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可靠性实验室保障天宫一号无故障运行
华夏经纬网   2013-06-06 10:09:21   
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    每当那些举世瞩目的航天器飞天之际,我们都会迎来这样又激动又紧张的时刻。

  中国载人航天工程新闻发言人表示,神舟十号将于6月中旬择机发射,3名航天员将驾乘飞船与在轨运行的天宫一号进行载人交会对接。

  无论是神舟系列,还是天宫一号,她们遨游太空前,都有一个必经的环节:可靠性测试。

  正在太空以90分钟绕地球一圈的速度飞行的天宫一号,假如像人一样恋旧,当她掠过北京上空的时候,或许会寻找一处熟悉的地方,那就是北京航空航天大学的为民楼。

  专业领域唯一的国防科技重点试验室——可靠性实验室,就位于北京航空航天大学为民楼的可靠性工程研究所里。正是在那里,天宫一号的多个关键部件进行了可靠性测试。在370公里之外的太空已经飞行了600多个日日夜夜的天宫一号,没出任何故障,与其完美的可靠性密不可分。近日,记者来到这里,对北航可靠性工程研究所的掌门人王自力教授就质量话题进行了采访。

  事后把关还是事先设计

  “质量绝对不仅仅是一种观念理念,一种文化或者一种组织保障,还必须有一些科学方法和工程技术来推动质量的提升。是时候推动质量的技术变革了。” 坐在一架歼15舰载机模型前,王自力抛出自己的质量观。

  有人曾笑说,可靠性就是“算命”的科学,只是,它不给人算命,而是给飞机、火箭、汽车等工业品计算寿命。王自力却说,可靠性还是延年益寿的妙方,是现代质量观的核心。

  传统的质量观突出“质量是管理出来的”。王自力认为,质量靠体系、靠管理、靠保证、靠控制,这是必要的,但是不全面。质量技术变革,就是加大质量的技术含量。通过技术的方法和手段及一套规范化的工程,促进质量的技术变革。

  “前期设计有缺陷的产品,出厂检验合格率即使100%,照样要召回。” 生于上世纪60年代的王自力,儒雅睿智,谈质量一针见血。

  作为我国可靠性工程专业技术领域的领军单位,北航可靠性工程研究所还是空军、海军、陆航、二炮等军兵种装备研制的可靠性技术支持单位。谈到武器装备,王自力说,近年来,高新武器装备质量问题的技术化特征非常明显,技术质量问题约占质量问题总数的一半。在此形势下,传统的过分依赖质量体系的建设与运行和强调“事后把关”的质量归零等质量管理保证模式,已难以满足装备质量建设的发展需求。

  王自力说,树立源头抓起的现代质量观,一要关注全系统、全过程、全特性的“三全”质量管理,二要重视质量特性的形成过程。运用可靠性系统工程等专业技术手段来强化“质量设计”,确保产品“好用管用、经久耐用”。

  歼10翱翔蓝空,一飞冲天,一鸣惊人。北航可靠性工程研究所随歼10飞机工程一道集体荣获国家科技进步特等奖。在设计歼10时,北航可靠性工程研究所的教授和专家,把可靠性作为设计特性,积极引进国外先进的理念和方法,并将其融入到歼10飞机的前期设计。随后,可靠性的分析评价、试验增长、验证考核,以及软件质量控制、元器件质量保证、质量信息闭环管理等工作全面展开。他们对歼10飞机进行了长达16年的技术跟踪和工程实践,摸索出一套“设计预防、试验暴露、综合评价、基础保证”的基本思路和做法。歼10是“专用特性与通用特性一体化协同设计”这一现代质量设计的经典之作。

    重视性能还是重视效能

    “当年研发‘运七’飞机,航空装备可靠性研究几乎为零,其设计寿命仅为500小时,歼7、歼8飞机为300至500小时。这样的飞机谁用?谁买?”谈起我国在可靠性研究方面走过的弯路时,王自力说出这样的陈年旧事。

    “飞机能不能飞起来,这是性能;能不能持久可靠地飞着,这是效能。”王自力认为,传统的产品设计,“重性能、轻效能”的现象普遍存在。但故障多、维修难、保障差、费用高等技术质量问题,已严重影响产品效能的发挥。究其原因,是通用质量特性在形成过程中,可靠性系统工程专业没有得到应有的重视。

