定计划阶段的早起确定下来，并在时间和资源大量投入之前完成。明确客户需求主要有以下几种方式：

1） 市场调查

市场调查是为了确定客户对新产品的或改进产品的要求与需求。市场调查主要用于了解从基本功能到总体外观等方面的客户所期望的特色和属性。市场调查通常在方案/制定计划阶段完成，若已有了样机，也可采用其他调查方式。这是，被调查的客户可以及时提供对改进产品一件的真实反馈，以便在全面研制之前改进产品。

2） 水平对比：

水平对比是一个先导性的过程，目的在于将某组织采用的过程与其他一个活多个组织所采用的相似过程进行对比，并利用这种比较得出的最佳实践来改变组织的过程，从而使组织在较短时间内获得快速的成长，迅速缩短与标杆企业的差距。水平对比时，最好以一个得公认的到世界级领导组织作为比较的基准。这种对比可硬应用产品、服务以及过程。它与传统的竞争分析的不同之处在于它不仅能显示出本行业的最佳做法，还能使人们明白这些最佳做法是如何得到应用的。在确定产品基准时，通常将竞争对手作为“同类中最好的”产品选为比较的基准。然后，将该基准作为对新产品的最低要求，包括对可靠性的最低要求。水平对比不仅在制定产品级要求时有用，而且对于制定较低层次产品的要求也是有用的。从某种意义上讲， “相似性分析”是一种水平对比的过程。这时，不是与竞争对手的产品比较，而是与自己公司的同类产品进行比较。如果所研制的产品属于已定型产品的改进或似于该定型产品，则可将老产品的可靠性以及其它特征作为对新产品要求的起点。例如，我们假定，“下一代产品的可靠性应该至少与其上一代产品相同”。然而，在涉及具体产品时，要通过对新产品所采用的技术、产品功能上的变化以及其它使用要求的评价来确定该假设是否现实。该方法亦称比较分析，也可用于导出较低层次产品的可靠性要求。

3） 环境特征描述

环境特征描述是指用于确定客户使用产品所经受的环境应力的一种过程。如果不了解产品经经受的环境应力，那么无论是明确的或含糊的规定可靠性目标都将变得毫无意义。例如：某产品在家里使用时其MTBF值为500小时，而在汽车上使用时，由于环境应力的加大，其MTBF值只有200小时。了解客户需求时，关键是了解产应力暴露的水平和频率，否则就会使产品出现灾难性的失效或造成费用过高的设计。

2.导出使用可靠性的要求

 通过对客户原始需求的分析，将客户的需求转化为使用和费用上的要求，并由此得到客户端在使用可靠性以及维修性上的要求。通常将客户的需求而将这些要求与产品的性能、费用等进行综合权衡后，才能得出科学的可靠性要求，在确定可靠性的要求时，在客户需求的基础上，还应考虑以下因素：

1） 企业的战略和产品的定位：企业在行业中地位以及产品在细分市场中的定位决定了产品的可靠性要求的定位，对于要进行可靠性差异化竞争的高端产品，需要将可靠性指标高于业界标准，而对于定位是以廉价取胜的产品，可靠性水平只要达到客户和市场科接受的水平即可。

2） 可靠性水平对比：一方面是行业标杆的可靠性水平的对比，另一方面是老一代产品或历史产品的可靠性水平或出现的故障。企业的战略和产品的定位决定可标杆对比的对象。

3） 企业预研的可用性：企业预研通常是新产品新技术的提前开发，在应用到产品时序谨慎评估，如果确认将应用到新的产品中，则在制定可靠性要求及指标时应考虑该因素对可靠性的影响。

4） 对技术发展趋势的评估：当今技术发展迅速，产品的可靠性水平也在大幅提升，在制定可靠性目标时，应考虑当前和未来的发展趋势，以使产品能在寿命周期内在行业中保持领先优势。

5） 先进的标准的要求：通常标准落后于产品和技术的发展，但是由于我国工业与国外产品有差距，因此可以考虑以行业或国内外先进的标准作为制定可靠性要求和指标的参考。

可靠性要求是在对应于产品和项目约束的总体要求范围内提出的。各种要求之间可能出现矛盾或互补，所以必须通过权衡分析达到各种要求之间的“平衡”，进行权衡时，最重要的原则是，应使产品的总体性能最优，而不是任何一个单个具体的要求最优。而且某些要求对于客户而言可能比其他要求更重要。应特别注意，当权衡导致某一正确要求低于认可的最低要求时，需要对产品总体要求进行仔细评估。

典型的使用可靠性要求如：产品的寿命、产品的维修间隔时间、平均故障间隔时间（里程、次数）、首次大修时间等；

3.导出产品级的设计要求

为了是设计师有具体的设计目标，必须将使用可靠性要求转化为一组设计可靠性要求，以下为典型的可靠性参数：

除了可靠性定量要求，在产品设计之初，还有定性要求即相关的工作要求，通过开展这些要求，将为提升可靠性提供相应的途径和保障。通常的定性要求如下： 

4.可靠性要求的分解和分配

可靠性要求应在产品的各个层面展开，通常可用可靠性分配和QFD（质量机能展开）结合的方法进行分配和展开。可靠性分配通常限于研发阶段讲可靠性指标分配到产品部件、零件等，而质量功能展开则将从顾客的需求开始层层演绎直至产品的工艺及生产控制点。

1） 质量功能展开

质量功能展开是把顾客对产品的需求进行多层次的演绎分析，转化为产品的设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的质量工程工具，用来指导产品的设计和质量保证。这一技术产生于日本，在美国得到进一步发展，并在全球得到广泛应用。

调查和分析顾客需求是QFD的最初输入，而产品是最终的输出。这种输出是由使用他们的顾客的满意度确定的，并取决于形成及支持他们的过程的效果。由此可以看出，正确理解顾客需求对于实施QFD是十分重要的。顾客需求确定之后，采用科学、实用的工具和方法，将顾客需求一步步地分解展开，分别转换成产品的技术需求等，并最终确定出产品质量控制办法。相关矩阵（也称质量屋）是实施QFD展开的基本工具，瀑布式分解模型则是QFD的展开方式和整体实施思想的描述。下图是一个由4个质量屋矩阵组成的典型QFD瀑布式分解模型。

典型的QFD瀑布式分解模型示意图