中国质量这么搞 | 可靠性工程三部曲（中）

企业搞可靠性的切入点是什么？

成本倒逼！

在许多企业，运行维护费用能占到利润的1/4，企业家有足够的动力推动研发部门去搞可靠性。国内非军工企业，要做可靠性的起点都是基于这样的倒逼机制。

那么，如何实施可靠性系统工程。大致可以归纳为八个要素，即指标体系、组织形式、专业队伍、工作流程、规范指南、过程控制、数据信息、技术集成。

图1 八个实施要素

全面需求

第一个要素就是全面的需求，也就是指标需求。共有七个方面，长寿命、高可靠、快诊断、能预测、易维修、好保障、要安全。这七个方面的要求在可靠性系统工程的技术体系里都有对应的定量指标，因此，可靠性并不是简单的MTBF（平均故障间隔时间）。只有这七个指标都满足了，中国制造业才能真正是从大到强。

图2 全面需求

这么多要求，企业如何做？首先要思考的是，所有的对策本质上是故障和应对应故障的对策权衡，是研发阶段放任不管，到运维阶段再考虑？还是在研发阶段多投入，从而节省运维费用？这个节点的选择，是需要权衡决策。

组织形式

第二个要素：组织形式。首先必须要认识到，可靠性是一个独立的专业。只有这样，它才能得到重视。目前看上去国内一些企业已经先动起来了。例如，国内风电领头羊金风科技，就是把可靠性当做一个专业来建设，一个简单的标志就是这个企业有可靠性专业毕业的学生。

徐工也非常重视。徐工最早希望笔者把全厂技术人员都集中起来，上三天课以便使得工程师可以理解可靠性，并推动企业装备的可靠性。笔者跟他们强调，学校里的学生，从本科、硕士到博士学了七年，面对具体的产品仍然无法独立处理可靠性的问题，企业“运动式搞可靠性”基本是不可能的。一无可靠性组织，二无可靠性工程师，企业是不可能搞好可靠性的。幸运的是，徐工领导非常认真地接受了这个想法，目前已经进入系统性建设的起步阶段。徐工车间里挂了一幅标语，“技术领先用不毁”，这意味着既要技术先进性，也要功能可靠性。这正是中国制造业转型升级的目标，从这一点而言，徐工抓可靠性抓的好，走在正确的强国制造的道路上。

企业的可靠性要有专业的组织，这个专业的组织建在哪里？

航空航天大概是三个结构。第一个结构放在质量部门，质量部门下面有可靠性专业室，专业的技术室和设计室。但这种结构，发展到一定阶段就不顺当了。因为，可靠性毕竟要从根上设计，而不能仅仅作为管理工作放在质量部门，因为它质量部门是管理责任，无法承担设计责任。这个时候，一定有冲突。

图3 质量主导下的可靠性组织

第二个结构是项目制，或事业部制。每个事业部下面都有可靠性的团队，可靠性的研究室。这样做好处是，每个事业部各自对可靠性负责；但坏处就是可靠性资源分散了，各个事业部之间往往无法交流。一个企业的两个项目组，相互之间甚至都可能要保密，这是事业部制带来的弊端。

第三种结构是矩阵的组织，这是一种理想的状态。企业里应该有专门的可靠性研究室，而每个项目里还都有可靠性工程师。在具体实施项目过程中，专业部门和项目组的可靠性工程师联合组成团队。

图4 矩阵式的可靠性组织

可靠性工作系统是航空行业建立起来的，因此相对完善。从上到下，分别有飞机总设计师，和各种各样的专业副总设计师，其中就有可靠性副总师。

复杂的武器装备甚至设置两个副总设计师。这就构成一个矩阵的组织结构，非军工口目前做的最好的企业是华为，华为的可靠性工作从可靠性试验起步，现在遍布了整个集团公司，近两百名可靠性工程师。以前大学生毕业，主要在军工行业内就业，而最近十几年都是在华为这样的可靠性非军工口的先行企业就业。

专业人员

第三个实施要素：专业人员。中国的可靠性工程师并不多，华为这样的企业还比较少，可靠性工程师头衔和岗位集中在军工行业，华为、长虹、联想、中车等都有。

图5 可靠性是一个专业

可靠性跟可维修性、安全性一样，也是一个专业。现在产品的创新需要年轻人，越年轻的活力越强，但是质量可靠性专业的人需要老人，越老越有经验。国外大概都是这样的。有国外的机构做统计发现，国外的可靠性工程师年薪比其它产品设计师的高。

中国质量协会，有一个项目叫注册可靠性工程师考试，推广了好几年，不温不火。但这种考试一定要坚持，一定会迎来大发展的那一天。美国、日本类似的培训，各类企业派人踊跃参加、场面火爆，中国企业一定会发展到那一天。

