可靠性與維護不恰當的設計：戴姆勒-奔馳公司的案例—1997年11月，A型小車獲得了德國一家報社評選的“黃金車輪”大獎，但該汽車在ELK測試（65公里/小時的速度做兩個急轉彎）中翻車，研發費25億德國馬克。承諾換輪胎，并歸咎于固特異（Goodyear），許諾收回售出車輛，并免費安裝驅動控制的電子元件，11月11日10萬訂單的2%取消，公司承認該車型在極端情況下是不安全的，建議用新車型，該車型將降低車身高度，提高軸承的穩定性，并要求輪胎的抓地性更好。重新設計費3億多德國馬克（約1.75億美元）。—一個月后，再遇窘境，被迫推遲其雙座輕便汽車的銷售計劃。原因是該汽車再一次在ELK測試中失敗，在隨后的質量檢查中發現了一些技術問題，其中一些與供應商提供的部件有關。公司CEO下令延遲6個月生產，加寬底盤，降低重心，并重新改進生產線，更換5000個部件。耗費約3億德國馬克（約1.691億美元）。意想不到的事不恰當的維護：美國航空公司的案例—1979年5月25日，美國航空公司N110AA航班的麥道DC-10飛機從芝加哥飛往洛杉磯，在從俄亥俄機場起飛僅僅31秒后，發動機便從機翼上脫落，而飛機的左翼撞到地面上，立刻化為一團火球，279名乘客和機組人員全部遇難。另外，地面還有兩人喪生。——原因為連接機翼與發動機的一個螺釘折斷脫落。該螺釘的非正常狀態沒能在安全維護中被察覺。—1979年6月6日，美國聯邦航空局（FAA）收回了270架麥道DC-10飛機的許可證，其中58架屬于歐洲航空公司。——航班取消，損失數百萬美元，大量的訴訟賠償。—6月12日歐洲航空公司在法國斯特拉斯堡會議上決定采用自己修訂過的飛機維護計劃，6月18日瑞士蘇黎士投票通過允許DC-10飛機飛行。而FAA拒絕允許歐洲飛機飛越其領空，美國的138架DC-10被禁飛，直到1979年7月13日，FAA才迫于壓力和多方調查結果解禁。—經常出現錯誤以及較差的維護計劃，使乘客轉而喜歡波音747飛機——麥道商用飛機份額下降、DC-10停產、商用飛機制造廠關閉，1997年被波音收購。意想不到的事可靠性：就是人們對一種產品、生產過程、售后服務及工作團隊或個人在預期條件下，沒有錯誤、故障或不停止運行狀態下產生的一種信任。連續系統中的組成部分及其可靠性可靠性R1、

R

2

等表示單個組件的可靠性。假設組件間相互獨立，且每個組件的可靠性與其他組件無關。組件1組件3組件2XY連續系統組件1組件2組件3平行系統XY兩個組件：R1=99%，

R2=95%，則系統的可靠性：Rs

=R1×R2=94.05%多個組件：R總是小于1。相同的可靠性：Rs

=Rn

可靠性組件數量151050100250500系統的可靠性99.095.1090.4460.5036.608.110.66系統中組件數量的增加及其可靠性的變化100%99%98%97%96%95%組件的平均可靠性整個系統的可靠性100806040200%

n=500

n=250

n=100

n=50

n=10

n=5

n=1平行或備用系統—醫院、銀行、飛機、人體……—例：1998年3月4日星期三正遭受著12天停電的新西蘭奧克蘭市中心的商業活動和居民得到更壞的消息——停電將要持續10多個星期。商人們估計他們每星期要損失6000萬美元。四條電纜被熱浪摧毀，兩條修理失敗，新鋪設需10周時間。沒備用系統。 備用系統提高系統的可靠性

