（机械工程专业论文）装载机可靠性分析与研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 装载机可靠性信息系统是可靠性工程中一项复杂、重要的可靠性项目，是可靠性 工程研制阶段的组成部分。装载机可靠性信息系统主要是通过收集大量的产品质量信 息，经过计算机的统计，得出产品可靠性的平均无故障工作时间，描绘出整机的故障 率曲线，找出产品可靠性的薄弱环节，再通过提高产品可靠性设计，最终使用户得到 产品质量好、可靠性高的满意产品。 企业开展可靠性工作首先要建立可靠性信息系统。信息问题是可靠性工作的基 础，企业一定要建立一个完善的可靠性信息系统，把设计、供货、生产、质量、销售、 维修的信息集中到一起。在拥有充分信息基础上，建立f r a c a s 。通过收集用户故障现 场的信息，由销售和维修部门如实、迅速地把故障信息报告到设计部门，再由设计部 门会同生产和质量部门，分析出故障原因，给出纠正措施，改进设计和生产工艺，直 至把故障消除，这是一个“闭环”的循环过程。 结合公司的实际情况设计可靠性信息系统方案，确定输入信息的主要内容及输出 的主要内容，编制产品结构层次、故障模式、可靠性指标的评估、故障曲线等，设计 了模式分布、结构分布、故障分布、配套分布、条件分布、零时间分布、= 次模式分 布等6 类故障分布模式。 用实例展示了随着可靠性信息系统的软件应用，装载机可靠性稳步提高。可靠性 信息系统的应用，改变了公司过去传统质量信息管理的质量信息没有形成系统的不 足。通过两年的应用，对装载机故障原因进行分析，在设计、工艺上采取有效措施， 实施质量改进，提高了装载机的可靠性。公司产品在市场的激烈竞争中站稳脚跟，市 场份额稳步提高。 关键词：装载机可靠性 信息系统 华中科技大学顽士学位论文 a b s t r a c t r e l i a b i l i t yo fi n f o r m a t i o ns y s t e mw h i c hi sac o m p l i c a t e da n di m p o r t a n tr e l i a b i l i t y p r o j e c t ，i st h ec o m p o n e n to f r d i a b i l i t ye n g i n e e r i n gr e s e a r c hp h r a s e r e l i a b i l i t yi n f o r m a t i o n s y s t e mo fl o a d e ri s t og a t h e rl a r g ea m o u n to fp r o d u c tq u a l i t yi n f o r m a t i o na n ds t a rb y c o m p u t e r , m a k eo u tt h ea v e r a g ew o r k i n gt i m ew i t h o u tf a i l u r e ，d r a wo u tt h ef a i l u r er a t e c l l r v e ，f i n do u tt h ew e a k n e s so fp r o d u c tr e l i a b i l i t y , a n df i n a l l ys u p p l ys a t i s f y i n gp r o d u c t w i t hg o o dq u a l i t ya n dh i g l lr e l i a b i l i t yb yi m p r o v i n gp r o d u c tr e l i a b i l i t yd e s i g n i n g t oa ne n t e r p r i s ew h i c hn e e dd e v e l o pr e l i a b i l i t yw o r kt h ef i r s tt h i n gi st os e tu p r e l i a b i l i t yo fi n f o r m a t i o ns y s t e m i n f o r m a t i o ni st h eb a s eo fr e l i a b i l i t yw o r k e n t e r p r i s e m u s ts e tu pap e r f e c tr e l i a b i l i t yo fi n f o r m a t i o ns y s t e ma n dp u ti n f o r m a t i o na b o u td e s i g n i n g ， s u p p l y i n g ，p r o d u c i n g ，q u a l i t y , s e l l i n g a n dr e p a i r i n g t o g e t h e r b a s i n g o na d e q u a t e i n f o r m a t i o n , f r a c a ss y s t e mc o u l db es e tu p b yg a t h e r i n gf a i l u r es p o ti n f o r m a t i o nf r o m c l i e n t s , s e l l i n ga n dr e p a i r i n gd e p a r t m e n t sa er e s p o n s i b l ef o re x a c t l ya n dr a p i d l yr e p o r t i n g t od e s i g n i n gd e p a r t m e n t , a n dt h e nd e s i g n i n gd e p a r t m e n tw i l lm e c tp r o d u c i n gd 印a r t m e u t a n dq u a l i t yd e p a r t m e n ta n da n a l y z i n gr e a s o n sa n dw o r k i n go u tp r o b l e m st h r o u g h i m p r o v i n gd e s i g n i n ga n dp r o d u c i n gt e c h n i q u e t h i si sa c l o s ec i r c u i t a c c o r d i n gt oe n t e r p r i s er e a l i t y , w ed e s i g n e dp l a na b o u tr e l i a b i l i t yo fi n f o r m a t i o n s y s t e m ，m a d es u , r eo fw h a ts h o u l db ci n p u ta n do u t p u t ，w o r k e do u tp r o d u c t sf o r ml a y e r s ， f a i l u r em o d e s ，r e l i a b i l i t yi n d e xa n a l y s i s ，f a i l u r ec l l l v e s ，a n df i n a l l yd e s i g n e ds i xf a i l u r e d i s t r i b u t i o nm o d e sw h i c hw e r em o d e sd i s t r i b u f i o n , f o r m sd i s t r i b u t i o n , f a i l u r ed i s t r i b u t i o n ， m a t c hd i s t r i b u t i o n ，c o n d i t i o nd i s t r i b u t i o n ，z e r ot i m ed i s t r i b u t i o na n dt w i c em o d e s d i s t r i b u t i o n i nw a yo fr e a ls a m p l e ，w eh a v es h o w nt h a tw i t ht h es o f t w a r ea p p l i c a t i o no fr e l i a b i l i t y o fi n f o r m a t i o ns y s t e m ，t h er e l i a b i l i t yo fl o a d e rh a si n c r e a s e d t h ea p p l i c a t i o nh a sc h a n g e d l i 华中科技大学顽士学位论文 t h es h o r t c o m i n gt h a te n t e r p r i s eu s e dt of o r mn oq u a l i t yi n f o r m a t i o ns y s t e m t h r o u g ht w o y e a r s a p p l i c a t i o n , w eh a v ea n a l y z e dt h er e a s o n so fl o a d e r f a u l t s ，u s e de f f i c i e n ts o l u t i o n s o nd e s i g n i n ga n dt e c h n i q u e ，p r o m o t e dq u a l i t yi m p r o v e m e n t a n de n t e r p r i s ep r o d u c t sh a v e s t o o df i r m l yi ns e r i o u sm a r k e tc o m p e t i t i o n ，w h i l em a r k e ts h a r er i s