裝備研制過程中可靠性管理探析

孫 華， 李 瑞， 郭麗霞

（1.海軍駐太原地區(qū)軍事代表室，山西 太原030027； 2.山西汾西重工有限責(zé)任公司，山西 太原030027）

可靠性理論與技術(shù)伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已成為一門獨立的綜合性新興學(xué)科。20世紀80年代以來，國外在可靠性管理方面強調(diào)管理制度化，采用模塊化、綜合化、容錯設(shè)計等新技術(shù)來全面提高現(xiàn)代武器系統(tǒng)的可靠性，從分散管理、部門負責(zé)到集中統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，成立由副總師直接領(lǐng)導(dǎo)的可靠性機構(gòu)，完善了管理體系。

我國自20世紀80年代后，各有關(guān)部門越來越重視可靠性管理，加強可靠性信息數(shù)據(jù)和學(xué)術(shù)交流活動，已建立了可靠性數(shù)據(jù)交換網(wǎng)；系統(tǒng)性的各級可靠性學(xué)會相繼成立，促進了我國可靠性理論與工程研究的深入展開［1］。

隨著裝備向著復(fù)雜化、多功能化方向發(fā)展。組成系統(tǒng)的元器件，零部件的品種、數(shù)量成倍增加，某個元器件或零部件發(fā)生故障，將可能導(dǎo)致裝備不能正常工作，造成嚴重后果。因此，如何有效開展可靠管理工作，提高裝備的可靠性，已成為裝備項目研制中須關(guān)注的重要問題。

1 可靠性管理的重要性

裝備研制過程的可靠性管理，是從系統(tǒng)工程的觀點出發(fā)，對裝備研制各個階段的可靠性活動進行規(guī)劃、組織、協(xié)調(diào)與監(jiān)督，以保證用最少的資源實現(xiàn)產(chǎn)品的可靠性要求。在GJB9000B《質(zhì)理管理體系要求》中明確提出了在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)階段，應(yīng)運用可靠性、維修性等專業(yè)工程技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)，科學(xué)有效地進行可靠性管理是提高裝備可靠性的重要手段。

裝備研制階段決定了產(chǎn)品的固有可靠性，是可靠性管理的基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵。如果不從源頭加強可靠性管理，消除設(shè)計缺陷，提高產(chǎn)品設(shè)計可靠性，將直接影響裝備生產(chǎn)和使用階段的可靠性、武器裝備的作戰(zhàn)效能和安全性。錢學(xué)森院士提出“產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計出來的，生產(chǎn)出來的，管理出來的。”充分說明了可靠性管理在裝備研制過程中的重要性。

2 可靠性管理的目的

在裝備研制階段，為了使產(chǎn)品達到規(guī)定的可靠性指標，通過管理活動將可靠性各項工作內(nèi)容有機結(jié)合起來，動員各有關(guān)人員，協(xié)調(diào)一致地為達到可靠性目標而工作［2］。主要包括以下方面：

1）加強對可靠性工作的領(lǐng)導(dǎo)及指導(dǎo)，調(diào)動各方面的積極性，正確進行可靠性工作；

2）確認、評價和審查研制部門的可靠性工作；

3）對產(chǎn)品研制各階段的可靠性工作進行檢查，監(jiān)督其按照計劃要求進行；

4）協(xié)調(diào)各部門、各崗位之間的可靠性工作，保證可靠性工作在各研制部門間協(xié)調(diào)一致開展，并及時糾正。

使可靠性工程技術(shù)的應(yīng)用成為研制人員自覺的行為，而非停留在編寫可靠性相關(guān)文件的表面工作層次，通過可靠性設(shè)計與分析、試驗技術(shù)的應(yīng)用，提高產(chǎn)品的固有可靠性。

3 可靠性管理的方法

可靠性管理應(yīng)遵循“預(yù)防為主、早期投入”的方針，通過系統(tǒng)有效地運轉(zhuǎn)，保證裝備可靠性水平［3］?？煽啃怨芾淼幕臼侄问怯媱潯⒔M織、監(jiān)督和控制。

