机械制造汽车产品可靠性工程框架模版课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level, 2005,北京运通恒达科技有限公司,Page,50, 2005,北京运通恒达科技有限公司,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,汽车产品可靠性工程框架,陈晓彤,北京运通恒达科技,八月 21,汽车可靠性巡回演讲：,主讲人：陈晓彤,现在,北京运通恒达科技 总工程师,曾经,19952000航天第三研究院总体设计部可靠性主任工程师,19901992 沈阳黎明发动机制造公司可靠性工程师,联系,先考虑几个问题,什么是汽车产品的可靠性 ？,为什么要开展可靠性工作 ？,汽车产品的可靠性工作目标 ？,开展可靠性的主要困难 ？,什么是汽车产品的可靠性 ？,Reliability,可靠性,The,capability,that a device will perform an,intended function,for a,specified interval,under,defined conditions,(or performance degradation),产品在规定条件下和规定时间内，完成（或保持）规定功能的能力。,规定条件,规定条件,环境条件,工作条件,工作应力,温度,湿度,振动,盐雾,.,工作负荷,循环周期,对于汽车产品来说,规定的条件,公路条件,气候条件,规定的时间,行驶里程,行驶时间,日历时间,规定的功能,不发生安全性事件致命的,能够正常行驶严重的,不降低功能一般的,不会引起维修轻微的,环境应力对产品可靠性的影响,环境越恶劣可靠性越差,温度应力会提高产品的故障率,振动应力会加速产品的疲劳,湿度和化学应力会缩短产品的寿命,环境应力和可靠性一般是指数关系：,温度,Arrhenius,振动,Coffin-Manson,湿度和其他,Eyring,有意施加恶劣的环境应力进行试验可以高效地暴露产品缺陷。,规定功能,技术规格书要求产品赢具备的功能。,故障不能满足规定的功能,故障的种类：,功能丧失,功能降低,Surprise,！,故障的可恢复性,可恢复没有物理损伤,不可恢复有物理损伤,规定功能常用,故障判据,逆向表达,性能界限,过应力,设计裕度,正常工作区,破坏极限,工作极限,技术规范,T,B,=,交付时间点,T,W,=,耗损时间点,早期失效期,偶然失效区,耗损失效区,T,w,T,B,制造缺陷,工艺缺陷,元件缺陷,固有缺陷,耗损故障,时间,失效率,浴盆曲线,浴盆曲线,时间,瞬时故障率,制造和筛选,可靠性预计和验证,耗损机理分析,早期故障,随机故障,耗损故障,. . .,开箱合格率,. . .,预计和试验,与环境和应力相关的疲劳和衰减机理,增加检查点,改善抗恶劣环境设计,老化试验,环境应力筛选试验,可靠性评估,可靠性预计,可靠性增长试验,高加速寿命试验,材料特性,使用数据积累和分析,加速寿命试验,系统寿命模型,浴盆曲线的进一步说明,Mean Time Between Failures,MTBF,对于一个,可修产品,为累积工作时间除以累积故障次数。,例如,:,一台电机在工作,45,000,小时内发生了,6,次故障,并修复，计算其,MTBF,。,平均故障间隔时间,(MTBF),MTBF,或,MTTF,特别适用于哪些故障率保持恒定的产品，例如电子产品,(,有时也成为平均故障间隔次数,MCBF,：,Mean Cycles Between Failures),在给定时间内,Mean Time To Failure,MTTF,是发生首次故障的时间的平均值，,通常,用产品故障数量除以累积工作时间来计算。,.,举例,:1000,块表工作,1,星期,.,在这段时间内，有两个故障发生,平均故障前工作时间 ,MTTF,(有时也为“平均工作次数” MCTF等),精确吗？,有没有问题 ？,B10,寿命,B10,寿命：,B10,寿命是个产品的工作时间点，产品工作到这个时间点后，预期有,10,的产品将会发生故障。,BX,寿命：比,B10,寿命更广泛的描述为,BX,寿命，当,X,为,10,时称为,B10,寿命，当,X,为,5,时称为,B5,寿命。比较常见的,BX,寿命是、,B1,、,B5,、,B10,、,B50,寿命，对于汽车类产品，一般用,B10,寿命表达其整车和成件的可靠性 。