本文作者：彭浦机器厂 富长英
2002年6月，彭浦机器厂成功的签约了历史上最大的一份订单——60台PD320Y型推土机出口南斯拉夫。2001年6月，60台PD320Y型推土机全部验收合格并交付用户使用。在使用过程中，由于推土机质量稳定、运作正常，得到了南斯拉夫用户的一致好评。2002年12月，随着“三包”服务期的顺利结束，“60项目”也划上了圆满句号。本文主要阐述了：(1)：“60项目”前期，如何建立可靠性数据库，分析薄弱环节并采取有效措施加以改进；(2)依据“60项目”三包期可靠性数据，定量评价产品质量，科学、客观的评定了平均无故障时间(MIBF)；(3)成功的绘制出了“60项目”三包期(2000h)内失效率曲线(浴盆曲线)，为今后进一步探讨和开展可靠性奠定了基础。
1 建立可靠性数据库，寻找薄弱环节，并针对性地采取纠正预防措施
PD320Y型推土机是该厂1979年引进日本小松的产品，尽管生产了二十多年，但确切的质量状况如何，此前没有做过全面的分析和统计。
为了摸清PD320Y型推土机的失效模式，产品可靠性管理办公室以前两年PD320Y型推土机售后三包服务纪录为依据(该部分数据尽管离可靠性要求有差距，但在一定程度上还是反映出产品存在的问题)，建立了可靠的数据库，并针对数据库中反映出的质量问题进行了统计分析。
分析中发现，整机在运行过程中泵、阀咬死，液压操纵系统失灵等故障发生频次较高。为查明故障原因，可靠办对三包服务中带回的2只效泵样件进行了检测，并对失效泵情节度状况进行了定量分析。
1.1 监测情况
拆检中发现，齿轮泵内腔及齿轮等零件表面较脏，用白色软纸擦其任何部位均染成黑色，用手指接触零件表面，有如研磨砂感觉。零件表面均匀粘有0.01~0.15mm的大量微粒。同时，两只失效泵的轴与其配合的孔之间磨损严重，其最大间隙已达到了0.4mm左右。
1.2 失效泵清洁度定量分析
PD320Y型推土机清洁度标准为：液压操纵箱1.5mg/100mL；即100mL工作油中，杂志总量不超过1.5mg(烘干法)。而1号失效泵清洁度检测值为36mg/100mL，超标24倍(不包括400目流是的赃物重量)。2号失效泵清洁度检测值为58.9mg/mL，超标39倍。
经上述分析后，结论凸现出来：造成PD320Y型推土机泵、阀咬死，液压操纵系统失灵等故障，其主要原因是液压系统清洁度达不到标准所致。统计数据表明，由于液压系统清洁度问题引发的故障最为突出，占故障总数的39.4%。
PD320Y型推土机故障原因比例图如图1。
面对这一主要矛盾，可靠办立即向厂可靠性管理委员会提交了“关于控制PD320Y推土机液压系统清洁度”的专题报告，并提出了具体的控制建议：①在装配过程中以及试车结束后，增加4刀清洗、滤油工序，以加强对液压系统清洁度的控制。②严格控制进厂原油质量。在此前的分析中，对进厂原油的清洁度进行过检测，结果发现刚进厂的原油清洁度指标就远远达不到要求。
该企业领导对此建议非常重视，及时作了部署。通过全厂职工的共同努力，PD320Y推土机液压系统清洁度得到了有效控制。从“60项目”可靠性数据库统计分析的情况看，整机在运行过程中液压系统清洁度无一项超标，由于清洁度问题引发的故障也没有发生过。
在这一过程中，也充分显示了建立可靠性数据库以及数据收集、分析的重要性。
2 以“60项目”为契机，广泛收集产品可靠性数据，对产品做出可靠性评价。
随着市场竞争的日益激烈，很多企业已逐步地认识到，对产品进行可靠性探讨以及可靠性标准的评价，不仅是市场对企业的要求，同时也是企业自身发展和树立品牌形象的需要。但多年来，由于没有完整、准确的数据资料，这方面工作一直未能进行。
收集可靠性数据，一般有二种途径：一是做可靠性试验。但对推土机这样的复杂系统而言，做实验会受到几方面的限制：(1)试验是在模拟工况下进行的，由于同实际作业环境有所差异，往往其失效(故障)模式及其发生的频率也有所不同；(2)做实验不仅时间长，同时还要花费大量的人力、物力和财力，对困难企业来讲很难实现；(3)由于受多方面因素的限制，试验样本量往往不大，对评价结果的准确性有一定影响。二是从实际使用的现场去收集(也可将其视为现场试验)。这是一个非常好的途径，它不但省钱、省力，同时还能获得在真实工况下的数据。
