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(rùn)翔

一、失效及失效分析的概念

按GJB3187-82的規(guī)定，對(duì)可修復(fù)的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能稱為故障。對(duì)不可修復(fù)的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，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(jī)理）為理論依據(jù)，對(duì)通過調(diào)查、觀察、和試驗(yàn)獲得的產(chǎn)品失效信息（失效現(xiàn)象、失效對(duì)象、失效環(huán)境）分別加以考察，然后將其有機(jī)結(jié)合起來(lái)作為一個(gè)整體進(jìn)行綜合考慮，并以獲取的客觀事實(shí)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(duì)象，確定失效模式，研究失效機(jī)理，判斷失效原因，提出改進(jìn)措施?！痹诓煌闆r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(shí)使用少、問題暴露不充分、一次性使用不可修復(fù)的特點(diǎn)。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(lái)越復(fù)雜，功能實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)越來(lái)越多，價(jià)格也越來(lái)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(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”諸要素的影響，推斷產(chǎn)品失效原因，有針對(duì)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(yùn)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(gè)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(jì)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(diǎn)來(lái)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(jià)昂貴，政治意義和軍事意義均十分重大。軍委和總部首長(zhǎng)高度關(guān)注，上級(jí)機(jī)關(guān)提出零缺陷交付的要求。為了確保產(chǎn)品質(zhì)量萬(wàn)無(wú)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(chǔ)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(shí)別影響因素—篩選重要影響因素—制定并實(shí)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(yàn)等過程的失效信息，對(duì)以往發(fā)生過的質(zhì)量問題和技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行梳理、總結(jié)，對(duì)生產(chǎn)條件、質(zhì)量控制、技術(shù)工藝難點(diǎn)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(yàn)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(duì)產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、作用原理及加工特點(diǎn)，確定失效模式。

第三階段，從產(chǎn)品“四性”出發(fā)，由整機(jī)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(duì)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(jí)配套單位層層轉(zhuǎn)出，直至最底層。

第四階段，由設(shè)計(jì)、技術(shù)、質(zhì)量、檢驗(yàn)、生產(chǎn)、軍代表等組成專家評(píng)審組，對(duì)故障樹進(jìn)行全面評(píng)審，不斷補(bǔ)充完善。

按以上步驟，我們?yōu)樵摦a(chǎn)品確定了22個(gè)頂事件，建立了22棵故障樹，識(shí)別出可能的影響因素133個(gè)（底事件）及轉(zhuǎn)出事件58個(gè)。在此基礎(chǔ)上，我們從安全性、作用可靠性、儲(chǔ)存性、配套性、人員、設(shè)備、材料、工藝、環(huán)境、檢測(cè)等方面對(duì)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(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)確定了20個(gè)重要影響因素。

第五階段，針對(duì)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(diǎn)，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等方面制定相應(yīng)的預(yù)防控制措施，實(shí)施重點(diǎn)控制。先后設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)74個(gè)。

在此基礎(chǔ)上，結(jié)合其他一些好的質(zhì)量管理辦法，對(duì)該產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程（包括各級(jí)配套產(chǎn)品生產(chǎn)過程、原材料采購(gòu)、外購(gòu)產(chǎn)品入廠驗(yàn)收到成品交付）進(jìn)行嚴(yán)密控制。如應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)重點(diǎn)工序控制參數(shù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)持續(xù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，了解掌握質(zhì)量波動(dòng)趨勢(shì)，做好質(zhì)量控制，持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)產(chǎn)品關(guān)重零部件實(shí)施序號(hào)管理，增強(qiáng)了產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性，強(qiáng)化了每個(gè)操作人員的責(zé)任意識(shí)，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(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、作用原理、作用過程、影響因素等認(rèn)識(shí)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(shí)產(chǎn)品、掌握產(chǎn)品失效機(jī)理的能力和水平，決定了在一定時(shí)期內(nèi)沒有出現(xiàn)失效現(xiàn)象并不意味著應(yīng)對(duì)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(shí)期后預(yù)防控制措施的作用逐漸弱化或喪失。因此，需要對(duì)失效分析工作持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。隨著時(shí)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(zhēng)是人類永恒的重要社會(huì)和科學(xué)活動(dòng)之一。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、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(lái)的。事實(shí)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(gè)產(chǎn)品、單個(gè)企業(yè)的技術(shù)力量有明顯的局限性，失效信息無(wú)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(huì)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(kù)，實(shí)現(xiàn)資源共項(xiàng)，成果共項(xiàng)，將極大的促進(jìn)失效分析工作的發(fā)展。

（作者單位：中國(guó)人民解放軍32736部隊(duì)）