i n gs t e a d i l y k e y w o r d s ：l o a d e r r e l i a b i l i t y i n f o r m a t i o ns y s t e m i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：f 7 仨小律 日期：叫年肛月护 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密酐 ( 请在以上方框内打“巾) 学位论文作者签名：f ) 受小不也 日期：弦毕年脏月之妒日 7 华中科技大学顽士学位论文 2 ：= = = = = = = = 2 = = = = ；= = = ；= ；= = = = = = g = = ；= = = = = = = = = = 1 1 课题的来源 1 绪论 在社会主义市场经济的条件下，质量是企业立身之本，在把产品推向市场的过 程中，柳工认识至4 产品的可靠性是竞争实力的基础，可靠性能给企业带来巨大的经 济效益和社会效益。柳工已将提高产品可靠性水平作为公司的质量目标，公司的质 量目标中提出了“装载机和液压挖掘机的性能，不断接近国际先进水平，平均无故障 时间4 5 0 小时以上”这一具体的可靠性指标。1 9 9 9 年，公司开始实施可靠性工程，建 立装载机可靠性信息系统( r e l i a b i l i t yi n f o r m a t i o ns y s t e m s 简称r s ) 是可靠性工程 中的一项重要基础工作，2 0 0 0 年公司成立了装载机可靠性信息系统项目组，负责建 立并实施公司的装载机可靠性信息系统工作。 1 2 国内外开展可靠性信息系统的概况 在社会主义市场经济的条件下，质量是企业立身之本，在把产品推向市场的过 程中，我们认识到产品的可靠性是竞争实力的基础，可靠性能给企业带来巨大的经 济效益和社会效益。 国外工业发达的国家开展可靠性很普及并高度重视，已将其作为产品竞争的焦 点。美国人预言，今后能在竞争中取胜，立足世界市场的只有那些能掌握自己产品可 靠性的企业，日本人也认为今后世界市场产品的竞争焦点是可靠性，俄罗斯人把提高 机械产品可靠性的工作列入二十年科技规划要点。我国国防工业、电子工业、核工业、 电力工业、机械工业等也先后要求产品可靠性。国产彩电能打败洋货，雄踞国内市场， 我国航天事业能将宇宙火箭送上蓝天，并代为国外大公司发射卫星，这都是纯们坚持 数十年抓可蓿性工作的结果。工程机械行业中很少企业开展可靠性： 程工作，我公 司于1 9 9 9 年开始全面推行可靠性亡程工作，把质量提高到充分满足用户需求的高度 华中科技大学硕士学位论文 来认识【l 】。 可靠性数据是开展一切可靠性工作的基础，“一切用数据说话”，建立可靠性数 据网络，广泛收集可靠性数据，分析失效的故障、缺陷，才能不断地进行质量改进 提高产品可靠性。可靠性信息系统是企业实施可靠性工程的关键项目之一。 国外工业先进国家，对数据问题一贯十分重视，采取各种方式进行数据的收集、 积累、储存、处理、分析等工作，并将此作为开展可靠性工作的中心任务，投入大 量的人力和经费，取得的经济效益也是十分明显的。我国开展可靠性工作较晚，加 上历来对数据的收集工作不够重视，作为数据管理的基本工具计算机应用也不普及， 因而可靠性数据的基础很差，这己成为当前机电行业开展可靠性工作的一大障碍 2 1 。 装载机工作过程中会出现故障，收集产品缺陷信息，把缺陷信息反馈到设计部 门，设计人员根据缺陷信息对产品进行改进，消除缺陷，提高产品的可靠性。信息 问题是可靠性工作的基础。首先要“摸家底”，了解自己产品可靠性的情况，了解哪 些型号故障率高，哪些产品故障率低? 哪些部件的故障率高? 其故障的原因是什 么? 故障的机理是什么? 通过这些信息就能知道现在可靠性的问题出在什么地方。 企业一定要建立一个信息系统，把设计、供货、生产、质量、销售、维修的信息集 中到一起。在拥有充分信息基础上，建立f r a c a s 。对产品可靠性最有发言权的不 是专家，而是产品的最终用户。通过收集用户故障现场的信息，由销售和维修部门 如实、迅速地把故障信息报告到设计部门，再由设计部门会同生产和质量部门，分 析出故障原因。给出纠正措施，改进设计和生产工艺，直至把故障消除，这是一个 “闭环”的循环过程，在这个过程中信息一定要通畅1 3 】。 而现在国内很多企业不太重视“信息”问题，由于部门利益的问题，维修现场的 信息往往不能迅速反馈到设计部门，设计人员也很少有机会能进入市场，接触不到 用户的真实反馈信息。虽然，依靠设计人员的经验和不完整的反馈信息，也能提高 产品的可靠性，但效果将会很差。企业应该建立一个类似于故障纠正委员会的f f - f - j 管理机构，这个委员会属于可靠性管理机构的范畴【4 1 。 2 华中科技大学硕士学位论丈 1 3 课题研究的范围与内容 装载机可靠性信息系统为企业提供产品当前可靠性水平和产品可靠性薄弱环 节等诸多方面的信息，为企业领导、各级管理与技术人员提高产品可靠性提供了决 策支持。本课题主要是研究装载机产品的可靠性信息系统的建立。