會議直播 | 北京航空航天大學教授康銳：真正實現可靠性系統工程需要八要素和四種應用模式

2017-12-21 15:59:23 來源:電力頭條App 　點擊量：評論 (0)

12月21-22日，由中國可再生能源學會風能專業委員會舉辦的第二屆風電設備質量與可靠性論壇在北京裕龍國際酒店隆重召開。會議從全球風電發展歷程、設備全生命周期以及機組和風電場的全系統三個維度全面梳理和解析可

12月21-22日，由中國可再生能源學會風能專業委員會舉辦的第二屆風電設備質量與可靠性論壇在北京裕龍國際酒店隆重召開。會議從全球風電發展歷程、設備全生命周期以及機組和風電場的全系統三個維度全面梳理和解析可靠性問題，并就最突出的矛盾和共性的系統問題探索解決方案。

北京航空航天大學教授、教育部長江學者特聘教授康銳主題演講《可靠性系統工程—推進可靠性工作的整體解決方案》

以下為發言實錄：

謝謝大會的邀請。“可靠性”大家看名稱就是北航可靠性與系統工程學院，我們這個學院不是趕時髦成立的，在1985年成立的時候幾乎工業界就是在航空界，航空、航天分家了，航天有可靠性，航天工業1965年成立了一個可靠性研究所，這是我們國家在工業部門的，當然更早是電子行業，應該是60年代初就成立了可靠性研究所，然后是航天。那么在1985年的時候北航當時歸航空工業部管，航空工業部辦的北京航空學院，我們成立了可靠性工程研究所工程系統工程系，我們開始辦學，開始做可靠性研究。1985年的時候航空工業界也不知道可靠性什么，大概推動了十年，搞監視飛機研制的時候，才全面引入可靠性的概念。

所以，可靠性在北航是一個專業，是一個獨立的學院，我們學院大概有200多人教職員工，就是做可靠性的，在校學生800多名，本科、博士、碩士各個層次的都有，我們2005年以來連續十余年是北航就業最好的專業，反映了整個中國制造業的需求。今天花一個小時的時間給大家介紹一下可靠性系統工程，這是一個我們在航空航天或者整個武器裝備里推進可靠性的一套方法論。

講幾個問題，第一個是背景。從中國制造2025開始說起，里面有三段話跟可靠性有關系，加強可靠性設計、試驗、驗證技術的研究和應用；第二推廣先進的在線故障預測與診斷技術及后勤系統。第三是國產關鍵產品可靠性指標達到國際先進水平，但是規劃里頭并沒有說國產關鍵產品是什么，就是看誰能達到。上周習總書記剛到徐工機械考察，他們現在是做為工程裝備行業里的老大，應該也是世界上的前幾，就是工程裝備走向世界。徐工的可靠性也搞的非常好，我今年3月份、5月份兩次在徐工給他們授課，每次講兩天。徐工搞的已經非常強大了，但是他們的可靠性我認為是起步階段。

這個反映中國制造2025的一個目標或者一個迫切的需求，中國制造2025之前兩年我參加一個制造強國戰略研究的項目，有了這個項目才有中國制造2025規劃，在整個戰略研究里，第三個課題叫制造質量強國戰略研究，分成了五本書，這五本書里在技術里有一個專題，就是我國制造業可靠性工程的質量強國戰略，這個大概是將近八萬字，我主筆寫的。寫了這個把航空航天這幾年過去將近30年的可靠性系統工程的實踐總結提煉和我最近十余年參與的可靠性咨詢服務的過程中一些體會，形成這么一個發展戰略，所以今天給大家介紹就是以這個發展戰略內容為背景的主要的內容，這就是我整個今天演講的主題。

第二個先把整個在可靠性領域的概念內涵給大家簡單說一下，因為今天不是上課。第一個就是典型的浴盆曲線，可靠性任何一本教科書都會出現這個曲線，縱坐標是故障率，橫坐標是使用時間，產品的使用時間。看到這個故障率從統計上反映出來的產品故障發生的規律，第一個規律就是第一段在早期使用的時候，故障率非常高，要經過不斷的維修、適應性的改進甚至修改設計，改進工藝，把故障率降下來。到使用階段故障率是很低的水平，而且還不應該發生紅線的波動，長時間保持低的水平，保持到多長，保持到預期的使用壽命，到了使用壽命故障率急劇增高，這是統計規律表現出來的。

