om-可靠性与维护课件

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1、,可靠性与维护,不恰当的设计：戴姆勒-奔驰公司的案例 1997年11月，A型小车获得了德国一家报社评选的“黄金车轮”大奖，但该汽车在ELK测试（65公里/小时的速度做两个急转弯）中翻车，研发费25亿德国马克。承诺换轮胎，并归咎于固特异（Goodyear），许诺收回售出车辆，并免费安装驱动控制的电子元件，11月11日10万订单的2%取消，公司承认该车型在极端情况下是不安全的，建议用新车型，该车型将降低车身高度，提高轴承的稳定性，并要求轮胎的抓地性更好。重新设计费3亿多德国马克（约1.75亿美元）。 一个月后，再遇窘境，被迫推迟其双座轻便汽车的销售计划。原因是该汽车再一次在ELK测试中失败，在随后

2、的质量检查中发现了一些技术问题，其中一些与供应商提供的部件有关。公司CEO下令延迟6个月生产，加宽底盘，降低重心，并重新改进生产线，更换5000个部件。耗费约3亿德国马克（约1.691亿美元）。,意想不到的事,不恰当的维护：美国航空公司的案例 1979年5月25日，美国航空公司N110AA航班的麦道DC-10飞机从芝加哥飞往洛杉矶，在从俄亥俄机场起飞仅仅31秒后，发动机便从机翼上脱落，而飞机的左翼撞到地面上，立刻化为一团火球，279名乘客和机组人员全部遇难。另外，地面还有两人丧生。原因为连接机翼与发动机的一个螺钉折断脱落。该螺钉的非正常状态没能在安全维护中被察觉。 1979年6月6日，美国联邦

3、航空局（FAA）收回了270架麦道DC-10飞机的许可证，其中58架属于欧洲航空公司。航班取消，损失数百万美元，大量的诉讼赔偿。 6月12日欧洲航空公司在法国斯特拉斯堡会议上决定采用自己修订过的飞机维护计划，6月18日瑞士苏黎士投票通过允许DC-10飞机飞行。而FAA拒绝允许欧洲飞机飞越其领空，美国的138架DC-10被禁飞，直到1979年7月13日，FAA才迫于压力和多方调查结果解禁。 经常出现错误以及较差的维护计划，使乘客转而喜欢波音747飞机麦道商用飞机份额下降、DC-10停产、商用飞机制造厂关闭，1997年被波音收购。,意想不到的事,可靠性：就是人们对一种产品、生产过程、售后服务及工作

4、团队或个人在预期条件下，没有错误、故障或不停止运行状态下产生的一种信任。 连续系统中的组成部分及其可靠性,可靠性,R1 、 R 2 等表示单个组件的可靠性。假设组件间相互独立，且每个组件的可靠性与其他组件无关。,两个组件：R1 =99%， R 2 =95%，则系统的可靠性：Rs =R1 R2 =94.05% 多个组件：R总是小于1。 相同的可靠性： Rs =Rn,可靠性,系统中组件数量的增加及其可靠性的变化,n= 500,n= 250,n= 100,n= 50,n= 10,n= 5,n= 1,平行或备用系统 医院、银行、飞机、人体 例：1998年3月4日星期三正遭受着12天停电的新西兰奥克兰市

5、中心的商业活动和居民得到更坏的消息停电将要持续10多个星期。商人们估计他们每星期要损失6000万美元。四条电缆被热浪摧毁，两条修理失败，新铺设需10周时间。没备用系统。 备用系统提高系统的可靠性 Rs =1-（1-R1）（1-R2） （1-R3） （1-Rn） 两个组件的系统 Rs =1-（1-0.99）（1-0.95） =0.9995 多个组件的系统：FAA要求飞机在水面上飞行1小时以上备3个发动机，直到最近才允许商用机备两个（不必要的成本、可靠性好） Rs =1-（1-R1）（1-R2） （1-R3） （1-Rn） 相同的可靠性 Rs =1-（1-R）n,可靠性,系统的可靠性 ( ),%,

