產(chǎn)品分類
ProductsAI、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、機器人、無人工廠,數(shù)字化工廠,,我們正被一群賣洋產(chǎn)品的”布道傳銷者”眼花繚亂的新名詞迷惑的不知所措,焦慮在怕自己是不是要跟不上了,要被機器人淘汰的邊緣。
但是,再先進的技術(shù)終是要給用戶使用的,需要根據(jù)面向用戶對象的實際使用場景落地的。“長江后浪推前浪,前浪死在了沙灘上”,試用這些新玩意兒,會不會是去做了實驗的小老鼠?這其中 ,這些新玩意兒是否能真實為用戶使用場景設(shè)計的?是否有產(chǎn)品質(zhì)量可靠性一致性的可以保證?投入產(chǎn)出比真的像賣產(chǎn)品推薦說的那樣好嗎?
在中國自動化行業(yè),講到編碼器和其他自動化產(chǎn)品,關(guān)于質(zhì)量好不好:
“歐洲品牌的比日本品牌的好”?
“進口品牌的比國產(chǎn)品牌的好”?
自動化行業(yè)不是在工業(yè)?怎么上起了地理課,是以地區(qū)劃分的?
進口的就一定比國產(chǎn)的好嗎?這個什么標(biāo)準(zhǔn)的“好”的是怎么回事?
這里面就有一個很大的誤區(qū).,本文就由此討論。
“這個品牌傳承了多少多少年了”,就算幾十年了,一百年了,它大部分時間是在干什么的,跟這個產(chǎn)品有關(guān)嗎?自動化講起了故事課,于是,就還真有一位做工控低壓電器產(chǎn)品的,去轉(zhuǎn)行寫起了歷史小說。原來自動化是屬于文科班的,擅長寫故事。
時間久,要看積累并沉淀的是什么。
自動化行業(yè)為什么常常會聽到一些“不太工業(yè)”的話?
評判產(chǎn)品質(zhì)量,常常會聽到是以自己使用過的或者聽說過的傳話,卻拿不出比較的實際標(biāo)準(zhǔn)。
因為每個工程師做的自動化項目往往是幾個類似的場景,不具備統(tǒng)計學(xué)意義,就容易“以偏代全”的講不工業(yè)的話了。我們需要理科生的聲音,而不是文科生的。
那么,所謂的這個編碼器好不好?所謂的誰家的性價比高,它到底有沒有理科生的標(biāo)準(zhǔn)?工業(yè)制造的語言?
產(chǎn)品的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)分為“功能”與“性能”,功能就是可以用,但是一致性那么樣,可靠性怎么樣?我們一般說的“好不好”就是這個“性能”與可靠性、一致性的保證。本文重點是可靠性一致性的實踐,只有把可靠性一致性做好了,把誠信豎起來了,才會有客戶對你的可信度。這是一個長期積累的、完整的從用戶場景設(shè)計開始的可靠性設(shè)計與管理工程。
千里之堤,潰于蟻穴——自動化產(chǎn)品對于控制系統(tǒng)的質(zhì)量可靠性的重要性
1,設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜化:隨著技術(shù)的發(fā)展,一個控制系統(tǒng)中的元器件越來越多,系統(tǒng)相關(guān)的任何一部分失效而導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效的機會增多。設(shè)備的復(fù)雜性同時也降低了設(shè)備的可靠性,使得故障率提高了。
2,中國地大物博行業(yè)種類齊全,自動化系統(tǒng)使用的場景越來越多樣復(fù)雜,產(chǎn)品所處的工作場景面臨也越來越多的復(fù)雜性。例如強電磁波干擾、電氣沖擊、高低溫、機械沖擊振動、灰層、南方沿海地區(qū)的高濕度水汽等等,使產(chǎn)品的可靠性受到了影響。
3,產(chǎn)品生產(chǎn)周期上市周期的縮短,因市場競爭激烈。傳統(tǒng)的產(chǎn)品都要經(jīng)過幾輪的設(shè)計-試制-生產(chǎn)-試驗-試用-回饋改進的過程,然后才能設(shè)計定型生產(chǎn)工藝定型,然后才能批量生產(chǎn)并交付用戶使用。隨著市場上創(chuàng)新產(chǎn)品的一波波沖擊,市場競爭的加劇,使得這樣嚴(yán)格的幾輪的流程周期無法適應(yīng)現(xiàn)代市場競爭的時間要求,從設(shè)計開發(fā)到產(chǎn)品成熟的周期縮短,要求系統(tǒng)內(nèi)的每一個部件本身具有高可靠性。
