会议直播 | 北京航空航天大学教授康锐：真正实现可靠性系统工程需要八要素和四种应用模式

2017-12-21 15:59:23 来源:电力头条App 　点击量：评论 (0)

12月21-22日，由中国可再生能源学会风能专业委员会举办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。会议从全球风电发展历程、设备全生命周期以及机组和风电场的全系统三个维度全面梳理和解析可

12月21-22日，由中国可再生能源学会风能专业委员会举办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。会议从全球风电发展历程、设备全生命周期以及机组和风电场的全系统三个维度全面梳理和解析可靠性问题，并就最突出的矛盾和共性的系统问题探索解决方案。

北京航空航天大学教授、教育部长江学者特聘教授康锐主题演讲《可靠性系统工程—推进可靠性工作的整体解决方案》

以下为发言实录：

谢谢大会的邀请。“可靠性”大家看名称就是北航可靠性与系统工程学院，我们这个学院不是赶时髦成立的，在1985年成立的时候几乎工业界就是在航空界，航空、航天分家了，航天有可靠性，航天工业1965年成立了一个可靠性研究所，这是我们国家在工业部门的，当然更早是电子行业，应该是60年代初就成立了可靠性研究所，然后是航天。那么在1985年的时候北航当时归航空工业部管，航空工业部办的北京航空学院，我们成立了可靠性工程研究所工程系统工程系，我们开始办学，开始做可靠性研究。1985年的时候航空工业界也不知道可靠性什么，大概推动了十年，搞监视飞机研制的时候，才全面引入可靠性的概念。

所以，可靠性在北航是一个专业，是一个独立的学院，我们学院大概有200多人教职员工，就是做可靠性的，在校学生800多名，本科、博士、硕士各个层次的都有，我们2005年以来连续十余年是北航就业最好的专业，反映了整个中国制造业的需求。今天花一个小时的时间给大家介绍一下可靠性系统工程，这是一个我们在航空航天或者整个武器装备里推进可靠性的一套方法论。

讲几个问题，第一个是背景。从中国制造2025开始说起，里面有三段话跟可靠性有关系，加强可靠性设计、试验、验证技术的研究和应用；第二推广先进的在线故障预测与诊断技术及后勤系统。第三是国产关键产品可靠性指标达到国际先进水平，但是规划里头并没有说国产关键产品是什么，就是看谁能达到。上周习总书记刚到徐工机械考察，他们现在是做为工程装备行业里的老大，应该也是世界上的前几，就是工程装备走向世界。徐工的可靠性也搞的非常好，我今年3月份、5月份两次在徐工给他们授课，每次讲两天。徐工搞的已经非常强大了，但是他们的可靠性我认为是起步阶段。

这个反映中国制造2025的一个目标或者一个迫切的需求，中国制造2025之前两年我参加一个制造强国战略研究的项目，有了这个项目才有中国制造2025规划，在整个战略研究里，第三个课题叫制造质量强国战略研究，分成了五本书，这五本书里在技术里有一个专题，就是我国制造业可靠性工程的质量强国战略，这个大概是将近八万字，我主笔写的。写了这个把航空航天这几年过去将近30年的可靠性系统工程的实践总结提炼和我最近十余年参与的可靠性咨询服务的过程中一些体会，形成这么一个发展战略，所以今天给大家介绍就是以这个发展战略内容为背景的主要的内容，这就是我整个今天演讲的主题。

第二个先把整个在可靠性领域的概念内涵给大家简单说一下，因为今天不是上课。第一个就是典型的浴盆曲线，可靠性任何一本教科书都会出现这个曲线，纵坐标是故障率，横坐标是使用时间，产品的使用时间。看到这个故障率从统计上反映出来的产品故障发生的规律，第一个规律就是第一段在早期使用的时候，故障率非常高，要经过不断的维修、适应性的改进甚至修改设计，改进工艺，把故障率降下来。到使用阶段故障率是很低的水平，而且还不应该发生红线的波动，长时间保持低的水平，保持到多长，保持到预期的使用寿命，到了使用寿命故障率急剧增高，这是统计规律表现出来的。

