装备研制过程中可靠性管理探析

孙 华， 李 瑞， 郭丽霞

（1.海军驻太原地区军事代表室，山西 太原030027； 2.山西汾西重工有限责任公司，山西 太原030027）

可靠性理论与技术伴随着科学技术的发展已成为一门独立的综合性新兴学科。20世纪80年代以来，国外在可靠性管理方面强调管理制度化，采用模块化、综合化、容错设计等新技术来全面提高现代武器系统的可靠性，从分散管理、部门负责到集中统一领导，成立由副总师直接领导的可靠性机构，完善了管理体系。

我国自20世纪80年代后，各有关部门越来越重视可靠性管理，加强可靠性信息数据和学术交流活动，已建立了可靠性数据交换网；系统性的各级可靠性学会相继成立，促进了我国可靠性理论与工程研究的深入展开［1］。

随着装备向着复杂化、多功能化方向发展。组成系统的元器件，零部件的品种、数量成倍增加，某个元器件或零部件发生故障，将可能导致装备不能正常工作，造成严重后果。因此，如何有效开展可靠管理工作，提高装备的可靠性，已成为装备项目研制中须关注的重要问题。

1 可靠性管理的重要性

装备研制过程的可靠性管理，是从系统工程的观点出发，对装备研制各个阶段的可靠性活动进行规划、组织、协调与监督，以保证用最少的资源实现产品的可靠性要求。在GJB9000B《质理管理体系要求》中明确提出了在产品设计开发阶段，应运用可靠性、维修性等专业工程技术进行产品设计和开发，科学有效地进行可靠性管理是提高装备可靠性的重要手段。

装备研制阶段决定了产品的固有可靠性，是可靠性管理的基础，也是关键。如果不从源头加强可靠性管理，消除设计缺陷，提高产品设计可靠性，将直接影响装备生产和使用阶段的可靠性、武器装备的作战效能和安全性。钱学森院士提出“产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。”充分说明了可靠性管理在装备研制过程中的重要性。

2 可靠性管理的目的

在装备研制阶段，为了使产品达到规定的可靠性指标，通过管理活动将可靠性各项工作内容有机结合起来，动员各有关人员，协调一致地为达到可靠性目标而工作［2］。主要包括以下方面：

1）加强对可靠性工作的领导及指导，调动各方面的积极性，正确进行可靠性工作；

2）确认、评价和审查研制部门的可靠性工作；

3）对产品研制各阶段的可靠性工作进行检查，监督其按照计划要求进行；

4）协调各部门、各岗位之间的可靠性工作，保证可靠性工作在各研制部门间协调一致开展，并及时纠正。

使可靠性工程技术的应用成为研制人员自觉的行为，而非停留在编写可靠性相关文件的表面工作层次，通过可靠性设计与分析、试验技术的应用，提高产品的固有可靠性。

3 可靠性管理的方法

可靠性管理应遵循“预防为主、早期投入”的方针，通过系统有效地运转，保证装备可靠性水平［3］。可靠性管理的基本手段是计划、组织、监督和控制。

1）首先应分析并确定目标，依据标准选择为达到可靠性要求须进行的一系列可靠性工作项目，并制订实施要求工作计划，预计并评估所需的各项资源。

2）确定可靠性工作的总负责人，建立相应的管理机构。指定可靠性工作人员，明确其职责、权限和关系，形成可靠性管理工作的组织体系。

3）根据国家和军队的相关法规、标准，运用检查、评审、鉴定手段，监督可靠性各项工作的开展。

4）通过制定项目可靠性工作规范和程序，指导并控制各项可靠性工作的开展，设定一系列控制检查点，使研制设计过程处于受控状态，实时收集可靠性信息，分析和评价产品可靠性状况，并制定改进策略。

可靠性管理工作不可能只由一个部门完成，应形成纵横交错的多层次管理网络。各层次工作应相互协调、相互制约，实现信息交流，资源共享。

4 可靠性管理的内容

装备研制过程中的可靠性管理有2层含义：一是把众多可靠性技术工作按科学程序有机地组织起来进行工作的管理；二是指可靠性工作中有大量的工作是属于管理性质的［4］。是从系统的观点出发，通过制订和实施一项科学的计划，去组织、控制和监督可靠性活动的开展，以保证用最少的资源达到用户所需要的产品可靠性。在装备研制过程中，可靠性管理工作与技术工作是交替与互相渗透的，其主要工作内容见图1所示。

