談失效分析技術(shù)在彈藥產(chǎn)品質(zhì)量管理過程中的應(yīng)用

■ 張 峰 馬潤翔

一、失效及失效分析的概念

按GJB3187-82 的規(guī)定，對可修復(fù)的產(chǎn)品來說，產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能稱為故障。對不可修復(fù)的產(chǎn)品來說，產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能稱為失效。

失效分析是以失效規(guī)律（宏觀表現(xiàn)特征和表現(xiàn)機理）為理論依據(jù)，對通過調(diào)查、觀察、和試驗獲得的產(chǎn)品失效信息（失效現(xiàn)象、失效對象、失效環(huán)境）分別加以考察，然后將其有機結(jié)合起來作為一個整體進(jìn)行綜合考慮，并以獲取的客觀事實為證據(jù)，全面應(yīng)用邏輯推理方法，判斷失效事件的失效模式，推斷失效原因。失效分析的基本內(nèi)容是“明確分析對象，確定失效模式，研究失效機理，判斷失效原因，提出改進(jìn)措施。”在不同情況下，失效分析的目的和意義可能是多種多樣的，但其直接的技術(shù)目的就是預(yù)防失效。

二、彈藥產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量管理過程中開展失效分析的目的和意義

彈藥產(chǎn)品具有批量大、危害大、平時使用少、問題暴露不充分、一次性使用不可修復(fù)的特點。特別是隨著彈藥產(chǎn)品向著遠(yuǎn)射程、大威力、智能化、靈巧化和精確打擊的方向發(fā)展，彈藥產(chǎn)品的技術(shù)越來越復(fù)雜，功能實現(xiàn)環(huán)節(jié)越來越多，價格也越來越昂貴，一旦出現(xiàn)失效現(xiàn)象，將損失巨大。因此，全面分析彈藥產(chǎn)品在研制、生產(chǎn)、使用全壽命周期內(nèi)的失效現(xiàn)象，系統(tǒng)研究制造過程質(zhì)量體系和“人、機、料、法、環(huán)、測”諸要素的影響，推斷產(chǎn)品失效原因，有針對性的采取預(yù)防控制措施，可以大大降低產(chǎn)品的失效概率，提高產(chǎn)品可靠性。

失效分析與預(yù)防是使失敗轉(zhuǎn)化為成功的科學(xué)，它是產(chǎn)品安全可靠運行的保證，是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要途徑，能為許多重大法律、法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供依據(jù)。它著眼于分析整個失效的系統(tǒng)，是可靠性工程的重要基礎(chǔ)技術(shù)工作，是產(chǎn)品全面質(zhì)量管理中的重要組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其意義和作用在于：

（1）減少和預(yù)防產(chǎn)品或裝備同類失效現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生，從而減少經(jīng)濟損失，提高產(chǎn)品質(zhì)量；

（2）為技術(shù)開發(fā)、技術(shù)改造、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步提供信息、方向、途徑和方法；

（3）為裁決事故責(zé)任、修改和制定產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等提供可靠的科學(xué)技術(shù)依據(jù)。

失效分析與預(yù)防的總?cè)蝿?wù)就是不斷降低產(chǎn)品的失效率，提高產(chǎn)品可靠性，防止重大失效事故發(fā)生。以系統(tǒng)工程的觀點來看，失效分析與預(yù)防的具體任務(wù)可歸納為：①失效性質(zhì)的判斷；②失效原因的分析；③采取措施，提高材料或產(chǎn)品的失效抗力。

三、失效分析技術(shù)在某型火箭彈生產(chǎn)質(zhì)量管理過程中的應(yīng)用

某型火箭彈是陸軍殺手锏裝備，其性能先進(jìn)、工藝復(fù)雜、造價昂貴，政治意義和軍事意義均十分重大。軍委和總部首長高度關(guān)注，上級機關(guān)提出零缺陷交付的要求。為了確保產(chǎn)品質(zhì)量萬無一失，我們與承制單位在該產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量管理過程中，應(yīng)用通用彈藥“四性”（安全性、作用可靠性、儲存性、配套性）分析方法，深入開展了失效分析與預(yù)防工作，收到很好的效果。其工作流程如下：確定失效頂事件—繪制故障樹—識別影響因素—篩選重要影響因素—制定并實施預(yù)防控制措施—持續(xù)改進(jìn)。

第一階段，收集本產(chǎn)品和同類產(chǎn)品在科研、生產(chǎn)、試驗等過程的失效信息，對以往發(fā)生過的質(zhì)量問題和技術(shù)難點進(jìn)行梳理、總結(jié)，對生產(chǎn)條件、質(zhì)量控制、技術(shù)工藝難點等進(jìn)行摸底、清查，找出產(chǎn)品研制、生產(chǎn)和使用中存在的薄弱環(huán)節(jié)。