可靠性:
從工程的角度出發(fā),可靠性定義為產(chǎn)品*完成任務(wù)的能力。
從統(tǒng)計的角度出發(fā),可靠性定義為產(chǎn)品在規(guī)定場景下和規(guī)定時間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力與概率。
1,產(chǎn)品的可靠性與規(guī)定的場景條件是分不開的,這里的場景包括溫度、濕度水汽、灰層污染、振動、沖擊、運輸、安裝等等的使用惡劣的條件及其中幾種極限的集合,例如高溫的同時高濕度。
2,產(chǎn)品的可靠性與規(guī)定的時間密切相關(guān)。產(chǎn)品的可靠性對于時間有一個可靠性變化曲線。
3,產(chǎn)品的可靠性還與規(guī)定的功能密切相關(guān),還與使用者的素養(yǎng)基本條件與培訓(xùn)程度密切相關(guān),還與使用的其它配置條件密切相關(guān)。
可靠性的幾個術(shù)語:
MTBF——平均故障間隔時間
MR——任務(wù)可靠度
MTBCF——致命性故障間隔任務(wù)時間。
事實上可靠性工程是從場景的了解熟悉到設(shè)計,到供應(yīng)鏈的管理與生產(chǎn),試驗與認(rèn)證,用戶使用到18個月的用戶反饋閉環(huán),其中貫穿的是誠信體系(企業(yè)文化)、一致性保證(質(zhì)量管理)、失效追溯歸零(產(chǎn)品一品一個代碼的可追溯)
可靠性工程流程:
1,產(chǎn)品客戶應(yīng)用場景的從了解到熟悉,
2,依據(jù)此應(yīng)用場景范圍要求設(shè)計可靠性參數(shù)目標(biāo),
3,設(shè)計、試生產(chǎn)這些產(chǎn)品的長期的一致性保證這些可靠性參數(shù)的實現(xiàn),對上游供應(yīng)鏈的管控,對下游用戶承諾的誠信保證,ISO9000質(zhì)量管理體系的建立,ERP及供應(yīng)商追溯管理體系的建立。如果沒有這樣的體系,做的設(shè)計做的試驗跑無軌電車,做錯了都不知道在哪里錯了。(證)
4,產(chǎn)品可靠性參數(shù)設(shè)計的執(zhí)行實現(xiàn),從供應(yīng)鏈到生產(chǎn)到售后服務(wù)的設(shè)計保證。試制與試驗。每一個產(chǎn)品有獨立可追溯的一品一個代碼及對應(yīng)的合格證。(第二證)
5,產(chǎn)品試制功能性成功后的性能測試,并送與外部第三方的對這些產(chǎn)品可靠性參數(shù)的認(rèn)證,認(rèn)證證書。(第三證)
6,產(chǎn)品銷售人員對用戶場景的了解與正確選型,出現(xiàn)問題誠信的態(tài)度。
7,此認(rèn)證產(chǎn)品在各種設(shè)計的應(yīng)用場景下使用十八個月后的可追溯性,問題出現(xiàn)后的認(rèn)知態(tài)度,可追溯事件三坐標(biāo)分析,糾錯,
8,多輪次循環(huán)的持續(xù)改進提高。可靠性實踐有長時間的科學(xué)管理的積累才是有效的。
歸納
應(yīng)用場景——可靠性參數(shù)目標(biāo)設(shè)計與實現(xiàn)——從供應(yīng)鏈管控的長期一致性保證ISO9000——試制試驗與生產(chǎn)的持續(xù)可追溯性——可靠性實現(xiàn)與第三方認(rèn)證確認(rèn)證書——對市場與用戶的誠信企業(yè)文化——依據(jù)用戶場景的正確選型——可追溯性的持續(xù)改進提高。
可靠性起點:場景——站在用戶的場景設(shè)計的可靠性才是真實的可靠
沒有一樣產(chǎn)品它可以覆蓋全部應(yīng)用場景。
沒有一家編碼器廠家市場上什么編碼器都能做。
工業(yè)領(lǐng)域,技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品如果沒有可靠性工程的保證,那都是折騰。
沒有應(yīng)用場景沒有可靠性技術(shù)參數(shù)要求,講什么性價比,那是忽悠。
如果沒有誠信的企業(yè)文化,沒有一致性的保證,以忽悠欺騙市場起家的,他講的,你能信他多少?
