原创 中小企业提升产品可靠性的设计方法(1)

2007-12-30 10:47 2520 5 5 分类: EDA/ IP/ 设计与制造

产品的可靠性设计方法,从表面上看都是技术问题,但实质上包含技术和管理两个方面,没有技术不行,有了技术,如何把技术贯彻到位也会有好多细节该注意。所以本文的可靠性提升方法中也包含进去一些设计管理方法的内容。


中小企业提升产品可靠性的几大难题,经过笔者多年来和各类企业的多位技术管理者的交流,不外乎几个问题:


1可靠性概念太复杂,又是概率又是英文简写的专业词汇,不知道和我的产品有什么直接的联系,不知道这些技术指标如何用于评价产品的可靠性程度;


2可靠性试验一般要求较多的样本数量,公司规模较不大,生产的是专业化设备,批量很小,小批量设备下如何开展可靠性试验摸不着头绪;


3公司每年的营业额不过几百万几千万,没有那么多的资金用于可靠性试验费用和设备的购置;


4公司想提升产品可靠性,也想配备专业技术人员,但这方面技术人员难招到,即使招到大都是外企的背景,要价较高,干了一年多也没什么成效;


5以上措施都不好使时,那就寄希望于设计人员个人的技术水平比较高,设计出的东西能耐用,但是一台机器不能只靠一个人完成,就像木桶盛水多少取决于最短的那块木板一样,机器的整体水平往往在最薄弱的环节暴露故障,我们也不可能保证每个项目的设计者都是梦之队成员。


6请专家帮助,如大学、科研院所、华为、中兴等大的机构的人员来进行指导,最后的结果往往不了了之,似乎是在听天书,专家说的全对,就是没办法实施,对中小企业这也是现状,也让人困惑无从下手。


以上这些问题,有些是我们中小企业管理者的错误认识,有些是我们的企业现状的无奈,还有就是国家整个的产业技术环境造成的,我们不必怨天尤人,在迷茫中立足于企业现实开始我们的产品可靠性提升之旅。


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产品可靠性问题出现的原因分为两个,一个是设计的可靠性(也称固有可靠性)是否好;一个是固有可靠性在生产使用中是否能得到技术管理保障。现在大多数学者的可靠性研究集中在可靠性保障方面,中小企业技术管理者的几点困惑就是这种现象导致的,可靠性保障似乎成了可靠性的全部,但中小企业的现实是产品的固有可靠性设计的就很不好,后面再怎么保障能使可靠性维持在较高水平呢?设计是产品可靠性的基础,对军工企业、大企业,他们的设计可靠性是可以保证的,然后再讲可靠性试验、预计、保障是对的,但中小企业产品的设计可靠性就不好,就该把重心放在产品可靠性设计的技术方法和设计控制管理上才对。以下的方法就是基于这个基本思路展开。


1基于产品故障的失效分析和失效预防


产生上面几条感慨的企业一般都有几年的时间了,对于这种企业,其实掌握着一个宝藏,对这个宝藏妥善利用了,产品的可靠性将有非常明显的提升。这个宝藏就是过去几年的投诉记录和质量分析记录。对这些记录统计,组织分析原因,实验确认这些原因确实是导致失效的因素,然后研究出预防措施,余下的就是在公司运营中确保预防措施被执行了。做到了这几点,产品的可靠性提升将是显而易见的。这个分析和试验的过程会涉及一些较高难的技术方法,但依常规80%以上的问题会很容易就被解决的。


以笔者经历的一个案例来说明,一个液体流量阀,里面有一个靠弹簧顶住的截流板,偶尔有客户投诉我们的产品未开机就漏液,原来在研发实验室的时候,没有发生过这问题,技术人员也没太重视,此时就一直拖下去了,后来公司加了项考核指标“投诉问题解决率”(解决的问题数占总投诉比例数的百分数),研发才真正重视起来,开会分析原因(如下图),<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />




后一项项试验,液体源实验也不用太复杂,塑料桶开个孔,把桶里水的液面抬高,出水管口的管压增大看阀是否漏水,发现不加压就漏,加压漏得更厉害;把截流板拆到另一个阀上试验配合是否紧密,确认了配合没有问题;最后确认换成原来研发用的弹簧,发现不漏液,换回来就又漏;初步确认为弹簧问题,检查弹簧在挂上相同重量的物体后,形变有差异,研发用的弹簧形变小。多次几个不同弹簧验证,确认失效原因是弹簧在多次使用后弹性系数发生变化,而设计图纸上又没有关于这项指标的检验方法,因为没有检测弹簧的工具,并且形变是发生在使用一段时间之后在公司也不好入检。于是找采购人员查厂家的信息,发现研发样件的厂家和批量生产厂家不是同一家,所以就在外购件规格书上对供货厂商进行了指定,制定研发样件的厂家为供应商,并封样,要求厂家按照封样的弹簧的材料、规格和强度等指标供货,公司舍不得买台弹簧拉压测试仪,就通过非技术手段解决,不过后来此类问题也没再发生过。


从这个事例看出,很多问题的分析其实也并不是很复杂,解决问题的预防措施也未必就是改动设计。只要我们肯静下心来,静心分析,解决也并不难。液压变化的实验装置也是大家集思广益的结果。


通过这种方法,有了价值50元钱的电快速脉冲群测试仪、有了价值200元的辐射抗扰度测试仪、有了价值300元的盐雾试验箱,有了我们产品的常见失效模式,然后有了针对性措施,产品可靠性有了明显增长。


这个方法的执行要素有几点:有故障数据和现象记录;有技术分析会议;针对分析的实验;针对试验结论的分析结论;针对结论的预防措施和实施到位。有人说,这么简单,但事实上就是这样简单的事情没做好,最常见问题的两个地方是:针对分析的实验方面不具体;针对试验结论草率下结论。这都是人存在的弱点,不是技术的难度。


总结到一点:针对故障投诉作失效分析,得出失效机理,针对失效机理制定实施预防措施。

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