,BX,寿命要求,级别,故障后果,更换或大修时间,备注,1,导致安全事故（无前兆、无报警、无补偿）,B0.001,这种情况在设计中决不允许出现,2,导致安全事故（有前兆、无报警、无补偿）,B0.01,这种情况在设计中决不允许出现,3,导致安全事故（有报警、无补偿）,B0.1,加强定期检测,4,导致安全事故（有报警、有补偿）,B1,5,系统丧失基本功能,B5,如车辆不能行使,6,系统基本功能降低,B10,如车辆不能正常行使,7,系统丧失附加功能,B50,如车辆空调失效,可靠性与质量的关系,可靠性到底要解决哪些问题，是否能归入质量管理一并解决？,产品出现的问题哪些要归罪于质量，哪些应归罪与可靠性？,可靠性工作系统的工作重点是设计管理还是质量控制？,可靠性管理机构应归属质量部门还是设计部门？,质量与可靠性的,同,可靠性是质量的核心,提高产品的可靠性，减少故障的发生，是从根本上保证产品质量的措施，因此可靠性是产品质量的技术核心，这个观点是近几年提出的并被广为接受。换句话说，为了保证产品的质量水平，最根本的工作是提高产品的可靠性。,可靠性是质量的有力补充,TQM,、,PDCM,、,APQP,、主次图、鱼骨图、,SPC,等是广为人之的质量管理工具，但是这些工具并不适合在设计过程中对产品的质量和可靠性进行有效控制，而质量和可靠性的潜在问题需要尽早发现并控制，这样就需要专门的可靠性设计和分析工具进行控制，例如可靠性预计、,FMEA,、,FTA,、可靠性设计准则等等。,可靠性与质量的,异,工作重点不同,质量强调的是“管理”，通过各种各样的管理手段对人、机、料、法、环等因素进行管理，保证设计、生产和工艺的稳定性，通常不深究设计和工艺的技术细节；,可靠性强调的是“设计和分析”，寻找可能发生故障的技术源头，从根本上解决问题，必须深究设计和工艺的技术细节。,工作范围不同,产品出现的一切不符合质量要求的状况（如外观）均属质量问题，但仅有影响到产品功能的问题才属可靠性问题，因此可靠性主要是保证产品能够在规定的功能下运行。,工作方法不同,质量管理虽然强调全员管理，通常状况下设计工艺人员需遵守质量方面的相关要求和规定，一般不需开展专门的质量工作，专门的质量工作一般由质量管理人员借助于一些统计分析工具进行；而可靠性的专项可靠性工作需要第一线的设计和工艺人员进行，需要借助于一些可靠性的专业工具将可靠性设计到产品中去。,汽车产品的可靠性,可靠性是产品质量的核心，但是质量工作不能代替可靠性工作,产品的可靠性主要是由产品的设计决定的，设计决定了产品的固有可靠性,产品可靠性工作的核心是可靠性管理,先考虑几个问题,什么是汽车产品的可靠性 ？,为什么要开展可靠性工作 ？,汽车产品的可靠性工作目标 ？,开展可靠性的主要困难 ？,为什么要开展可靠性工作 ？,可靠性不高，故障多的汽车产品会：,市场竞争能力不高,三包费用大幅度增加,风险成本增加,投诉抱怨增多,影响企业后续发展,汽车产品的三大要素,费用,购买费用,效能,使用费用,维修费用,功能,性能,外观,维持能力,可靠性,效能,任务效能,能力,可用性,性能和功能,外观和操作,可靠性,保障性,维修性,全寿命周期费用,系统的寿命周期费用（,Life Cycle Costs，,以下简称,LCC），,是指在系统的整个寿命周期内，为获取并维持系统的运营（包括处置）所花费的总费用。,系统寿命周期费用构成示意图,现代设计思想的转变,性能向效能的延伸,采购费用向寿命周期费用的延伸,先考虑几个问题,什么是汽车产品的可靠性 ？,为什么要开展可靠性工作 ？,汽车产品的可靠性工作目标 ？,开展可靠性的主要困难 ？,可靠性的工作目标,改善产品的可靠性水平，提高市场竞争能力,提高系统的安全性，减少法律纠纷,降低产品全寿命周期费用,保持产品的型号/批次的性能稳定性,汽车产品可靠性的工作目标,减少“,老故障,”的发生,老故障是什么？,过去是怎样解决的 ？,如何进行控制 ？,减少“,新故障,”的发生,新产品必然会带来新的故障,如何识别新故障 ？,如何控制新故障 ？,避免“,大故障,”的发生,人的安全,政策法规,先考虑几个问题,什么是汽车产品的可靠性 ？,为什么要开展可靠性工作 ？,汽车产品的可靠性工作目标 ？,开展可靠性的主要困难,？,汽车可靠性的主要困难,可靠性和开发进度之间的矛盾,可靠性和成本之间矛盾,缺乏可靠性专业人才,可靠性数据积累不足,汽车产品可靠性工程框架,如何开展产品的可靠性工作？,开展什么？,可靠性管理,可靠性设计与分析,可靠性试验,在什么时候开展？,概念设计阶段,原型开发阶段,试制阶段,批生产,针对什么开展？,产品设计系统，成件，组件，零部件,产品工艺生产，装配,产品信息故障信息，使用信息,其它备件、运输,谁来开展？,设计单位,生产单位,零部件供应商,维修站,怎么开展？