場景:
中國的應(yīng)用場景與德國工廠的應(yīng)用場景肯定是有不同的,如果德國產(chǎn)品在中國沒有用好,不能責(zé)怪中國的場景這個沒做好,那個你不會用,而應(yīng)該是德國的產(chǎn)品設(shè)計師沒有依據(jù)中國市場特點設(shè)計。這是依據(jù)場景設(shè)計可靠性的理念。
德國工廠內(nèi)的應(yīng)用場景,與在中國戶外使用的應(yīng)用場景,一定是不同的。
都是用德國同一家的產(chǎn)品的系統(tǒng),與在中國用八國聯(lián)軍與國產(chǎn)混合使用的系統(tǒng),抗干擾的應(yīng)用場景一定是不同的。小型伺服電機運動控制的應(yīng)用場景,與大型起重工程設(shè)備的應(yīng)用場景,一定是不同的。
所以,行業(yè)內(nèi)總有一個“長期在細分領(lǐng)域精耕細作”的說法,那就是針對一個細分領(lǐng)域,先要熟悉用戶的使用場景,站在客戶的場景與客戶利益上設(shè)計產(chǎn)品,而不是站在自家樣本上推產(chǎn)品。
就算是*,他們也是各自有自己的優(yōu)勢細分領(lǐng)域,
這就是從應(yīng)用場景的了解到熟悉,設(shè)計的可靠性。
例如,我所熟悉的海德漢編碼器是在機床行業(yè),精密測量行業(yè),電梯伺服行業(yè)。
而SICK是在港口機械,重型加工機械。
每一家編碼器廠家都有自己熟悉的細分領(lǐng)域應(yīng)用場景。
那么,他們到中國來了以后呢,場景是否一樣呢?
我將德國海德漢的編碼器也用于水利自動化,將一個精密儀器類別的編碼器在中國水利自然戶外的環(huán)境下使用,就會發(fā)現(xiàn)在電源供電上的外殼發(fā)燙、不穩(wěn)定,振動大,電氣啟動瞬間的電磁沖擊與雷擊感應(yīng)等等現(xiàn)場場景的惡劣引起的損壞,我不能說這是海德漢編碼器質(zhì)量可靠性降低了,而是我選用的場景不對路了。
在長江口青草沙水庫的編碼器使用場景:夏日的高溫、高濕,臺風(fēng)、振動,雷擊、海風(fēng)鹽分的長期戶外使用的場景。
一般有兩種可靠性設(shè)計策略:安全(敏感)報警性策略,與魯棒性(容錯及冗余設(shè)計)策略。
安全(敏感)報警策略:
對各種場景的了解有限,為保證各種場景使用的可靠性,采取了故障風(fēng)險評估預(yù)判到報警規(guī)避的策略。對于使用者來說,報警提示后依賴人去現(xiàn)場做二次判斷,或者干脆就停機。
對于一些通用型*而言,他們很難對每一個細分場景一個個去熟悉,為保持通用性與可靠性的平衡,往往會采取這種安全報警性策略。
但是,過度的標(biāo)榜“安全性”,過敏的頻繁的報警停機影響了自動化使用效率,對于有些操作者會難以忍受而故意忽視這種報警,甚至關(guān)閉這項報警停機功能。這種策略的產(chǎn)品設(shè)計者是自我保護免責(zé)的。你如果關(guān)注這些報警會影響自動化的效率,而你如果忽視這樣的報警,一旦出現(xiàn)可靠性故障甚至事故,責(zé)任是要使用者自己承擔(dān)。
這就是被某些進口的市場銷售常拿來慣用的推卸責(zé)任策略,你想找它產(chǎn)品的錯誤?沒門!“用不好一定是你家自己的場景沒有按他手冊”“EMC沒有做好”,或者是“你自己沒有看好說明書”。我們經(jīng)常能聽到這些進口代理商的口頭禪,他家進口的所謂的“安全可靠性”怎么“好的”,原來是如此建立起來的。
這種“安全性”就像賣香煙,國外香煙的外殼子上都印有各種癌癥的圖片,他已經(jīng)警告你吸煙會致癌的,然后繼續(xù)賣香煙給你,“吸煙致癌”就跟他沒有關(guān)系了免責(zé)了,至于香煙的安全性(會不會致癌)就提高了嗎?
