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可靠性是构建技术创新通向产品创新的桥梁
发布时间:2015.07.02    浏览次数:945次

“可靠性”这一概念越来越得到人们的广泛关注。从产品品质的优劣与价格,系统运行的效能与安全,到社会生活的规范与安定,人们越来越多想到有没有可靠性的问题。可靠性技术是发现解决可靠性问题的方法和手段,它兴于上世纪六十年代,在发达国家得到了大力推广和规范实施,产生了巨大的社会经济效益。

当一项新的技术可以提供的服务和交易形成规模时,一个新的产业就诞生了。国际上可靠性产业已经很成熟,而国内尚处于起步阶段。很多企事业单位对可靠性及其技术的了解还不够深入,可靠性的知识及技术亟需普及并应用,特别是由中国制造如何到中国创造,可靠性技术为中国人的强国梦插上了飞翔的翅膀。

但是,我们常常会遇到这样的尴尬:为什么常常信赖国外的产品,对国产货会持怀疑态度?归根溯源,其实是对产品可靠性的质疑。中国的一些企业在一个温饱型消费和浮躁型消费长期占主导地位的社会中成长,依然存在着制造高品质产品的淡薄认识,并习惯制造简单粗糙的低价格产品,对产品创新、产品可靠性投入甚微。中国制造到中国创造必须经历一场痛苦而艰难的涅磐。

实现中国创造,要依赖于可靠性技术的广泛应用。可靠性技术在中国的发展和蜕变需要来自各方的支持和鼓励。北航可靠性工程研究所(以下简称北航)的王自力所长特别介绍了可靠性技术在中国的发展。

一个产业的形成,需要有社会发展的需求,有技术商品的供应,有提供服务的形式和技术规范。从整体来看,我国的可靠性产业还处于起步阶段。目前,社会各业对可靠性技术商品有着广泛的、迫切的需求,可以说可靠性产业有了一个很好的市场前景。在技术商品供应方面,根据产品的系统要求和功能特性,可靠性技术有不同的类别和针对性。在国家的大力支持下,经过北航与国内有关单位二十余年的共同努力,北京航空航天大学可靠性工程研究所拥有国内最系统、最有效的可靠性技术商品当然,国内还有很多单位也掌握了具有特色和用途的可靠性技术商品。从市场需求和供应关系看,市场是巨大的、潜在的。当前的技术商品供应虽很弱小但必定厚积薄发。说其弱小,是因为长期以来,我国的可靠性技术没有面向广大的市场成为产业,现在犹如小荷露角。说其厚积薄发,是因为有一群人在为可靠性产业的形成而奋力搏击,一旦与市场巨大的需求结合起来,就会发展成江河入海之势。

有市场有交易就要有技术规范。可靠性产业与其它产业有很大不同,它涉及到服务对象的产品质量,有些涉及到产品的安全特性,进而影响到人与环境的安全,因而尤其需要交易的技术规范和制度保障。在产业形成初期,这些规范可以是自律的或道义的,但不应长久。鉴于可靠性技术应用的特殊性和必要性,国家应及早对可靠性产业做出规范。这是一个非常严重的问题。打一个比喻,如果产品存在可靠性问题,它的生产厂家可以到可靠性技术市场寻求解决,就好比一个人存在健康问题时,要找医生检查或治疗。国家对医院资质、医生资格、医疗过程等都有严格的管理标准和法规规范。如果没有,解决健康问题就只好找江湖郎中了。

