淺談汽車電子電器可靠性管理工作

朱禮銘

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241000）

1 電子電器可靠性管理

汽車電子電器可靠性管理工作的最終目的，是滿足終端用戶使用階段的可靠性要求，同時(shí)也能兼顧產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用最為合理。它是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是使用可靠性管理知識理論從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，對汽車電子電器系統(tǒng)進(jìn)行全壽命周期內(nèi)的各項(xiàng)可靠性工程 （可靠性工程包括電子電器可靠性需求分析、可靠性設(shè)計(jì)、可靠性試驗(yàn)、可靠性制造及可靠性評價(jià)技術(shù)）技術(shù)活動進(jìn)行規(guī)劃、組織、協(xié)調(diào)、控制與監(jiān)督的全員和全過程管理。

2 影響汽車產(chǎn)品電子電器可靠性的主要因素

根據(jù)有關(guān)資料的統(tǒng)計(jì)分析和我國汽車行業(yè)可靠性技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)影響電子電器可靠性的主要因素如下。

1）國內(nèi)許多車企重視產(chǎn)品可靠性排名，售后品質(zhì)問題表現(xiàn)，如IPTV、IQS等，但對基本的功能、性能與可靠性的理解與認(rèn)識還處于模糊階段。

2）國內(nèi)許多車企未形成電子電器可靠性研究的系統(tǒng)方法與管理手段，尤其是近年來的電子電器方面在新技術(shù)應(yīng)用上的可靠性研究。

3）領(lǐng)導(dǎo)層的認(rèn)識不足，缺乏技術(shù)與管理支撐平臺，企業(yè)內(nèi)各層級專業(yè)技術(shù)人員及技術(shù)工人對其可靠性知識了解程度更是不足。

4）汽車設(shè)計(jì)過程中，電子電器可靠性設(shè)計(jì)沒有得到重視；相關(guān)專業(yè)可靠性管理沒有得到應(yīng)用，設(shè)計(jì)評審沒有按正規(guī)程序進(jìn)行。

5）制造生產(chǎn)所使用原材料性能低，制造加工工藝精度達(dá)不到要求。

6）配套零部件品質(zhì)不過關(guān)。

7）裝配品質(zhì)控制不嚴(yán)，裝配工人素質(zhì)低，裝配檢驗(yàn)不過關(guān)。

8）對用戶反饋的電子電器或相關(guān)新技術(shù)信息缺乏系統(tǒng)的故障分析、維修性分析。

3 電子電器可靠性與品質(zhì)關(guān)系

電子電器可靠性是屬于品質(zhì)特性的若干重要特性之一，是品質(zhì)特性中性能和功能得以發(fā)揮的基礎(chǔ)和前提，若產(chǎn)品不可靠，再好的性能也無法發(fā)揮。傳統(tǒng)品質(zhì)管理關(guān)注的是T=0時(shí)刻的合格品率，品質(zhì)管理工作重點(diǎn)是保證制造生產(chǎn)過程的一致性和穩(wěn)定性?？煽啃躁P(guān)注的焦點(diǎn)是合格的產(chǎn)品在T＞0后為什么會變成不合格，即為什么會發(fā)生故障，圖1中的產(chǎn)品A為什么比產(chǎn)品B更可靠？工作的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)研制階段，重點(diǎn)考慮產(chǎn)品在未來用戶使用階段可能發(fā)生的故障或缺陷，并在設(shè)計(jì)時(shí)采取預(yù)防措施加以解決。