1）首先應(yīng)分析并確定目標，依據(jù)標準選擇為達到可靠性要求須進行的一系列可靠性工作項目，并制訂實施要求工作計劃，預(yù)計并評估所需的各項資源。

2）確定可靠性工作的總負責(zé)人，建立相應(yīng)的管理機構(gòu)。指定可靠性工作人員，明確其職責(zé)、權(quán)限和關(guān)系，形成可靠性管理工作的組織體系。

3）根據(jù)國家和軍隊的相關(guān)法規(guī)、標準，運用檢查、評審、鑒定手段，監(jiān)督可靠性各項工作的開展。

4）通過制定項目可靠性工作規(guī)范和程序，指導(dǎo)并控制各項可靠性工作的開展，設(shè)定一系列控制檢查點，使研制設(shè)計過程處于受控狀態(tài)，實時收集可靠性信息，分析和評價產(chǎn)品可靠性狀況，并制定改進策略。

可靠性管理工作不可能只由一個部門完成，應(yīng)形成縱橫交錯的多層次管理網(wǎng)絡(luò)。各層次工作應(yīng)相互協(xié)調(diào)、相互制約，實現(xiàn)信息交流，資源共享。

4 可靠性管理的內(nèi)容

裝備研制過程中的可靠性管理有2層含義：一是把眾多可靠性技術(shù)工作按科學(xué)程序有機地組織起來進行工作的管理；二是指可靠性工作中有大量的工作是屬于管理性質(zhì)的［4］。是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，通過制訂和實施一項科學(xué)的計劃，去組織、控制和監(jiān)督可靠性活動的開展，以保證用最少的資源達到用戶所需要的產(chǎn)品可靠性。在裝備研制過程中，可靠性管理工作與技術(shù)工作是交替與互相滲透的，其主要工作內(nèi)容見圖1所示。

圖1 可靠性管理工作結(jié)構(gòu)圖

4.1 可靠性組織管理

在裝備研制過程中應(yīng)設(shè)立可靠性職能機構(gòu)，負責(zé)可靠性的歸口管理［5］。健全和完善質(zhì)量與可靠性管理制度，對于及時掌握裝備質(zhì)量狀況和可靠性薄弱環(huán)節(jié)，協(xié)調(diào)解決各種問題，有著事半功倍的效果。可靠性管理部門的人員在行使其職能時，應(yīng)具有相對的獨立性和權(quán)威性。

可靠性工作機構(gòu)依托于裝備研制項目組，由可靠性總設(shè)計師、可靠性主任設(shè)計師、各分系統(tǒng)主管設(shè)計師及轉(zhuǎn)承研單位主管設(shè)計師等組成［6］。對裝備可靠性管理全面負責(zé)，保證可靠性工作的實施，負責(zé)總體、系統(tǒng)（分系統(tǒng)）、設(shè)備等研制單位的可靠性工作。必要時，聯(lián)合相關(guān)可靠性專家組成專家組，對裝備可靠性工作的開展進行指導(dǎo)。

4.2 可靠性技術(shù)管理

4.2.1 制訂可靠性工作計劃

可靠性工作計劃是可靠性管理的核心，是組織可靠性技術(shù)活動和管理活動的具體實施方案，在產(chǎn)品方案論證階段，根據(jù)要求制訂可靠性工作的總體計劃，根據(jù)裝備特點、該項工作的有效性、經(jīng)費和進度的限制，確定可靠性工作項目［7］，分解并落實可靠性要求和責(zé)任，分配可靠性資源，設(shè)置一系列檢查點，以監(jiān)督和評價各階段可靠性工作的進展與完成情況。

可靠性計劃反映了研制單位和項目負責(zé)人對可靠性工作的重視程度和所做的努力，體現(xiàn)了對實現(xiàn)產(chǎn)品可靠性要求的保證能力。開展可靠性工作應(yīng)分配相應(yīng)的人員、經(jīng)費，給予時間保證，將可靠性工作計劃納入裝備研制計劃，同步實施。