但是当我们的产品从统计数据上发现了看到了浴盆曲线第一个阶段的时候，在用户的运维的过程中发现这个阶段的时候，说明你们的企业，你们的产品没有搞可靠性，看到了浴盆曲线早期故障期，说明可靠性是失败的。第二个如果在使用的过程中长期的故障率稳定不下来，并且浴盆底的高度还很高，说明可靠性工程失败了。第三个如果使用时间没多长就坏掉了，你就不能再用了，就老化了，就疲劳了，就断裂了，就腐蚀了等等这些问题在说明你的寿命也不符合要求。所以浴盆曲线告诉我们很多很多道理。

目前中国制造业的特征在这三个点上都反映了，第一投入使用初期故障率很高，久久不能把故障率稳定下来，第三很多产品寿命很短，所以这些问题交织在一起反映了我们的企业的可靠性工程的实践出了问题，大概就是这么一个概念。那么这些概念跟什么有关系？刚才说了是故障率，故障发生的概率，故障的统计规律，那么第二个就说明跟故障相关的产品的设计特性，大概有这六个方面，可靠性、维修性、测试性、保障性、环境适应性，这些特性也不是中国的学术界里发明的，这是当我们1985年成立可靠性研究所工程系统工程系的时候，国外这些设计特性产品的专门的专业已经产生了。我们在这个阶段当时我们想怎么做这件事情？我们把这些故障相关的专业融合成一个整体，现在在武器装备行业叫通用质量特性，就是以故障相关的设计特性，我们把它定义成通用质量特性。

当年1991年的时候，我们学院的创始人杨教授就提出来了可靠性系统工程的概念，然后可靠性系统工程的理念在航空航天兵器舰船等传统的十大军工集团不断的在扩展推动的都是这套理念，可靠性系统工程就是围绕产品保障规律的组织管理的技术一个集合。从方法论上就是在研发阶段要进行跟故障相关特性的设计分析试验评价工作，同时还要做跟故障相关的系统，这个系统是面向产品的使用维护阶段，运维阶段，那么这个阶段跟故障相关系统我们过去叫售后服务，没有经历过正向的研发过程的时候我们是出了故障当然要修好，这就是被动的服务。主动的得主动去设计这个售后服务系统，维修保障系统，内测系统，自动测试系统，ATE是辅助测试设备，中央维护系统，比如现在有远程维护，通过网络的，风能大扇子，中央维护，PHM故障预测与健康管理系统，随着技术的发展现在最热点的就是PHM系统，这才是完整的研发和设计，这个就是可靠性系统工程最基本的理念。

第三个介绍一下历程对比，中国制造业发展历程和国外的发展历程这两个方面的对比。第一个讲国外，我们今天大会的主题叫做质量与可靠性，刚才秦秘书长说可靠性的概念大家可能不同的企业不同的人的理解也不一致，其实质量和可靠性这两个有什么区别，可能大家也不一致。那么我把这两个概念放到一张图来说，这是国外的工业化发展的，伴随着工业化过程过去一百年相关概念的不断的发展的历程，第一个就是在大批量制造业出现的过程中，首先产生的产品的质量检验。生产制造过程的质量检验，想象当时以福特汽车为代表的，一年一下生产了几百万辆汽车，那么这个时候产品出来了要判断好坏，这个要说起质量检验概念可以查到很早很早以前中国也做这个事情，但是批量了之后带来的问题是以前要看一把剑好不好，有测试有检验有设计，但是那个时候是手工业时代是设计制造检验是一个人，更牛的可能设计制造检验使用还是一个人，我给自己做一把很牛的剑。但是批量化生产不一样了，所以在福特汽车大批量的时候做了有里程碑意义的事情就是把质量检验从产业工人里面分出来，专门有一波人看着制造线上的产品，生产出来之后是合格的还是不合格的，这叫质量检验。

那么质量检验分为两个阶段，当批量比较少的时候是全数检验，后来全数检验干不动了，一年几百万辆，零件是上千万个没法检验了，就发展用数学统计的方法叫抽样检验，这两个检验都叫做过程质量检验，过程质量检验的发展是我们质量可靠性发展历史上的第一个里程碑事件，发展到一定程度质量检验是产品生产出来之后才能对它进行合格不合格的判定，会产生废品率，造成质量损失。所以第二个步骤就是我们能不能在制造过程中进行质量控制，预防不合格率的发生，降低不合格产品的比率，这个就是过程质量控制统计过程控制，这是第二个阶段。