4 電子電器產(chǎn)品的功能、性能與可靠性

對于這3個(gè)概念，常常會被混淆，為了便于區(qū)分，做了如下比較，有明顯不同的特點(diǎn)：產(chǎn)品功能通常是指產(chǎn)品所具有的特定功用或用途，產(chǎn)品具不具備相應(yīng)特定的用途就是指其功能。產(chǎn)品性能一般來說是一個(gè)確定性概念，是可以不斷重現(xiàn)、用各種通用或?qū)Ｓ玫臏y試設(shè)備加以測量的，即性能的真值是可重復(fù)、可測量的。而電子電器產(chǎn)品可靠性涉及的是產(chǎn)品工作一段時(shí)間后是否發(fā)生故障，什么時(shí)間發(fā)生故障，故障是哪個(gè)部位發(fā)生，發(fā)生故障影響的嚴(yán)重程度等，是一個(gè)不確定的概念，未必能重復(fù)。它可以用概率和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的知識描述產(chǎn)品故障的發(fā)生規(guī)律和評價(jià)其可靠性的水平。

5 汽車電子電器可靠性管理的主要活動 （表1）

表1 汽車電子電器可靠性管理的主要活動

1）電子電器可靠性管理機(jī)構(gòu)

應(yīng)成立專業(yè)可靠性管理機(jī)構(gòu)，是一個(gè)有專業(yè)行政權(quán)力的機(jī)構(gòu)，而不是一個(gè)技術(shù)咨詢的組織?？捎晒こ滩块T經(jīng)理負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)、研制可靠性工程。直接面向用戶設(shè)計(jì) （如應(yīng)力分析、材料選擇、性能、精度、可靠性、維修性等）、設(shè)計(jì)評審和研制、試驗(yàn)。

2）電子電器可靠性大綱

電子電器可靠性大綱是設(shè)計(jì)階段全部可靠性工作的總體規(guī)劃，包括可靠性目標(biāo)、任務(wù)，必須進(jìn)行的各項(xiàng)工作及實(shí)施方案。而可靠性計(jì)劃是為落實(shí)可靠性大綱規(guī)定的目標(biāo)和任務(wù)而制定的具體實(shí)施計(jì)劃。主要參考GJB450《裝備研制與生產(chǎn)的可靠性通用大綱》對可靠性管理、設(shè)計(jì)和試驗(yàn)3個(gè)方面。

3）設(shè)計(jì)階段的可靠性管理

這個(gè)階段主要是制定電子電器設(shè)計(jì)和研制階段的可靠性任務(wù)和實(shí)施細(xì)則，用定量的方法來預(yù)計(jì)、評定和驗(yàn)證可靠性。規(guī)定設(shè)計(jì)人員必須采用可靠性設(shè)計(jì)的方法、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于任何新產(chǎn)品和變更較大的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，都需要經(jīng)過可靠性試驗(yàn)、評價(jià)。新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵零部件都應(yīng)制作近似的實(shí)物模型，在近似的工作環(huán)境條件下進(jìn)行試驗(yàn)，并且作長期運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)，有的甚至把樣機(jī)放到實(shí)際工作環(huán)境下運(yùn)行，以求找出薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行設(shè)計(jì)更改。鼓勵(lì)采用新技術(shù)，以保證和提高產(chǎn)品的可靠性。例如電源分配系統(tǒng)試驗(yàn)、音響系統(tǒng)的振動試驗(yàn)、照明系統(tǒng)淋雨的模擬試驗(yàn)等。要進(jìn)行耐環(huán)境設(shè)計(jì)，包括熱設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。

產(chǎn)品實(shí)際能達(dá)到的可靠性，不可能超過所設(shè)計(jì)的可靠性。而在產(chǎn)品研制階段的初期，能達(dá)到的可靠性遠(yuǎn)低于目標(biāo)值。因此必須制訂和實(shí)施可靠性增長計(jì)劃，進(jìn)行可靠性增長試驗(yàn)，以暴露設(shè)計(jì)缺陷，采取糾正措施，盡快使可靠性水平增長到目標(biāo)值。

設(shè)計(jì)評審是可靠性管理的一項(xiàng)基本活動， 其目的是審查設(shè)計(jì)是否符合可靠性要求， 及早查出設(shè)計(jì)中的缺陷并及時(shí)補(bǔ)救。通常，設(shè)計(jì)評審需要進(jìn)行多次。