4.2.2 對外協(xié)單位和供應(yīng)單位的可靠性管理

在裝備研制過程中，為保證整個系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)明確外協(xié)單位和供應(yīng)單位的可靠性工作要求和監(jiān)控方式，對其可靠性工作實施有效的監(jiān)督與控制，督促其全面落實可靠性工作計劃，以實現(xiàn)合同規(guī)定的各項要求。對轉(zhuǎn)承制方及供應(yīng)方的監(jiān)督與控制主要包括以下幾方面：

1）在工程研制初期確定轉(zhuǎn)承制方項目及供應(yīng)方項目清單；

2）根據(jù)研制合同規(guī)定，以競爭方式從產(chǎn)品性能、可靠性，承制方承研能力，研制經(jīng)費及進度等方面綜合權(quán)衡后，確定項目中的轉(zhuǎn)承制方及供應(yīng)方；

3）在對總體可靠性指標分解后，對轉(zhuǎn)承制方及供應(yīng)方提出可靠性指標要求及可靠性工作要求，并納入技術(shù)協(xié)議、合同中；

4）在項目研制全過程范圍內(nèi)，通過審閱階段性形成的文件資料、現(xiàn)場檢查工作進度、參與其重要研制試驗等方式實施有效的監(jiān)控。

4.2.3 可靠性設(shè)計管理

可靠性設(shè)計是產(chǎn)品總體工程設(shè)計的組成部分，將產(chǎn)品的可靠性要求通過設(shè)計落實到產(chǎn)品技術(shù)文件和圖樣中去，實現(xiàn)可靠性目標。

參照相關(guān)的標準、手冊和產(chǎn)品可靠性要求，并在總結(jié)現(xiàn)有工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，制定項目可靠性設(shè)計準則。在準則制定執(zhí)行過程中及時補充完善，將故障發(fā)生后采取的相應(yīng)措施及時匯總到準則中；在該裝備研制過程結(jié)束后，充實設(shè)計準則內(nèi)容，使可靠性設(shè)計準則在不斷完善、不斷積累中逐步系統(tǒng)化，成為研制部門研制經(jīng)驗結(jié)晶、年輕設(shè)計師迅速成長的“營養(yǎng)劑”、企業(yè)寶貴的技術(shù)財富，這是企業(yè)經(jīng)驗與知識傳承的重要途徑。

建立可靠性模型，開展可靠性分配和預(yù)計，應(yīng)用可靠性分析技術(shù)，如故障模式影響及危害性分析（failure mode，effects and criticality analysis，F(xiàn)MECA）、故 障 樹 分 析（fault tree analysis，F(xiàn)TA）、潛在電路分析、應(yīng)力分析、容差分析等，評價產(chǎn)品設(shè)計是否能滿足規(guī)定的可靠性指標要求，并為比較和優(yōu)選產(chǎn)品設(shè)計方案提供依據(jù)；查找產(chǎn)品潛在的設(shè)計缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，提出設(shè)計預(yù)防和改進措施。

在進行可靠性分析后，通過可靠性設(shè)計技術(shù)應(yīng)用，在設(shè)計上采取相應(yīng)的設(shè)計補償措施，提高產(chǎn)品的固有可靠性。

4.2.4 可靠性評審管理

可靠性評審既是可靠性計劃的重要內(nèi)容，又是在研制過程中保證可靠性計劃實現(xiàn)的重要手段［8］。通過評審可靠性工作實施情況和有效性，評價設(shè)計過程及設(shè)計結(jié)果是否滿足規(guī)定的可靠性要求。評審組應(yīng)由對產(chǎn)品熟悉的可靠性專業(yè)人員及同行專家組成，專家組盡可能相對固定，以保證專家能系統(tǒng)了解工作進展，審閱文件資料，提出深層次的意見與建議。評審內(nèi)容主要包括可靠性工作計劃的合理性、適用性、完整性；各階段可靠性設(shè)計、分析、試驗、評價，應(yīng)遵循的準則、規(guī)范、標準的明確性；可靠性數(shù)據(jù)的有效性與真實性；可靠性工作項目執(zhí)行情況等方面。