Rs

=1-（1-R1）×（1-R2）×（1-R3）×…×（1-Rn）

兩個組件的系統

Rs

=1-（1-0.99）×（1-0.95）=0.9995

多個組件的系統：FAA要求飛機在水面上飛行1小時以上備3個發動機，直到最近才允許商用機備兩個（不必要的成本、可靠性好）

Rs

=1-（1-R1）×（1-R2）×（1-R3）×…×（1-Rn）

相同的可靠性

Rs

=1-（1-R）n可靠性系統的可靠性()%60504030100809070備用系統=3（4個部件）備用系統=2（3個部件）備用系統=1（2個部件）備用系統=0（1個部件）可靠性平均組件可靠性100.0095.0090.0045.0040.0055.0050.0065.0060.0075.0070.0085.0080.00可靠性差錯率—是對產品可靠性的一種度量。可以用所有測試的產品中出現失敗的數量來反映，可以百分率表示差錯率（%）=測試中失敗的產品數量/參加測試的產品總數量另外，差錯率還可以表示為某一特定時期內的差錯次數差錯率（N）=失敗的產品數量/運作時間內的工時數

兩次差錯間的平均時間（MTBF）等于差錯率的倒數MTBF=1/差錯率（N）=運作時間內的工時數/失敗的產品數量壽命期差錯率責任與供應鏈鏈上各成員都“盡力而為”地承擔責任全球解決“千年蟲”問題費用高達6000億美元（60年代）偶發故障期磨損故障期初期故障期差錯率時間產品壽命期差錯率初期磨損階段劇烈磨損階段使用磨損階段使用磨損曲線時間磨損量產品壽命期可靠性防止不經意的差錯(PokaYoke)ShigeoShingo新鄉重夫提出，主要是為了防止在產品、過程、服務或環境中出現差錯，在避免錯誤的同時保持其質量。它基于這樣一種假設：每個人都會犯錯誤，人們偶爾會做些錯事。直徑不同：無鉛汽油汽車的油箱輸油口的直徑比一般的要小引導槽：汽車燈裝配可選擇配件：型號不同可防止120V的插頭插在240V電源插座相反的開門方向：汽車車門幾何形狀：容器的蓋是圓形而不是方形裝配作業：紅綠容器對應左右手邊上的配件先進先出：兩條傳送帶輪流工作實例：盥洗系統概況波音對747大型飛機的盥洗設施進行測試。該型號飛機平均飛行時間為11小時12個盥洗設施50小時測試一個在20小時后出現問題，一個在25小時后出現問題，另外一個在45小時后出現問題問題差錯率百分比FR(%)一段時間內的差錯數量FR(N)差錯之間的平均間隔時間747飛機每個航班過程中的差錯估計實例：盥洗系統解決方案FR(%)=3/12=25%一段時間內的差錯數計算：總的運營時間=12*50=600小時三個出錯的系統的未運行時間為30+25+5=60小時，實際運營時間600-60=540小時運營中的差錯率=3/540=0.005556差錯率之間的平均間隔時間為：1/0.005556=180小時每次航班過程中的估計差錯數=11*0.005556=0.06111次故障模式、影響及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，簡稱FMECA。故障模式、影響及危害度分析（FMECA）是指對產品設計、生產制造作業或者銷售網絡進行詳細研究，以確定對于各種不同的差錯模式來說，哪些特征是重要的。20世紀50年代產生于美國，尤其是用于提高軍事裝備和航空器材的可靠性，NASA(美國航天局)將其用于太空計劃。故障模式、影響及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，簡稱FMECA。FMECA分析的要素