主要的研究内容 有：输入信息的主要内容，输出信息的主要内容，包括故障率曲线，主要的故障分 布模式的设计。整机和配套件的m t b f 值等可靠性指标的评估等，可靠性信息系统 软件的设计思路。 本课题的研究，建立了公司的装载机可靠性信息系统，用于指导公司可靠性信 息管理工作的开展，对公司可靠性工程的开展奠定了基础。 1 , 4 论文的章节安排 本论文的章节安排如下： 第1 章绪论，介绍课题的背景和意义，国内外开展可靠性信息系统工作的情况，本 论文的主要研究内容。 第2 章可靠性信息系统技术。介绍可靠性工程、可靠性信息的相关理论知识、技术。 第3 章装载机可靠性信息系统的建立。介绍信息系统的主要输入、输出信息内容。 故障曲线，故障分布，整机可靠性指标的评估和配套件可靠性指标的评估。 第4 章可靠性信息系统软件的设计。介绍设计的信息系统软件概述。 第5 章应用实例。介绍装载机可靠性信息系统运行后。可以得出产品的故障情况， 找出故障的原因，经过质量改进，提高产品的质量和可靠性。可以得出装载机的各 项评估指标参数。 第6 章总结与展望。对全文的总结及未来的展望。 1 5 小结 本嚣介绍了课题的来源，课题的研究范围与内容，国内外企业开展可靠性工程 的情况，特别介绍了建立可靠性信息系统的概况，指出了可靠性信息是公司开展可 靠性工程的基础。企业开展可稚性工作首先要建立可靠性信息系统。 华中科技大学硕士学位论文 _ ：= ：= = = ；= = ；= = j = = = = = = = = = = = = = = = = = = ；= = = 2 1 可靠性技术 2 1 1 基本概念 2 可靠性信息系统技术 1 可靠性工程概念嘲t l o 】 可靠性是指产品在规定条件和规定时间内，完成规定功能的能力。可靠性是对 产品投入使用时无故障工作能力的量度。可靠性的概率度量称可靠度。 可靠性工程是为达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验 工作，包括设计分析、试验、管理、信息等，主要是针对产品的可靠性开展有关工 作。可靠性系统工程内容如图2 1 所示。 图2 1 可靠性系统工程图 可靠性系统工程是更大范畴的研究“故障”的- - i - j 科学。就象人都会生病一样， 只要是产品，就有可能发生故障，故障可以说是产品的固有属性。用通俗的话来说， 就是研究产品“防病、治病”的规律，研究人们如何与故障作斗争。可靠性系统工程 属于产品开发的予工程，属于系统工程的范畴。它从产品的整体及其同外界环境的 辨证关系出发，异j 实验研究、现场调查、故障或维修活动分析等方法探索产品寿命、 可靠性与外界环境之间的互相关系，研究产品的故障发生、发展及其预防和维修、 4 华中科技大学硕士学位论文 保障直至消灭的规律，最终达到增进产品的可靠性、延长产品寿命和提高产品效能 的目的。可靠性系统工程是由系统的可靠性、维修性、保障性综合协调而构成，这 三者之间互相关联，围绕着产品的固有特性“故障”( 使用保障除外) ，可靠性、维 修性、保障性之间的关系如图2 2 所示。 安全性 图2 - 2 产品可靠性、维修性、保障性之间的关系 2 可靠性工程的任务 可靠性工作贯穿于产品的设计、生产和使用全过程。可靠性工程的任务可归纳 为以下三个方面： 根据可靠性定义内容，对产品可靠性提出明确的量化要求； 寻求提高可靠性的途径； 在满足规定可靠性的前提下，尽量降低产品的重量、体积和费用。 3 可靠性与产品质量的关系 人们对产品的质量认识如同对其他客观事物样，随着社会的发展和科学技术 的进步而不断演变、深化。传统的质量观念强调产品“符合规定的要求”，即“符合性”。 产品只要符合生产图纸和工艺规定的要求，就是好的。当代质量观念既重视产品的 符合性要求，更强调产品的适用性”要求，也就是说，产品只有在使用时能成功地 一一 5 华中科技大学硕士学位论文 适合用户需要才是高质量的。用户的需要是多方面的，因此产品质量是产品满足规 定或潜在需要的特性的总和。这些特性包括性能、可靠性、维修性、安全性、保障 性、经济性等等。一个好的产品不仅要具备所需要的性能( 固有能力) ，而且能长 期保持这种性能，使用中无故障或少故障；发生故障则好修理，使功能迅速得到恢 复，还要使用安全、易于保障等。 由于历史的原因，在相当长的一段时间内，我们只注重产品的性能，而忽视了 可靠性、经济性等性能，系统地提出和研究可靠性问题则是近年来的事。树立当代 质量观念就必须把可靠性视为与性能同等重要的特性，在设计、研制产品时，必须 提出这方面的定性、定量要求，并把这些要求和性能要求一样纳入产品的技术指标 之中。可靠性是产品的先天属性，是设计出来的，生产出来的、管理出来的。其中 设计最为重要，我们只有在设计阶段，就把可靠性设计到产品中去，才谈得上生产 过程和使用过程的保证。如果在设计阶段不考虑可靠性，到生产阶段之后发现问题 再考虑，势必花费更多的时间和代价，有的问题则根本无法解决，甚至带来“先天 不足，后患无穷”的局面。 4 可靠性的常用度量参数 ( 1 ) 平均故障间隔时间( m t b f ) 。m t b f 定义为：相邻两次故障之间的平均 工作时间。它仅对可维修产品适用。 ( 2 ) 平均故障前时间( m r r f ) ：对不可修复的产品，发生故障的平均时间。 ( 3 ) 失效率故障率( 九( t ) ) ：是指产品工作到时间t 之后，在单位时间t 内 发生失效的概率，其表达式为： 丑( f ) 。l i m 。寺 当产品的寿命服从指数分布时，产品的故障率为常数九，m t b f = m t t f = 1 l 。 2 1 2 产品故障率的浴盆曲线 许多产品故障率都呈显浴盆曲线分布的规律，按产品故障出现的特点把产品 的7 卜命周期分为三个阶段：早期，零部件的缺陷，制造的缺陷或储存运输的原因造 成的故障，故障率随时间而降低；偶然期，产品进入成熟期，故障多为偶然原因造 6 华中科技大学硕士学位论文 成，故障率基本保持不变；耗损期，产品进入耗损期，故障多为老化、耗损，故障 率随时间而快速增加。当产品进入耗损期，基本就可以认为产品到寿命了1 1 1 1 甜。如 图2 - 3 所示。 图2 3 产品故障率的浴盆曲线 浴盆曲线反应出可靠性的情况，浴盆底的“高度”就是产品的可靠性浴盆的“宽 度”就是产品的寿命。企业卖给用户的产品最好是筛选以后，已经进入偶然期的， 这样产品的可靠性就会比较高。但是如果这样筛选，每个产品的成本就会提高。企 业可以根据浴盆曲线合理地确定自己产品的保修期。 2 1 3 可靠性工作的流程 可靠性工作的整个流程见图2 - 4 。 华中科技大学硕士学位论文 声 可靠性信息与f a r c a s 口 一一可靠性要求l薹妻呈三三一 一产品使用 口口 需 求 分 析 可靠性试验与验证 可r 可靠性管理 图2 - 4 可靠性工作的一般流程 可靠性不是单一部门的事情。需要企业各个部门相互配合、协调。可靠性工程 是从系统学和产品全寿命周期的角度，开展工作的，而且是持续的改进提高。钱学 森先生对于可靠性曾经有一句名言：“可靠性是设计出来的、生产出来的、管理出 来的”。可见，可靠性工程与企业设计、生产、管理各个环节息息相关1 3 】【i4 1 。 2 2 可靠性信息系统技术 信息问题是可靠性工作的基础。首先要“摸家底”，了解自己产品可靠性的情况， 了解哪些型号故障率高，哪些产品故障率低? 哪些部件的故障率高? 其故障的原因 是什么? 故障的机理是什么? 通过这些信息就能知道现在可靠性的问题出在什么 地方。企业一定要建立一个信息系统，把设计、供货、生产、质量、销售、维修的 信息集中到一起。在拥有充分信息基础上，建立f r a c a s 。对产品可靠性最有发言 权的不是专家，而是产品的最终用户。通过收集用户故障现场的信息，由销售和维 修部门如实、迅速地把故漳信息报告到设计部门，再由设汗部门会同生产和质量部 门，分析出故障原因，给出纠正措施，改进设计和生产工艺，直至把故障消除，这 是一个“闭环”的循环过程，在这个过程中信息一定要通畅一5 】- 【2 4 】。 一一 8 华中科技大学硕士学位论文 = = = = = = = = = = = = = = = = = ；= ；= = = = = = = = = = = = = = j = = = = = = 一 2 2 i 信息的反馈 信息反馈是一个不断循环的闭环控制过程。它是一种用系统活动的结果来控制 和调节系统活动的方法。美国科学家，控制论创始人n 维纳说：“反馈是控制系统 的一种方法”，它的特点是“根据过去的操作情况去调整未来的行动”。 信息反馈的理论同样适用于可靠性信息系统，在可靠性系统工程活动中信息反 馈的作用更加突出。因为可靠性系统工程总是由企业内部的各单位或是由若干个企 业和部门共同完成的，它们中每一个单位工作完成的情况都会对可靠性系统工程的 总目标产生影响。因此，为了达到预期的目标，就要求获得每一个方面或每一环节 反馈的信息。通过对这些反馈信息的分析判断，作为修正决策目标和实施计划的 依据，以便指导和控制其工作的正常进行。 从闭环控制的角度看，信息反馈指的是从受控系统向决策者输送信息。从信息 系统的角度看。信息反馈也就是信息的收集。所以对信息收集的要求，对信息反馈 都适用，即信息反馈要及时、准确、完整和连续。并要求合理地设置信息反馈点、 确定信息的流向和时限。信息反馈原则上应按规定信息流程图来进行。对一个企业 来说，内部信息的反馈比较容易保证，关键在于加强管理。对外部信息应积极沟通 信息渠道，并通过制定必要的信息反馈制度或签订合同等措施，以保证信息反馈的 正常过行。信息反馈的时限要求，可根据信息的重要程度分为定期限反馈和紧急反 馈。 2 2 2 信息的交换 可靠性管理活动是一项复杂的系统工程活动，为了在全部活动中不断地对各种 问题力求做出正确的决策，必须要有大量的来自各方面的信息作为支持。这些信息 有的来自本企业或本信息系统内部，大量的信息则需来源于本企业或本信息系统的 外部。信息交换就是指各企业、部门或各类信息组织之间相互提供彼此所需信息的 过程。信息交换是获取信息的重要来源，是交换互通有无，实现信息资源共享避 免重复收集、重复试验，节约经费，争取时问，经济而有效地获取信息的重要手段。 各单位和备部门都有要从国家整体利益出发，克服本位主义，积极支持并参与f 。i 息 9 华中科技大学硕士学位论文 交换工作。