4?外购件可靠性验收规范 用于规范入厂验收的步骤和方法，确保外购件的质量和可靠性达到总体设计的要求，验收规范包括可靠性验收方法和可靠性验收试验两个层次。 (1)设计部门根据整机的可靠性设计方案，确定各外购件的功能要求和可靠性要求，包括各项外购件可靠性数据指标，外购件可靠性数据是指与供应商及其产品的可靠性有关的数据，数据类型如表2所示。 (2)制定验收检核表 针对可靠性控制的要求，结合常用外购件入厂验收工艺规程以及可靠性技术条件，逐项提取可靠性检核项目，针对提取的检核项，逐项落实检验方法，包括检验标准，检验方法、检验仪器等。 (3)验收程序 ①熟悉外购件结构 根据外购件产品说明书及实物熟悉外购件的结构，以及常见故障。 ②明确外购件的功能 明确外购件的功能并对各功能进行分解，直到不能再分解为止，得到外购件功能的树形结构。 ③根据各外购件的功能和可靠性要求以及各外购件验收检核表内容，针对每个具体功能及可靠性分别制定可操作的检测方法，获得所有功能的检测方法。 ④严格按照外购件验收检核表和外购件检测方法对外购件进行可靠性验收测试，做好实验过程中的数据记录。 ⑤对测试得到的数据进行分析，作出合格或者不合格的决定。 通过对外购件进行可靠性验收试验，其目的就是检验某批外购件是否因供应商生产过程中各种因素影响使可靠性降低，从而确定该批外购件是否接收。企业根据整机的可靠性设计方案，确定各外购件的可靠性指标。通常验收指标为平均工作寿命，即对于不可修复产品的平均失效前工作时间MTTF，对可修复产品的平均故障间隔时间MTBF。 (1)外购件可靠性验收试验平台建立 从外购件可靠性验收指标测试的要求出发，建立图5所示的外购件可靠性验收试验平台。该试验平台由两部分组成：①由控制系统、驱动装置和被试外购件安装基础组成，可以通过该部分完成外购件加载，参数改变，实现各种工况模拟;②确定该被试外购件监测参数和其他无法自动检测的失效模式，使用相应的传感器完成参数监测，并进行信号的数据采集及处理，完成故障判断。 (2)统计试验方案的选择 我国标准GJB-899(1990)规定了验收试验可采用定时截尾试验方案(共12个方案)，或采用截尾序贯试验方案(共8个)，也可采用全数试验方案(1个)。选择方案时，应考虑外购件的成熟度及预期的寿命，批量大小、费用、试验时间等因素，所选方案应通过主机企业与供应商共同协商确定。 (3)统计试验方案参数的选择 ①MTBF检验下限和预计值 MTBF检验下限是拒收的临界值，由企业与外购件供应商事先共同确定。MTBF预计值是企业通过可靠性预计、分配方法确定的MTBF值，它取决于被测外购件设计和使用环境。 ②可靠性验收试验的样本容量 可靠性验收试验通常采用随机抽样，受试外购件每批至少应有2台进行试验。推荐的样本容量应为每批受试外购件10%左右，但最多不超过20个样本数。 ③试验时间 序贯试验的持续时间根据可能最长的试验时间来设计，从而保证试验时间控制在计划之内;定时截尾试验的持续总时间应该根据设定的鉴别比选择合适的试验时间;全数试验的持续时间应进行到可以作出拒收判决或企业所要求的试验时间为止。并且，单个受试外购件的试验时间至少应为所有受试外购件平均试验时间的一半。 ④鉴别比 鉴别比是MTBF的检验上限与下限的比值。通过鉴别比可得到MTBF的检验上限，鉴别比的选定，往往需要进行综合权衡，鉴别比越高，试验总时间越短，但对产品设计的要求也越高;而过低的鉴别比，又会使试验总时间过长。 ⑤决策风险 使用者风险是MTBF的真值与MTBF的检验下限相等时外购件被接受的概率。选择决策风险较小的试验方案时，需要较长的总试验时间，但接受不合格外购件及拒收合格外购件的概率相应变小。 ⑥判决条件 对于定时截尾统计抽样方案，通过已确定决策风险参数和鉴别比，选择完成试验时间T和判决故障数C。当失效数小于判决故障数C时，该批外购件接收，否则拒收。 最后，外购件可靠性入厂验收程序如图6所示。 5?外购件使用可靠性控制方法 首先企业设计人员需要与供方进行外购件可靠性要求的充分说明和沟通，同时，主机企业做好外购件的装配可靠性控制，然后在用户运行阶段进行必要的维护保养。 为增强机床设计人员对外购件产品的认知程度，减少机床设计选型缺陷，提高机床整机的质量和可靠性，保证产品总体设计目标的实现。