FMECA分析包括三個主要的研究領域，差錯模式、差錯帶來的影響以及差錯的危險性分析。可用于規劃、設計、開發、生產或者最終使用等任何一個階段。FMECA的目標是防止差錯，更多用于設計階段。1986年1月28日發射的“挑戰者號”——7名宇航員故障模式、影響及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，簡稱FMECA。1差錯模式分析對產品或過程的操作進行分析，以檢查差錯最容易在什么地方以什么樣的模式發生，包括環境條件的描述、所包含的各個組件、時間要素以及所在的位置等。2差錯的影響分析研究潛在差錯對整個產品、服務或相關要素的工作情況帶來的最可能的影響。3差錯的危害性分析通過對產品或服務的潛在差錯進行檢查，確定這些差錯的重要性和危險性。這種危險性通常包括消費者抱怨、工作績效下降、工廠的暫時停工、安全問題或者帶來的環境污染在內等故障模式、影響及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，簡稱FMECA。FMECA分析的程序——主要步驟在某個產品或過程中，首先確定作業系統中的所有配件和部件。對系統中每個組件和配件可能出現的差錯模式進行分析，并列出詳細的表格。分析每種差錯模式的所有可能原因。按下列標準為每個差錯的出現指定一個數值P，每個差錯模式發生的可能性S，差錯的嚴重性或危險性D，在產品或服務被顧客使用前就發現錯誤的困難程度。故障模式、影響及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，簡稱FMECA。FMECA分析的程序——主要步驟例如，用1-10表示，1表示低或者容易，10表示高或者難。下表是反映汽車液壓剎車系統的差錯分析數值。對于每一個可能的差錯模式，首先要確定產品P*S*D的值，作為差錯風險的危害性指數或風險的優先級數值（RPN）。最大值（最高優先級)為1000，最小值（最低優先級）為1，本例中為90。該指數表示在防止差錯的研究中每一個差錯模式的相對優先級。取值12345678910P*S*D*故障模式、影響及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，簡稱FMECA。FMECA分析的程序——主要步驟（續）確定避免差錯問題的必要手段措施，并確定對該手段措施負責的相關部門。按照RPN值對差錯進行排序，其目的是可以依據可用資源依次采取必要的手段措施。在醫藥行業的實際應用某種非處方藥的配方中需要考慮的某些要素選擇注意：由于RPN值是由三個值相乘得到的，在實際工作中，如果S值很大，那么D的取值往往是很小的。組成或過程差錯模式差錯原因差錯的影響檢查PSDRPN溶解各種成分的純水混合導管中有臭氧加水時處理不當產品被氧化使用臭氧活動警報26336溶解各種成分的純水被污染水處理系統的故障最終產品被污染處理設施的質量檢查17642活性成分產品數量不足在注入管中時損耗產品效力低操作者檢查24648活性成分未按說明書使用粉末混合作業不對產品不一致質量控制檢查38248氫氧化鈉被污染使用不干凈的器具產品有毒質量控制檢查27228氫氧化鈉濃度太高稱重不準確一批產品不合格質量控制檢查2418各種成分的混合混合不均勻攪拌時的溫度太低膠合不好使用溫控器3216各種成分的混合在混合物中出現泡沫攪拌過度膠合不好視覺觀察檢查47256膠合膠合不均勻機器調整不好產品不一致，不合格最終質量檢查26336將膠體放入漏斗被污染轉移管不干凈一批產品不合格裝填前檢查38372裝入30毫升管管密封不好封口蓋質量不好產品報廢質量控制檢查裝入30毫升管空間太小裝注機調整不好產品量不一致質量控制檢查26336某種非處方藥的FMECA維護涵義維護包括監控、檢查、調整、修理等必須做的所有工作，以保證機器、設備、裝備或運輸車輛進入或保持適當的工作秩序。維護程序包括緊急維護、簡單的預防性維護以及更復雜的管理性預防性維護（TPM或RCM）。緊急維護即故障緊急維護，在故障發生后修理機器或設備。家用設備：洗衣機、電視機。燈泡缺點：1）沒有安全性，給使用者造成不便。2）設備在運行中需要進行緊急維護時，系統性能降低，生產人與那空閑，直接勞動成本提高。3）緊急維護需要緊急部件和其他一些組件，導致成本提高。