说到与国外同行相比的优劣势,要看一下比什么。在技术水平方面,国内外没有太大的差别,可以说各有特色并且从理论上都能解决国内现实的可靠性问题。但在技术服务方面,我们比国外同行具有明显的优势,可以完全地根据用户情况提供现场的、直接的、有效的技术服务。二是在用户认知方面,也没有太大的差别。我们提供的可靠性技术支持和服务,解决了许多重大工程项目的质量问题,作出了突出贡献,有几百个成功应用案例,有几十项国家和部门的奖励。而国外同行,虽然他们在自己的产品上应用可靠性技术非常成功,但他们还没有想来有偿“帮助”中国企业解决产品的质量问题。我们花大量经费仅能够采购一些国外通用的可靠性软件模块。而可靠性的应用方法、模型和数据等核心从来不提供,也不可能提供,因为这涉及到国外的技术核心机密。因此可靠性的问题必须立足国内解决。三是在市场运作方面,我们和国外同行有些差距。针对国内市场来说,国外同行进入市场比我们早,建立了比较广泛的销售渠道,但我们凭借雄厚的技术、优质的服务和报国的热情正逐步完善市场运作。四是从技术安全保密的角度看,可靠性的应用水平反映了用户及其产品全部的技术秘密。北航有我国自主知识产权的产品和严格的保密制度,技术可控,安全有保障。可靠性技术的推广应用有一个特点,就是它的工具是通用的,但要取得应用效果,要么由供应商对用户产品的指标、方案、结构、元器件、原材料及使用环境要求等情况分析,而后再针对用户需求进行建模、定制或二次开发;要么用户把相关情况及要解决的问题提供给供应商,由供应商作可靠性设计分析,把问题解决方案提供给用户。这是一个很严肃的问题,即可靠性技术供应商,要对用户的产品及可靠性需求、解决方案等保守秘密。五是从发展趋势看,可靠性产业的发展寄希望于国家自主创新发展经济的政策,寄希望于中国的企业自主发展中国品牌的行动,也寄希望于从事可靠性工作的国内同行脚踏实地的为企业服务。

可维ARMS是一套可靠性设计分析工具,当前最新的版本为2.5,共分为14个功能模块。可维ARMS软件所支持的分析方法覆盖范围十分广泛,包含了可靠性过程监控与管理及可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性等五性领域常用的分析方法,功能全面,符合国家各项质量与可靠性标准。该软件完全基于国内自主开发,拥有源代码、一体化设计,完全自主知识产权。它具有良好的开放性,提供二次开发接口,可针对国内用户特定需求迅速升级和进行功能扩充,并支持用户的二次开发。说到升级,毛主席老人家说过,人类总得不断有所发现,有所发明,有所创造。可靠性技术不是从来就有的,也是在不断发展的。我们现在不仅有ARMS2.5,而且还将向市场推出一种功能与可靠性一体化的设计分析工具,解决目前普遍存在的产品功能设计与可靠性设计的“两张皮”问题。我们还向用户推出了可靠性维修性保障性要求论证、机械可靠性设计分析、可靠性试验评价、可靠性综合评估及元器件可靠性检测、软件可靠性测试等一批可靠性工具方法,基本覆盖了国内各类企业对可靠性技术的需求。另外,我们也与国外开展了广泛的技术合作与交流。

对于大型复杂产品来说,要达到预期的可靠性目标,需要完整的可靠性工程技术体系,落实可靠性工作需要运用系统工程的方法。我们确立的可靠性系统工程技术路线,立足于产品的全寿命全系统全特性三个方面,抓住了产品研制生产过程中的技术状态管理、工艺符合性管理、可靠性管理三条主线,控制了元器件、软件、配套件质量达到三个百分之百。上述可靠性技术方法的应用为用户解决了大量产品质量问题,得到了用户的普遍肯定,其中两项获得国家科技进步特等奖。

北航有一个宗旨,就是协助用户构建可靠性工程基础能力,协同用户解决可靠性工程技术问题。按照这个宗旨,我们从三个方面为用户服务。一是开展专项技术服务与合作。面向用户产品全寿命周期,提供质量可靠性的全方位解决方案。这里涵盖了用户质量可靠性能力建设方案、产品可靠性论证、可靠性工程技术支持、产品质量与可靠性课题协作、产品质量改进及开展产品或元器件可靠性试验、分析等。二是提供专项可靠性工具与成果。根据用户需求,这些工具可以是集成的,也可以是单项或几项,并可以根据用户工作使用的情况进行定制、二次开发,构建数据库,构建工作流程。三是提供可靠性工程咨询培训,包括协助用户编制可靠性工作大纲,可靠性工作规范,开展技术培训,培养技术人才等。

