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运用可靠性基本理论分析
运用可靠性基本理论分析：
我国目前汽车可靠性的现状及如何进一步提高国产汽车的可靠性
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2012-3-12
新华社北京１月１１日电（记者张毅）中国汽车工业协会１１日发布２００９年国产汽车产销统计。
去年国产汽车产销突破１３００万辆，同比增长创历年最高，乘用车产销首次超过１０００万辆，商用车总体呈良好表现。
２００９年汽车工业的迅猛发展，使我国成为世界第一汽车生产和消费国。
统计显示，２００９年，国产汽车产销１３７９．１万辆和１３６４．４８万辆，同比增长４８．３０％和４６．１５％。
乘用车产销１０３８．３８万辆和１０３３．１３万辆，同比增长５４．１１％和５２．９３％；商用车产销３４０．７２万辆和３３１．３５万辆，同比增长３３．０２％和２８．３９％。
汽车工业作为国民经济的支柱产业发展迅速。
从另一方面来看，汽车的数量是大了，但汽车产品质量较低，且多数车型为全套引进的，无自己的知识产权品牌，全员劳动生产率与世界发达国家也无法相提并论，至少存在10~20年的差距。
如何应对加入世界贸易组织的挑战，尽快创出具有自己知识产权的民族品牌，提高产品竞争力，就成为摆在汽车行业科技土作者面前的紧迫课题。
汽车在市场竞争中的地位取决于汽车质量，而可靠性是衡量汽车质量的重要指标。
国内汽车产品缺乏国际市场的竞争力，无疑与国内汽车行业应用可靠性技术的现状有直接的关系。
说中国汽车企业不重视汽车可靠性，似乎不大公允。
因为他们也投入了不少的人力、物力、财力在一项项质量整改运动中。
但这里面有很多问题：
重视，重视到什么程度？
在面临效率和可靠性的两难选择时作何选择？
在市场严峻的竞争中，火急火燎地推出新车型，追赶研发进度时，是否会不自觉地牺牲产品的可靠性？
可靠性工作的方法到底对不对？
可靠性是事前预防还是事后救火？
可靠性是设计部门的职责还是质量部门的职责？
种种都是企业绕不开的问题，但现实是，他们根本不去多想。
全面系统地分析我国汽车行业可靠性技术应用现状，找出问题，对症下药，对从根本上提高国产汽车质量，对汽车工业应对入世考验具有十分重要的现实意义。
一、汽车行业可靠性技术的应用现状
1.可靠性技术的应用
可靠性技术是一门综合性工程技术，它贯穿于产品的设计、制造、试验、销售及售后服务等各个环节，下面简要概述一下我国汽车行业可靠性技术在几个环节的应用情况。
1）设计阶段
在可靠性技术循环中，产品的开发设计是质量工作的首要环节。
如果产品在设计上存在严重缺陷，其质量就失去了基础。
我国汽车行业在产品设计阶段可靠性技术的应用具有以下特点:
（1）先进的技术逐步应用于新产品的开发。
近年来，我国汽车行业在产品设计方面技术取得了很大的进步和发展，先进的技术逐步应用于新产品的开发。
1991年，国家重点科技攻关项目课题“建立汽车计算机辅助设计、辅助制造系统”（汽车CAD/CAM）通过国家验收，并开始应用于产品设计和制造。
如东风汽车公司应用CAD/CAM系统开发生产了发动机水套和连杆模具、EQ153驾驶室，又如第一汽车集团开发了FK驾驶室车门。
产品开发采用汽车CAD/CAM系统，在新产品投入试制前加入性能预估和结构分析，可提高产品设计阶段的可信度，减少产品定型的反复试制、试验次数，缩短了产品开发周期。
另外，有些大型企业在汽车设计阶段还经常采用有限元分析（FEA），保证了产品的质量，增强了汽车的开发能力。
（2）传统的经验设计模式仍占相当比例。
可靠性设计是个广义的概念，它包括可靠性目标值的确定、可靠度分配、可靠性预测、设计、优化等。
但这些理论在我国汽车行业产品设计中还没有得到实际应用，多年来我们一直采用传统的经验设计模式。
随着科学技术的发展，国外的汽车正向轻型化、重型化方向发展，而我国汽车产品与国外产品相比，轻的不轻，重的不重。
从理论上讲，各零部件及总成的安全系数稍大于1即可，但这并不会被大多数用户认可或接受。