但是當我們的產品從統計數據上發現了看到了浴盆曲線第一個階段的時候，在用戶的運維的過程中發現這個階段的時候，說明你們的企業，你們的產品沒有搞可靠性，看到了浴盆曲線早期故障期，說明可靠性是失敗的。第二個如果在使用的過程中長期的故障率穩定不下來，并且浴盆底的高度還很高，說明可靠性工程失敗了。第三個如果使用時間沒多長就壞掉了，你就不能再用了，就老化了，就疲勞了，就斷裂了，就腐蝕了等等這些問題在說明你的壽命也不符合要求。所以浴盆曲線告訴我們很多很多道理。

目前中國制造業的特征在這三個點上都反映了，第一投入使用初期故障率很高，久久不能把故障率穩定下來，第三很多產品壽命很短，所以這些問題交織在一起反映了我們的企業的可靠性工程的實踐出了問題，大概就是這么一個概念。那么這些概念跟什么有關系？剛才說了是故障率，故障發生的概率，故障的統計規律，那么第二個就說明跟故障相關的產品的設計特性，大概有這六個方面，可靠性、維修性、測試性、保障性、環境適應性，這些特性也不是中國的學術界里發明的，這是當我們1985年成立可靠性研究所工程系統工程系的時候，國外這些設計特性產品的專門的專業已經產生了。我們在這個階段當時我們想怎么做這件事情？我們把這些故障相關的專業融合成一個整體，現在在武器裝備行業叫通用質量特性，就是以故障相關的設計特性，我們把它定義成通用質量特性。

當年1991年的時候，我們學院的創始人楊教授就提出來了可靠性系統工程的概念，然后可靠性系統工程的理念在航空航天兵器艦船等傳統的十大軍工集團不斷的在擴展推動的都是這套理念，可靠性系統工程就是圍繞產品保障規律的組織管理的技術一個集合。從方法論上就是在研發階段要進行跟故障相關特性的設計分析試驗評價工作，同時還要做跟故障相關的系統，這個系統是面向產品的使用維護階段，運維階段，那么這個階段跟故障相關系統我們過去叫售后服務，沒有經歷過正向的研發過程的時候我們是出了故障當然要修好，這就是被動的服務。主動的得主動去設計這個售后服務系統，維修保障系統，內測系統，自動測試系統，ATE是輔助測試設備，中央維護系統，比如現在有遠程維護，通過網絡的，風能大扇子，中央維護，PHM故障預測與健康管理系統，隨著技術的發展現在最熱點的就是PHM系統，這才是完整的研發和設計，這個就是可靠性系統工程最基本的理念。

第三個介紹一下歷程對比，中國制造業發展歷程和國外的發展歷程這兩個方面的對比。第一個講國外，我們今天大會的主題叫做質量與可靠性，剛才秦秘書長說可靠性的概念大家可能不同的企業不同的人的理解也不一致，其實質量和可靠性這兩個有什么區別，可能大家也不一致。那么我把這兩個概念放到一張圖來說，這是國外的工業化發展的，伴隨著工業化過程過去一百年相關概念的不斷的發展的歷程，第一個就是在大批量制造業出現的過程中，首先產生的產品的質量檢驗。生產制造過程的質量檢驗，想象當時以福特汽車為代表的，一年一下生產了幾百萬輛汽車，那么這個時候產品出來了要判斷好壞，這個要說起質量檢驗概念可以查到很早很早以前中國也做這個事情，但是批量了之后帶來的問題是以前要看一把劍好不好，有測試有檢驗有設計，但是那個時候是手工業時代是設計制造檢驗是一個人，更牛的可能設計制造檢驗使用還是一個人，我給自己做一把很牛的劍。但是批量化生產不一樣了，所以在福特汽車大批量的時候做了有里程碑意義的事情就是把質量檢驗從產業工人里面分出來，專門有一波人看著制造線上的產品，生產出來之后是合格的還是不合格的，這叫質量檢驗。

那么質量檢驗分為兩個階段，當批量比較少的時候是全數檢驗，后來全數檢驗干不動了，一年幾百萬輛，零件是上千萬個沒法檢驗了，就發展用數學統計的方法叫抽樣檢驗，這兩個檢驗都叫做過程質量檢驗，過程質量檢驗的發展是我們質量可靠性發展歷史上的第一個里程碑事件，發展到一定程度質量檢驗是產品生產出來之后才能對它進行合格不合格的判定，會產生廢品率，造成質量損失。所以第二個步驟就是我們能不能在制造過程中進行質量控制，預防不合格率的發生，降低不合格產品的比率，這個就是過程質量控制統計過程控制，這是第二個階段。