4）制造階段的可靠性管理

產(chǎn)品的電子電器可靠性是由設(shè)計(jì)決定的，而由制造和管理來保證。忽視制造過程的管理 （包括整車廠和供應(yīng)商制造過程的管理要求），必然使產(chǎn)品的可靠性低于設(shè)計(jì)的目標(biāo)值。

在所有的制造過程中，參數(shù)值的變異性 （偏差）是固有的，如材料性質(zhì)、零件尺寸、加工方法等。必須了解在零件和加工工藝過程中可能有的變異性的原因、性質(zhì)和程度，知道如何去測量和控制這種變異性，使其對產(chǎn)品的性能和可靠性影響最小。同時(shí)，要以“零缺陷”作為目標(biāo)，盡力做到在出廠前檢驗(yàn)出所有的不合格品。切記：如果不及時(shí)地、果斷地將正在加工的不合格零件停止輸送給下一道工序，則出廠的產(chǎn)品越多，損失越大。

制造過程可靠性管理的主要內(nèi)容包括：人員管理，設(shè)備管理，材料管理，工藝管理，環(huán)境管理，工序管理，檢驗(yàn)管理。

①人員管理。在制造過程中，人的操作是最大的不可靠因素。因此，制造手段的發(fā)展方向是盡可能實(shí)現(xiàn)操作的機(jī)械化和自動化，盡量減少人的操作。

②設(shè)備管理。要建立和實(shí)行以可靠性為中心的維修制度。對于重要的設(shè)備，要實(shí)行定期維修、視情維修和狀態(tài)監(jiān)測相結(jié)合的維修方針。對于關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵零件，一定要有備件，否則一旦生產(chǎn)線停運(yùn)而又沒有備件，便會造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失。

③材料管理。材料包括原材料、零部件等，是影響產(chǎn)品可靠性的重要因素，必須嚴(yán)格挑選供應(yīng)商，嚴(yán)格執(zhí)行供應(yīng)商控制制度，做好入廠檢驗(yàn)、合理存放。

④工藝管理。影響可靠性的關(guān)鍵工序是裝配工藝過程。應(yīng)當(dāng)用故障模式、影響和危害度分析對關(guān)鍵工序進(jìn)行分析，找出薄弱環(huán)節(jié)。

⑤環(huán)境管理。制造現(xiàn)場的環(huán)境條件對機(jī)電產(chǎn)品的可靠性有重要影響，必須嚴(yán)格管理，控制的重點(diǎn)是溫度、濕度、有害氣體、灰塵、照明、噪聲、靜電等。要研究環(huán)境條件對工人操作的影響，增添必要的環(huán)保設(shè)備，以保證適當(dāng)?shù)臏囟取穸?、照明。注意操作臺和生產(chǎn)線工作站的顏色、面積、高度，為工人提供舒適的操作條件，以減少疲勞，防止差錯(cuò)。

5）使用維修階段的可靠性管理

隨著時(shí)間的推移，任何機(jī)電產(chǎn)品都會在使用過程中由于各種原因 （載荷情況、環(huán)境條件、材質(zhì)退化、人為因素等）而引起可靠性退化或降級，會或早或晚地發(fā)生隨機(jī)故障和耗損故障。因此，必須進(jìn)行嚴(yán)格的管理。

制造商有責(zé)任向用戶提交產(chǎn)品使用說明書。對于重要的產(chǎn)品，要負(fù)責(zé)培訓(xùn)如何使用和操作。用戶有責(zé)任讀懂使用說明書，這是涉及"產(chǎn)品責(zé)任"的大事。對于貴重的、關(guān)鍵的設(shè)備，必須嚴(yán)加保護(hù)，規(guī)定只有考核合格的人員方許使用和操作。

6 結(jié)論

當(dāng)前越來越多的車企對可靠性的重視程度及研究與日遞增，貫穿產(chǎn)品全壽命周期的可靠性管理工作越發(fā)重要，通過對可靠性管理工作的梳理歸納，為今后汽車電子電器可靠性開發(fā)驗(yàn)證工作提供參考。