为了适应市场的需求，为了满足用户非法超载的需要，设计部门只好按经验设计使用较大的安全系数。
此外，我国汽车原材料与国外相比，其质量明显落后，这也是影响安全系数的一种因素。
2）制造阶段
我国汽车行业在制造阶段可靠性技术的应用现状具有以下特点:
（1）新工艺、新技术推动汽车制造水平迅速提高。
近年来，各企业在产品升级换代而进行的技术改造和高起点建设的轿车生产基地及相应的零部件生产过程中，广泛采用了大量的新工艺、新技术，推动了我国汽车工业制造技术水平的提高。
一些以前仅是少数点上采用的新工艺，现在被普遍采用，而一些具有世界先进水平的制造技术也引入到我国汽车生产过程中。
新工艺、新技术的采用与推广，不但使产品质量和精度得到提高，也提高了生产效率，降低了生产成本。
（2）具有当代先进水平的新设备在生产线上采用。
近年来新建和经过技术改造的汽车生产企业，除了广泛采用各种新工艺、新技术外，还采用了一大批效率高、精度高、自动化程度高的新设备，实现了装备水平的更新换代。
这主要表现在，新建和经过技术改造的企业，自动化程度都有很大提高，以前自动化程度较低的工种和工序，如铸造、锻造、冲压、焊接等，都采用了各种类型的自动生产线、机器人、机械手和自动控制系统;新建立的机械加工自动线，已较普遍地采用了自动检测，故障自动诊断及事故自动报警，自动化程度进一步提高:
输送过程自动化也得到发展，各种形式的自动输送装置，包括空中和地面的积放式输送链、自动电轨悬挂小车、各种形式的机动辊道和期货形式的自动输送系统已越来越多地应用于汽车生产过程中。
另外，设备数控化比例也不断提高，这是我国汽车制造技术装备水平提高的另一标志。
总之，由于具有先进水平的新设备在生产线上的应用，不但保证了生产过程的连续性和均衡性，保证了产品精度，改善了劳动条件和环境，而且也使工件在输送过程中的磕碰大为减少，与自动及半自动的生产设备相连，使整个生产过程形成一个有机的整体。
3）售后服务阶段
我国汽车行业在售后服务阶段可靠性技术的应用具有以下特点:
（1）各企业相继建立了自己的服务体系。
用户心目中的优质品牌才是真正的优质产品。
许多工厂己经认识到了这一点，相继建立了自己完善的服务体系。
国际汽车市场竞争日趋激烈，各汽车公司竞相采取措施扩大其市场份额。
满足用户的需求，提高售后服务质量，成为提高市场竞争力的主要措施之一。
（2）虽然售后服务已引起了社会的普遍重视，但还有一些企业并没有把售后服务工作提高到应有的地位上来，甚至对用户反馈的信息不予理睬;且大部分厂家把售后服务的重点放在了维修上，根本不进行故障分析和维修性评价，这就影响了售后服务部门对设计、制造部门反馈可靠性信息，使产品质量的提高相当缓慢。
2.国家对汽车产品质量的控制
我国国产汽车产品质量落后的现状早己引起国家有关部门的重视，各企业和政府有关部门也积极采取有效措施，对国产汽车产品从零部件、总成到整车的质量加严格控制，以求达到从根本上来提高国产汽车产品的质量。
其中最重要的一种手段就是对汽车产品进行可靠性试验，从中找出影响国产汽车产品质量的主要因素。
从八十年代开始，由国家统一对国产汽车产品进行质量监督可靠性试验，并且规定了明确的标准，这充分说明了国家对国产汽车产品质量的重视。
近二十年在这方面取得了很大的成绩。
从1983年到1984年，汽车行业组织了空前规模的汽车可靠性试验，试车数为53台，试验总里程为36万km。
结合可靠性试验开展了以“汽车可靠性考核与试验方法研究”为中心的科学研究活动，取得了许多可喜的成果:
（1）初步摸清了国产汽车可靠性状况，当时国产汽车的MTBF仅为500~IOO0km，问题十分严重。
同时也发现另一个突出的问题是早期故障率高，在2500km之前，故障很多，究其原因，90%是属于生产管理中的原因。
已投产多年的车型与新开发的车型在进入稳定期后，也暴露出许多设计问题。
其中，固有可靠性问题是影响产品可靠性的最根本问题，协作件的故障也十分突出。
（2）试验研究结果引起汽车企业领导的高度重视，第一汽车厂、第二汽车厂等骨干企业发动了大规模的质量攻关活动。
汽车早期可靠性有了明显的改善妇仔7砰，成倍增长。
（3）在汽车行业开始普及可靠性知识。
一是汽车行业质量系统举办了可靠性学习班。