“60项目”的签约成功，为广泛收集实际使用的现场数据提供了条件。为了保证数据的真实准确性以及评价结果的可信度，在数据的收集与处理的过程中，重点考虑了几个环节。
(1)派维修小组常往南斯拉夫，“三包”期内实行跟踪服务。
(2)建立用户档案，对整机在运行过程中发生的所有问题由专人一一记录在案，并输入机算机进行管理(建立可靠性数据库)。
(3)在对数据处理的过程中，首先根据故障性质、故障后果造成的危害程度以及排除故障的难易程度对故障进行判定和筛选，对轻度故障、误用故障等予以剔除。
2.1 定量评价产品可靠性指标(MTBF)
“60项目”三包服务器为2000h。借鉴行业标准中MTBF的评定方法，可以将该部分可靠性数据视为2000h鼎世界位地实用试验数据来处理。
“60项目”可靠性指标MTBF评定如下：
(1)平均无故障时间(MTBF)计算公式；
式中：n——试验台数
T——试验时间
r——所有试验样机发生故障次数总和
(2)对应公式(1)，“60项目”的相关数据如下：
试验台数(n)为60台，
试验时间(T)为2000h，
故障次数总和(r)为409次(剔除轻度、误用等故障)。
(3)计算结果：MTBF=293(h)
(4)行业标准：(JB/T50021-1994)
MTBF>330h为优等品
MTBF>250h为一等品
MTBF>150h为合格品
(5)评价结果：PD320Y型推土机可靠性指标MTBF为293h，达到了行业一等品标准。(1999年该产品的平均无故障时间仅为200h左右。)
2.2 绘制失效率曲线
(1)失效率定义：失效率为工作到某一时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。一般计为λ，它是时间t的函数。
平均失效率的观测值，对于不可修复的产品是指在一个规定的时期内失效数与累计工作时间纸币。对于可修复的产品是指它的使用寿命期内的某个观测期间一个或多个产品的故障发生次数与累计工作时间之比。
(2)平均失效率的观测值公式：
式中：r—在规定时间内的故障(失效)数
N—观测的总件数
△t—观测的时间间隔
(3)在“60项目”数据处理过程中，将“三包”期2000h平均分为4个观测间隔，即每50h为一个时间间隔。具体数据见表1。
(4)依据表1数据，以时间t为横坐标，以平均失效率λ为纵坐标，绘制失效率曲线图见图2。
(5)失效率曲线初步探讨
①该曲线基本符合和反映了机械产品失效率曲线(浴盆曲线)走势。但是，该曲线不是产品整个寿命期失效率曲线的全部，因为该曲线中还未出现失效率急剧上升阶段，也就是说，产品经过2000h运行后，还未进入损耗失效期。
②从图中可以看出，产品在偶然的失效期内曲线波动较大，说明产品质量不够稳定。针对曲线波峰所对应的故障，就是今后可靠性工作重点要研究和解决的问题。
③产品“三包期”的长短，直接关系到用户和企业双方的利益，为此，它一直是用户和企业都十分关注的指标之一。但过去由于缺乏对产品寿命特征的研究，因此，在指定产品的“三包期”时，往往是凭经验或“毛估计”。该曲线的成功绘制，为何力指定产品的“三包期”提供了理论依据。
④为了降低产品出厂后的故障率(失效率)，很多产品在出场前都进行厂内试车或试运转，以消除早期故障。但厂内试车(试运转)多少时间比较合适，使其既能消除早期故障，又不浪费更多的人力、物力？从该图中可以找到答案，图中早期失效期对应的拐点时间就是最合理的试车(试运转)时间。
3 结束语
近年来，随着市场经济的不断深入，市场竞争日益激烈，用户对产品的可靠性要求也越来越高。一个企业能够在激烈的市场竞争中取胜，关键还是取决于产品可靠性水平的高低。
提高产品可靠性是一项长期而艰巨的工作，需要企业领导的高度重视和全体员工的积极参与。同时，可靠性又是一门科学，具有一套完整的理论基础，须在理论指导时间的过程中不断的探讨和研究。
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