机械产品的可靠性大纲 (2)
时间:2016-03-08 11:19 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:张义民 孙志礼 点击次数:
随着科学技术的迅速发展,机械可靠性研究已经取得可观的成果,出版了相当数量的专著教材及学术论文(这里仅列举其中一些书籍[1-29]和综述性论文[30-34]。经过几十年的发展,可靠性理论和技术已经在航空航天、机械工程、交通运输、材料冶金、石油化工、医疗设备、食品加工等各个工业部门得到了广泛的应用。但是机械产品的可靠性研究工作多属于理论、方法和技术层面的具体活动,总体规划还远不完善,基本性、系统性、完整性、普适性、长期性的工作计划更有待于健全和提高,因此机械可靠性研究工作亟需顶层设计规划。
可靠性大纲也称为可靠性计划,是执行可靠性工作的纲领性文件,是可靠性研发和管理的核心内容[29]。可靠性大纲包括产品可靠性的目标、任务、内容、环节、顺序、条件、实施等方面工作,要对可靠性工作项目的实施给出明确的安排,以解决做什么、何时做、怎么做、做的顺序、做的条件、做的结果等方面的问题。一旦规定了可靠性的定量要求,主管部门和企业所面临的主要任务是如何达到进行可靠性要求的研发和管理活动,并要考虑资金和进度,以及可靠性大纲的特定要求。
可靠性大纲的策划是以达到总体目标和新产品的研发目标为基准。某些设计制造可以参考以前类似的产品进行分析,以帮助建立可靠性目标的范围值,同样也可以采用通用模型进行目标范围的分析。应该注意到可靠性大纲的策划是整个系统工程的组成部分。可靠性任务和其他任务之间的关系(输入、输出等)在整个全寿命期内都必须明确规定和协调。
近年来,国家、行业、军方等都陆续发布了有关质量和可靠性管理的标准和规范。第一,这些标准和规范大多是针对电子产品或依据电子产品制定的;第二,这些标准和规范大多自成体系,使得一些概念或术语不尽相同,在引用和使用时必然存在着理解消化和统筹协调的问题,影响实际工作的开展。由于电子产品与机械产品存在着很大的差异,如产品结构和复杂程度不同、产品成本和试验费用不同、试验样本数量不同、使用概率分布不同等。显而易见,机械产品的可靠性研究相比较电子产品的可靠性研究要困难得多,因此在应用一些可靠性方法和技术以及一些工作内容条款上存在着很大的差异。因此在机械工程领域亟需一部相对通用的机械产品可靠性工作的计划大纲,以便在进行机械产品的可靠性研发时参考。在总结了笔者研究团队几十年来从事机械可靠性研发的经验与体会的基础上,本文提出了一部机械产品可靠性工作的大纲,力图阐明机械工程领域可靠性工作的基本思路、研究方法和工程实现,从而为机械产品的设计、制造、使用全寿命周期的可靠性工作提供坚实的理论与技术支撑和指导文件。
1产品全寿命周期各阶段可靠性工作
可靠性是机械产品在运行使用过程中质量指标的重要体现,其显著特点是与机械产品的设计、制造和使用全寿命周期各阶段的活动密切相关,所以每个阶段都应该为创造最经济而又具有所要求的可靠性水平的产品而努力。与机械产品全寿命周期的设计、制造和使用相对应,其各阶段的可靠性活动体现如下。
1.1方案论证、风险评估阶段
定义产品的功能、技术、质量等,并评估所选择的初步设计方案的可行性与可靠性,而且提供评估选择这些方案的依据,而且确定采用的设计方法和技术,还要进行风险评估与采用降低风险的手段。同时,在这个阶段探讨需要的可靠性设计、分析、验证中应该采用的新方法和技术,并且规定和实施通用和专用的可靠性设计准则、标准和规划。确定对供应商的可靠性要求。
1.2设计阶段
制定设计的可靠性任务和实施细则,用定量的方法与技术来实现设计、预测、评定和验证产品的可靠性,规范可靠性设计方法与准则并进行设计,而且需要经过可靠性试验与评价。通常实际产品的可靠性要低于设计的可靠性水平,因此可靠性增长计划与试验是使可靠性水平达到目标值的手段。设计评审时检查设计是否符合可靠性要求,及时发现设计的缺陷并加以补救。
1.3制造阶段
在生产制造期间可靠性工作的焦点是确保设计的可靠性水平。在这个阶段,产品的设计已经成熟,需要考虑产品的研制开发和加工制造将要采用的加工工艺、装配工艺和工艺流程,使用经过评审的最佳设计方案进行稳定的生产制造,进行综合试验和评定并形成加工和装配能力,以及某些试运行试验和评定与早期故障的消除等。
1.4使用/保障潍修阶段
在产品出厂前要进行运行试验和验证,还需要提供辅助保障并进行协调和修正。在使用过程中必然引起可靠性的退化并发生故障,因此使用/保障/维修活动在所难免。另外生产制造方有责任向用户订购方提供产品的使用说明书并负责培训。
在设计、制造期间的可靠性活动将由生产制造方控制,而且可能持续到运行保障阶段。在运行保障阶段,用户订购方负责使用可靠性管理,但生产制造方应该继续跟踪和评审产品运行可靠性,提供识别问题及解决问题的方法与技术,并进一步改进可靠性设计、分析和试验等,以保证持续增长的可靠性水平。全寿命周期各阶段的可靠性活动。
2机械可靠性大纲的基本内容
在可靠性大纲的组成部分中,可靠性工作的管理、选择和控制必须以产品的全寿命周期的可靠性监视为基础。可靠性大纲规定活动的目标是产品的设计、制造、使用全寿命周期的可靠性工作的分解指标,监视产品的可靠性水平,采集的数据反馈到各个不同的阶段,并进行详细的统计分析,从而适时地修正可靠性设计、分配和预计等的可靠性水平,可见可靠性活动的各组成部分将是各个不同阶段的延续。
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