,可靠性工程技术分类,可靠性管理技术,可靠性试验技术,可靠性设计分析技术,汽车产品可靠性工程框架,可靠性工程框架,可靠性工作系统,产品可靠性要求,可靠性工作流程,可靠性信息系统,产品可靠性工程框架,可靠性工程框架,可靠性工作系统,产品可靠性要求,可靠性工作流程,可靠性信息系统,组织体系,责任体系,工作体系,可靠性责任,系统总负责人是谁 ？,产品的可靠性负责人是谁 ？,各个部门的工作责任,可靠性管理机构,可靠性规范、计划制定,可靠性数据库维护,可靠性流程监控,共性技术研究,可靠性工作角色,可靠性人员,设计人员,质量人员,服务人员,典型的可靠性工作系统,Ford,模式,集团总裁,分工司总裁,分工司总裁,可靠性机构,研发部门,生产部门,可靠性管理,可靠性试验,可靠性设计分析,制定规范,可靠性信息,产品可靠性工程框架,可靠性工程框架,可靠性工作系统,产品可靠性要求,可靠性工作流程,可靠性信息系统,提出可靠性要求,实现可靠性要求,确认可靠性要求,定量要求,可靠性指标要求,可靠性指标验证方法,定性要求,可靠性设计要求,可靠性分析要求,如何提出产品的可靠性指标？,建立产品可靠性指标体系，例如汽车产品：,MTTF,平均首次故障时间,MTBF,平均故障间隔时间,B10,寿命,确定可靠性考核环境,任务剖面,环境剖面,试验剖面,确定可靠性验证方法,可靠性指标的阶段性,可靠性指标的验证方法,试验验证,部件试验验证,成件试验验证,车辆试验验证,在整个研制过程中的各项试验都要考虑到可靠性验证,使用验证,计算验证,注意：最好采用分阶段验证方法,可靠性设计要求,通用设计准则,元器件,/,零部件的选用控制,降额设计要求,电子产品降额等级规定，降额检查单,机械结构产品安全系数，强度较核,热设计要求,容错设计要求,专用设计准则,历史上相似产品曾经出现过哪些故障？,这些故障的发生频次如何？影响如何？,故障原因,纠正措施,实施效果,产品可靠性工程框架,可靠性工程框架,可靠性工作系统,产品可靠性要求,可靠性工作流程,可靠性信息系统,做什么？,谁来做？,怎么做？,可靠性工作流程管理,What,应该开展什么可靠性工作项目？,Who&When,谁来做？什么时候做？,HOW,怎么做？,COMplete,如何完成？,可靠性工作是产品研制过程中的一部分,可靠性工作程序以文件的形式来保证,可靠性工作项目排序,RANK,TASK,SCORE,1,FRACAS,（故障报告、分析和纠正措施系统）,88.3,2,Design Reviews,（设计检查）,83.8,3,Subcontractor Monitoring,（承包商监控）,72.1,4,Parts Control,（元器件控制）,71.2,5,FMECA,（故障模式影响分析）,68.5,6,RQT,（可靠性认证试验）,65.3,7,Prediction,（可靠性预计）,62.2,8,TAAF,（可靠性增长）,59.5,9,Thermal Analysis,（热分析）,58.6,10,Environmental Stress Screening,（,环境应力筛选）,54.1,根据美国可靠性分析中心（RAC）发布的一份有关可靠性工作任务的报告，在众多的可靠性任务中，FRACAS排分最高，因此其重要性已被国际公认。,国外典型的可靠性工作程序,AVL,公司,汽车行业典型的可靠性工作项目,可靠性设计准则,故障模式影响分析（,FMEA,）,可靠性预计技术,可靠性试验,可靠性评估,可靠性增长,产品可靠性工程框架,可靠性工程框架,可靠性工作系统,产品可靠性要求,可靠性工作流程,可靠性信息系统,信息的收集和管理,故障信息闭环控制,可靠性信息再利用,可靠性信息系统,质量与可靠性,信息平台,故障管理流程,和闭环控制,可靠性参数计算,和寿命分析,质量统计,和趋势分析,FMEA,维修体系,和备件优化,可靠性增长计划,故障信息闭环,故障信息闭环管理亦称为“故障报告、分析及纠正措施系统”（,FRACAS,）,FRACAS,是利用“信息反馈，闭环控制”的原理，通过一套规范化的程序，使发生的产品故障能得到及时的报告和纠正，从而实现产品可靠性的增长，达到对产品可靠性和维修性的预期要求，防止故障再现。,为什么要开展,FRACAS ?,建立质量与可靠性信息管理平台,规范化问题,/,故障信息的报告、分析、纠正、闭环和利用,解决问题,/,故障处理不及时的问题,解决信息传递的不规范的问题,提高质量和可靠性的工作效率,科学地积累产品研制经验,建立完整的问题,/,故障信息数据库,建立科学地利用经验数据的方法,建立型号知识库和专家库,是其它可靠性工作的数据基础,可靠性增长,故障模式影响分析（,FMEA,）,可靠性评估,故障信息管理流程,运用,FRACAS,！,及时有效地处理当前故障,过去发生的故障不再重现,建立企业的质量可靠性经验,谢 谢 ！,