专题十八：可靠性数据管理(二)

专题十八：可靠性数据管理（二）

《制造技术与机床》杂志创刊于1951年，是我国机械工业科技期刊中创刊早、发行量大、影响面广的刊物之一，拥有广泛、专业的读者群体。本刊属中文核心期刊，中国科技论文统计用刊和《中国学术期刊文摘》摘录用期刊。可靠性数据管理（二）

导读

可靠性数据是整个可靠性工程的基础和保障，同时也是可靠性管理体系建立和运行的重点。如何利用先进的数字化手段对可靠性数据进行有效地采集、处理与管理是当前国内企业急需解决的可靠性管理难题。本文首先详细阐述了可靠性数据的分类，然后详细介绍了可靠性数据采集与分析的方法和流程，接着具体分析了可靠性数据管理应遵循的原则和程序，最后以国内某机床企业为例，介绍了可靠性数据库的构建过程和内容，为国内企业如何进行可靠性数据管理提供了一套可行的方法。

3.1.2?可靠性数据采集方法

可靠性数据采集的方法主要包括：直接收集法、调查表法、定期反馈法和可靠性试验法四种。

(1)直接收集法。直接收集企业内部和外部通常已记录的可靠性数据，如企业信息系统里中已保存的各类数据等，该

方法用时最短，可以初步了解企业可靠性现状，但采集到的数据不够全面，不便于进行深入分析。常用数据直接收集表格中的产品故障状况统计表如表2所示。

(2)调查表法。制订可靠性调查表格，分发给与可靠性相关的部门和员工填写，该方法收集到的信息比较全面真实，调查表格制订的好坏是关键，需要有针对性地进行调查。例如，针对采购部门的供应商能力调查表如表3所示。

(3)定期反馈法。企业各部门都有责任采集并定期反馈可靠性数据，该方法是一种较好的长期数据采集方法，但与各部门员工的业务素养和文化程度有直接关系。常用定期数据反馈表格中的售后服务记录表如表4所示。

(4)可靠性试验法。数据从实验室进行的可靠性试验中得到，但试验时间不长时不容易暴露故障，同时采用加速加载试验等方法时需注意试验数据与现实数据相对应的问题，常用可靠性试验表格中的故障记录表如表5所示。

在可靠性数据的采集过程中，由于各种因素的影响，数据丢失现象严重，造成数据不完整和不连续，影响了对数据的分析结果。在采集数据时，应对这些情况进行了解，以便对分析方法和分析结果进行修正。另外，由于数据采集中的人为差错，还需要对采集数据的人员进行培训，加强责任心教育，才能逐步避免犯错误。

3.2?可靠性数据分析

可靠性数据分析是利用工程学、概率论和数理统计等方法，对采集到的可靠性数据进行定量分析，发现产品在可靠性方面的缺陷，评估产品或系统在给定的时间段内无故障地完成规定功能的能力，由此提供的信息，将作为“预防、发现和纠正可靠性设计以及元器件、材料和工艺等方面缺陷”的参考，这是可靠性工程的重点。有计划、有目的地分析产品寿命周期各阶段的数据，发现产品可靠性的薄弱环节，进行产品结构分析、改进设计，可以使产品的质量与可靠性水平不断改进和提高，因此，可靠性数据的分析在可靠性工程中具有重要的地位。

3.2.1?可靠性数据分析方法

可靠性数据分析方法通常分为两类：单元的可靠性数据分析方法和产品系统的可靠性数据分析方法。单元是产品系统的组成部分，是系统的基础，如零部件、功能系统等，要进行系统的数据分析和可靠性评估，首先应进行单元的可靠性数据分析。

(1)单元的可靠性数据分析方法主要包括：经典方法数理统计方法、贝叶斯方法、综合评估方法和某些利用非寿命数据的可靠性评估方法。其中，大样本建议选用经典方法;小样本选用贝叶斯或综合评估方法;结构强度类试验数据则选用非寿命数据的可靠性评估方法。

(2)产品系统可靠性数据分析方法则包括：精确方法、近

似方法、贝叶斯方法和蒙特卡洛方法。其中，精确方法大概有十几种，对系统结构和数据类型有严格要求;工程上一般采用近似方法，如莱文伯格—马夸特(LM)法、修正极大似然(MML)法等;使用贝叶斯方法则需要确定系统参数的先验分

布和后验分布;蒙特卡洛法适用于大型复杂系统的可靠性评估，但该方法并不能增加信息量，且评估结果精度取决于组成系统试验信息的多少。

根据采集到的不同单元和产品系统可靠性数据情况选

择合适的数据分析方法是可靠性数据分析中非常重要的一步。评估单元或产品系统可靠性的数量指标有很多，常见的有故障的影响效果、故障频度、平均故障间隔时间(MTBF)、平均维修时间(MTTR)、固有可用度(Ai)等。

3.2.2?可靠性数据分析流程

可靠性数据分析的一般流程如图2所示。首先，明确产品的可靠性要求，包括可靠性参数和指标;确定产品的定义、组成、功能、任务剖面，明确产品的故障判据和故障统计原则;然后，建立产品各种任务剖面下的可靠性框图和模型;按可靠性试验大纲要求和故障判据、故障统计原则进行试验数据的采集与整理;接着根据数据情况选取合适的可靠性数据分析方法，进行可靠性评估;对评估结果进行分析，并得出相应的结论和建议;最后，完成可靠性数据分析报告，可靠性数据分析报告中一般应包括故障数据的统计分析过程，如用图

表形式表现出来的故障部位、故障数的统计和故障原因的分析等;和可靠性指标的计算分析过程，如平均故障间隔时间(MTBF，也称为平均无故障工作时间)、平均修复时间(MTTR)和固有可用度(Ai);以及由此进一步得出的企业可靠性现状结论等内容。

4?可靠性数据管理

4.1?可靠性数据管理应遵循的原则

可靠性数据的积累是一个长期、艰苦的过程，在此过程中必须对数据信息进行有效的组织和管理。可靠性数据管理应遵循的原则如下：(1)在可能的情况下，可靠性数据推荐使用数据库管理软件进行管理，以便于查询和统计分析。

(2)不同层次企业人员具有不同的可靠性数据使用和管理权限。(3)下层人员定时向上层人员提交可靠性数据;上层人员必须对下层人员提交的数据进行检查认可。(4)必须严格保证可靠性数据的准确性、及时性和完整性，及时剔除失效数据。(5)可靠性数据在所有相关人员检查评审后，任何人不得随意修改。

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