说到能为用户创造什么样的价值,作为对用户的承诺,我们还有四句话,即“提高产品质量,降低成本消耗,缩短研制周期,增强经济效益”。实现了这四句话,企业在市场经济的浪潮中就有了立足之本,应对经济危机就有了可行之路。可靠性基础能力是企业核心竞争力。一些希望依靠自主创新发展的企业,如果没有认识到这一点是持久不了的。更广泛一点说,我们还要看到可靠性产业带来的社会经济价值。如果市场上的产品可靠性提高一倍,维修保障费用减少一半,社会的资源消耗可以极大地节省,企业可以更高效率的运转,人们可以享受更高品质的生活,其取得的社会经济效益将是天文数字。举一个例子,有一位矿长,觉得可靠性与他们矿山没有关系。我说,你是一名矿长,你有经济效益指标,产品产量指标,安全生产指标,节能减排指标,企业创新指标等等。为此,你要保持采掘系统、运输系统、选矿系统、仓储系统、安防系统、维护修理系统、指挥调度系统,及人力资源系统和生活保障系统等等的正常运转。在这些系统中,一个出了问题都会影响指标。但哪里会出问题,出什么问题,什么时候要出问题,你不能全面、准确、及时的掌握,也不能及时有效地处置。其深层次原因是你的系统没有建立以可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性为核心的保证措施,你对全系统的完整性缺乏明晰的认识和有效的掌握,为了防止发生问题,就要样样俱备,但往往发生意外,其结果是高投入、高消耗、低效率。运用可靠性工程技术,能够精确的帮助你评估资产能力,预测资产消耗,预防事故发生,优化资源配置,保障实现各项指标。

在出了事故或问题后,我们常常听人说“意想不到”,感到意外。越是在现代社会这种意外越多。这是因为现代社会大量使用并依赖复杂的电子仪器和精密设备,而这些设备发生故障的特点是“不确定性”。解决不确定性的问题只能用可靠性的办法和技术,这是现阶段产品质量问题的时代特征。今天,可靠性不仅有科学的理论基础,还有完备的技术体系;不仅可以使工业企业依靠技术进步提高产品质量,而且可以运用到社会和经济的各个领域实施科学的高效的管理,预防各种事故灾害的发生。从这个角度看,它所创造的价值是不可估计的。

可靠性技术产业化从一开始就是要推向不同行业的企业,但要有一个过程。在这个过程中,首先是我们要不断提高技术水平,技术服务要为企业效益作贡献。到目前,我们的可靠性技术,已经为国内许多大型知名企业提供了有效的技术支持,成效显著。存在的主要问题,一是企业对可靠性认知还不广泛;二是需要各级领导者的支持。前者要通过我们努力工作,创造良好的企业形象。后者要靠企业的需求牵引,这是一件有难度的事。可靠性是一门发展中的学问、是一门与故障做斗争的科学,行业的发展主推动力是迫切的应用需求。可靠性研究起源于武器系统,经过近半个世纪的发展,已成为一门涉及各学科各行业的工程技术学科,已经从电子产品的可靠性发展到机械和非电子产品的可靠性,从硬件的可靠性发展到软件的可靠性,从重视可靠性统计试验发展到强调可靠性工程试验,通过环境应力筛选和可靠性强化试验来暴露产品故障,提高产品的可靠性。现代科技工业高速发展,不论是产品还是技术,新旧更新快,寿命周期短,生产批量小,使用成功率要求高。如果可靠性不高或没有可靠性指标,就没有实际使用价值。

但是相对来说,还有很多企事业单位并没有认识到可靠性的重要性,普遍认为:可靠性概念太复杂,可靠性技术不习惯,我们这些年没搞可靠性不是也在发展吗。可是看一看所谓发展的内涵,要么是买一大堆外国部件组装,要么是买一大堆外国图纸仿造,花了大量资金和资源,产品销售获利后还要给外国企业。还有一种现象值得警觉,现在世界上正在闹经济危机,资金短缺,资源涨价,消费者观望,这对制造业是一个严重的冲击。经济危机有一个浪淘沙的效应,那些技术落后质量差的产品将被毫不留情地淘汰,包括曾经的所谓名牌产品和企业。经济危机过后发达国家将以更新的产品迅速占领市场,如果我们没有新的产品出现,如果还想买些国外要淘汰的名牌的技术或生产线,差距将被进一步拉大,我们的机遇期就会丧失,因此必须立足国内、自主创新。可靠性水平是产品技术成熟的标志,可靠性技术是构建技术创新通向产品创新的桥梁。舍此别无他路。