二是把可靠性评价方法列入“汽车产品质量评定方法”（即所谓“蓝皮书”）中，在全行业贯彻执行。
三是在汽车工程学会中成立了可靠性专业委员会，开始了可靠性的学术交流活动，发表了多篇汽车可靠性方面的文章、著译作。
1985年以后，汽车可靠性活动继续在汽车行业各企事业深入开展。
中国汽车工业公司通过质量监督检验，继续对骨干企业汽车产品可靠性进行考核。
1988年在海南汽车试验场组织了四个轻型汽车骨干厂的25O00km可靠性试验。
同时，根据原国家机械委“关于公布机械工业第二批限期达到可靠性指标的产品的通告”要求，中国汽车工业联合会对包括上述四个轻型车产品在内的12种汽车产品进行了可靠性考核〔的。
进入90年代，每年均由机械工业部组织对整车产品质量进行监督检验。
1997年，原机械工业部又发布了“汽车整车产品质量检验评定方法”（即“白皮书”），“白皮书”对“蓝皮书”的一些缺陷进行了修正，如①“蓝皮书”中原评定方法的评价体系是按各项目得分方法进行评定的，基本上是每项有固定分数，扣完为止，这样就可能出现整车某一项（如防雨密封性）出现许多质量问题，但整车仍是合格品，甚至是一等品（因防雨密封性仅占5分）;而“白皮书”中的新评定方法的评价体系是按扣分方法进行评定的，其中安全环保项是强制项目，即安全环保项目中的一项不合格，则产品不合格。
②可靠性行驶检验里程由原评定方法规定的25O0km增至1500Okm。
③故障的分类原则也有所变动，部分四类故障己划归三类故障。
总而言之。
新的评定方法比原评定方法要严格。
经过十几年的努力，国产汽车产品的可靠性水平逐年提高，以客车为例，1986年，其无故障间隔里程为1146km，到1997年，轻微型客车增至2453km，中型客车增至4286km（从本文所调研的数据所得）。
这些成绩是我国汽车行业对汽车可靠性认识深化的结果，也是全体汽车行业工作者共同努力的结果。
3存在的问题
国家己对国产汽车产品质量的检验有了明确的方法和标准，但对我国国产汽车产品从整体上来进行综合评价这方面存在欠缺。
“白皮书”中规定，对整车可靠性的评价是通过计算简单的可靠性指标来评价样车的可靠性水平，而在可靠性数据的综合利用方面尚处于空白阶段，宝贵的试验数据无法体现其应有的价值。
1）针对汽车产品质量监督可靠性试验，尚无完整的数据维护系统
目前，国家主管部门对汽车产品质量监督可靠性试验的数据存储只对某一单一车型的数据进行简单的维护，缺少对所有汽车产品进行统一管理维护的系统，这就无法对可靠性试验数据进行综合利用。
2）针对汽车产品质量监督可靠性试验，尚无科学的数据处理手段。
众所周知，可靠性试验持续时间长，费用高，试验结果隐含着许多有价值的质量信息。
而我国汽车产品质量监督检验机构仅仅根据“白皮书”的要求，对样车的可靠性指标进行简单的计算，根据计算结果判断合格与否，不对可靠性试验数据进行更深层次的分析处理，这就无法从整体上评价国产汽车的可靠性水平。
因未对国产汽车的故障进行统计分析，得不到其故障规律，无法反映试验数据中隐含的质量信息，所以无法从根本上提高国产汽车产品的质量。
二、可靠性理论基础
1.汽车的寿命指标
汽车的寿命指标有很多，下面分别介绍平均寿命、中位寿命、特征寿命、可靠寿命及额定寿命几种重要的寿命指标。
（1）汽车的平均寿命
在寿命指标中，最常见的就是平均寿命。
汽车的平均寿命一般指平均无故障工作时间（或里程、循环次数）。
（2）汽车的中位寿命
（3）汽车的特征寿命
汽车的特征寿命，是指汽车的累积故障率为63.2的状况下，汽车行驶的里程（或时间）。
（4）汽车的可靠寿命
可靠度等于给定值R的时间t、或里程寿称为可靠寿命。
（5）汽车的额定寿命
汽车的额定寿命，指汽车的累积故障率为10%，可靠度为90%时，汽车的行驶里程（或时间）。
三、提高国产汽车可靠性的对策
根据汽车行业应用可靠性技术现状，结合1997~1998年部分国产汽车的故障规律和故障统计，对国产汽车质量上存在的问题和影响国产汽车可靠性的因素概括如下。
（1）从对客车、货车、轿车的子系统故障进行的统计看，国产汽车质量上的问题主要表现在发动机和电气系统出现故障较多，某些车型的悬架可靠性也很低，这影响了整车的可靠性;制动系和转向系出现的故障较少，质量一般是可靠的。
