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提高故障信息利用效果的措施和建议

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摘要:本文对我国目前故障信息利用现状和其中存在的不足进行了梳理分析,提出了对质量问题处置单中内容进行统计分析,科学利用故障信息,提高“六性”工作有效性的途径和方法。

关键词;故障、六性、故障模式设计、准则数据库

故障信息主要是指产品在研制、生产、使用维护阶段发生故障的时间、地点、使用环境、现象、部位、故障检测方法、故障处理方法、故障机理、纠正和预防措施等各方面的情况。装备研制六性系统中的“六性”是指可靠性、维修性、测试性、安全性、保障性和环境适应性。“六性”工作的目标是打造高可靠、易维护、好保障的装备系统,要实现这样的目标,其核心是减少研制、生产、使用过程中的故障的发生。因此,“六性”工作是与故障作斗争的工程技术。深入分析和利用故障信息,是提高“六性”工作有效性,充分发挥其作用的重要途径之一。

1故障信息的基本内容

目前装备故障信息来源按照产品寿命周期过程主要包括:研制过程中故障信息、试验过程中故障信息、批生产过程中的故障信息、外场使用过程故障信息等方面。目前故障问题处理及信息主要以质量问题处理单的形式体现,反映在“质量问题报告处置单”、“质量问题技术归零单”和“质量问题管理归零单”。(1)“质量问题报告处置单”主要内容1)报告单位;2)问题现象,含产品名称、图号、产品编号、批次号、发现日期、发现工位、发现地点、发现时机[装配调试、测试、ESS试验(高温、低温、振动)、系统联试、鉴定试验、可靠性增长试验、军检、例试、外场试验、外场使用]、填报人、日期、核实人、日期;3)初步分析及措施建议(设计、工艺、软件、操作、环境、设备、元器件、标准件、成品、原材料,问题初步定位、原因分析及问题复现情况);4)处置意见及措施[处置意见(更换、修理、调整、其他)];5)故障审查委员会意见,包括技术问题(一般质量问题、严重质量问题、重大质量问题),及管理问题;6)重检记录;7)措施落实及归零情况;8)顾客代表意见。(2)“质量问题报告技术归零单”内容1)责任单位、编号;2)故障审查委员会意见(归零要求、技术归零报告、技术归零评审会);3)归零实施情况(对归零实施情况进行表述:问题定位、机理分析、问题复现、所采取的措施等);4)归零情况(按技术“五归零”要求:定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三);5)故障审查委员会意见;6)顾客代表意见。(3)“质量问题管理归零单”内容1)基本情况(质量问题报告处置单编号、故障产品名称/图号);2)质量问题描述;3)确定责任单位;4)归零内容;5)归零评审。

2故障信息利用方法

按照质量问题处理程序,认真完成各项工作,并完成“质量问题报告处置单”、“质量问题技术归零单”和“质量问题管理归零单”,一方面可以对暴露出的故障较好处理,另一方面也较全面地记录了故障信息。(1)装备故障信息目前我国装备研制在研、在制和在用装备故障信息的积累也相当可观。根据这些信息,经过统计分析,可以得到以下一些客观的数据和信息:1)装备研制阶段内场试制、组装、调试、筛选、联试和各项科研试验中发生的故障种类、数量、频次,故障模式、机理及解决措施;2)装备研制阶段外场贮存、使用、维护等环节中发生的故障种类、数量、频次和故障件承受的应力量级,故障模式、机理及解决措施;3)故障数量在各组装等级、各研制阶段、制造筛选的各环节的分布和变化趋势;4)故障之间的关联关系,如部组件和整机故障的关联关系、内外场故障之间的关联关系等。(2)促进“六性”工作开展通过对这些故障信息的统计分析和总结,从以下几个方面促进了“六性”工作的开展:1)对环境应力筛选方案、产品交付试验项目的合理性、有效性进行初步的评价;2)分析装备故障在部组件、器件发生次数及原因,从而可以明确需要控制的关键部位;3)分析装备故障在不同工位和工序发生次数及原因,从而确定需要控制的关键环节;4)分析装备故障在部组件、器件故障模式、原因、检测方法、影响等信息,建立故障模式库,对新型装备研制过程故障模式影响分析及措施制定提供参照;5)根据故障信息提炼“六性”设计准则,从而不断补充和完善现有设计准则,不断提高“六性”设计水平;6)根据故障信息,总结典型案例,作为研制人员学习的生动教材,提高设计人员水平。

