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淺談公司可靠性管理——第四篇

一、基于數理統計的可靠性工程

（1）可靠性要求

可靠性是產品的固有屬性，是設計出來、生產出來、管理出來的。只有在產品立項階段明確可靠性要求，選擇合適的參數分配合理的參數值，才能為產品的設計、研制、生產建立良好的開端，才能保證設計的質量和可靠性。如果前期的可靠性要求制定的不合理，可能會導致產品的先天不足。同時經濟實用化是可靠性發展的趨勢，可靠性要求將與經濟性要求進行綜合權衡，從而確保合適的費效比，提升產品的市場競爭能力?？煽啃詰诋a品的設計、制造等各階段展開，可靠性要求分為定性要求和定量要求。

確定可靠性的過程徐聰確定顧客需求開始，并將客戶的需求轉化為可靠性要求，并將可靠性要求進行逐步分解的過程。

1.顧客需求的確定

一般客戶，尤其某些公眾客戶通常都不會明確說明產品的需求，尤其是可靠性。比如：普通的汽車買主一般不會到新車展示廳去尋找MTBR(平均修理間隔時間)為450小時的汽車，而是通過閱讀購足指南，來尋找與其他汽車相比，平均修理頻度較低的汽車。因此，當客戶沒有明確說明產品的可靠性要求時，企業就需要使用一種或多種方式來確定它們。

客戶的需求應在產品研制的方案/制定計劃階段的早起確定下來，并在時間和資源大量投入之前完成。明確客戶需求主要有以下幾種方式：

1） 市場調查

市場調查是為了確定客戶對新產品的或改進產品的要求與需求。市場調查主要用于了解從基本功能到總體外觀等方面的客戶所期望的特色和屬性。市場調查通常在方案/制定計劃階段完成，若已有了樣機，也可采用其他調查方式。這是，被調查的客戶可以及時提供對改進產品一件的真實反饋，以便在全面研制之前改進產品。

2） 水平對比：

水平對比是一個先導性的過程，目的在于將某組織采用的過程與其他一個活多個組織所采用的相似過程進行對比，并利用這種比較得出的最佳實踐來改變組織的過程，從而使組織在較短時間內獲得快速的成長，迅速縮短與標桿企業的差距。水平對比時，最好以一個得公認的到世界級領導組織作為比較的基準。這種對比可硬應用產品、服務以及過程。它與傳統的競爭分析的不同之處在于它不僅能顯示出本行業的最佳做法，還能使人們明白這些最佳做法是如何得到應用的。在確定產品基準時，通常將競爭對手作為“同類中最好的”產品選為比較的基準。然后，將該基準作為對新產品的最低要求，包括對可靠性的最低要求。水平對比不僅在制定產品級要求時有用，而且對于制定較低層次產品的要求也是有用的。從某種意義上講， “相似性分析”是一種水平對比的過程。這時，不是與競爭對手的產品比較，而是與自己公司的同類產品進行比較。如果所研制的產品屬于已定型產品的改進或似于該定型產品，則可將老產品的可靠性以及其它特征作為對新產品要求的起點。例如，我們假定，“下一代產品的可靠性應該至少與其上一代產品相同”。然而，在涉及具體產品時，要通過對新產品所采用的技術、產品功能上的變化以及其它使用要求的評價來確定該假設是否現實。該方法亦稱比較分析，也可用于導出較低層次產品的可靠性要求。

3） 環境特征描述

環境特征描述是指用于確定客戶使用產品所經受的環境應力的一種過程。如果不了解產品經經受的環境應力，那么無論是明確的或含糊的規定可靠性目標都將變得毫無意義。例如：某產品在家里使用時其MTBF值為500小時，而在汽車上使用時，由于環境應力的加大，其MTBF值只有200小時。了解客戶需求時，關鍵是了解產應力暴露的水平和頻率，否則就會使產品出現災難性的失效或造成費用過高的設計。

