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摘要:本文對我國目前故障信息利用現狀和其中存在的不足進行了梳理分析,提出了對質量問題處置單中內容進行統計分析,科學利用故障信息,提高“六性”工作有效性的途徑和方法。
關鍵詞;故障、六性、故障模式設計、準則數據庫
故障信息主要是指產品在研制、生產、使用維護階段發生故障的時間、地點、使用環境、現象、部位、故障檢測方法、故障處理方法、故障機理、糾正和預防措施等各方面的情況。裝備研制六性系統中的“六性”是指可靠性、維修性、測試性、安全性、保障性和環境適應性。“六性”工作的目標是打造高可靠、易維護、好保障的裝備系統,要實現這樣的目標,其核心是減少研制、生產、使用過程中的故障的發生。因此,“六性”工作是與故障作斗爭的工程技術。深入分析和利用故障信息,是提高“六性”工作有效性,充分發揮其作用的重要途徑之一。
1故障信息的基本內容
目前裝備故障信息來源按照產品壽命周期過程主要包括:研制過程中故障信息、試驗過程中故障信息、批生產過程中的故障信息、外場使用過程故障信息等方面。目前故障問題處理及信息主要以質量問題處理單的形式體現,反映在“質量問題報告處置單”、“質量問題技術歸零單”和“質量問題管理歸零單”。(1)“質量問題報告處置單”主要內容1)報告單位;2)問題現象,含產品名稱、圖號、產品編號、批次號、發現日期、發現工位、發現地點、發現時機[裝配調試、測試、ESS試驗(高溫、低溫、振動)、系統聯試、鑒定試驗、可靠性增長試驗、軍檢、例試、外場試驗、外場使用]、填報人、日期、核實人、日期;3)初步分析及措施建議(設計、工藝、軟件、操作、環境、設備、元器件、標準件、成品、原材料,問題初步定位、原因分析及問題復現情況);4)處置意見及措施[處置意見(更換、修理、調整、其他)];5)故障審查委員會意見,包括技術問題(一般質量問題、嚴重質量問題、重大質量問題),及管理問題;6)重檢記錄;7)措施落實及歸零情況;8)顧客代表意見。(2)“質量問題報告技術歸零單”內容1)責任單位、編號;2)故障審查委員會意見(歸零要求、技術歸零報告、技術歸零評審會);3)歸零實施情況(對歸零實施情況進行表述:問題定位、機理分析、問題復現、所采取的措施等);4)歸零情況(按技術“五歸零”要求:定位準確、機理清楚、問題復現、措施有效、舉一反三);5)故障審查委員會意見;6)顧客代表意見。(3)“質量問題管理歸零單”內容1)基本情況(質量問題報告處置單編號、故障產品名稱/圖號);2)質量問題描述;3)確定責任單位;4)歸零內容;5)歸零評審。
2故障信息利用方法
按照質量問題處理程序,認真完成各項工作,并完成“質量問題報告處置單”、“質量問題技術歸零單”和“質量問題管理歸零單”,一方面可以對暴露出的故障較好處理,另一方面也較全面地記錄了故障信息。(1)裝備故障信息目前我國裝備研制在研、在制和在用裝備故障信息的積累也相當可觀。根據這些信息,經過統計分析,可以得到以下一些客觀的數據和信息:1)裝備研制階段內場試制、組裝、調試、篩選、聯試和各項科研試驗中發生的故障種類、數量、頻次,故障模式、機理及解決措施;2)裝備研制階段外場貯存、使用、維護等環節中發生的故障種類、數量、頻次和故障件承受的應力量級,故障模式、機理及解決措施;3)故障數量在各組裝等級、各研制階段、制造篩選的各環節的分布和變化趨勢;4)故障之間的關聯關系,如部組件和整機故障的關聯關系、內外場故障之間的關聯關系等。(2)促進“六性”工作開展通過對這些故障信息的統計分析和總結,從以下幾個方面促進了“六性”工作的開展:1)對環境應力篩選方案、產品交付試驗項目的合理性、有效性進行初步的評價;2)分析裝備故障在部組件、器件發生次數及原因,從而可以明確需要控制的關鍵部位;3)分析裝備故障在不同工位和工序發生次數及原因,從而確定需要控制的關鍵環節;4)分析裝備故障在部組件、器件故障模式、原因、檢測方法、影響等信息,建立故障模式庫,對新型裝備研制過程故障模式影響分析及措施制定提供參照;5)根據故障信息提煉“六性”設計準則,從而不斷補充和完善現有設計準則,不斷提高“六性”設計水平;6)根據故障信息,總結典型案例,作為研制人員學習的生動教材,提高設計人員水平。
