作者:王虹
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可靠性工程的历史发展

        到目前为止的职业生涯中,从国企到外企,从设备工程师到高级可靠性经理,陈玉新(Alex)见证了化工领域对于设备维修和可靠性认识与理解的不断深入,从最初的“坏了再修”,到“预防预测性维修”,再到“以可靠性为中心的维修”,目的始终是以最小的维修资源消耗来保持适当的可靠性水平,满足生产对设备的需求。
        什么是可靠性?从定义来看,可靠性是指产品在规定的时间内、规定的条件下完成规定功能的能力。通俗来讲就是产品要经久耐用。大到航空航天,小到家用电器,可靠性与我们的生产和生活息息相关。不同行业对可靠性的管理和应用有不同的侧重点,比如,流程性行业和离散性行业对可靠性管理和应用就相差颇大,但不容置疑的是,建立“以可靠性为中心的文化”对于行业和企业的发展具有重要的意义。
        “可靠性概念萌芽于上世纪三四十年代,最早应用于西方军事领域。由于涉及的是产品的‘未来的可靠性’,其本质就具有不确定性,所以其发展得益于概率论和数理统计学的理论发展。五十年代以后,美国纲领性文件《军用电子设备可靠性》研究报告的发表,奠定了可靠性工程的发展方向,标志着可靠性工程已成为一门独立的新兴学科,是可靠性工程发展的重要里程碑。六十年代起,可靠性工程进一步全面发展,并逐渐从军事领域延伸到民用领域。七十年代则开始由个别国家延展至全球,很多国家开始重视可靠性工程的研究与应用,”Alex首先为我们简要概述了可靠性工程的发展历史。由此不难看出,伴随着行业与产业发展的不断进步与成熟,“可靠性工程”研究及应用也持续发展,影响力与日俱增。
        现代化工业流程越来越复杂,工况越来越苛刻,对设备可靠性的要求也越来越高。Alex随即从这个维度为我们梳理了设备可靠性管理思路的变化历程。“从设备维修发展的历史来讲,早期的理念是‘坏了再修’,因为当时的设备构造相对简单,生产要求不高;到了四五十年代,鉴于设备故障对生产的影响越来越大,产生了‘预防性维修’的概念;六七十年代起,‘预测性维修’逐渐普及,基于收集到的设备早期故障信号安排维修活动,避免过度维修和维修不足的问题;再后来逐渐发展成‘以可靠性为中心的维修’,应用逻辑决断的方法来确定设备的维修策略,以最小的维修资源消耗保持设备固有的可靠性水平和安全性。可靠性工具也越来越丰富,如FMEA(故障模式及影响分析)、DFR(面向可靠性的设计),RCA(根本原因分析)等等”。
“全生命周期可靠性思维”是提升产品可靠性的关键

        Alex一直在用户单位做设备的维护管理工作,起初以日常管理为主,包括巡检、维修,备件管理及大检修的计划与安排;后来他开始从事可靠性管理,工作内容更专注于可靠性数据分析、设备维修策略,非计划故障的根本原因调查等。多年的设备管理经验让他更加清楚地认识到——对于流程性工业设备来说,使用与维修阶段更多的是维持设备的可靠性,设备的本质可靠性在设计研发阶段就已经确定了。因此,若想实现可靠性的有效提高,需要将可靠性的理念贯穿于产品的规划、设计、制造、使用、维护、报废等全生命周期的各个阶段,并将每个阶段的数据汇聚成信息流,形成一个闭环,才能持续提高设备的可靠性。
        Alex更加深入地解释了可靠性的一些指标和术语,比如本质可用性、可达可用性、实际可用性——本质可用性取决于产品设计;产品设计完成后,可靠性在产品制造的过程中会因各种变化损失一部分,制造完成后得到的是产品的可达可用性;再到产品用户端,可靠性在使用和维护的过程中由于诸多因素又将损失一部分,最终得到的是实际可用性。Alex还形象地打了个比喻,产品的可靠性与人的寿命非常类似,简单来讲,人的本质寿命(最高寿命)由基因决定,而在孕育过程中由于各种变化寿命会有所损失,出生后在成长发育中则会继续受到生活习惯、医疗条件、健康管理等行为的影响,进一步降低,最后才可得人的实际寿命。显而易见,在产品的规划设计阶段就注重可靠性,才更容易提高产品的可靠性。越是到了后期,可靠性的提高会更困难,成本也会更高。
        “落实到设备的使用和维护上,以阀门为例,当某一个关键阀门出现问题后,我们会首先进行根本原因分析,找出问题及根本原因所在,比较常见的原因包括设计不足、使用不当、维修不当等……我们会将设计相关的信息反馈给设备的厂家,厂家则可以根据反馈改进设计,提高设备的本质可靠性,反过来为客户提供可靠性更高的产品。当然,产品在设计制造阶段会进行一些可靠性试验以获取可靠性数据,再结合用户在实际工况上的使用数据,产品的可靠性才能得到更有效的提高。”Alex举例分析道。
可靠性工程是制造强国、质量强国的重要推动力

        作为可靠性工作的从业者,Alex自觉担负着一种使命感。他坚信随着现代工业技术的发展,可靠性的作用日益重要,因此要普及可靠性知识,培养可靠性思维,提高可靠性应用。他详细阐述了可靠性和质量的关系:“质量与可靠性密不可分。广义上,可靠性是质量的一部分。狭义上,Reliability is quality over time——可靠性就是质量在时间轴上的延伸。传统的质量关注于产品出厂之前与出厂那一刻是否符合指标要求(t≤0, t指的是产品开发时间节点,t=0指的是产品上市的那一刻)。可靠性关注的是产品上市后(t>0)的失效问题。长期以来,人们只用技术性能指标作为衡量产品质量好坏的标志,但这只反映了产品质量好坏的一个方面,还不能反映产品质量的全貌。因为在使用过程中,如果产品不可靠,即使其技术性能再好也得不到发挥。从某种意义上说,可靠性可以综合反映产品的质量。因此,必须树立当代质量观,把产品质量的内涵从狭义的概念扩展到包括性能、经济性、安全性、可靠性、维修性、保障性等在内的广义质量观念。质量管理应前伸后延,从研制早期抓起,直到制造、用户使用全过程。
        Alex期望国内的制造业都能够树立可靠性文化,并在提升可靠性思维的同时增加可靠性方面的投入与支持 。他说:“随着国产化的推进,进口设备与国产设备的竞争也愈加激烈。对于使用者来说,我们所关注的不只是产品初始价格,而更多的是可靠性和寿命周期费用,这就要求制造方在投入研发的同时,将可靠性制纳入到规划、设计、制造等过程中,真正理解产品本身的规律,才能够满足客户的需求,做到不仅仅是以价格取胜,更是以质量和可靠性取胜,塑造品牌,提高核心竞争力,这会是企业未来发展的必由之路。”
        深耕化工领域可靠性工作多年,展望未来,Alex希望在做好本职工作之余,能够多多宣贯可靠性文化,倡导可靠性思维,普及可靠性知识,将可靠性理念与经验分享给更多的年轻工程师。生活上,Alex爱好乒乓球和围棋,还有一只超级可爱的爱犬柯基。
后记:

        今年,作为KCI系列活动的老朋友,Alex鼎力支持并受邀出任2021阀门世界亚洲博览会暨研讨会组委会主席。他表示:“我认为‘阀门世界’是一个非常好的一站式交流平台,它涵盖了阀门产品全生命周期的所有环节,能够让业内人士的专业分享以‘闭环’的方式流动,达到互相交流共同提高的目的。”

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