图1 可靠性管理工作结构图

4.1 可靠性组织管理

在装备研制过程中应设立可靠性职能机构，负责可靠性的归口管理［5］。健全和完善质量与可靠性管理制度，对于及时掌握装备质量状况和可靠性薄弱环节，协调解决各种问题，有着事半功倍的效果。可靠性管理部门的人员在行使其职能时，应具有相对的独立性和权威性。

可靠性工作机构依托于装备研制项目组，由可靠性总设计师、可靠性主任设计师、各分系统主管设计师及转承研单位主管设计师等组成［6］。对装备可靠性管理全面负责，保证可靠性工作的实施，负责总体、系统（分系统）、设备等研制单位的可靠性工作。必要时，联合相关可靠性专家组成专家组，对装备可靠性工作的开展进行指导。

4.2 可靠性技术管理

4.2.1 制订可靠性工作计划

可靠性工作计划是可靠性管理的核心，是组织可靠性技术活动和管理活动的具体实施方案，在产品方案论证阶段，根据要求制订可靠性工作的总体计划，根据装备特点、该项工作的有效性、经费和进度的限制，确定可靠性工作项目［7］，分解并落实可靠性要求和责任，分配可靠性资源，设置一系列检查点，以监督和评价各阶段可靠性工作的进展与完成情况。

可靠性计划反映了研制单位和项目负责人对可靠性工作的重视程度和所做的努力，体现了对实现产品可靠性要求的保证能力。开展可靠性工作应分配相应的人员、经费，给予时间保证，将可靠性工作计划纳入装备研制计划，同步实施。

4.2.2 对外协单位和供应单位的可靠性管理

在装备研制过程中，为保证整个系统的可靠性，应明确外协单位和供应单位的可靠性工作要求和监控方式，对其可靠性工作实施有效的监督与控制，督促其全面落实可靠性工作计划，以实现合同规定的各项要求。对转承制方及供应方的监督与控制主要包括以下几方面：

1）在工程研制初期确定转承制方项目及供应方项目清单；

2）根据研制合同规定，以竞争方式从产品性能、可靠性，承制方承研能力，研制经费及进度等方面综合权衡后，确定项目中的转承制方及供应方；

3）在对总体可靠性指标分解后，对转承制方及供应方提出可靠性指标要求及可靠性工作要求，并纳入技术协议、合同中；

4）在项目研制全过程范围内，通过审阅阶段性形成的文件资料、现场检查工作进度、参与其重要研制试验等方式实施有效的监控。

4.2.3 可靠性设计管理

可靠性设计是产品总体工程设计的组成部分，将产品的可靠性要求通过设计落实到产品技术文件和图样中去，实现可靠性目标。

参照相关的标准、手册和产品可靠性要求，并在总结现有工程经验的基础上，制定项目可靠性设计准则。在准则制定执行过程中及时补充完善，将故障发生后采取的相应措施及时汇总到准则中；在该装备研制过程结束后，充实设计准则内容，使可靠性设计准则在不断完善、不断积累中逐步系统化，成为研制部门研制经验结晶、年轻设计师迅速成长的“营养剂”、企业宝贵的技术财富，这是企业经验与知识传承的重要途径。

建立可靠性模型，开展可靠性分配和预计，应用可靠性分析技术，如故障模式影响及危害性分析（failure mode，effects and criticality analysis，FMECA）、故 障 树 分 析（fault tree analysis，FTA）、潜在电路分析、应力分析、容差分析等，评价产品设计是否能满足规定的可靠性指标要求，并为比较和优选产品设计方案提供依据；查找产品潜在的设计缺陷和薄弱环节，提出设计预防和改进措施。

在进行可靠性分析后，通过可靠性设计技术应用，在设计上采取相应的设计补偿措施，提高产品的固有可靠性。

4.2.4 可靠性评审管理

可靠性评审既是可靠性计划的重要内容，又是在研制过程中保证可靠性计划实现的重要手段［8］。通过评审可靠性工作实施情况和有效性，评价设计过程及设计结果是否满足规定的可靠性要求。评审组应由对产品熟悉的可靠性专业人员及同行专家组成，专家组尽可能相对固定，以保证专家能系统了解工作进展，审阅文件资料，提出深层次的意见与建议。评审内容主要包括可靠性工作计划的合理性、适用性、完整性；各阶段可靠性设计、分析、试验、评价，应遵循的准则、规范、标准的明确性；可靠性数据的有效性与真实性；可靠性工作项目执行情况等方面。