    经过几年的努力,运七飞机产生了巨大的经济效益,为此,北航可靠性研究所荣获一项国家科技进步三等奖。

    发轫于铁血战场的现代可靠性技术只有60多年的历史。1991年的海湾战争到2003年的伊拉克战争,美军不仅把伊拉克士兵打懵了,也把许多国家的军工企业打懵了。

    “人家的飞机一天飞好几趟,你的只能飞一两趟。人家维修一两个小时,你修起来得两三天。这仗怎么打?”王自力说,这几场高技术局部战争表明,可靠性、维修性、保障性等通用质量特性,是武器装备形成作战能力和保障能力的重要基础,是提高出勤率、任务成功率和部署机动性的重要保证,影响着战争胜负。

    在王自力的眼里,可靠性研究是一门“与故障作斗争”的学科,而置于产品研发前期的可靠性工程,会实现产品的再造,使其脱胎换骨。现代真正具有竞争力的产品,莫不如是。他认为,应把产品的可靠性要求纳入产品指标体系并进行相应的考核。

    “产品是体,可靠性是魂。”王自力说:“魂要附体,可靠性犹如隐形的翅膀,能带着产品飞得更高、更远。”从这个意义上来说,可靠性是自主创新腾飞的翅膀,是“中国创造”的倍增器。自主创新和产品可靠性就像巨人的双腿,同等重要,缺一不可。

    不同于功能性专业之处,可靠性专业重点解决产品的“优生”和“优育”,是支撑质量通用特性研究的技术手段。当前,我国制造业正处于从单纯制造和仿制到自主创新的转型阶段,在技术创新走向产品创新的过程中,亦遇到了大量的质量和可靠性问题。如可靠性和大修寿命已成为影响我国工程机械产品竞争力的主要问题,据2006年统计,我国出口的工程机械产品平均故障间隔时间(MTBF)仅为150~300小时,尚不及国际水平的一半。王自力认为,当前,在可靠性、维修性、保障性等通用质量特性工作基础薄弱的背景下,国内企业更应该抓好“以可靠性为中心的质量建设”。

    他举着食指一字一顿地说,提升“中国制造”的国际形象和核心竞争力,促进经济增长方式的转变,实现质量战略的调整升级,提高产品可靠性是一道必须迈过的坎。

    “自然形成”还是“专业生成”

    朴素的可靠性思想古而有之,其特点是凭经验、随意性、粗犷型。王自力拍拍眼前的桌子说,桌子能不能承重,木匠设计凭感觉,其质量特性是“自然形成”。但随着新技术、新材料、新产品的不断涌现,尤其是大型复杂系统的出现,可靠性的问题就更加难以捉摸,必须用专业化的技术手段来解决。

    我国的第一个可靠性专业于1985年由杨为民教授在北京航空航天大学创建,开启了中国式可靠性系统工程的耕耘。近十年来,我国可靠性科研获得了突飞猛进的发展。仅仅这十来年,北航可靠性工程研究所就获得国防或军队科技进步一等奖3项、二等奖7项、三等奖19项,2项参与重大工程研制项目获得国家科技进步特等奖。近期,又一项科研成果申报国家科技进步大奖,已经高票通过第一轮的国家奖评审。这并不是最牛的纪录。连续三年,该所每年获批一项国防973项目,创造了高校承担重大基础研究的奇迹。这些成果都是我国可靠性科研究机构持续积淀的技术实力的象征。

    尽管我国的可靠性科研一次又一次地书写新的传奇,尽管可靠性工程技术在军工行业已经享有“一抓就灵”的美誉,但是,在民品生产中,相关的专业技术应用还很不到位,大多数企业仅依靠零散的、随意的、经验型、粗犷型的朴素可靠性思想开展设计,处于通用质量特性的“自然形成”阶段。许多企事业单位尚未认识到可靠性的重要性,普遍认为:可靠性概念太复杂,可靠性技术不习惯。

    “有些企业说,我们这些年没搞可靠性不是也在发展吗?可是看一看所谓发展的内涵,要么是买一大堆外国部件组装,要么是买一大堆外国图纸仿造,花了大量资金和资源,获得最大利益的却不是中国企业。”说到这里,王自力不由得直摇头。

    他认为,国内企业若想制造出具有核心竞争力的产品,需要在各方面实现与国际接轨,其中最重要的一条就是遵守统一的产品质量标准,要有可靠性指标。此外,在产品研发的国际合作中,要遵循统一的研制规范,需要可靠性专业的技术对接。

    王自力认为,人才是一切的核心,谈到国务院颁发《质量发展纲要》,王自力说自己作为一名质量科研工作者倍感振奋。他说,建设质量强国,就要大力推进以可靠性为中心的质量建设,为实现“中国制造”到“中国创造”的强国梦插上飞翔的翅膀。(中国质量报 )

 

责任编辑:胡光曲

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