流程实施

第四个实施要素就是流程。可靠性系统工程里要做的工程活动很多，需要进行的每个活动之间是有逻辑关系的，要串起来。都是要靠前因后果的逻辑关系和信息传递的，而且一定要嵌入到研发流程。很多企业研发流程不完整，不符合系统工程研发的过程，可靠性做了一点点（如失效分析FMEA），但不知道塞到哪个部门，往往是孤零零的部门；过两天别的部门会重新做一个障诊断的设计，但其诊断故障模式和前面做的FMEA毫无关系。

再比如售后服务系统，一般的售后部门数据的统计，只用来算钱。尽管财务上售后服务算的非常准，但技术上的数据就不统计了。企业的设计工程师在特别混乱的售后数据中，来统计浴盆曲线，找主要故障原因排列，会非常困难。而实际上，这本来就是售后部门的事情。

图6 综合流程

制造业如果重视自主创新的研发，流程要有两个：一个是围绕着功能，一个是围绕着故障。两条线并行。中国的境况是，第一条设计制造的线条，刚刚从测绘仿制转到自主创新，还在建立的过程中；而第二条线围绕故障的维修保障的线条，基本还没有也不全。两条线索叠加在一起，给中国制造业做强，带来了很大的困难。

过程监控

第五个要素叫过程监控。过程监控首先是监控工作项目之间的内在的逻辑关系是否是有效的传递？

什么叫内在的逻辑关系？平均故障间隔时间叫MTBF是可靠性指标、平均修复时间叫MTTR是维修性指标，还有一个指标叫可用度，或者叫停机时间。这三个指标有约束关系，知道两个就知道第三个。但很多企业在制定这些目标的时候，定了三个指标，但却不符合自我约束关系。这样情况下，是不可能做出可用度设计、可靠性设计和维修性设计，因为目标本身就矛盾。过程监控，就要查看这些工作逻辑是否正常。

第二个纵向监控，就是监控整个供应链的要求。当真正做可靠性的时候发现供货方零部件不可靠，这说明企业的质量控制体系里面没有可靠性的控制。

当然，这种监控的主体之一是政府对企业的监管，但是政府只管安全和环境，不管可靠性；而企业对供应商的监控，用户对产品的或业主对系统的监控，都必须包含这一点。定量跟踪，就要前面定的七个方面的定量指标，要在整个寿命周期里进行监控。

规范体系

第六个要素叫规范体系。每一个可靠性系统工程的活动都要有自己的规范，要有属于企业自己的规范和标准，不要完全指望国标和国军标。当企业自己创新设计时，只能依靠自己的标准。这个没有捷径，只能通过实践过程中产生的规范、形成自己的标准，这才是一个制造强国的企业应具有的水平。

以前在测绘仿制，是按照国外的标准干，而且不敢改，改了之后也小心翼翼的。这都是摸索的阶段。现在要自主创新了，必须学会从无到有。每一个可靠性系统工程实践活动，先找一个产品或者设备试点，做可靠性工程中的某一件事，试点之后把它形成规范指南，用规范指南指导做第二个、第三个，之后马上变成企业的标准。然后持续做下去。企业真正有核心技术，是不会把它弄成行业标准和国家标准。一些企业的可靠性试验体系，对外基本都不开放。

郑州的宇通客车的可靠性实验室，就形成了自己的规范。大客车做30天试验等效于在路上跑一百万公里，要求整个过程无故障，整个车架子上面每个坐位有配重，相当乘客的重量，然后运行和计算。通过自己采集各种各样的试验载荷，用一百万公里的实践证明过的结果，来指导所有新开发的客车。这就叫规范体系。

规范体系有三类：一个是要求类，如何定指标的，指导对故障相关的特性和故障相关的系统定指标要求；第二个指导类，就是怎么干各种活动，这一版都是保密的；第三类是验证类，对提出来的各项要求，确认是否已经得到实现，属于验证类规范。

技术集成与大数据

第七个要素叫技术集成。这张图分成了好多技术，每一类技术，可以再展开下一级的各种各样的技术方法。当然这些技术不一定都用得到，重要的是企业要学会去选择合适产品和技术。

图7 各种相关技术

第八个要素是大数据。对于采集上来的大数据信息，能不能画出一条正确的运维数据曲线？这也是需要下功夫的地方。很多企业通过售后服务、运维数据得到的故障统计数据，基本都是错的。这样的数据，不可能指导设计改进和工艺改进。所以，要全面地收集各种数据、正确地分析各种数据，需要管理上下大力气。

图8 大数据来源

小结

可靠性工程的实施，不是一个短期运动式就能解决的。它需要对组织、对流程进行系统的规划，并且按照非常规范的方式循序渐进，才可能真正实施成功。

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