6、备用系统=3（4个部件）,备用系统=2（3个部件）,备用系统=1（2个部件）,备用系统=0（1个部件）,可靠性,可靠性,差错率 是对产品可靠性的一种度量。 可以用所有测试的产品中出现失败的数量来反映，可以百分率 表示 差错率（%）=测试中失败的产品数量/参加测试的产品总数量 另外，差错率还可以表示为某一特定时期内的差错次数 差错率（N）=失败的产品数量/运作时间内的工时数 两次差错间的平均时间（MTBF）等于差错率的倒数 MTBF=1/差错率（N）=运作时间内的工时数/失败的产品数量 寿命期差错率 责任与供应链 链上各成员都“尽力而为”地承担责任 全球解决 “千年虫”问题费用高达6000亿美元

7、（60年代）,可靠性,防止不经意的差错(Poka Yoke) Shigeo Shingo 新乡重夫提出，主要是为了防止在产品、过程、服务或环境中出现差错，在避免错误的同时保持其质量。 它基于这样一种假设：每个人都会犯错误，人们偶尔会做些错事。 直径不同：无铅汽油汽车的油箱输油口的直径比一般的要小 引导槽：汽车灯装配 可选择配件：型号不同可防止120 V的插头插在240V电源插座 相反的开门方向：汽车车门 几何形状：容器的盖是圆形而不是方形 装配作业：红绿容器对应左右手边上的配件 先进先出：两条传送带轮流工作,实例：盥洗系统,概况 波音对747大型飞机的盥洗设施进行测试。 该型号飞机平均飞行时间

8、为11小时 12个盥洗设施50小时测试 一个在20 小时后出现问题，一个在25小时后出现问题，另外一个在45小时后出现问题 问题 差错率百分比FR(%) 一段时间内的差错数量FR(N) 差错之间的平均间隔时间 747飞机每个航班过程中的差错估计,实例：盥洗系统,解决方案 FR(%)=3/12=25% 一段时间内的差错数计算： 总的运营时间=12*50=600小时 三个出错的系统的未运行时间为30+25+5=60小时，实际运营时间600-60=540小时 运营中的差错率=3/540=0.005 556 差错率之间的平均间隔时间为：1/0.005 556=180小时 每次航班过程中的估计差错数=1

9、1*0.005 556=0.061 11次,故障模式、影响及危害度分析(Failure Mode Effect and Criticality Analysis)，简称FMECA。,故障模式、影响及危害度分析（FMECA）是指对产品设计、生产制造作业或者销售网络进行详细研究，以确定对于各种不同的差错模式来说，哪些特征是重要的。 20世纪50年代产生于美国，尤其是用于提高军事装备和航空器材的可靠性，NASA(美国航天局)将其用于太空计划。,故障模式、影响及危害度分析(Failure Mode Effect and Criticality Analysis)，简称FMECA。,FMECA分析的要素

10、 FMECA分析包括三个主要的研究领域，差错模式、差错带来的影响以及差错的危险性分析。 可用于规划、设计、开发、生产或者最终使用等任何一个阶段。 FMECA的目标是防止差错，更多用于设计阶段。 1986年1月28日发射的“挑战者号”7名宇航员,故障模式、影响及危害度分析(Failure Mode Effect and Criticality Analysis)，简称FMECA。,1 差错模式分析 对产品或过程的操作进行分析，以检查差错最容易在什么地方以什么样的模式发生，包括环境条件的描述、所包含的各个组件、时间要素以及所在的位置等。,2 差错的影响分析 研究潜在差错对整个产品、服务或相关要素的

11、工作情况带来的最可能的影响。,3 差错的危害性分析 通过对产品或服务的潜在差错进行检查，确定这些差错的重要性和危险性。这种危险性通常包括消费者抱怨、工作绩效下降、工厂的暂时停工、安全问题或者带来的环境污染在内等,故障模式、影响及危害度分析(Failure Mode Effect and Criticality Analysis)，简称FMECA。,FMECA分析的程序主要步骤 在某个产品或过程中，首先确定作业系统中的所有配件和部件。 对系统中每个组件和配件可能出现的差错模式进行分析，并列出详细的表格。 分析每种差错模式的所有可能原因。 按下列标准为每个差错的出现指定一个数值 P，每个差错模式发