3目前故障信息利用現狀及存在的問題
隨著對裝備研制認識的深入,研制部門對故障信息利用越來越重視,先后開展了一系列的活動,如:質量問題處理的信息化管理、故障啟示錄、質量月典型案例展、重點型號案例啟示錄等,提高了故障處理的信息化程度,提高了研制人員質量意識和故障預防能力。專業機構利用故障信息,不斷修訂和完善專業工程設計準則,補充設計準則及檢查要求中的案例,通過系統分析故障信息,總結典型產品的故障模式,逐步建立故障模式庫。上述工作的開展,使故障信息的利用不斷深化,但與系統化、規范化、制度化利用故障信息尚存在較大差距,主要表現在:1)對故障信息的統計、分析和利用缺乏統一規劃和實施,如上面列舉的故障信息利用情況,都是基于部門和個人對故障信息的認識,缺乏統一的規劃和協調;2)缺乏對故障信息的系統化分析,如:沒有開展各類故障發生的頻次、故障模式與可檢測程度和預防措施的分析,沒有開展外場使用故障、貯存維護過程的故障、內場整機聯試故障、部組件級故障之間故障數量、分布、關聯關系的分析;3)對故障信息的統計、分析和利用沒有形成相應的規章制度,沒有形成有效的運行機制和相應的規范標準;4)故障信息的信息化不夠,未建立統一的大數據庫,各個型號、各個單位內部相關人員才能看到,其他沒有這方面經驗急需了解故障信息的設計師反而無法得到這些信息,各型號或全行業的故障信息無法共享;5)未結合基于模型的虛擬樣機開展故障的復現和分析,故障信息的價值未充分挖掘出來;6)未結合故障信息統計數據開展各類產品的可靠度和可靠度預計模型修正,目前的可靠性預計只能參照翻譯自國外的標準開展。
裝備故障信息是來之不易的重要財富,為進一步利用好故障信息,充分挖掘其潛在的價值,提高我國裝備研制中的“六性”工作有效性,建議有計劃的推進或加強以下工作:1)總結已開展工作經驗,梳理工作流程,制定基于故障信息的“六性設計準則”、“質量案例”、“故障啟示錄”等設計經驗的提煉規范或標準,并將該項工作制度化,在全行業推廣實施;2)繼續深入故障信息的統計、分析,提出設計改進和加強某項或某些檢驗等以提高裝備“六性”水平的要求。如在對環境應力篩選方案、交付試驗要求的合理性、有效性進行初步的評價基礎上,給出具體的優化方案和/或細化要求的建議,如在對外場故障模式分析的基礎上,提出地面檢測和維護要求,或細化或修訂后續產品設計的某些技術指標,使內場設計、生產檢驗、外場使用維護形成一個閉環;3)逐步建立行業內的典型故障信息數據庫和檢索平臺,有條件的對需要的研究機構、單位和設計師開放查詢和信息共享,使整個行業都能吸取失敗的經驗教訓、防患于未然,從而提高整個行業的工作效率,節約研制成本;4)以前我國的“六性”預計基礎數據和模型很多都是利用的國外工業部門的統計數據,近20年來我國研制、生產和在用的器件、部組件、整機產品數量非常大,累計的故障數據也相當可觀,應考慮利用這些信息統計歸納產品的可靠度等數據,校驗、修訂預計模型,在此基礎上修訂GJB/Z299C—2006《電子設備可靠性預計手冊》、GJB/Z108A—2006《電子設備非工作狀態可靠性預計手冊》等標準;5)結合目前行業內基于模型的系統工程(MBSE)工作的推進,深入故障機理研究,具體做法如將故障信息輸入虛擬樣機,歸納總結產品故障或損壞的關鍵閾值,為后續研制產品設計校核和虛擬試驗提供合格判據。
5結論
裝備故障信息是裝備研制部門的寶藏,對其科學利用,影響深遠,意義重大。只有全員高度重視,進行全面系統策劃,形成規章制度,完善工具手段,不斷改進和完善,定期進行檢查和獎懲,才能使這一寶藏真正轉化為研制單位質量提升的助推器。
作者:姜瑩瑩 王海波單位:中國空空導彈研究院