2.導出使用可靠性的要求

 通過對客戶原始需求的分析，將客戶的需求轉化為使用和費用上的要求，并由此得到客戶端在使用可靠性以及維修性上的要求。通常將客戶的需求而將這些要求與產品的性能、費用等進行綜合權衡后，才能得出科學的可靠性要求，在確定可靠性的要求時，在客戶需求的基礎上，還應考慮以下因素：

1） 企業的戰略和產品的定位：企業在行業中地位以及產品在細分市場中的定位決定了產品的可靠性要求的定位，對于要進行可靠性差異化競爭的高端產品，需要將可靠性指標高于業界標準，而對于定位是以廉價取勝的產品，可靠性水平只要達到客戶和市場科接受的水平即可。

2） 可靠性水平對比：一方面是行業標桿的可靠性水平的對比，另一方面是老一代產品或歷史產品的可靠性水平或出現的故障。企業的戰略和產品的定位決定可標桿對比的對象。

3） 企業預研的可用性：企業預研通常是新產品新技術的提前開發，在應用到產品時序謹慎評估，如果確認將應用到新的產品中，則在制定可靠性要求及指標時應考慮該因素對可靠性的影響。

4） 對技術發展趨勢的評估：當今技術發展迅速，產品的可靠性水平也在大幅提升，在制定可靠性目標時，應考慮當前和未來的發展趨勢，以使產品能在壽命周期內在行業中保持領先優勢。

5） 先進的標準的要求：通常標準落后于產品和技術的發展，但是由于我國工業與國外產品有差距，因此可以考慮以行業或國內外先進的標準作為制定可靠性要求和指標的參考。

可靠性要求是在對應于產品和項目約束的總體要求范圍內提出的。各種要求之間可能出現矛盾或互補，所以必須通過權衡分析達到各種要求之間的“平衡”，進行權衡時，最重要的原則是，應使產品的總體性能最優，而不是任何一個單個具體的要求最優。而且某些要求對于客戶而言可能比其他要求更重要。應特別注意，當權衡導致某一正確要求低于認可的最低要求時，需要對產品總體要求進行仔細評估。

典型的使用可靠性要求如：產品的壽命、產品的維修間隔時間、平均故障間隔時間（里程、次數）、首次大修時間等；

3.導出產品級的設計要求

為了是設計師有具體的設計目標，必須將使用可靠性要求轉化為一組設計可靠性要求，以下為典型的可靠性參數：

除了可靠性定量要求，在產品設計之初，還有定性要求即相關的工作要求，通過開展這些要求，將為提升可靠性提供相應的途徑和保障。通常的定性要求如下： 

4.可靠性要求的分解和分配

可靠性要求應在產品的各個層面展開，通?？捎每煽啃苑峙浜?/span>QFD（質量機能展開）結合的方法進行分配和展開。可靠性分配通常限于研發階段講可靠性指標分配到產品部件、零件等，而質量功能展開則將從顧客的需求開始層層演繹直至產品的工藝及生產控制點。

1） 質量功能展開

質量功能展開是把顧客對產品的需求進行多層次的演繹分析，轉化為產品的設計要求、零部件特性、工藝要求、生產要求的質量工程工具，用來指導產品的設計和質量保證。這一技術產生于日本，在美國得到進一步發展，并在全球得到廣泛應用。

調查和分析顧客需求是QFD的最初輸入，而產品是最終的輸出。這種輸出是由使用他們的顧客的滿意度確定的，并取決于形成及支持他們的過程的效果。由此可以看出，正確理解顧客需求對于實施QFD是十分重要的。顧客需求確定之后，采用科學、實用的工具和方法，將顧客需求一步步地分解展開，分別轉換成產品的技術需求等，并最終確定出產品質量控制辦法。相關矩陣（也稱質量屋）是實施QFD展開的基本工具，瀑布式分解模型則是QFD的展開方式和整體實施思想的描述。下圖是一個由4個質量屋矩陣組成的典型QFD瀑布式分解模型。

典型的QFD瀑布式分解模型示意圖