产品生产工艺过程的可靠性控制与改进

产品生产工艺过程的可靠
性控制与改进
The document was prepared on January 2, 2021
产品生产工艺过程的可靠性控制与改进
产品设计完成后，只是有了内在的可靠性，但在生产制造过程中，若无适当的质量控制或可靠性措施，就会引起可靠性退化现象。

因此，必须加强以可靠性控制和改进为主要内容的可靠性管理。

一、生产工艺过程的可靠性控制
一般说来，生产工艺由主产制造加工方法、设备、工序、作业标准（规程）、检测方法等要素构成。

同一种产品往往可采用各种不同的工艺制造，不同的工艺其构成要素的参数表述不同，对产品可靠性影响的作用也会有所不同。

生产工艺对可靠性指标的作用与影响如下图所示。

显然，优良的工艺方法是生产过程中可靠性增长的保证。

众所周知，产品在生产与使用过程中又常会有许多随机事件发生，这就使直接辨识或定量表示生产工艺对可靠性指标的影响有相当困难，但我们可以把工艺引起的故障原因分析归类（见下图）。

从上图可以看出：由工艺引起的故障原因除了1.1与1.3外，其余都是生产过程中可靠性退化的原因。

因此，可以归纳出在生产工艺方面实行可靠性控制的两大任务。

①通过完善工艺结构，改进工艺方法，制定与实施作业标准等措施，保障生产过程中减少乃至消除可靠性退化。

②通过工艺方面的可靠性分析、评审，找出影响可靠性的各种隐患，反馈给设计部门更正，改进设计质量，以提高产品的内在可靠性。

二、设备的工艺可靠性控制
设备的工艺可靠性是指在规定范围和时间内，设备保持满足工艺过程中与其有关的质量指标数值的性质。

它是引起产品可靠性退化的重要因素。

依据设备在生产工艺过程中接受的任务不同，一般分为生产设备、检测设备和运输设备等，现分别简教其可靠性控制内容与要求。

1．生产设备的工艺可靠性控制
生产设备的工艺可靠性与其本身的完善程度、自动化水平、工作原理与控制方式等情况有密切联系。

用来减轻工人劳动强度或弥补人类工作能力的生产设备，因其使用效果取决于工人的技术熟练程度（如手工操作的电焊机），则其工艺可靠性控制要由操作工人素质（如技术水平、工作责任心等）来保证。

为此，要重视和强化生产操作工人的质量意识教育和业务技能培训，制订与坚决实施先进合理的作业标准，通过人的控制，完成工艺任务的设备装置工艺可靠性。

因加工结果与设备装置的调整及工艺参数密切相关，故应明确规定需控制的工艺参数值，严密监控工艺流程或工序，以保证工艺参数值稳定，从而保证这些设备装置的工艺可靠性。

自动控制的生产设备，则应重视和保证传感器、计算机程序等硬、软件的可靠性，以保证设备的工艺可靠性。

2．检测设备的工艺可靠性控制
检测设备用于测量生产过程中工艺参数或检验产品（半成品）的质量状况。

前者直接影响工艺过程的可靠性；后者虽本身不直接影响工艺过程的可靠性，但检测不正确既会影响对上道工序工艺可靠性作出正确评估，又影响下道工序的工艺可靠性。

因此，必须按ISO10012《计测设备的质量保证要求》配备齐全，检定合格，严格管理。

如检测设备精度一定要满足工艺参数测量要求，并与其相匹配，量值传递和溯源要保证计量准确、量值可靠。

3．运站设备的工艺可靠性检测
生产过程中，免不了产品、半成品或零部件的搬运、包装、保管和运输等工序，也就必然要使用一些传递、运输方面设备。

这就要注意和防止振动、冲击、压力及环境等因素对产品可靠性的影响，并加以严格控制，以防止可靠性退化。

三、外购器材的可靠性控制
由于社会化、专业化的社会大生产方式已形成，现代企业无一例外要采购原材料、元器件或零部件。

因此，必须对外购件的可靠性实行严格控制。

依据GB／T19000－ISO9000系列标准，对外购件可靠性的控制主要有：
①合格供货方的选择；
②采购文件（包括物料质量标准与采购合同等）质量控制；
③对外购器材的接收检验、试验和质量控制；
④对供货方及分供方质量保证能力的审查等等。