這是一種有可能被偏向于推卸責(zé)任的不完整的可靠性設(shè)計策略。
在有些場景下的可靠性,正是不允許停機的,哪怕是安全報警了,比如福島核電站當(dāng)海嘯來的時候,后一道防水密閉門的關(guān)閉,結(jié)果失效了海水進入了,,比如波音飛機正飛呢,報警了,要緊急的怎么從自動狀態(tài)轉(zhuǎn)向手動狀態(tài),要趕緊查飛行員手冊了,來不及了就栽下去了,但是事故發(fā)生后波音有人開始仍然在說是飛行員自己沒有看手冊,是沒有培訓(xùn)好,,比如水庫在洪水來時的閘門打開流量調(diào)節(jié),這時不管有沒有報警都必須上了,,。
魯棒性(容錯性及冗余)設(shè)計策略:
魯棒(Robust)就是可以粗暴地使用。
針對細分領(lǐng)域的應(yīng)用場景有充分的了解,對于可能出現(xiàn)的各種惡劣環(huán)境的集合做提前預(yù)判,產(chǎn)品使用的參數(shù)范圍已經(jīng)包括了出現(xiàn)惡劣環(huán)境的集合下,仍然可以被“粗暴地”使用,或者有第二頂替者(備胎,冗余)頂上去,先保證用戶的繼續(xù)使用。
同時,對于產(chǎn)品內(nèi)部零件在使用過程中可能會出現(xiàn)的隨機性錯誤提前評估,具有自我容錯與糾錯功能,這是一種容錯性思維去設(shè)計產(chǎn)品。
例如我們會設(shè)計雙重確認(rèn)原則的雙回路互檢。
在安全認(rèn)證SIL的定義中,兩個較低等級的“安全編碼器”的組合,包括數(shù)據(jù)反饋的獨立通道,優(yōu)于一個較高等級的“安全編碼器”。故障概率的計算,雙敗失效的概率低。
對于某些進口品牌,他們無法對于中國使用場景有充分的了解,人工成本太高了,魯棒性設(shè)計往往是采取”過質(zhì)量設(shè)計”與過度拔高參數(shù),這樣會使得產(chǎn)品成本售價很高。但是賣進口產(chǎn)品的人他們對用戶使用場景也許并不了解,會用可靠性唬人,讓用戶付出超場景代價。
在我們?nèi)サ聡R茵TUV實驗室做產(chǎn)品可靠性認(rèn)證的時候,我們看到了這家TUV實驗室的座右銘:
——Precisely Right,恰當(dāng)?shù)刈稣_的事。
這是真正的德國制造的理念,但是某些德國品牌跑到中國來就走樣了,因為隔著代理商仗著*的傲氣,慢慢脫離了中國用戶的場景。
這就是一家企業(yè)要做可靠性,就先要有企業(yè)文化上的認(rèn)知統(tǒng)一,企業(yè)經(jīng)營管理的質(zhì)量管理體系對誠信與一致性的保證。可靠性是站在當(dāng)前用戶場景上為用戶利益設(shè)計的,而不是賣產(chǎn)品的站在自家產(chǎn)品手冊上推卸責(zé)任的,“都是用戶自己沒有用好”那就不是好產(chǎn)品了。只有是站在用戶場景上體驗并設(shè)計、生產(chǎn)的可靠性,才是真實的可靠的。
“都是用戶沒有用好”,“沒有看手冊”,“EMC自己沒有做好”,不會檢討產(chǎn)品是否是按中國用戶場景設(shè)計,這些都是某些西洋進口*代理商的口頭禪,帶壞了整個自動化行業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)氣,甚至當(dāng)某個英文軟件的中文版本明明是還沒有做好,還不夠完善,就會有西洋馬屁精出來打掩護怪中國人工程師了,卻不惜傷害中國人用戶的尊嚴(yán)!有這種態(tài)度,這就不是一家好公司,這就不是一個好產(chǎn)品。
。。。。。。