为了做好这一工作，各单位或各部之间应制定必要的制度，以便信息交 换工作能顺利地进行。 任何形式的信息收集、反馈与交换等信息输入与输出过程都是通过信息的传递 实现的。信息只有经过传递才能发挥它的作用。可靠性信息的传递是实现可靠性信 息闭环流动的必要手段，也是将可靠性信息系统工程活动连成一个有机整体的纽 带。因此，必须合理地选择信息传递的方式。信息的传递方式主要有： ( 1 ) 直接传递，可采取文件、通报和会议的形式直接传递信息。这种方式主 要是用于单位内部或近距离的信息传递。 ( 2 ) 邮寄或专人传递，即通过邮政通道或派专人将信息用文件、表格或软盘 传给对方。 ( 3 ) 电迅传递，用电报或电话等到工具紧急传递信息。 ( 4 ) 传真传递，采用双方的传真机可以传递任何的文件、图表信息。 ( 5 ) 计算机连网传递，通过计算机的连网可以随时或按时间分段的方式互相 传递、调用计算机中所储存的信息。 2 2 3 信患的储存 信息经加工处理后，无论是否立刻向外传递都要分类储存起来，以便于随时查 询使用。只有把信息科学地储存起来，才能在更广泛的范围内利用它，并有利于信 息资源的再开发。产品的质量是靠科学的发展和人们的实践逐步发展起来的，因此， 积累自己的和借鉴别人的信息资源，对于断提高产品的质量具有重要的意义。 对信息储存的基本要求： ( 1 ) 在信息的储存期内，应能安全、可靠和完整地保管好各类信息。 ( 2 ) 在需要信息时，应方便地进行信息的查询和检索，保证信息的可追溯性。 ( 3 ) 信息的储存应按分级集中管理的原则进行，分级就是各管理层次的信息 组织应按所承担的信息管理任务分工来储存信息；集中则是指企业各层次对按分工 所需保管理的信息，进行集中的储存。 1 0 华中科技大学硕士学位论文 2 2 4 可靠性信息的闭环控制 信息的本质就在于它的控制作用。闭环控制就是通过信息的跟踪，将受控系统 在产品研制、生产和使用等过程中反映的信息收集起来，经加工处理后，进行反馈 与交换，并以其为依据采用相应的措施，用于受控系统。然后再将受控结果产生的 信息，重新作用新的信息源输入，如此循环，使受控系统按规定的目标，在限定的 条件下，稳定而有序地运行，并达到预期的目的。理论与实践均说明通过信息的闭 环管理，实施闭环控制是有效地进行可靠性系统工程活动和提高产品可靠性的基本 途径。闭环控制可以在不同的管理体层次和范围内进行。图2 5 是闭环控制系统的 示意框图。 图2 5 闭环控制系统的示意框图 从图中可以看出，信息系统是闭环控制的重要组成部分，通过各级信息系统对 信息的闭环管理，提供充分而必要的信息，是实施闭环控制的前提条件。因此，为 在各个管理层次中，对各项可靠性系统工程活动有效地实施闭环控制，应根据各级 管理职能部门的任务，及时、完整地对其提供所需的信息，以便充分发挥信息的控 制作用。 2 2 5 可靠性信息的综合分析 系统综合分析是“系统论”的重要原则和方法，同时，由于产品的使用可靠性与 产品的设计、生产、使用维修与综合保障水平以及环境条件等多种因素有关，且各 种因素之间又相互影响。所以，在对产品的可靠性信息进行处理时，除了对信息要 进行分类处理外，还必须从各类信息综合分析的角度柬研究系统的运动规律，以达 华中科技大学硕士学位论文 一= = = = = = ；= = = = = = = = ；= = = = = = = = ；= = = = = = 口= = = = 一 到最优处理的目的。实践表明，局部的信息往往很难显示出整体的关键，但大量的 信息汇集和综合分析，即有可能对产品整体及其分系统的可靠性进行全面的评价， 并抓住问题的关键。 通过对产品可靠性信息的综合分析，可以： ( 1 ) 全面了解产品的使用情况； ( 2 ) 评价产品及其主要系统的质量和可靠性水平； ( 3 ) 找：b 影响进一步提高产品及其主要系统的质量和可靠性的薄弱环节；了 解有关设计、生产或使用工作中存在的主要问题； ( 4 ) 掌握主要故障件及其故障模式、原因和影响后果： ( 5 ) 预测产品及其重点系统可靠性的变化规律； ( 6 ) 提m 必要的建议等。 综合分析的结果可以为有关部l 1 的宏观决策提供依据，并为保证产品的安全使 用，提高质量和可靠性，解决设计、生产、使用或保障中的主要问题提供依据，以 提高信息的控制作用。 2 2 6 可靠性信息的共享 可靠性信息不但是控制当前可靠性系统工程活动的重要依据，而且通过对大量 信息的深加工，可以输出具有普遍指导的信息，以便在更广泛的范围内为产品的研 制、生产、使用、维修提供决策的依据。为此，在可靠性系统工程活动中要对各类 信息的积累，当信息达到一定数量时，按照信息的类型，采取统计计算、综合分析 等工程方法，对信息进行科学地加工处理，建成立各类内容充实而实用的数据库， 或编制信息手册，提供使用。例如： 产品的故障率数据库： 产品的可靠性预计数据库； 产品灼主要故障模式数据库： 产品重要质量问题数据库； 产品勺维修工时和费用数据库； 华中科技大学硕士学位论文 产品优选数据库等等。 上述数据和信息手册不但对改进现有产品的生产和使用维修水平具有广泛的 指导意义，同时也是开发、设计新产品的重要依据。 