说到可靠性的应用,还有一些认识上的误区。比如认为可靠性分析试验一般要求较多的样本数量,没有那么多的资金用于可靠性设计或试验。对此我们可以认真地告诉大家,可靠性技术发展到今天有一整套科学完整的技术手段和管理方法,可以有效解决传统故障和不确定性故障,尤其解决小子样产品的质量问题非常有效,利用可靠性技术研制开发新产品,是一件省钱的事。再如认为可靠性设备的购置费用高中小企业难以承受,能力建设望梅止渴。对此我们建议这些企业与可靠性专业机构协作解决具体问题即可。再如有的企业为了提升产品可靠性,搞培训,搞动员,搞文化,最后的结果往往不了了之,说的全对,就是没办法实施。对此有两种情况,一是许多单位都有质量部门和可靠性专业技术人员,但得不到重用,甚至不用,这些单位需要增加危机感;二是有些单位不了解质量技术与质量文化的区别,用文化代技术,客观上作了表面文章,需要的是转变观念。

一些企业的产品由失败失败又成功的,由成功失败又成功的,也有失败成功又失败的。这些反复都不是产品技术不过关,而是可靠性工作没做好;而后来取得成功的,是我们与用户运用可靠性技术得到的成果。正所谓兴秦者秦也,非六国也;亡秦者秦也,非六国也。秦兴秦亡皆秦也,非六国之故也。再就是如何看待自主创新和提高效率的问题。可靠性技术不和产品创新与提高效率这两件事结合起来,就没有太大的意义。我国很多单位先进的技术储备并不缺乏,有的还处于世界先进水平,但是自主知识产权的产品却是少之又少。很多企业只关心短期利益,不愿投入时间、精力和资金去做可靠性工程,这给我们的工作造成了很大的困难。我们现在亟待推广的不是我们的产品,而是可靠性这个理念,让更多人知道可靠性是怎么回事,可靠性工程到底有多么必要,并且呼吁国家的相关部门,制定出相应的规范,使整个行业能够健康快速的发展。现今,发达国家可以把可靠性软件卖给我们,可以把最先进的可靠性试验设备卖给我们,但都用不起来,而有效的技术方法和核心的关键技术连看都不让看。为什么?因为可靠性技术的普及与深化,是科学技术和现代工业的基础,谁把可靠性技术运用的好,谁就掌握了未来。现在国家很重视节能减排的问题,投入了大量的资金在这个行业搞创新。其实节能是与产品的可靠性紧密相关的。如果一台空调机连续运转不制冷,一个水龙头长流水,一台工具设备放不了多久就失效,一辆汽车不停的维修等等,其资源浪费是巨大的。

在自主创新发展的新时期,可靠性是质量主题的主旋律。1985年,杨为民教授在北航开创了可靠性系统工程研究。现在大学里有可靠性专业的北航是独一家,还有的大学开设了可靠性课程。我国将来会形成一个可靠性行业。这个行业,会使美好的更美好,使险途变通途。在巨大的市场牵引下,可靠性行业不仅极大地推升企业创新的能力,而且将推动电子、机械、计算机、信息、材料等技术的工程水平,带动制造、仿真、软件、测试、试验等技术的产业开发,促进数学、物理学、化学、系统工程等基础学科的应用研究。可靠性系统工程技术的应用,将遍及科技、工业、农业、军事及社会的各个领域,使那些不确定的、随机的甚至是无序的、混沌的问题有了一个科学的解决方案。可靠性是人类古老文明和现代智慧的融汇和拓展。可靠性知识的普及,将使人们的品质观念和价值观念得到升华,使中国企业研制的产品,不能简单地依靠打价格战去国际市场竞争。怎样运用可靠性技术进行产业升级转型,加大研发力度和产品品质建设力度,加快发展企业的核心竞争力尤为重要。我们将一如既往的为中国企业提供全面有效的可靠性技术产品与服务。也希望社会各界扶持自主的可靠性产业,广大企业学习运用可靠性技术和知识,设计制造出更多的具有市场竞争力的创新产品。