可靠性研究工作起源于國外的武器系統(tǒng)，經(jīng)過60多年來的發(fā)展，已經(jīng)成為一個涉及多行業(yè)、多學科的復雜的系統(tǒng)工程。從最初的電子產(chǎn)品可靠性延伸到機械和非電子類的產(chǎn)品可靠性，從硬件的可靠性發(fā)展到軟件的可靠性，從最初的重視可靠性驗證發(fā)展到系統(tǒng)的可靠性規(guī)劃、預防性和增長等一系列的可靠性流程體系等等。

國內(nèi)可靠性工作在航天航空等軍工領(lǐng)域開展的比較早，而在汽車等商業(yè)化產(chǎn)品上目前開展的還不是很廣泛，無論在可靠性數(shù)據(jù)的管理與挖掘、可靠性工具與技術(shù)的應(yīng)用、可靠性流程與體系的建立、還是可靠性管理方面，與國外最佳實踐的企業(yè)還有著較大的差距。可以說，可靠性是國內(nèi)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品最大的差距所在之一。

本文從可靠性資源、技術(shù)、流程與管理等幾個方面介紹目前可靠性設(shè)計的最佳實踐，以期為國內(nèi)企業(yè)開展可靠性工作提供一些借鑒作用。

1.可靠性典型的工作領(lǐng)域

 根據(jù)我們多年在工業(yè)領(lǐng)域的可靠性實踐經(jīng)驗，我們將可靠性典型的工作領(lǐng)域總結(jié)如下：

• 資源：可靠資源包括可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)計準則、試驗設(shè)備與可靠性工具等。完善的資源是可靠性工作的基礎(chǔ)。

• 技術(shù)：可靠性技術(shù)包括定量分析與定性分析等技術(shù)，包括可靠性數(shù)據(jù)的分析與評價、可靠性設(shè)計技術(shù)如FMEA、FTA、可靠性增長等等。沒有這些技術(shù)的支撐與積累，可靠性設(shè)計只能是一個空架子。

• 流程：企業(yè)有了成熟的可靠性技術(shù)，還需要具備系統(tǒng)的可靠性設(shè)計流程將產(chǎn)品開發(fā)過程中各個可靠性技術(shù)串起來，定義好各個技術(shù)之間的輸入輸出關(guān)系，并融入到產(chǎn)品開發(fā)過程中去，這樣技術(shù)才能取得最大化效果。

• 管理：可靠性不是某一兩個部門的職責，真正開展好可靠性工作，需要企業(yè)各個部門的積極參與，所以企業(yè)高層大力的支持與持續(xù)的推廣與監(jiān)控是保證企業(yè)可靠性實施的重要保障！可靠性可以說是“一把手”工程，如果沒有高層的持續(xù)的支持與推廣，企業(yè)的可靠性工作是很難搞好的。

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2.可靠性全球最佳實踐

 下面我們就從這幾個方面描述一下工業(yè)企業(yè)在這方面的最佳實踐。

2.1 集中的可靠性數(shù)據(jù)管理與系統(tǒng)的可靠性分析

數(shù)據(jù)是可靠性設(shè)計的重要資源，數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、層次化管理是可靠性數(shù)據(jù)分析能夠有效進行的重要保障。對數(shù)據(jù)進行分析后的結(jié)果使用對產(chǎn)品可靠性提升有重要指導作用。

這一方面最佳實踐的企業(yè)有著一下共同的特征：

• 統(tǒng)一的分布式的可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一收集、管理

• 實現(xiàn)和企業(yè)其他管理系統(tǒng)的有效集成，如PDM/CRM/SCM/維修數(shù)據(jù)庫等

• 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)錄入與導出系統(tǒng)，實現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)庫的標準化

• 自動化結(jié)果分析過程，節(jié)省時間

• 分析結(jié)果定期更新，實時展現(xiàn)結(jié)果

• 信息按需展示與推送，確保信息通暢，節(jié)省溝通時間與成本

  當然，上面所說的是從企業(yè)層面來講的。從行業(yè)的角度，應(yīng)該有行業(yè)與專業(yè)的第三方機構(gòu)來收集相關(guān)的可靠性數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上提供專業(yè)的第三方可靠性評價，這個對于整個行業(yè)是非常有意義的。這些機構(gòu)有的從主觀評價角度收集新車上市后的可靠性表現(xiàn)，基于此提供從客戶角度的可靠性評價，在汽車行業(yè)最為著名與權(quán)威的是美國JDPower公司。有的機構(gòu)如WarrantyWeek從各種渠道獲得產(chǎn)品的Warranty數(shù)據(jù)（即三包數(shù)據(jù)），然后定期發(fā)布產(chǎn)品更為客觀的可靠性評價。對國內(nèi)汽車行業(yè)而言，目前無論在主觀評價方面，還是基于行業(yè)維修數(shù)據(jù)的客觀評價方面，都缺乏專業(yè)的第三方機構(gòu)，這也是我們從行業(yè)角度需要去關(guān)注和開展的相關(guān)工作。