美軍降落傘的故事:降落傘的初期,可靠性在達到某個概率的時候就遇到了瓶頸,再也難以提高了。哪怕是萬分之一的故障率,美軍在每次訓(xùn)練演習(xí)時,都有士兵因為打不開降落傘而喪命,嚴(yán)重打擊了隊伍的士氣。美軍就要求降落傘的設(shè)計師和生產(chǎn)管理者自己去跳傘試驗后,再拿給士兵用。當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計師、生產(chǎn)管理者拿自己的生命去體驗用戶場景的時候,降落傘可靠性的問題“神奇”的解決了。這就是場景體驗并設(shè)計、生產(chǎn)對于可靠性的重要性。
質(zhì)量管理體系——誠信、一致性、可追溯性的“持續(xù)改進提高”閉環(huán)
沒有規(guī)矩不成方圓,工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化,就是做工業(yè)的規(guī)矩。
講工業(yè)化的話,做工業(yè)化的事。
產(chǎn)品設(shè)計、試制、實驗、從供應(yīng)鏈采購到生產(chǎn)交付,都需要有一個可知、可控的一致性的保證,不然各種實驗與設(shè)計數(shù)據(jù)是捉摸不定的,這次做好下次又不好了,不知道問題會出現(xiàn)在哪里。所以,可靠性工程需要有一致性的保證,而且這個數(shù)據(jù)一致性又需要有誠信的保證。這就需要先要建立一個標(biāo)準(zhǔn)化的質(zhì)量管理體系ISO9000
很多人誤以為ISO9000就是一個認(rèn)證證書,甚至有人覺得就是花幾千塊錢買一個證書,這是天大的誤會!ISO9000的次認(rèn)證其實很容易,就是建立一個框架,企業(yè)從上至下的做一次培訓(xùn),建立一套文件。
但是,ISO9000真正的意義,是企業(yè)誠信文化長期培養(yǎng)與工業(yè)化科學(xué)管理長期堅守,建立一個可記錄可追溯的坐標(biāo)系,可以不斷的內(nèi)審、外審,主動找出問題的PDCA的循環(huán)、持續(xù)改進提高。(在我公司員工中,超過1/3員工具有經(jīng)過培訓(xùn)考核的內(nèi)審員證書。)
——包括從供應(yīng)鏈起的ERP、供應(yīng)商進入審核、供應(yīng)商每年考核的管理體系。
——包括一個對產(chǎn)品所有功能性能參數(shù)的雙重確認(rèn)實驗確認(rèn),生產(chǎn)流程的記錄可知可追溯。
——包括產(chǎn)品交付后18個月內(nèi)的跟蹤、反饋閉環(huán)、與失效追溯歸零,其中需要有每一個出廠產(chǎn)品獨立的一品一個代碼的管理。
而重要的,是對人的培訓(xùn),是從企業(yè)*的誠信、嚴(yán)謹(jǐn)開始,到每一個員工的對質(zhì)量可靠性的重視程度。守住誠信與嚴(yán)謹(jǐn)。
這都需要一年年的積累,逐漸形成的一種企業(yè)文化,并深入到每一個員工的血液里去的企業(yè)氣質(zhì)。
企業(yè)文化,從員工意識做起的誠信、嚴(yán)謹(jǐn)、以客戶場景客戶利益為思考
質(zhì)量管理體系ISO9000,持續(xù)的年份(五年以上)
供應(yīng)商審核管理體系,供應(yīng)鏈風(fēng)險評估。
產(chǎn)品每一個功能性能參數(shù)對用戶負(fù)責(zé),雙重確認(rèn)的始終保證
每一個流程的記錄數(shù)據(jù),并可追溯性管理
產(chǎn)品一品一個代碼,出廠18個月的跟蹤、客戶反饋閉環(huán)。
依據(jù)一品一個代碼及生產(chǎn)流程記錄的失效追溯體系,MECE分析。
關(guān)鍵的18個月
產(chǎn)品出廠后關(guān)鍵的18個月,故障率浴盆曲線
