科學儀器可靠性：讓專項成果落地打造皮實耐用儀器

　　國家重大科學儀器設備開發專項（以下簡稱“儀器開發專項”）可靠性工作培訓的間隙，小編采訪了工信部電子五所（以下簡稱“五所”）負責服務儀器開發專項可靠性工作的技術團隊，向工信部電子五所專家重點了解了此次培訓班舉辦的背景和緣由以及與相關單位開展可靠性工作的情況。希望對大家進一步提高可靠性意識、了解可靠性工作、掌握可靠性技術有所幫助，為提高國產科學儀器的可靠性發揮更大的作用。

工信部電子五所負責服務儀器開發專項可靠性工作的技術團隊

科學儀器可靠性培訓的背景

　　據五所專家介紹：高度重視成果落地，形成功能完備、質量可靠、成本可控的儀器產品，是儀器開發專項的一個重要目標。對于科學儀器開發專項而言，要形成可用、好用與耐用的儀器產品，必須要經歷工程化與產業化過程。可靠性是其中一項非常重要的工作，在儀器開發專項實施可靠性工程具有非常重要的意義。從2011年儀器開發專項啟動以來，五所一直積極參與儀器開發專項可靠性技術支撐與服務工作。

　　編制科學儀器設備開發可靠性工作指南

　　為了使科學儀器開發專項成果落地和打造出皮實耐用的儀器，科技部在儀器開發專項管理過程中，提出了明確的工程化與產業化要求、可靠性指標和考核要求。為了幫助專項承擔單位切實做好可靠性工作，在科技部指導下，五所編制了“科學儀器設備開發可靠性工作指南”，經過儀器行業的多輪研討、修改，在2013年10月，科技部正式發布了該指南。

　　組織可靠性培訓

　　在2013年底，科技部組織全國近200家項目單位1000余人參加了包括可靠性工作指南在內的全國視頻培訓。2014年，科技部進一步委托五所開展儀器開發專項可靠性專題培訓工作，共收到全國各地承擔單位報名回執320份。為保證培訓質量，此次培訓分三期舉行。2014年3月13-15日，開展了第一期培訓，共有來自參與儀器專項49家承擔單位的113名學員參加。據悉，4～5月份，五所還將舉辦第二期、第三期可靠性培訓，讓承擔專項的儀器企業都有機會學習可靠性專業知識。

　　五所專家談到：通過宣傳、推廣和深入開展可靠性培訓，有助于國內儀器企業提高對可靠性及其工作重要性的認識，幫助企業技術人員掌握可靠性專業知識和基本技能，有助于承擔單位在專項實施中積極開展可靠性工作。相信隨著政府的引導、專業機構的支撐與幫助，將有越來越多的儀器企業逐步接受和掌握可靠性管理思想、要求和做法。

可靠性工作貫穿科學儀器研制與生產全過程

　　可靠性工程作為系統工程，貫穿于科學儀器設備的整個壽命周期，不但覆蓋儀器研發與生產過程，而且在產品投入使用后，還要收集信息、分析問題和持續改進，提升產品可靠性水平。根據五所專家們長期從事可靠性工程的經驗，他們建議在科學儀器研制與生產的各階段開展以下可靠性工作：

　　（1）在立項論證階段，明確產品使用環境條件，確定產品可靠性要求與指標。

　　（2）在方案設計階段，結合產品特點制定可靠性工作計劃并逐步付諸實踐，建立分包方可靠性管理要求和研制過程故障管理相關要求，制定可靠性設計準則和元器件優選辦法，將可靠性指標和責任分解至各分包方，并對分包方設計部分的可靠性進行預計，確定設計方案的可行性和比較不同方案可靠性。

　　（3）在樣機研制階段，對數字樣機進行可靠性仿真分析以盡早改進和優化設計，在樣機研制中實施可靠性設計準則和元器件優選辦法并進行檢查，在樣機研制后開展環境應力篩選以剔除早期故障，并對核心部分開展可靠性強化試驗以快速提高可靠性。