4.2.5 可靠性试验管理

在研制阶段，可靠性试验管理包括可靠性试验方案、试验数据处理方法的设计，并制定实施可靠性试验的程序。通过可靠性试验，发现产品在设计、材料和工艺方面的缺陷；确认是否符合可靠性定量要求。可靠性试验包括可靠性研制试验、可靠性鉴定试验和可靠性验收试验，在开展各项可靠性试验同时做好可靠性信息收集工作，为可靠性的评估提供数据支持。

4.2.6 可靠性增长管理

可靠性增长管理要充分利用产品研制过程中各项试验的资源与信息，把有关性能试验与可靠性专项试验均纳入以可靠性增长为目的的综合管理之下，促使产品经济有效地达到预期的可靠性目标。

在工程研制初期，制订可靠性增长管理计划，明确增长管理阶段划分、增长方式、增长模型和增长计划等内容。通过可靠性设计分析工作，可靠性评审方式以及可靠性研制试验等，对各试验暴露出的故障，实施归零闭环管理，实现产品的可靠性增长，对于重要组件，应开展专项的可靠性增长试验。

4.2.7 可靠性信息管理

可靠性信息是进行装备可靠性指标评定的基础。在装备研制初期应建立可靠性数据收集制度，系统化、规范化的收集各阶段可靠性相关信息，为开展质量改进和可靠性增长提供信息支持；为后期装备定型、交付验收等进行可靠性评定及验证提供依据；为装备的改进、改型等提供信息和经验积累［9－10］。

可靠性数据的收集是一项收集过程繁琐、时间跨度较长的工作，各系统／组件设计人员应明确专人负责所承担任务范围内的可靠性数据收集工作，并定期向可靠性系统提交，可靠性数据按统一格式详细记录，并保证数据记录的及时性，避免凭零散记忆整理补记数据而降低了数据的真实性。

4.3 可靠性培训管理

装备研制过程中，可靠性管理工作的开展离不开专业理论的支持，可靠性工程涉及可靠性数学、可靠性物理、可靠性试验等多项专业内容，且与可靠性相关的法规、军用标准类文件多达数十种，只有充分了解可靠性理论，设计人员才能真正将可靠性工程技术应用于设计开发中，因此有必要开展可靠性工程专业知识的教育和培训，使装备研制人员能恰当的应用可靠性方法开展设计，有效提高装备设计的可靠性。

4.4 可靠性工作计算机化管理

可靠性管理工作是个庞大的系统工程，涉及大量的可靠性数字计算与分析，是一个反复迭代的过程，应用计算机软件设计程序化可靠性相关工作，强化可靠性的计算与分析，建立可靠性信息的统一管理平台，是提高可靠性管理水平的重要途径。

5 结 束 语

本文分析研究了装备研制过程中可靠性管理的重要性、目的、方法及内容，在装备研制过程中应用管理学与可靠性工程理论，有效的计划、组织、监督和控制可靠性工作的开展，将会极大地提高装备系统的可靠性。

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［1］郭永基.可靠性工程原理［M］.北京：清华大学出版社，2002：2－10.

［2］陈丹明，傅耘，曾照洋.装备研制的可靠性管理体系探讨［J］.环境技术，2008（6）：23－26.

［3］刘劲军.武器装备的可靠性管理和对策［J］.舰船防化，2006（4）：19－22.

［4］彭苏娥，王蕴辉.质量与可靠性管理［M］.北京：电子工业出版社，2004：1－18.

［5］光昕，李沁.中小型制造类企业的可靠性管理研究［J］.工业工程，2009（6）：5－10.

［6］龚庆祥，赵宇，顾长鸿，等.装备可靠性工程手册［M］.北京：国防工业出版社，2007：36－77.

［7］中国人民解放军总装备部.GJB450A装备可靠性工作通用要求［S］.北京：中国人民解放军总装备部，2004.

［8］郝印涛，杨志东，马文营.八项措施落实可靠性管理［J］.中国电力企业管理，2009（4）：49－51.

［9］高杰.谈机械制造过程的可靠性管理［J］.石油工业技术监督，2009（1）：40－42.

［10］彭瑾，李木易.武器项目的全寿命信息管理研究［J］.战术导弹技术，2010（3）：7－11.