2.2 貫穿產(chǎn)品開發(fā)全生命周期的可靠性技術(shù)

   可靠性設(shè)計是一個系統(tǒng)工程，可靠性工作的開展是貫穿整個產(chǎn)品開發(fā)過程，與產(chǎn)品開發(fā)過程同步進行的。在產(chǎn)品開發(fā)流程的各個節(jié)點，都需要相關(guān)的可靠性技術(shù)來支撐產(chǎn)品開發(fā)的可靠性設(shè)計。世界級的企業(yè)都有著貫穿于整個產(chǎn)品開發(fā)生命周期的可靠性技術(shù)。下圖展示了在產(chǎn)品開發(fā)過程不同階段需要用到的典型可靠性技術(shù)與示例。

  首先是在產(chǎn)品規(guī)劃階段，對于可靠性而言，需要完成使用條件、基準產(chǎn)品的可靠性評價以及可靠性目標設(shè)定等相關(guān)工作。

  這個階段需要用到很多專業(yè)的技術(shù)：

• 使用條件分析，需要開展用戶關(guān)聯(lián)、載荷譜收集等工作。這個是可靠性工作的基本輸入，因為可靠性的定義就是指的是產(chǎn)品在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力。

• 基準分析提供了對于當前產(chǎn)品的可靠性水平評價，一般基于維修數(shù)據(jù)或者壽命試驗數(shù)據(jù)，從兩個方面進行產(chǎn)品的可靠性評價，一個是可維修系統(tǒng)的失效率或者MKBF，一個是不可修系統(tǒng)的可靠度或B10壽命。這個是可靠性目標設(shè)定的基礎(chǔ)。

• 可靠性目標設(shè)定。有了基準產(chǎn)品的可靠性評價，很多時候還得綜合市場、管理層期望、競爭對手的水平等各方面的因素設(shè)定比較合理的目標。在確定可靠性目標后，一般通過風險評估技術(shù)定位需要關(guān)注的高風險的系統(tǒng)或零部件，通過預防性規(guī)劃與可靠性增長規(guī)劃確定達到可靠性目標的預防性措施（可靠性設(shè)計技術(shù)）與增長試驗所需要的測試樣機數(shù)量與測試時間。

   可靠性設(shè)計技術(shù)是在產(chǎn)品設(shè)計階段開展的預防性措施，在設(shè)計階段通過這些預防性措施預防失效的發(fā)生，在物理樣機之前提供了對產(chǎn)品可靠性的預防與可靠性水平量化評估的有效手段。常見的可靠性技術(shù)包括FMEA、FTA、RobustDesign、ALT等技術(shù)。還有更為重要的一點做了這些預防性措施后，產(chǎn)品的可靠性目標能夠提升到什么水平？這個在國外很多企業(yè)有著一套完整的評價方法，可以在 設(shè)計過程中對可靠性水平進行監(jiān)控與追蹤。

   可靠性驗證階段除了常規(guī)的可靠性驗證試驗外，最為重要的可靠性增長試驗。傳統(tǒng)的可靠性試驗，很多都是通過性試驗，但是并不知道通過試驗后產(chǎn)品的可靠性能夠達到什么水平，是否實現(xiàn)了當初設(shè)定的目標。可靠性增長技術(shù)提供了在產(chǎn)品整機試驗階段，通過追蹤試驗過程中的失效，評估可維修系統(tǒng)產(chǎn)品可靠性技術(shù)與手段，使得量化可靠性評估成為可能。該技術(shù)在國外企業(yè)已經(jīng)成為在試驗階段必須開展的技術(shù)，而在國內(nèi)，尤其汽車行業(yè)，目前除了少數(shù)的主機廠，很多企業(yè)還沒有開展這方面的工作。

   上市之后的可靠性，主要是持續(xù)追蹤產(chǎn)品上市以后的可靠性表現(xiàn)，通過實際的失效數(shù)據(jù)驗證可靠性設(shè)計與可靠性增長階段措施是否有效，實際的可靠性水平與當初設(shè)定的目標是否有差距，這樣通過不斷的迭代，不斷更新可靠性預防性措施，從而逐步實現(xiàn)企業(yè)可靠性的知識與經(jīng)驗的積累。這個階段除了剛才講的可靠性評價技術(shù)之外，很多企業(yè)還通過FRACAS技術(shù)來系統(tǒng)管理使用過程中的失效以及問題閉環(huán)管理。這個在國內(nèi)許多企業(yè)有相關(guān)的系統(tǒng)，如質(zhì)量信息系統(tǒng)，但是很多系統(tǒng)只是用了追蹤已經(jīng)發(fā)生的問題，沒有做到對使用過程中可靠性進行持續(xù)追蹤，也沒有定義有效的預防再發(fā)的措施。

