（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳 州 5 45007）

在原型機(jī)的基礎(chǔ)上，新開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的可靠性水平與相似機(jī)型(含原型機(jī))的可靠性水平有一定的繼承性和可比較性。通過(guò)相似機(jī)型的歷史數(shù)據(jù)可以估計(jì)新產(chǎn)品的可靠性現(xiàn)有水平，并通過(guò)兩者對(duì)比，查找新產(chǎn)品的可靠性薄弱環(huán)節(jié)，以便有針對(duì)性地進(jìn)行可靠性分析與設(shè)計(jì)，從而確保產(chǎn)品的可靠性水平最終符合規(guī)定的要求。

在可修復(fù)產(chǎn)品的三包期內(nèi)，規(guī)定了目標(biāo)可靠性指標(biāo)MTBF，則產(chǎn)品允許的故障次數(shù)確定。

式中，

R（t）為產(chǎn)品在三包期的故障次數(shù)；

T為用產(chǎn)品工作時(shí)間界定的產(chǎn)品三包期，單位除時(shí)間外，還指里程、開(kāi)關(guān)次數(shù)等等，以下同；

MTBF目為產(chǎn)品的可靠性目標(biāo)，單位同上。

通過(guò)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)BOM，建立可靠性指標(biāo)分配與預(yù)計(jì)的BOM表。該BOM表按系統(tǒng)、功能模塊和主要零部件逐級(jí)展開(kāi)，如圖1所示。根據(jù)新產(chǎn)品的總的可靠性指標(biāo)，可明確各系統(tǒng)、功能模塊及零部件的可靠性要求的關(guān)系式。

圖1 可靠性分解層次關(guān)系圖

注意，可靠性指標(biāo)分配與預(yù)計(jì)的BOM表不等同于設(shè)計(jì)BOM表。此BOM表的主要零部件根據(jù)相似產(chǎn)品（含原型機(jī)）的歷史品質(zhì)反饋數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)確定，對(duì)于品質(zhì)反饋較少的零部件可以不列入BOM表。

1 可靠性指標(biāo)分配方法

可靠性指標(biāo)分配方法很多，如：等分配法、比例分配法、AGREE法和專家打分法等。本文采用的是對(duì)不同評(píng)價(jià)維度的專家評(píng)分分配法。

可靠性指標(biāo)分配的評(píng)價(jià)維度很多，如：評(píng)價(jià)對(duì)象的重要度、復(fù)雜度、環(huán)境嚴(yán)酷度、維修難易程度、工作時(shí)間等，并據(jù)此建立關(guān)系式。

式中，Xn為評(píng)價(jià)維度。

本文從用戶角度考慮，從故障后果嚴(yán)重度、維修難易程度、維修換件成本和復(fù)雜系數(shù)四個(gè)評(píng)價(jià)維度來(lái)評(píng)估將可靠性指標(biāo)分派到各主要零部件的權(quán)重，如表1所示，評(píng)分細(xì)則略。其中的故障后果嚴(yán)重度、維修難易程度兩個(gè)維度采用專家打分的方式，維修換件成本和復(fù)雜系數(shù)兩個(gè)維度根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際情況判定分值。

表1 四維評(píng)價(jià)維度的分值范圍

2 專家的選擇

參與可靠性指標(biāo)分配的專家一般包括產(chǎn)品經(jīng)理、總體設(shè)計(jì)工程師、專業(yè)設(shè)計(jì)工程師、質(zhì)量工程師、可靠性工程師和服務(wù)工程師等。

其中：產(chǎn)品經(jīng)理、總體設(shè)計(jì)工程師、質(zhì)量工程師、可靠性工程師和服務(wù)工程師等有專家參與所有系統(tǒng)、功能模塊和主要零部件的打分；專業(yè)設(shè)計(jì)工程師只參加他們各自負(fù)責(zé)的系統(tǒng)、功能模塊和主要零部件的打分。

3 指標(biāo)分配與數(shù)據(jù)處理

（1）對(duì)各位專家打出的故障后果嚴(yán)重度K2、維修難易度K3分值取平均值,作為故障后果嚴(yán)重度K2、維修難易度K3兩個(gè)維度的分值。