设计人员在产品设计过程中与供方沟通的流程如图7所示，沟通的具体内容有： (1)初步设计阶段 为实现机床可靠性建模，判断机床总体设计方案是否满足总体可靠性要求，此过程确定外购件可靠性指标为主。此阶段设计人员与供方沟通信息包括： ①设计需要哪些功能?外购件能实现哪些功能?要求外购件实现功能满足设计需求的情况下，辅助功能尽可能少，以降低成本。 ②设计人员提供外购件使用环境信息，包括：环境温度、湿度、环境清洁度(工作环境是否存在固体颗粒、是否存在液压油污染、是否存在冷却油污染)、工作环境是否对外购件具有腐蚀性、是否需要对外购件进行防水防潮床身结构二次保护设计、是否对外购件进行密封设计等。 ③在提出要求后，设计人员应获取供方反馈的产品正常工作环境要求及可靠性信息，并与提出的要求进行比对，初步判断外购件产品的适应性。 (2)技术设计阶段 此阶段为机床结构设计阶段，根据机床功能要求确定能实现这些功能的结构形式，包括机床总体及功能部件的结构。外购件的选择亦以结构选择为主。此阶段沟通的内容主要包括： ①设计人员提供外购件在机床上的布置方案，提出对外购件结构的要求。机械零件方面：外购件质量、转动惯量、承受静动载荷、强度、刚度、稳定性、耐磨性、抗疲劳特性、与主机接触特性、连接形式及要求、温度特性、抗腐蚀性、工作精度、结构拆装便捷性、可维修性，表面是否需要进行特殊处理，是否需要润滑、冷却等;电气设备及电气元件方面：电气元件类型、额定功率、有效输出功率、转速、额定电压、额定电流、保护电路形式、触头形式、触头数量、延时方式、延时时间、延时精度等。 ②在提出要求后，设计人员与供方进行沟通，获取其推荐的产品的性能指标并初步判断外购件产品的适应性，对于供方未曾考虑或未能达到的要求，设计人员须与供方共同商讨解决措施，保证要求的实现。 (3)工作图设计阶段 此阶段为工作图设计，根据机床总体尺寸要求进行整机和功能部件进行尺寸设计。外购件的选择亦以尺寸和精度选择为主。此阶段设计人员与供方沟通信息包括： ①设计人员根据机床结构和总体尺寸设计要求，提出对外购件的尺寸要求。包括：基本尺寸(长、宽、高、直径)、定位精度、形状精度、表面几何精度、与机床的配合要求等。 ②在提出要求后，设计人员应获取供方反馈的产品尺寸参数并与提出的要求进行比对，初步判断外购件产品的适应性。对于供方未曾考虑到的要求，要及时反馈给供应商。 (4)整机成型(样机、定型)阶段 机床整机安装完成后，设计人员与供方沟通的主要内容是：机床故障产生的原因分析和相应的解决措施。在进行故障原因分析时，应与供方进行沟通获取供方的建议，客观的分析故障发生阶段及故障机理，共同判断故障产生的环节(外购件质量、设计选型、装配、使用)等。 外购件装配环节并不是独立的，需要研究外购件之间或者外购件与其他零部件之间连接可靠性的保证措施，并以此实现外购件装配环节可靠性控制。因此，针对装配对外购件可靠性的要求，应着重从装配工艺入手。通过制定可靠性驱动的装配工艺方案(可靠性驱动的装配方法在本专栏系列的相关文章中有详细描述)，并运用检核表技术对工艺操作过程进行控制，使得外购件在装配环节的可靠性得到保障。 外购件运行阶段可靠性是指外购件作为整机的一部分，在运行过程中保持持续完成规定功能的能力。从寿命周期的角度分析，外购件在运行阶段的可靠性也是值得关注的问题。然而在实际运行过程当中，用户缺乏维护保养的意识，导致外购件故障率增高。因此，针对外购件运行阶段维护保养薄弱环节，需要建立定期维修措施，并应用检核表技术进行控制，从而保证外购件运行可靠性。另外，运行阶段是外购件故障信息的主要来源，是外购件可靠性持续增长的依据。通过故障数据的收集、分析和持续反馈，全面系统地对外购件生命周期中各个阶段可靠性进行管理。 6?结语 本文论述了外购件可靠性控制体系的主要内容，归根到底，对于主机厂而言，外购件的质量控制关键在于管理的跟进和制度的不断完善。此外，外购件的质量入厂试验要与供应商自身的质量控制结合起来，入厂验收只是对既有供应零件认可程度的把关，要想切实提高外购件的质量水平，必须从源头着手，在建立与供应商长期稳定的合作关系的基础上，帮助供应商提高可靠性观念、不断沟通改进外购件质量并建立健全供应商自身产品生产的可靠性管理办法。 作者：张根保 李荣祖 |
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