2.3 全面而有效的可靠性工具集

   可靠性技術(shù)的實現(xiàn)需要專業(yè)高效的可靠性工具。國外最佳實踐的企業(yè)都有著在產(chǎn)品研發(fā)的各個階段的全面而有效的可靠性工具。下表展示了各可靠性工具在研發(fā)流程與可靠性設(shè)計流程中的映射。當然，可靠性工具不限于下表列的這些，對于國內(nèi)企業(yè)來說，建立這些工具應(yīng)用能力也不是以一蹴而就的事情，需要各個企業(yè)根據(jù)自身的情況與特點來逐步建立。

2.4 系統(tǒng)的可靠性流程管理體系

   除了具體的可靠性技術(shù)外，可靠性設(shè)計需要系統(tǒng)而完善的可靠性流程體系，來保證可靠性開發(fā)過程的相關(guān)技術(shù)得到落實，而且與產(chǎn)品開發(fā)同步，將可靠性維度納入納入產(chǎn)品開發(fā)流程。

   歐美大多數(shù)成熟的整車或零部件企業(yè)都在使用系統(tǒng)的可靠性流程與方法，很多整車與大的系統(tǒng)供應(yīng)商使用全生命周期的可靠性管理流程，進行產(chǎn)品可靠性性能的驗證（涵蓋標桿分析、可靠性目標設(shè)定、可靠性預防性設(shè)計與可靠性增長等各個環(huán)節(jié)）。

   下圖是國外一些企業(yè)典型的可靠性設(shè)計流程。

2.5 可靠性管理與團隊建設(shè)

   系統(tǒng)的流程需要系統(tǒng)的管理及與之對應(yīng)的強有力的組織架構(gòu)保證。國外很多企業(yè)建立了專門的可靠性團隊，以保證可靠性流程與技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的實施。下圖是國外某企業(yè)典型的可靠性團隊組織架構(gòu)。當然每個企業(yè)現(xiàn)狀與特點不同，可靠性組織架構(gòu)也不會完全一致，關(guān)鍵是需要有專業(yè)的團隊來完成專業(yè)的事情。

   依據(jù)作者多年在國內(nèi)實施可靠性項目經(jīng)驗，國內(nèi)目前很多企業(yè)還沒有專門的可靠性團隊或者專業(yè)的可靠性組織架構(gòu)，可靠性的工作零星地散落在不同的專業(yè)部門，有的是質(zhì)量部在做，有的是設(shè)計部門牽頭，有的是試驗部門開展局部的可靠性試驗，這樣使得可靠性工作開展地不系統(tǒng)、不規(guī)范、不徹底、很低效。當然專業(yè)團隊的建立也不是一朝一夕的事情，畢竟對國內(nèi)的很多行業(yè)，以汽車行業(yè)為例，自主品牌也就是近10幾年才發(fā)展起來，建立這樣專業(yè)的團隊組織需要一個從認識、接受到實施的過程。

   從可靠性團隊能力建設(shè)來說，國外很多企業(yè)如GE也有專門的項目如RPP(Reliability Practitioner Program)，即在集團內(nèi)部建立不同層次的可靠性團隊，通過可靠性項目認證，讓所有工程師了解可靠性，讓核心團隊與項目團隊的人員實施可靠性，逐步形成可靠性專家團隊，支持各事業(yè)部的可靠性項目。這個有點類似于傳統(tǒng)SixSigma的綠帶或黑帶項目。

3. 結(jié)語

   本文從可靠性資源、技術(shù)、工具、流程與管理等各個方面簡單介紹了全球可靠性最佳實踐，但是可靠性是一個復雜的系統(tǒng)工程，也不可能通過短短此文盡述可靠性的所有方面。

   隨著國內(nèi)汽車行業(yè)，尤其是新能源汽車與智能互聯(lián)的蓬勃發(fā)展，越來越多的新技術(shù)、新材料、新工藝應(yīng)用到汽車開發(fā)過程中，對于國內(nèi)企業(yè)來說可靠性面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，而且越來越多的可靠性問題會帶來整車安全性的隱患。而如何系統(tǒng)而有效地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，在企業(yè)很多強調(diào)可靠性工作的重要性與緊迫性的同時，希望本文能夠給企業(yè)的領(lǐng)導者與工程技術(shù)人員如何開展可靠性的工作提供一個總體的思路，從而不斷提升我們自主品牌的可靠性水平！

不當之處，敬請指正！