2 2 7 可靠性信息的加工处理 信息的加工处理主要是指对所收集到的分散的原始信息，按照一定的程序和方 法进行审查、筛选、分类、统计计算、分析的过程。信息的加工处理是提高信息可 靠性的重要手段，同时也是对信息价值的再开发，以扩大其可用的范围。通过对大 量信息的去伪存真、去粗取精和综合分析的处理过程，可以得到更系统的信息资料， 以便为各管理层提供决策的依据，并为新品的研制和生产积累宝贝的技术资源。 1 - 对信息加工处理的基本要求 信息加工处理应满足以下几方面的要求： ( 1 ) 真实准确。这是对信息加工处理最基本的要求。所谓真实准确，是指经 过一系列加工处理所形成的信息资料能更真实、准确地反映客观质量活动的状态和 变化。 ( 2 ) 实用。实用包含两方面的含义：一是加工后的信息要符合对信息的实际 要求，以便充分发挥信息的预测和控制作用。二是对信息加工处理所采用的程序和 方法要符合企业的实际情况。 ( 3 ) 系统。这是指加工后的信息应能全面反映客观事物的变化尽人皆知规律， 这就要求既要对各类信息分别进行加工，更要注意对各类信息的综合分析处理，使 原始的、彼此孤立的信息变成有序的、系统的、彼此紧密联系的信息，以便输出价 值更高的信息资源。 ( 4 ) 浓缩、简明。这是要求加工后的信息要浓缩，表达上简明、清晰，要尽 量用图、表的形式输出。 ( 5 ) 经济。对信息的加工，要讲求经济效益的原则，注意加工后信息的价值 与所耗费用之间的关系。因此，对信息的加工既要注意系统性，又要特别注意做好 那些对产品可靠性有重大影响的信息分析的工作，以便收到事半功倍的效果。 华中科技大学硕士学位论文 2 信息加工处理的一般程序和内容 信息加工处理没有固定的模式，不同的信息管理层次对不同的信息，加工的程 序和内容各不相同。一般，对信息加工处理的程序及其内容应包括： ( 1 ) 信息的审查和筛选 对收到的各类原始信息首先要迸行再次的审查和筛选，审查信息的完整性和准 确性，对不符合要求的信息，要重新提供或加以剔除；对缺少的关键信息要进行补 充；对有漏填的信息项丽又难以补弃时，则应进行必要的技术处理。总之，要尽量 减小信息的失真度，提高信息的完整性和准确性，使所需信息达到能够输入进行统 计和分析的水平。 ( 2 ) 分类和排序 将收集到的原始信息按规定的信息分类法进行分类，如分为：产品研制阶段的 信息、用户反馈信息、严重异常的质量与可靠性信息和一般故障信息等。在分类的 基础上，再根据信息的重要程度对信息进行排序。在实际工作中信息的排序就是要 提出那些严重异常的信息，或是与进行重大决策有关的信息，以便及时的予以提交 和处理。 ( 3 ) 统计、计算 统计分析方法是处理可靠性信息最基本的方法。从大量数据的统计结果，往往 就可以一目了然地看出产品可靠性的高低或发展趋势。数据不仅提的是数值，也包 括任务完成否，问题的严重程度等被量化了的定性信息。统计、计算内容及分析参 数则应按对信息的需要来选取。另外，在建立计算模型对，应注意要简单易行，便 于在计算机上数据的录入和处理，输出结果要易于为使用者所了解。 ( 4 ) 分析判断 这是在上述工作的基础上，以决策目标和有关的指令和标准为依据，加上人的 经验和知识做出分析判断，并确定信息输出的内容、流向、方式和时间要求等。 ( 5 ) 编写撤告和输出信息 将上述经过分析的信息定期或适时地编制成信息报告( 或资料) ，用以输出信 息或储存。输出信息应尽量以图、表的形式来表达，这样可以一目了然，给人一个 1 4 华中科技大学硕士学位论文 形象的整体概念。常用的图、表有如直方图、趋势图、主次排列图以及矩形表等。 2 2 8 信息系统与故障报告、分析和纠正措施系统 建立故障报告、分析和纠正措施系统( f r a c a s ) 的目的，是为了及时报告产 品的故障、分析故障的原因，制定和实施有效的纠正措施，以防止故障再现，从而 改善其可靠性。它是促进产品可靠性增长，提高产品质量的重要手段。f 黜虻a s 系 统主要适用于产品的研制阶段，也适用于生产阶段和使用阶段。因为在研制阶段采 取纠正措施方案选择的灵活性最大，最易于实施，效果也最明显。在产品的生产阶 段和使用阶段虽然也可以采取纠正措煎，但将会受到很大的限制。因此，企业应及 早地建立f r a c a s 系统。 其中，故障报告应由质量与可靠性信息系统在有关部门的协作下确保产品层 次上的故障信息都能得到及时的收集，并在对故障件的部位、工作条件和故障的模 式、频率、严重程度及其影响后果进行统计与分析的基础上，提出报告。它是各有 关专业部门进一步分析确定故障的原因和机理，从而有针对性地采取有效纠正措施 的基本依据。可见，及时、准确、完整地收集故障信息，并对其进行科学地分析处 理，是保证f 鼬蛇a s 有效运行的基础。在产品的研制阶段，可靠性信息系统应报 告产品所发生的全部故障信息，为查清每一个故障的原因，采取纠正措施，为实现 产品的可靠性增长提供依据。在产品的使用阶段，则应重点报告所有的故障信息， 为及时解决这些闯题，以保持或改进产品的可靠性，为保证装各的安全和正常使用 提供依据。 因此，建成立和完善可靠性信息系统是开展f r a c a s 工作的必要条件，密切 配合f r a c a s 的工作，满足该系统对信息需求，是信息系统的一项重要任务。 