3目前故障信息利用现状及存在的问题

随着对装备研制认识的深入,研制部门对故障信息利用越来越重视,先后开展了一系列的活动,如:质量问题处理的信息化管理、故障启示录、质量月典型案例展、重点型号案例启示录等,提高了故障处理的信息化程度,提高了研制人员质量意识和故障预防能力。专业机构利用故障信息,不断修订和完善专业工程设计准则,补充设计准则及检查要求中的案例,通过系统分析故障信息,总结典型产品的故障模式,逐步建立故障模式库。上述工作的开展,使故障信息的利用不断深化,但与系统化、规范化、制度化利用故障信息尚存在较大差距,主要表现在:1)对故障信息的统计、分析和利用缺乏统一规划和实施,如上面列举的故障信息利用情况,都是基于部门和个人对故障信息的认识,缺乏统一的规划和协调;2)缺乏对故障信息的系统化分析,如:没有开展各类故障发生的频次、故障模式与可检测程度和预防措施的分析,没有开展外场使用故障、贮存维护过程的故障、内场整机联试故障、部组件级故障之间故障数量、分布、关联关系的分析;3)对故障信息的统计、分析和利用没有形成相应的规章制度,没有形成有效的运行机制和相应的规范标准;4)故障信息的信息化不够,未建立统一的大数据库,各个型号、各个单位内部相关人员才能看到,其他没有这方面经验急需了解故障信息的设计师反而无法得到这些信息,各型号或全行业的故障信息无法共享;5)未结合基于模型的虚拟样机开展故障的复现和分析,故障信息的价值未充分挖掘出来;6)未结合故障信息统计数据开展各类产品的可靠度和可靠度预计模型修正,目前的可靠性预计只能参照翻译自国外的标准开展。

4提高故障信息利用效果的措施和建议

装备故障信息是来之不易的重要财富,为进一步利用好故障信息,充分挖掘其潜在的价值,提高我国装备研制中的“六性”工作有效性,建议有计划的推进或加强以下工作:1)总结已开展工作经验,梳理工作流程,制定基于故障信息的“六性设计准则”、“质量案例”、“故障启示录”等设计经验的提炼规范或标准,并将该项工作制度化,在全行业推广实施;2)继续深入故障信息的统计、分析,提出设计改进和加强某项或某些检验等以提高装备“六性”水平的要求。如在对环境应力筛选方案、交付试验要求的合理性、有效性进行初步的评价基础上,给出具体的优化方案和/或细化要求的建议,如在对外场故障模式分析的基础上,提出地面检测和维护要求,或细化或修订后续产品设计的某些技术指标,使内场设计、生产检验、外场使用维护形成一个闭环;3)逐步建立行业内的典型故障信息数据库和检索平台,有条件的对需要的研究机构、单位和设计师开放查询和信息共享,使整个行业都能吸取失败的经验教训、防患于未然,从而提高整个行业的工作效率,节约研制成本;4)以前我国的“六性”预计基础数据和模型很多都是利用的国外工业部门的统计数据,近20年来我国研制、生产和在用的器件、部组件、整机产品数量非常大,累计的故障数据也相当可观,应考虑利用这些信息统计归纳产品的可靠度等数据,校验、修订预计模型,在此基础上修订GJB/Z299C—2006《电子设备可靠性预计手册》、GJB/Z108A—2006《电子设备非工作状态可靠性预计手册》等标准;5)结合目前行业内基于模型的系统工程(MBSE)工作的推进,深入故障机理研究,具体做法如将故障信息输入虚拟样机,归纳总结产品故障或损坏的关键阈值,为后续研制产品设计校核和虚拟试验提供合格判据。

5结论

装备故障信息是装备研制部门的宝藏,对其科学利用,影响深远,意义重大。只有全员高度重视,进行全面系统策划,形成规章制度,完善工具手段,不断改进和完善,定期进行检查和奖惩,才能使这一宝藏真正转化为研制单位质量提升的助推器。

作者:姜莹莹 王海波单位:中国空空导弹研究院

提高故障信息利用效果的措施和建议责任编辑:陈老师    阅读:人次