關(guān)于“18個月”我已經(jīng)在多篇文章中提到過了,這次我們看一下故障率浴盆曲線
1,早期失效期:失效率高,隨著時間增加逐漸的降低。原因分析,主要的就是設(shè)計缺陷與體系缺陷。
這一時期的故障失效,除了安裝調(diào)試時的人為錯誤,大部分是在設(shè)計沒有依據(jù)用戶場景設(shè)計的,就已經(jīng)埋下了地雷,然后就是質(zhì)量管理體系的問題——供應(yīng)商原材料零部件的管理缺陷、生產(chǎn)工藝的管理缺陷。
這是啟動失效追溯的重點時期,每一個錯誤都要用MECE法則分析,每一個錯誤也都是有價值的。
2,偶然失效期:這是產(chǎn)品的穩(wěn)定工作期,失效的原因是外部和內(nèi)部一些隨機偶然的因素引起的,但是需要做數(shù)據(jù)統(tǒng)計及正態(tài)分布圖,如果偶然失效的原因比較集中,仍然需要啟動失效追溯。
出廠后18個月應(yīng)該已經(jīng)在這個故障率穩(wěn)定時期內(nèi)了。
3,耗損失效期:隨著工作時間的增長,到某個時期又開始故障率增長,這類損耗由于材料老化
疲勞、磨損、現(xiàn)場場景過于惡劣而引起的。預(yù)測性維護是針對這一個時期的重點,對于可靠性重要的場合,也許會在這一個時期出現(xiàn)前就做更換。對于這樣一個時期從什么時候開始,需要產(chǎn)品設(shè)計廠家與用戶共同評估。
因此,失效追溯關(guān)鍵的是抓住產(chǎn)品出廠后的18個月,尤其是針對新產(chǎn)品。
做質(zhì)量可靠性管理者,對別人的 可靠性失敗案例也非常敏感,常常也會拿過來仔細分析,他山之石,可以攻玉。
做好產(chǎn)品質(zhì)量需要有定力,是企業(yè)文化
現(xiàn)在市場競爭越來越激烈,創(chuàng)新的、低價的、打著“進口品牌就是好的”嚇唬人的(也許是波蘭印度制造的)、布局的資源壟斷的、和堅持做好質(zhì)量的,大浪淘沙究竟哪個更能生存下來?
機會成本考量,在采購量大的時候,一次兩次的不靠譜在總采購量中的比例不高,機會成本損失不大。
在采購量減少的時候,即使一次兩次的不靠譜就會顯得在比例中很高了,損失比例大了,心理狀態(tài)壓力大了,就會選擇質(zhì)量好的供應(yīng)商靠譜的采購。
終,是堅持把質(zhì)量能做好的活下來。這就是市場經(jīng)濟的普遍規(guī)律。
“除非這個產(chǎn)品已經(jīng)全部被淘汰了,只要這個產(chǎn)品還在市場上有人要買,就要繼續(xù)把它做好”。止于至善,這就是一家企業(yè)做好質(zhì)量可靠性的定力。
創(chuàng)新,是要做家;做質(zhì)量,是要守住做后一家。這是企業(yè)文化。
關(guān)于質(zhì)量體系,我們可以用兩個“證書”向用戶展示:
1,由第三方認(rèn)證的ISO9000證書,而且可以知道起始年及持續(xù)時間(五年以上,因為需要長期習(xí)慣培養(yǎng)及持續(xù)改進提高的幾個輪次循環(huán))
2,每一個產(chǎn)品的一品一個代碼合格證。每一個產(chǎn)品的編號碼都是*的,由兩部分組成,一部分是序列,另一部分是隨機防偽碼,合格證與編碼器上的激光打標(biāo)碼一致,并數(shù)據(jù)記錄保存,表明可以發(fā)現(xiàn)問題后的可追溯、分析、改進、提高。
有了質(zhì)量可靠性一致性的保證,我們才可以進行下一步的可靠性參數(shù)的實現(xiàn)與認(rèn)證。
世界上怕“認(rèn)真”兩個字,方法對頭,認(rèn)真去做,我們中國制造是一定可以做好產(chǎn)品的!