第二階段，查閱產(chǎn)品圖樣、制造與驗收規(guī)范、工藝規(guī)程等資料，借鑒科研階段相關(guān)失效分析資料，根據(jù)“四性”分析總體思路，針對產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)特點、作用原理及加工特點，確定失效模式。

第三階段，從產(chǎn)品“四性”出發(fā)，由整機單位負(fù)責(zé)建立全彈故障樹，應(yīng)用故障樹分析（FTA）、故障模式影響及危害性分析（FMECA）和層次分析等現(xiàn)代分析方法對影響“四性”的因素進(jìn)行系統(tǒng)分析和篩選。將轉(zhuǎn)出接口傳遞到相應(yīng)的配套單位，配套單位依據(jù)轉(zhuǎn)出接口建立故障樹，并依次向下一級配套單位層層轉(zhuǎn)出，直至最底層。

第四階段，由設(shè)計、技術(shù)、質(zhì)量、檢驗、生產(chǎn)、軍代表等組成專家評審組，對故障樹進(jìn)行全面評審，不斷補充完善。

按以上步驟，我們?yōu)樵摦a(chǎn)品確定了22 個頂事件，建立了22 棵故障樹，識別出可能的影響因素133 個（底事件）及轉(zhuǎn)出事件58 個。在此基礎(chǔ)上，我們從安全性、作用可靠性、儲存性、配套性、人員、設(shè)備、材料、工藝、環(huán)境、檢測等方面對影響因素進(jìn)行了專家打分，并應(yīng)用層次分析軟件進(jìn)行處理，形成各影響因素排序結(jié)果，最終依據(jù)影響因素排序結(jié)果結(jié)合實際情況進(jìn)行微調(diào)確定了20個重要影響因素。

第五階段，針對重要影響因素，制定預(yù)防控制措施。將重要影響因素或形成重要影響因素的工序設(shè)為質(zhì)量控制點，從人、機、料、法、環(huán)、測等方面制定相應(yīng)的預(yù)防控制措施，實施重點控制。先后設(shè)置質(zhì)量控制點74 個。

在此基礎(chǔ)上，結(jié)合其他一些好的質(zhì)量管理辦法，對該產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程（包括各級配套產(chǎn)品生產(chǎn)過程、原材料采購、外購產(chǎn)品入廠驗收到成品交付）進(jìn)行嚴(yán)密控制。如應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計技術(shù)對重點工序控制參數(shù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)持續(xù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，了解掌握質(zhì)量波動趨勢，做好質(zhì)量控制，持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。對產(chǎn)品關(guān)重零部件實施序號管理，增強了產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性，強化了每個操作人員的責(zé)任意識，提高了生產(chǎn)管理水平。

四、關(guān)于改進(jìn)的建議

（1）持續(xù)改進(jìn)。失效分析工作不是一勞永逸的階段性工作。由于受到對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點、作用原理、作用過程、影響因素等認(rèn)識程度的影響，建立的故障樹、確定的影響因素可能不夠全面，制定的預(yù)防控制措施可能不夠完善。影響因素的不確定性，以及我們認(rèn)識產(chǎn)品、掌握產(chǎn)品失效機理的能力和水平，決定了在一定時期內(nèi)沒有出現(xiàn)失效現(xiàn)象并不意味著應(yīng)對和防范失效的概率就減少到零；或者由于影響因素的不確定性導(dǎo)致一定時期后預(yù)防控制措施的作用逐漸弱化或喪失。因此，需要對失效分析工作持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。隨著時間和影響因素的發(fā)展變化不斷豐富和完善故障樹，調(diào)整重要影響因素和預(yù)防控制措施。

（2）建立專業(yè)化的失效分析中心。失效不斷出現(xiàn)，與失效作斗爭是人類永恒的重要社會和科學(xué)活動之一。產(chǎn)品的設(shè)計、制造、維修、保障技術(shù)和理論是在一次又一次的失效和改進(jìn)中豐富和發(fā)展起來的。事實證明，失效分析問題僅靠單一學(xué)科是難以解決的，需要我們采取多學(xué)科交叉的方法。單個產(chǎn)品、單個企業(yè)的技術(shù)力量有明顯的局限性，失效信息無法與其他產(chǎn)品、其他部門進(jìn)行共享。因此，建立專業(yè)化的失效分析中心，整合全社會或全行業(yè)的力量，通過充足的信息交換，建立大型的失效信息庫，實現(xiàn)資源共項，成果共項，將極大的促進(jìn)失效分析工作的發(fā)展。