會議直播 | 北京航空航天大學教授康銳：真正實現可靠性系統工程需要八要素和四種應用模式

2017-12-21 15:59:23 來源:電力頭條App 　點擊量：評論 (0)

12月21-22日，由中國可再生能源學會風能專業委員會舉辦的第二屆風電設備質量與可靠性論壇在北京裕龍國際酒店隆重召開。會議從全球風電發展歷程、設備全生命周期以及機組和風電場的全系統三個維度全面梳理和解析可

第三個階段是工業品出來之后會發生很多事故，20世紀很精彩，人類做了很多偉大的發明，什么樣的偉大發明？蒸汽機、汽車、火車、飛機，有人總結說我們人類每一次技術的發明都為我們人類創造了一種新的死亡方式，安全性問題就來了。什么意思？我們沒有汽車的時候，人類死亡方式最多就是被馬車摔死了，有了汽車被撞死了，有了飛機，有飛機掉下來了。所以安全性伴隨著工業化是一定要安全，很多時候安全大家都能想到，電氣產品怎么安全，器械產品怎么安全，什么是安全，我們都有一套設計準則，有一套嚴格的規范，政府也要監督。但是注意，政府試航取證只管安全不管可靠性，飛機可能很安全，但是很不可靠，這兩個很有意思的概念今天不展開說了。

第四個階段就是可靠性，二次世界大戰德國人用火箭打英國的過程中，通過作戰運籌產生的可靠度的概念，有了可靠性。那么一開始使用過程中發生的故障太多，但是質量這塊也沒閑著，從質量過程的檢驗到過程質量控制，到了60、70年代發現光抓生產過程不行，還要抓全面質量管理，叫做人機料法環，這就是70年代、80年代這一套來了。所以過程質量檢驗，過程質量控制是經典的傳統的方法。70、80年代是全面質量管理，在這個過程中可靠性這個概念維修性、測試性、保障性，要好修，修的過程中要能快速進行故障定位、診斷，保障性是在維修診斷的過程中，要能夠提供足夠多的資源，備件，維修人員、維修設備、維修設施等等這些東西。

伴隨著新的概念的發展，國外以美國為主在60年代為主可靠性概念出來之后，在研發的過程中提出新的管理的技術叫工程專業綜合，后來發展成叫系統工程，到了90年代發展成并行工程，然后就是基于模型的系統工程，現在這一套。所以這張圖我大概用了五分鐘時間給大家講講過去一百年整個國外工業化的過程，想說明什么概念？就是在100多年發展歷史上，他們的制造業西方先進國家的制造業遇到的問題平均十年遇到一個問題，然后去解決，是按部就班發展起來的。然后到了我們的，工業化進程，我們說過去一百年1949年之前沒有，前50年中國沒有工業，新中國有了工業化，我們開始工業化又分成兩個階段，一個是改革開放前與改革開放后，前30年后30年的發展，所以我們的發展過程大概是起步于，因為我們是后工業化國家，我們起步于航空航天等等，我們有一個非常高大上的名稱叫測繪仿制，非軍工行業就叫做拷貝抄襲，大概就是這個含義。但是這個一點不需要大家氣餒，也不用自責，這是我們走工業化道路的必由之路，而且是快速發展，沒有測繪沒有模仿，沒有所謂的侵權，我們走不到今天，我們北航在學院路，學院路早期大概80年代末、90年代初有國家專利局，專利局我查了一下歷史資料，我們在90年代，2000年之后加入WTO之后的十年，每年受理的專利也不多，為什么不受理，一個原因中國的企業不知道申請專利，外國企業來申請我們不受理，一受理就要保護他。現在我們特別要求受理，特別是我們要自己的企業的專利要申請，還鼓勵企業到國外去申請，我們要用西方人發明的專利保護的制度保護中國自己的企業了，包括自主的產權了。所以發展過程是這樣的。

那么測繪仿制沒有研發，我們拿尺子量一下造出來就OK了，沒有研發只有生產過程的質量管理。第二個工業化消費還沒有產生，為什么風電行業能源有需求，因為消費上來了，大家都要用電，都要用氣，電不夠，天然氣也不夠了，根上還是能源消費提升了，消費能力也不夠的情況下批量也少，所以我們大概在前30年改革開放之前的研發上是測繪仿制，制造上的小批量，所以質量可靠性都很弱，這是第一個階段。第二國家是在制造過程，大概二戰之后它的制造過程的質量控制、質量檢驗做的很充分，那么在研發這塊就在上個世紀50年代隨著新的概念的出現，開始有了研發。我們真正對研制程序是軍品，以軍品為代表的研發也是改革開放之后1982年才開始，我們有了武器裝備研制程序。這個非常非常有意思的歷程，非軍工行業又照航空航天企業晚發展20年。