注意:如果發(fā)現(xiàn)各位專家的評(píng)分離散度太大的，要聽(tīng)取專家意見(jiàn)，并重新組織打分。

（2）根據(jù)參與可靠性指標(biāo)分配的主要零部件的構(gòu)成和維修換件成本，確定復(fù)雜系數(shù)K1和維修換件成本K4兩個(gè)維度的分值。

（3）計(jì)算各主要零部件的合計(jì)分值si（其中i代表可靠性指標(biāo)分配與預(yù)計(jì)的BOM表中的第i個(gè)零部件，以下同）,其計(jì)算公式如下：

其中，

n為該零部件在產(chǎn)品中的使用數(shù)量,以下同；

K1為復(fù)雜系數(shù)分值；

K2為故障后果嚴(yán)重度分值；

K3為維修難易度分值；

K4為維修換件成本分值。

（4）計(jì)算分配故障次數(shù)ri

其中，

rj預(yù)為預(yù)留的故障次數(shù)（由已知零部件的MTBF轉(zhuǎn)換獲得或預(yù)留零部件的故障次數(shù)）。

（5）計(jì)算單個(gè)零部件分配故障次數(shù)r單i

4 可靠性預(yù)計(jì)與指標(biāo)調(diào)整

（1）計(jì)算單個(gè)零部件預(yù)計(jì)故障次數(shù)r單預(yù)

其中,

∑r為該零部件在相似機(jī)型的三包期內(nèi)的總故障次數(shù)；

P為使用該零部件的相似機(jī)型在三包期內(nèi)的平均市場(chǎng)保有量。

（2）計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)K和確定重點(diǎn)改進(jìn)關(guān)鍵件

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)K值和近三年的品質(zhì)反饋趨勢(shì)，按以下規(guī)則確定需要重點(diǎn)改進(jìn)的關(guān)鍵件。

一是，K值在0~1.2之間，且品質(zhì)反饋無(wú)明顯上升趨勢(shì)，或K值在1.2~2之間，但品質(zhì)反饋有明顯的下降趨勢(shì)，屬于較低的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)，繼續(xù)跟蹤質(zhì)量反饋趨勢(shì)即可。

二是，K值1.2~2之間，且品質(zhì)反饋無(wú)明顯上升趨勢(shì)，或K值在2以上，但品質(zhì)反饋有明顯的下降趨勢(shì)，屬于較大的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注或加以整改。

三是，K值2以上，且品質(zhì)反饋無(wú)明顯下降趨勢(shì),屬于很高風(fēng)險(xiǎn)級(jí)，應(yīng)將其作為需要重點(diǎn)改進(jìn)的關(guān)鍵件。

對(duì)實(shí)施改進(jìn)的關(guān)鍵件進(jìn)行失效分析和改進(jìn)跟蹤。

（3）確定調(diào)整后的單個(gè)零件/部件的分配故障次數(shù)r單調(diào)

一是，單個(gè)零部件預(yù)計(jì)故障次數(shù)r單預(yù)小于或等于單個(gè)零部件分配故障次數(shù)r單時(shí)，則r單調(diào)=r單預(yù)。

二是，單個(gè)零部件預(yù)計(jì)故障次數(shù)r單預(yù)大于單個(gè)零部件分配故障次數(shù)r單時(shí)，該零部件的分配故障次數(shù)需要調(diào)整，調(diào)整時(shí)以既有挑戰(zhàn)性又有可實(shí)現(xiàn)性為原則。

（4）計(jì)算單個(gè)零部件MTBF單為

5 結(jié)束語(yǔ)

我公司新設(shè)計(jì)的某機(jī)型整機(jī)要求可靠性指標(biāo)MTBF850小時(shí)。通過(guò)對(duì)主要零部件的分配，某零件分配的目標(biāo)故障次數(shù)為0.053 9次，初始故障次數(shù)為0.078 1次,風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)K值1.45，屬于較大的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)零件，應(yīng)加以整改。通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化和改善裝配布置，跟蹤半年后，反饋的故障次數(shù)為0.040 2次，即預(yù)計(jì)的故障次數(shù)已小于零部件分配故障次數(shù)。按三包期2 000小時(shí)計(jì)算，此零件的MTBF單約為50 000小時(shí)，確保了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

[1]李良巧.可靠性工程師手冊(cè)[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2012.

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