12、生的可能性 S，差错的严重性或危险性 D，在产品或服务被顾客使用前就发现错误的困难程度。,故障模式、影响及危害度分析(Failure Mode Effect and Criticality Analysis)，简称FMECA。,FMECA分析的程序主要步骤 例如，用1-10表示，1表示低或者容易，10表示高或者难。下表是反映汽车液压刹车系统的差错分析数值。 对于每一个可能的差错模式，首先要确定产品P*S*D的值，作为差错风险的危害性指数或风险的优先级数值（RPN）。最大值（最高优先级)为1000，最小值（最低优先级）为1，本例中为90。该指数表示在防止差错的研究中每一个差错模式的相对优先级。,

13、故障模式、影响及危害度分析(Failure Mode Effect and Criticality Analysis)，简称FMECA。,FMECA分析的程序主要步骤（续） 确定避免差错问题的必要手段措施，并确定对该手段措施负责的相关部门。 按照RPN值对差错进行排序，其目的是可以依据可用资源依次采取必要的手段措施。 在医药行业的实际应用 某种非处方药的配方中需要考虑的某些要素选择 注意：由于RPN值是由三个值相乘得到的，在实际工作中，如果S值很大，那么D的取值往往是很小的。,某种非处方药的FMECA,维护,涵义 维护包括监控、检查、调整、修理等必须做的所有工作，以保证机器、设备、装备或运输车

14、辆进入或保持适当的工作秩序。 维护程序包括紧急维护、简单的预防性维护以及更复杂的管理性预防性维护（TPM或RCM）。 紧急维护 即故障紧急维护，在故障发生后修理机器或设备。 家用设备：洗衣机、电视机。 灯泡 缺点：1）没有安全性，给使用者造成不便。 2）设备在运行中需要进行紧急维护时，系统性能降低，生产人与那空闲，直接劳动成本提高。 3）紧急维护需要紧急部件和其他一些组件，导致成本提高。 4）不能按主生产计划完成产品，不能按时交货，客户服务水平下降。,维护,预防性维护 预防性维护是在定时检查系统的基础上设定维护程序的工作行为，其检查维护是为了发现潜在问题，并且进行必要的修理，以确保系统在正常运

15、转时不发生故障。 研究表明，如果预防性维护管理得好，且与其他作业配合得好，可以减少35%或者更多的费用 预防性维护的水平 维护成本包括：维护人员的工资、为维护而准备的库存、机器的空闲和设备停工检修损失的时间 故障成本：停产成本、生产工人无事可做,维护,全员生产维护( Total Productive Maintenance,TPM） 产生于日本，要求进行团队协作、共同建设和可持续发展。 可靠性和TPM原则要求避免危机，要信赖团队协作，实现效能最大化，费用最小化，并持续改善制造工序过程。 必要措施 修复设备，使其达到新的状态 在设备的维护方面配备相关人员 提高维护的效率和效能 进行劳动力培训，提

16、高其职业技能 进行设备管理和预防维护，这是最根本的可靠性策略 各种预防维修技术的有效使用,TPM的原理：如果设备运转良好，且按照设计运转，则绝大部分问题源于人为错误。 因此，公司应该采用容易操作且不易出错的设备。 在这种情况下，TPM可以把重点放在 增强整个制造系统的可靠性、 减少供应链中的不确定性、 降低订货提前期 以及提高客户服务水平上。 所有这些活动将不会提高库存水平。,维护,以可靠性为中心的维护（RCM） 源于1960年代的民用航空工业技术 重点是要找到设备正确维护的准确含义，而不是对设备进行全面的经常性维护。 目的是要确定怎样做才能确保所有的物质资产能够持续地按照其现有的情况运营，确保设备和系统按照设计进行运作，且出现的问题最少。 重点在于功能而不是设备，最终效益是降低总的维护成本，并且减少与停工和与停工时间相关的费用。,维护,以可靠性为中心的维护（RCM） 例，美国Madawaska造纸厂实行RCM时，制定的计划目标： 把计划维护率从2%降低到