國外在80年代的時候可靠性概念全都有了，那個時候武器裝備的可靠性也很差，在80年代美國國防部狠抓可靠性管理，我們1985年北航成立這個專業，大概是通過50年的發展，我們基本上在管理的方法論上趕上了國外，而且有我們自己的特色，因為國外概念全都出來了，中國企業怎么辦？就是抓系統工程的管理。所以有三個階段，生產過程的關系，研制的管理，全系統全生命的管理，對應了錢老的可靠性是設計出來的，生產出來的，管理出來的。

在企業實施可靠性工程有哪些要素，給大家歸納這么一個張圖，八個要素，一個是指標、組織形式、專業隊伍、工作流程、規范指南、過程控制、數據信息、技術集成，中間是各種技術的集成。第一個就是全面的需求，我們現在可靠性發展到這個階段，哪些需求，我給大家歸納一下七個方面，長壽命、高可靠、快診斷、能預測、易維修、好保障、要安全。對應著我們的六個特性，我們歸納成七個要求，這七個方面的要求在可靠性系統工程的技術體系里都有對應的定量指標，所以你說可靠性是什么，可靠性是這么多事，要干的事情是這么多事，不是簡單的MTBF，所有都滿足了才能滿足中國制造業從大到強的轉變，這是第一個全面的要求。那么這些要求實際上我們要做什么？做一個故障和對應故障對策的權衡，研發階段不管，到運維階段考慮，還是研發階段多投入，企業搞可靠性的切入點是什么，運行維護費用占了利潤的1/4之后，企業的老板一定會讓我們的研發部門去搞可靠性，我沒有做過嚴密的數據統計，但是我接觸所有國內企業，要做可靠性的起點都是這樣。

第二個強調的可靠性是個專業，我站到這是金風科技推薦我到這來的，要不然我也不知道有這么一個論壇。金風科技是把可靠性當做一個專業來建設，標志性的事件就是有我們專業畢業的學生。因為這個很有意思，我去徐工，去年底他們約我，年底很忙，約在3月份一開學的時候，徐工給我的要求是康老師我把全廠技術人員都集中起來，你給我們講三天課，要達到的目標他們會做可靠性了，我們企業的裝備可靠性就能上去了。我說這個目標實現不了，他說為什么？我說我在學校里講了這么多年，從本科、碩士到博士，我講七年課，出去的學生面對具體的產品還不知道怎么做可靠性，講三天就會了，你是看不上我們的專業，我們的專業是干什么的，任何一個專業學三天就會了這能行嗎，你們有可靠性的組織嗎，沒有，有可靠性工程師嗎，沒有，你的可靠性要有專業的組織，這個專業的組織建在哪里，航空航天走過來大概是三個結構，第一個放在質量部門，質量部門下面有可靠性專業室，專業的技術室，設計室，這個問題發展到一定階段有不順當的，為什么？就是可靠性畢竟是從根上設計，僅僅是管理工作的時候放在質量部門，但是一旦進入到研發時候發現放在質量管理是管理，這是有一定的沖突。

第二個階段是項目，按事業部的編制，每個事業部下面都有可靠性的團隊，可靠性的研究室、研究小組等等，這也是一種好處，像華為大的企業初期都是按照事業部，聯想也是按照事業部。那么每個事業部各干各的事，帶來的好處是每個事業部門，每個項目獨占自己的可靠性資源，帶來的壞處可能是可靠性資源分散了，各個事業部之間還不能交流了。很有意思的我到某個企業去，上午在一個事業部，下午在一個事業部，上午事業部的可靠性工作做的很好，中午吃飯的時候說下午到他們事業部不要告訴他們我們是怎么干的，一個企業一個老板領導下的，我說你們是不是社會主義國家的國有企業啊，我這個企業不給另外一個企業還可以，一個企業的兩個項目組都要互相保密，有這種弊端。理想的狀態是一個矩陣的組織，可靠性在企業里應該有專門的可靠性的專業的人員組成的研究室，每個項目里有它可靠性的工程師，在具體實施項目過程中，專業的同志和專業部門的可靠性工程師和項目的可靠性工程師聯合組成可靠性的工作系統，可靠性工作系統是航空行業建立起來的，從上到下的，就是飛機有總設計師大家知道，有各種各樣的專業副總設計師，還有可靠性副總師，管前面我說的七個方面的需求，管前面我說的六個特性的設計和某個系統的設計，維修保障系統，中央維護系統或者PHM系統。這就構成一個矩陣的組織結構，目前運行做的最好的企業是華為，華為的可靠性工作從可靠性試驗起步，現在遍布了整個集團公司，可靠性專業部門叫可靠性工程管理部，將近兩百多名可靠性工程師，在他的所有的事業部里還分布了大大小小的可靠性工程師。我們的學生去哪了？20年前主要在行業內就業，最近十幾年都是在華為，華為的各個部門都有可靠性工程師。