四、使用过程的可靠性控制
绝大多数产品在使用期内的失效率与其使用状况密切相关。

产品的可靠性随使用条件、使用时间而变化，如超额使用时，失效率提高，有效使用期缩短。

因此，使用过程中的可靠性控制就成为可靠性管理十分重要的环节了。

一般说来，随着使用时间的延长，产品系统在内外各种因及使用中所产生的机械能、热能、化学能、电磁能等各种能的影响下可靠性会降低。

不同结构、不同用途的产品系统，其使用周期，指从使用至报废为止的整个产品生命周期相成形式，即工作期、停工期和维修期也不相同。

我们按产品工作期内特征进行分类，并根据这些特征采取可靠性控制措施，以延长产品保持正常工作能力的时间（详见表6）。

表6：
五、维修的可靠性控制
产品在使用过程中，一般都要损耗其工作能力，降低可靠性，这就需要维修，恢复其损耗了的工作能力，提高其可靠性。

维修是更换、修理、保养或修改产品中某些零部件工作的组合。

目的在于保证产品能在规定的工作时间范围内有效地运行。

现代的维修方法已吸取了可靠性工程的研究成果，发展成为产品（设备）综合工程学。

其研究内容主要有：
①追求最低产品全寿命周期费用；
②以综合技术管理和经济上的成果、方法对产品进行全面、系统的研究；
③考虑产品的可靠性；
④以产品全寿命周期，即设计、制造、使用、维修，到更新、改造为对象，提高各环节机能，运用系统工程方法进行系统管理；
⑤根据设计、使用与维修的效果与费用方面信息反馈进行决策管理。

从维修的任务出发，一般将维修分为预防维修和事后维修两大类。

预防维修是指在预定期限内，为减少产品性能损耗在规定的可接受水平之下的可能性，即减少产品不可靠性效应而进行的维修活动。

事后维修是指产品在使用中出现故障或其性能低于允许条件而进行的预修活动。

维修不仅直接或间接地影响产品可靠性，而且也涉及到经济效益。

如美国国防部在第二次世界大战后，调整一些装备系统，发现其五年中的维修费用竟高达购置费用的十倍。

设备综合工程学正是研究在产品寿命周期内如何降低维修费用的理论和方法。

它要求改进维修管理工作，针对产品寿命周期中不同阶段的特点，处理影响维修效果的各种因素，从而大幅度降低维修费用。

我国宝钢正是运用设备综合工程学，并借鉴了新日本钢铁公司先进的维修方法，对生产设备实行点检定修为主要内容的预防维修方法，制定与认真实施
点检标准、维修规程与作业指导书等一系列设备维修方面的标准；有效地保证了维修质量，也大大提高了这些设备在使用期的可靠性。

六、可靠性改进
通过可靠性预测、分析、试验、分配等一系列可靠造设计活动，使产品有了一定的内在可靠性。

产品在使用与维修过程中进行了可靠性控制，又使产品的可靠性稳定在一定的水平上，也使我们找到了产品的可靠性要求与实际的可靠性水平之间的具体差距。

为了减少甚至消除这种差距，就十分有必要开展可靠性改进活动。

依靠产品使用期的实际信息，进一步优化产品系统结构，采用新材料、新技术和新工艺，提高产品所用的各种元器件、零部件质量等级，调整其安全系统和降额系数，改善使用环境条件，以提高产品的可靠性水平，这些活动统称为可靠性改进。

它也是质量改进的重要组成部分。