　　（4）在項目驗收階段，應針對環境條件要求完成環境適應性驗證，針對可靠性指標要求完成可靠性指標驗證，必要時還需要在電氣安全性、電磁兼容性、軟件質量等方面完成驗證。

　　（5）在樣機批產階段，還應逐步建立工藝加工平臺，對工藝進行調整與改進，形成成套工藝文件，組織現場檢查與工藝評審，建立生產過程可靠性控制方案，完善質量與可靠性檢測平臺，完成對首件的工藝和可靠性鑒定，保持生產過程的物料控制、進貨檢驗、例行試驗等工作。

　　在可靠性工作指南編制過程中，考慮到現階段科學儀器企業的現狀、儀器開發專項的特點，五所專家們還針對性地剪裁選出了14個工作項目。整個指南包括三部分：第一部分是可靠性工程管理，這也是最重要的一部分。我們多年的從業經驗表明，較大比例的可靠性問題是管理不到位導致的，而可靠性工程管理需要的是建立制度、執行制度及監督執行。第二部分是可靠性設計分析，設計是可靠性的根本保證，物料是可靠性的物質基礎，分析是方案對比與優化設計的手段。考慮到儀器行業可靠性現狀。第三部分是可靠性試驗驗證，主要目的是查找實物樣機缺陷，實施改進與驗證，采取糾正措施，避免問題帶入產品階段或使用中，提高儀器樣機的可靠性水平；同時，也是驗證儀器可靠性水平的一個重要手段。

　　企業可在項目論證、方案設計、樣機研制、工程化、產業化等不同階段，針對不同對象的特點和需要，選擇不同的可靠性工作項目。在前三個階段，關鍵是做好可靠性工作計劃和預算、嚴格實施可靠性工程管理、認真開展可靠性設計分析、充分做好可靠性試驗驗證。在工程化和產業化階段，應完善可靠性工程能力建設和在研發階段建立的可靠性工作基礎上選擇必要的項目持續貫徹執行。

可靠性工作貫穿科學儀器產品的整個壽命周期

儀器企業應如何看待與做好可靠性工作

　　讓儀器更可靠 提升用戶信心

　　五所專家這樣談到可靠性工作的意義：現在國內一些用戶常愿意花大價錢買國外儀器、而不愿意買相對便宜的國產儀器，主要是因為對國產儀器的可靠性不放心，尤其是某些對安全性與可靠性要求高的重大行業用戶。可靠性水平差帶來的影響是多方面的：首先動搖重大行業使用產品的信心，往往一些行業進不去或銷量做不上去；新產品開發難持續投入，技術創新受到制約；影響整個企業的發展，最終導致產業發展乏力。

　　由此可見，對于企業來說，如果不把可靠性做好，很難有一個跨越式的發展。我們知道，每個企業都有發展和質量戰略目標。其實，一個真正強大的企業更需要有可靠性戰略目標。近年來，越來越多的儀器企業重視可靠性工作，將可靠性作為企業轉型升級的武器。一些企業已經在產品開發時提出了明確的可靠性目標，并結合產品研發流程開展了一些可靠性工作項目。有的企業甚至在未來10年內各代產品開發規劃中提出了明確的可靠性提升的量化目標。

　　將可靠性工作列入科學儀器開發的一項重點工作，將有利于儀器企業研發與生產出更加可靠的產品，有利于提升企業自身競爭力，必將提升國內儀器用戶的信心，促進企業自身發展和產業轉型升級。

　　算清成本賬 樹立好口碑

　　談起和國外企業的對比，五所專家表示，國外與國內在可靠性意識和文化方面存在一定差距。相對而言，國外儀器企業更加重視可靠性工作，已經形成全員意識和文化。從培訓課上國外知名儀器公司介紹的情況來看，國外公司在儀器研發與生產過程中，做了大量的可靠性保證和充分的可靠性測試工作，這些工作對用戶認可公司儀器具有重要的作用。

　　國內企業對強制要求貫徹執行比較好，可靠性在多數行業還不是強制要求，國內一些企業對可靠性工作還不太重視。國外和國內很多統計數據表明，前期投入一定的經費開展可靠性工作，以后可以節省更多的售后成本，可為企業帶來更大的潛在利潤。可靠性是保持企業長期健康發展的一個重要因素。