所以這是關于組織結構，我到企業里說搞可靠性的交流和合作，我看在跟誰交流，跟誰合作，我們要找對應的可靠性專業的人員，沒有，我就覺得合作可能很難進行。第三個就是有了這些部門就要有人，我們叫可靠性工程師，中國的可靠性工程師還不多，華為這樣的企業還比較少，可靠性工程師頭銜和崗位集中在軍工行業、華為、長虹、海爾還沒有，中車也有，雖然有中車同志坐在下面，剛剛開始有。株洲電氣有。那么這個里頭就是可靠性在我們的專業設置里可靠性是一個專業，維修性是一個專業，安全也是一個專業，需要的基礎理論知識不一樣，這些構成了這樣專業的隊伍，在研發的時候由總設計師組織各個人共同完成并行設計，臉形設計APP團隊，是這么一個模式，這張圖也不是我們畫的，是美國人80年代畫的，我只是比他畫的更漂亮一點，以前是黑白的鉛筆畫的草圖。

可靠性工程師需要有經驗的人，現在產品的創新需要年輕人，越年輕的活力越強，但是質量可靠性專業的人需要老人，越老越有經驗。國外大概都是這樣的。所以我們一統計，國外的可靠性工程師年薪比設計師的高，這是當然的，所以判斷一個在可靠性方面的好的企業還是差的企業就是有沒有可靠性組織，有沒有可靠性工程師，可靠性工程師掙的錢比工程師掙的錢多還是少。第三個要素就是流程，可靠性系統工程里要做的工程活動很多很多，需要進行每個活動之間是有邏輯關系的，要串起來，剛才講六性設計和加上一個跟故障相關系統的設計，這是有前因后果有邏輯關系，這些關系要嵌入到研發流程，我咨詢過很多企業，這些企業研發流程不完整，不符合系統研發的過程，可靠性做一點事不知道塞到哪里去，好不容易塞進去就孤零零放在那，過兩天又一個部門做了一個故障診斷的設計，診斷故障模式，和前面做的毫無關系。

交互之后還有售后服務系統，售后服務系統只管數據的統計，只把售后服務算錢，財務上售后服務算的非常準，技術部門就沒有了，我們幫助一些企業在特別亂的售后數據來統計，統計浴盆曲線，找故障原因排列，相當相當費勁，這就是售后部門的事，這件事應該售后的說當然是技術的，這個我們哪懂，設計師也沒在現場，也不知道什么情況，一張一張單子查數據，這應該是售后部門統計完交給你的，售后說沒有，我找他們的領導說售后部門應該有可靠性工程師專門做數據統計，把可靠性工作配置到那里去，大家才明白這個道理。所以什么時候，什么部門，做什么工作，用什么方法和工具，剛才我們說有一個技術集成，向誰要什么輸入，得到什么輸出，輸出結果給誰，這就是一個流程，我們的制造業當你重視研發自主創新的時候，你的流程一個是圍繞著功能的誕生，一個圍繞著故障的誕生，所以有一個設計制造包和維修保障包，我們現在第一條線設計制造剛剛從測繪仿制轉到自主創新，這條線在建立的過程中。第二個維修可靠性這塊可能還沒有，還不全，所以這是兩件事情疊加在一起，中國制造業想從大到強還有很艱難的路程要走。

這個剛才講到了FMECA，我就編的FMECA的標準，大家如果借鑒，還是不錯的，我們有自己的思想在里面，這個標準不是抄的，其實我們很多標準都是抄的，這是2006年出的國際標。這個FMECA跟所有可靠性工程活動的關系，你做的每一個跟后面的設計都有關系，你說企業根本沒有可靠性設計，你做FMECA就沒用，就不知道干什么。

第五個要素也很重要，叫做過程監控，過程監控是監控工作項目之間，剛才說的內在的邏輯關系是否是有效的傳遞，是否是符合的，什么叫內在的邏輯關系，我舉一個最簡單的例子，平均故障間隔時間、平均故障修復時間叫MTTR，一個叫可靠性指標，一個叫維修性指標，理解可靠性大指標都是這些。還有一個指標叫可用度，我們行業叫停機時間，這三個指標有約束關系，知道兩個就知道第三個，我們發現很多企業在定這些目標的時候，定了三個數，三個數不符合自我的約束，要做可用度設計，可靠性設計，設計什么呢？目標就不對，所以這就要監控，監控這些工作邏輯是否正常。

第二個縱向監控，整個供應鏈的要求，當真正做可靠性的時候發現我的供貨方零部件不可靠，他有問題我怎么辦，我說他有問題就是你的問題，為什么你的質量控制體系里面沒有可靠性的控制，他說沒辦法，中國制造企業都不行，我說誰說的，為什么華為就可以做得到，為什么你做不到。華為是華為，他是民營企業，我們是國企，我說不要討論制度問題。監控的主體是政府對企業有監管，但是政府只會管理安全和環境，他不管可靠性，企業對供應商的，用戶對產品的，業主對系統的，監控的方法有定性的檢查，定量的跟蹤，我們希望能做到定量的跟蹤，定量跟蹤什么？我們每一個前面定的七個方面的定量指標，要在整個壽命周期里看是否達到了、滿足了需求。