（2）从对客车、货车、轿车的故障模式进行的统计看，渗漏、松脱（动）是国产汽车主要出现的问题，导致整车发生m类以上故障的断裂现象存在，且碎裂、开裂、裂纹也占相当的比例。
（3）根据前几章的分析结果和我国汽车行业可靠性技术的应用现状，总结出影响国产汽车可靠性的主要因素如下:
①汽车设计过程中，经验设计一直占主导地位，可靠性设计没有得到重视;
②汽车设计过程中，可靠性管理没有得到应用，设计评审没有按正规程序进行;
③汽车行业的工人、技术人员及领导对可靠性知识了解甚少;
④原材料性能差;
⑤制造加工工艺精度达不到要求:
⑥配套零部件质量不过关;
⑦装配质量控制不严;
⑧装配工人素质低;
⑨装配检验不过关;
⑩对用户反馈的信息缺乏系统的故障分析、维修性分析。
通过对影响汽车可靠性主要因素的分析，本章提出了提高国产汽车可靠性的对策，以供政府决策部门参考。
1.设计阶段
1）充分认识可靠性在产品开发、新产品设计中的重要地位，正确处理可靠性与产品性能、功能，与产品先进性的关系。
面对一项新产品的开发和设计，众多的企业和设计人员都十分重视新产品的技术性能先进、使用功能齐全，较多的考虑采用新技术、新材料、新工艺，从而提高新产品的质量和市场竞争力，这无可非议。
但在追求高技术性能和产品结构先进属的同时，必须立足于产品的可靠性，让用户对产品的可靠性、耐久性、安全性放心。
否则，“不可靠”的产品，给用户造成很多麻烦、困难、损失，甚至造成人身安全事故，将失去用户，甚至付出法律责任。
所以建立可靠性第一的设计概念，坚持可靠性设计是汽车设计必须遵循的首要原则。
2）设计部门大力普及可靠性知识。
我国汽车质量落后的主要原因之一就是一直采用经验设计，可靠性设计并没有得到应用。
因此，强化设计人员的可靠性技术培训十分重要。
使设计人员熟练掌握可靠性的理论知识，并能够做到学以致用，把可靠性技术运用到汽车产品的设计中去;对汽车进行可靠性及维修性设计，从而保证汽车具有一定的固有可靠度。
3）加强设计阶段的可靠性管理及评审工作汇。
据调查，可靠性评审工作在企业中名存实亡，这可以说是产品设计阶段的一大失误。
可靠性评审工作是产品具有良好的可靠性的首要保证，也是汽车专家对新产品的一种肯定，因此，在产品开发过程中进行多元多次的质量评审是必不可少的。
在设计方案提出后，样车试制、试验及新产品投产后都要有专家进行可靠性评审，随时监督汽车产品的质量管理。
4）对售后服务部门反馈的信息进行故障分析，应用到设计中去，从而提高设计可靠性。
2.制造及试验阶段
1）采取切实措施，提高配套零部件的可靠性。
整个汽车系统是由零部件组成的，因此零部件的质量肯定影响到汽车整车的质量。
要保证配套零部件的质量，必须由主机厂和配套厂家配合工作，主机厂一定不能忽视配套厂家的作用。
在新产品开发设计阶段广泛吸收配套厂家的技术人员参与主机厂的设计、研制、试制，还要组织配套厂家的领导、主要产品制造人员，深入现场掌握配套零部件的安装位置、使用条件与装配工艺等，使之明确该产品具体技术性能要求和使用环境、安装要求。
然后择优选择开发研制能力强、制造系统相适应的配套厂家，负责零部件的开发设计工作。
对配套厂开发试制出来的产品，不仅要系统地进行室内试验与检测，还要在主机台架上试验和整车道路上试验上进行考核、试验。
目的是通过反复多次的考核，找到影响可靠性的故障源，在产品定型之前消除所有的故障源。
对配套厂家进行严格、认真的货源鉴定，也是完成生产技术准备的重要措施。
不过货源鉴定的重点亦应该围绕提高产品可靠性。
2）加强对装配工人的培训，保证装配质量。
要保证整机的可靠性，装配质量是不容忽视的。
在影响质量的“人、机、料、法、环”五大因素中，人的因素对装配质量具有特别重要的作用。
只有技术熟练、经验丰富、责任心强的装配工人才能保证良好的装配质量。
因此加强对装配工人的技术培训和思想教育是首先要做的工作。
装配工人应该熟悉自己所装产品的结构和性能，了解它的工作原理和每个零件所起的作用，掌握正确的装配工艺，具有装配工作的丰富经验和良好的职业道德，这就是我们培训教育的目标。