2 3 小结 本章阐述了可靠性的概念理论知识及可靠性信息系统的相关技术。信息问题是 可靠性工作的基础，企业一定要建立一个完善的可靠性信息系统，把设计、供货、 7 匕产、质量、销售、维修的信息集中到一起。在拥有充分信息基础上，迮，迂f r a c a s 。 华中科技大学硕士学位论文 = ：= 一= = = = = = = = = = 口= = = = = = = ；= = = ；= = = = = = ；= = ；= = = = = 通过收集用户故障现场的信息，由销售和维修部门如实、迅速地把故障信息报告到 设计部门，再由设计部门会同生产和质量部门，分析出故障原因，给出纠正措旅， 改进设计和生产工艺，直至把故障消除，这是一个“闭环”的循环过程a 华中科技大学硕士学位论文 一：一= ；= = = = = = = = = = ；= = = = 。= = = = = ；= = = = = = = = = = = = # 3 可靠性信息系统的建立 本章对我们所设计的可靠性信息系统方案进行介绍，结台公司的实际情况，主 要研究的内容有：输入信息的主要内容、输出的主要内容、可靠性指标的评估、故 障分布。 3 1 可靠性信息系统的输入信息 3 1 1 输入产品基本数据 基本数据通常称作字典，是建立可靠性信息库后基本不变或变化很少的一些数 据【2 5 1 4 3 0 1 。基本数据有下列6 部分： ( 1 ) 产品型号。 ( 2 ) 产品结构层次。 ( 3 ) 故障代码。 ( 4 ) 故障权数。 ( 5 ) 质量保证期。 ( 6 ) 装载机工作地区的环境条件。 1 产品型号 z l 系列装载机有多种型号，凡进入可靠性信息系列的型号都应纳入产品型号 表中。 2 结构层次 结构层次是z l 系列装载机的结构组成的描述，从整机开始，经分系统、子系 统、直到零部件逐级展开描述。最低一层的组成部分的零部件，是指独立采购、外 协与验收的产品组成部分。如图3 一l 柴油机结构层次。 i 7 华中科技大学硕士学位论文 ：一一= ；= = = = = = 自j = = = ；= = = ；= = = = = = = = = = # = = = 图3 1 柴油机结构层次 结构层次中每一项包含如下信息： ( 1 ) 名称与代号柴油机各组成部分的名称与代号较特殊，当与整机结构 层次合在一起时，应统给出，而当柴油机单列结构层次表时，则仅需有统一名称， 代号可借用柴油机厂的代号。 ( 2 ) 单机配套数指同一零部件在整机中的个数。 ( 3 ) 是否是履历零部件及履历零部件序号所谓履历零部件是指它们的型 号与生产厂名必须进入整机履历表中的零部件，序号指这些零部件在履历表中的顺 序号。 ( 4 ) 在故障代码中的故障件代码如果故障代码中表示故障件的代码与结 构代号相同，则可省去此项信息。 ( 5 ) 历次可靠性指标( 质量保证期的m t b f ) 分配值。 3 故障代码 故障代码是用代码表述复杂的故障现象。 故障代码通常由故障件代码和故障模式代码组成，有的故障代码还包括故障原 因代码和故障等级代码( 通常位于代码最后几位号) 。可靠性信息系统要求能从故 障代码中取出故障件、故障模式和故障等级的信息。 华中科技大学硕士学位论文 = 一一= = = = = ；= = ；= = = = = = = = = = = = = = = = ；= = 2 = = = = = ；= = ；= 4 故障权数 故障权数是原有行业标准规定的各类故障的加权数，加权后再进行m t b f 的评 估。故障权数表包含如下信息： ( 1 ) 业标准号。 ( 2 ) 故障等级及其权数。 5 质量保证期 质量保证期表存放有关质量保证期的信息与变动情况。质量保证期表的内容 有： ( 1 ) 日历月数规定质量的保证期。 ( 2 ) 工作小时规定的质量保证期。 ( 3 ) 质量保证期实施的销售年月日。 ( 4 ) 依据公司有关规定的文件号。 6 装载机工作地区的环境条件 装载机工作地区的环境条件类表存放工作地区与环境条件的对应关系。装载机 工作地区可以以省、市、地区划分。环境条件分为：沿海地区、湿热地区、寒冷地 区、高原地区、高寒地区和一般地区等6 类。 3 1 2 产品信息 产品信息指产品生产出来后为了维修保养和为了可靠性分析，必须包含在产品 履历表中的信息及相关信息。 产品信息包括： ( 1 ) 品履历表。 ( 2 ) 套单位( 生产厂或本公司分厂) 表。 在这两张信息表中都会涉及零部件的配套生产厂或本厂的生产车间名。配套生 产厂的名字在配套管理中属机密资料，用代码表示配套件生产厂，而配套件生产r 与其代码的对照表应统一保管。 1 产品履历表 华中科技大学硕士学位论文 随着产品生产量的逐步积累，产品履历表也将逐步增大。产品履历表中至少要 包含如下信息： ( 1 ) 产品型号。 ( 2 ) 产品编号( 如生产系列号) 。 ( 3 ) 出厂日期或生产日期。 ( 4 ) 履历零部件的生产单位或代码。 图3 2z l 5 0 c 产品履历信息 2 配套单位表 配套单位表中包含整机的所有主要零部件代码和每一个主要零部件的配套或 生产单位名称或