　　例如，一個企業一年的出貨量是100萬臺，如果返修率每降低1%，每年就可以少修1萬臺，如果修一臺的成本是2000元，節省成本就達2000萬，而在一個項目中實施可靠性工程的費用遠低于此項成本。這也是近年來國內一些龍頭企業與我所合作開展可靠性工作的一個重要原因。

　　對于某些科學儀器來說，由于批量小，可靠性工作即便降低返修率，產生的直接經濟效益可能不太顯著；但是，如果儀器可靠性不過關，產品不能用、不好用、不耐用，儀器將不會有市場，價格無法得到提升，企業也將無法立足，也就無法從小做大、從弱做強。

　　注重人才培養 強化組織管理

　　為了研發出皮實耐用的儀器，儀器企業管理者不但應高度重視可靠性工作，而且還應注重研發人員可靠性專業技能的培養和提升。要研發出一個皮實耐用的科學儀器產品，遠非可靠性培訓及其獲取的知識可以解決。實際上，做好可靠性工作，專業人才是最重要的。短期來說，可借助專業單位的力量來支撐；但是，長期來說，需要頂層管理者不斷推動企業的可靠性管理，要靠企業自身技術條件和人員能力提升。

　　確保投入 等待時機

　　五所專家還談到他們常常遇到的一些情況：一些企業在項目前期可靠性工作規劃不足，在希望開展工作時不具備條件，既沒有專門人員來做可靠性工作，也沒有樣機可做可靠性工作，也沒有經費保障開展可靠性工作。由此可見，要實施可靠性提升工程，必須要早作規劃，確保各方面投入，否則可靠性工程無法實施。另外，值得注意的是，可靠性是一種“使能”技術，可靠性工程要真正見到效果需要投入來保證、時間來檢驗。

　　例如，北京某家公司2009年引進可靠性專家和實施可靠性工程。通過一系列的可靠性培訓、學習、研討和實施工作，2011年初步形成可靠性工作體系和工程能力。以2011年統計得到的產品可靠性水平為基準，2012年產品可靠性水平提升50%，2013年產品的可靠性水平提升了100%。該公司用了5年時間形成了一定的可靠性管理與技術能力，產品的返修率降低了一半，可靠性的提升極大增強了企業信心和市場競爭力。

五所為科學儀器可靠性工作做的努力

　　五所專家們表示：作為可靠性專業機構，五所希望支撐好政府做好可靠性管理、服務好企業做好可靠性工作。五所主要提供全面的可靠性解決方案，幫助企業建立可靠性工作體系和管理制度，指導開展可靠性基礎設施與設備能力建設，通過培訓和實踐掌握可靠性相關技能，協助企業做一些短缺能力的相關測試，共同制定企業可靠性相關規范文件，共同研究改進設計方法，解決企業產品品質問題。

　　多年來，五所致力于為儀器設備行業提供可靠性服務。早在2011年，應中國儀器儀表學會的邀請，五所在深圳年會上做了關于儀器全壽命周期可靠性管理的大會報告。2012年，五所和一些企業做了一對一的交流培訓，并與個別企業建立了合作關系。2013年，五所還在數十家儀器企業免費進行了內部交流與培訓，進一步與一些承擔儀器開發專項的單位建立了合作關系，提供可靠性支撐技術服務。其中最典型的是，在某單位承擔的儀器開發專項項目中，五所承擔了其中的一個任務專門做可靠性支撐，負責整個研發項目的可靠性規劃、實施和與驗證。

　　為助力國內科學儀器的發展，五所建立了專門的團隊支持科學儀器可靠性工作，希望可靠性專家能夠更多地走到企業中去，支撐一些儀器企業扎扎實實開展儀器可靠性工作，提供必要的服務，幫助大家解決一些問題。

　　最后，五所專家們表示：可靠性工作從教育宣貫到普遍推廣還有很長的路要走，希望與政府、企業一起共同努力，幫助立志做強、做大的儀器企業做好可靠性工作，讓他們成為儀器行業的標桿，從而帶動更多儀器企業重視該項工作，最終推動我國科學儀器行業的進步。

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