4.2.5 可靠性試驗管理

在研制階段，可靠性試驗管理包括可靠性試驗方案、試驗數(shù)據(jù)處理方法的設(shè)計，并制定實施可靠性試驗的程序。通過可靠性試驗，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計、材料和工藝方面的缺陷；確認是否符合可靠性定量要求?？煽啃栽囼灠煽啃匝兄圃囼?、可靠性鑒定試驗和可靠性驗收試驗，在開展各項可靠性試驗同時做好可靠性信息收集工作，為可靠性的評估提供數(shù)據(jù)支持。

4.2.6 可靠性增長管理

可靠性增長管理要充分利用產(chǎn)品研制過程中各項試驗的資源與信息，把有關(guān)性能試驗與可靠性專項試驗均納入以可靠性增長為目的的綜合管理之下，促使產(chǎn)品經(jīng)濟有效地達到預(yù)期的可靠性目標。

在工程研制初期，制訂可靠性增長管理計劃，明確增長管理階段劃分、增長方式、增長模型和增長計劃等內(nèi)容。通過可靠性設(shè)計分析工作，可靠性評審方式以及可靠性研制試驗等，對各試驗暴露出的故障，實施歸零閉環(huán)管理，實現(xiàn)產(chǎn)品的可靠性增長，對于重要組件，應(yīng)開展專項的可靠性增長試驗。

4.2.7 可靠性信息管理

可靠性信息是進行裝備可靠性指標評定的基礎(chǔ)。在裝備研制初期應(yīng)建立可靠性數(shù)據(jù)收集制度，系統(tǒng)化、規(guī)范化的收集各階段可靠性相關(guān)信息，為開展質(zhì)量改進和可靠性增長提供信息支持；為后期裝備定型、交付驗收等進行可靠性評定及驗證提供依據(jù)；為裝備的改進、改型等提供信息和經(jīng)驗積累［9－10］。

可靠性數(shù)據(jù)的收集是一項收集過程繁瑣、時間跨度較長的工作，各系統(tǒng)／組件設(shè)計人員應(yīng)明確專人負責(zé)所承擔(dān)任務(wù)范圍內(nèi)的可靠性數(shù)據(jù)收集工作，并定期向可靠性系統(tǒng)提交，可靠性數(shù)據(jù)按統(tǒng)一格式詳細記錄，并保證數(shù)據(jù)記錄的及時性，避免憑零散記憶整理補記數(shù)據(jù)而降低了數(shù)據(jù)的真實性。

4.3 可靠性培訓(xùn)管理

裝備研制過程中，可靠性管理工作的開展離不開專業(yè)理論的支持，可靠性工程涉及可靠性數(shù)學(xué)、可靠性物理、可靠性試驗等多項專業(yè)內(nèi)容，且與可靠性相關(guān)的法規(guī)、軍用標準類文件多達數(shù)十種，只有充分了解可靠性理論，設(shè)計人員才能真正將可靠性工程技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計開發(fā)中，因此有必要開展可靠性工程專業(yè)知識的教育和培訓(xùn)，使裝備研制人員能恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用可靠性方法開展設(shè)計，有效提高裝備設(shè)計的可靠性。

4.4 可靠性工作計算機化管理

可靠性管理工作是個龐大的系統(tǒng)工程，涉及大量的可靠性數(shù)字計算與分析，是一個反復(fù)迭代的過程，應(yīng)用計算機軟件設(shè)計程序化可靠性相關(guān)工作，強化可靠性的計算與分析，建立可靠性信息的統(tǒng)一管理平臺，是提高可靠性管理水平的重要途徑。

5 結(jié) 束 語

本文分析研究了裝備研制過程中可靠性管理的重要性、目的、方法及內(nèi)容，在裝備研制過程中應(yīng)用管理學(xué)與可靠性工程理論，有效的計劃、組織、監(jiān)督和控制可靠性工作的開展，將會極大地提高裝備系統(tǒng)的可靠性。

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