应该看到装配工作的很多经验只能通过人的感官体验在实践中积累，只能意会而无法言传，也很难用文字规定在工艺文件中，但却对装配质量起着很大的影响。
国外企业都把这样的经验看作是企业的宝贵财富。
我们在培训教育过程中也要注意引导装配工人自觉地积累、总结和传授这样的经验。
3）采用先进冶炼技术，提高原材料的性能。
从对影响汽车可靠性因素进行的分析看，材料的性能差占相当大的比例，因此，要想解决这个问题，必须从根本上来考虑，保证在加工过程中原材料不变形，在制造过程中无砂眼、无裂纹等隐患，在使用过程中尽量避免被腐蚀和锈蚀。
4）采用先进的设备和加工工艺，提高加工精度〔川。
加工精度影响到装配质量和密封性能，采用先进设备和加工工艺，提高加工精度，将大大提高汽车的可靠性。
世界上先进的设备正向高自动化、数控化方向发展，引进先进的设备，逐步取代我国过时的陈旧设备，这不但能提高加工精度，保证产品的可靠性，还能降低工人的劳动强度。
5）认真对待售后服务部门反馈的信息，找出并分析因制造而导致的故障，并采取
有效措施，改进加工质量。
6）加强装配过程中的检验工作。
强调以预防为主，并不是完全排斥检验。
相反，要研究合理而科学的检验方法，充实必要的检验手段，以加强检验工作。
采用电子技术等先进方法，研制出一些能帮助我们发现装配中的细微缺陷和隐患的检测装置，以杜绝装配质量不良的产品出厂，应当成为我们努力的方向。
目前在检验手段尚不完备的情况下，更要注意在装配过程中的适时检验，特别是一些重要的装配工序之后要立即检验。
承担这些任务的人员在很大程度上也要做装配工作，因此习惯上称他们为“复验工”。
复验要纳入装配工艺文件，并且承担质量责任。
7）定期抽查，进行可靠性试验。
通过可靠性试验能发现汽车产品存在的质量问题。
.及时把与质量有关的问题反馈到制造部门，或是改进装配质量。
同时要加强制造过程中的质量评审工作。
8）加强每年一次的全行业汽车产品质量监督检验工作，并对检验标准进行深入研究，使其逐步合理化。
针对目前的国情，这是对汽车质量进行监督的唯一有效手段。
我国已经入世，根据要求，国家对汽车工业保护期（到2006年）结束后，汽车产品必须通过质量认证，然后完全由市场去评判，优胜劣汰。
3售后服务阶段
1）重视汽车产品质量用户评价。
目前，从国家及地方的质量检验及可靠性试验中可以得到一些信息，但这些信息有一定的局限性，受到试验里程和抽样数的限制，且这些试验数据中产品质量的内在成分所占比重并不很大，所以难以全面、具体地反映出产品的真实质量，而用户评价调查车辆数多，里程也较长，且可根据需要来搜集信息，从而可得到许多关于产品质量和售后服务质量等方面的信息，加上各类试验信息，即可为产品改进设计和提高质量提供依据。
因此，用户评价调查对产品质量的提高具有极其重要的意义。
对用户反馈的信息进行处理及统计分析，找出存在的问题，从而为设计、试制和生产等部门提供改进依据，以提高产品的质量。
2）建立汽车质量用户信息反馈网。
加快信息的反馈，长保证信息的准确性。
同时，还应该发挥行业质量监督检验机构的作用，与交通运输部门合作，组织建立全行业的用户质量信息网，广泛搜集汽车使用的质量、可靠性信息。
进行科学的分析、整理，为工厂提供信息服务，同时也实行更有效的质量监督。
3）建立故障分析和信息反馈制度。
本文所建立的整车可靠性数据库和数据分析处理软件具有通用性。
将其完善后向行业推广，用于售后服务阶段对汽车运行故障规律的统计、分析和处理，使故障分析工作落在实处，切实为提高汽车的设计和制造质量提供依据。
4）应由汽车售后服务机构定期进行维修性评价，为进行维修性设计提供保证。
5）重视对驾驶员的培训。
保证汽车有比较长的使用寿命，首先驾驶员要合理地使用汽车，这要求驾驶员必须了解车辆的性能。
因此，厂家或有关销售部门要定期向驾驶员进行讲解有关产品的知识。
使驾驶员对产品的性能、维护措施及使用中注意的总是有所了解。
此外，应将可靠性管理工作纳入汽车设计、制造、试验、使用、维修的全过程，切实加强每个环节的可靠性管理工作，为实现、利用、保持汽车的可靠性提供管理保障。
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