4）不能按主生產計劃完成產品，不能按時交貨，客戶服務水平下降。維護預防性維護預防性維護是在定時檢查系統的基礎上設定維護程序的工作行為，其檢查維護是為了發現潛在問題，并且進行必要的修理，以確保系統在正常運轉時不發生故障。研究表明，如果預防性維護管理得好，且與其他作業配合得好，可以減少35%或者更多的費用預防性維護的水平維護成本包括：維護人員的工資、為維護而準備的庫存、機器的空閑和設備停工檢修損失的時間故障成本：停產成本、生產工人無事可做維護的頻率成本維護的頻率與相關的成本故障成本維護成本總成本維護全員生產維護(TotalProductiveMaintenance,TPM）產生于日本，要求進行團隊協作、共同建設和可持續發展。可靠性和TPM原則要求避免危機，要信賴團隊協作，實現效能最大化，費用最小化，并持續改善制造工序過程。必要措施修復設備，使其達到新的狀態在設備的維護方面配備相關人員提高維護的效率和效能進行勞動力培訓，提高其職業技能進行設備管理和預防維護，這是最根本的可靠性策略各種預防維修技術的有效使用TPM的原理：如果設備運轉良好，且按照設計運轉，則絕大部分問題源于人為錯誤。因此，公司應該采用容易操作且不易出錯的設備。在這種情況下，TPM可以把重點放在增強整個制造系統的可靠性、減少供應鏈中的不確定性、降低訂貨提前期以及提高客戶服務水平上。所有這些活動將不會提高庫存水平。維護以可靠性為中心的維護（RCM）源于1960年代的民用航空工業技術重點是要找到設備正確維護的準確含義，而不是對設備進行全面的經常性維護。目的是要確定怎樣做才能確保所有的物質資產能夠持續地按照其現有的情況運營，確保設備和系統按照設計進行運作，且出現的問題最少。重點在于功能而不是設備，最終效益是降低總的維護成本，并且減少與停工和與停工時間相關的費用。維護以可靠性為中心的維護（RCM）例，美國Madawaska造紙廠實行RCM時，制定的計劃目標：把計劃維護率從2%降低到1.5%；把計劃外維護率從2%降低到1.5%；總的制造效率提高1.5%。例：英國Hudderfield的Zeneca工廠，一家生物科學公司。投資11000英鎊在一家有20年歷史的制冰廠中實行RCM.1995年實行RCM后，停工時間減少約1500小時，節省150萬英鎊。采用RCM方式需要維修部門采納計劃和預知情況的維護原則，而不是“修過即忘”。——改善了工程與生產人員的關系復印機的例子概況倫敦一家咨詢公司有一臺為客戶復印合同材料的復印機。目前這臺復印機正處在接近損壞的邊緣。公司估計，若復印機損壞了，每次損失成本為500英鎊。基于過去兩年半的歷史信息，復印機每月壞的次數以及出現的月份見如下的統計表。當地的一家服務公司提出了對該復印機進行預防性維護的建議，每月收費900英鎊。該公司保證，實行預防性維護后，復印機壞的次數將減少到每兩個月一次。問題請確定公司是否應該改變維護策略，并接受該服務工的預防性維護服務？壞的次數012345出現的月份數量254973復印機壞的次數統計復印機的例子解決方案通過期望值來解決出錯的次數出錯的月數出現的頻率（%）出錯的頻率026.670.001516.670.172413.330.273930.000.904723.330.935310.000.50總計301002.77復印機出錯的分析復印機每月出錯的期望成本：2.77*500=1383.33英鎊預防性維護合約下期望成本：900+500*0.5=1150英鎊從出錯中恢復對于所有可靠性和維護的說法，即使是用最好的程序、在最好的組織中，仍然難免出現由于不恰當的設計、操作和不恰當的維護所帶來的出錯。在這種情況下，公司必須替換過去的程序或系統，以使其從差錯中恢復，并使生產運作回到正常的條件下，并使損失最小。準時供應（JIT）JIT運作的原理是建立在從差錯中迅速恢復的前提上的。多面手——作業團隊——維護系統正常運轉，縮短停機時間——容易？？？1960年代的一家制造公司:一個螺絲釘從鉆機上松動脫落——操作工人幾分鐘就能輕易地解決，但卻不能——工會規則：填寫工單，請修理工來解決——裝配線停工一小時。從出錯中恢復分包商/供應商網絡擁有一個可靠的分包商或者供應商網絡，對于公司的幫助很大。如果某些環節出現了問題，例如機器故障、卡車壞了或者原材料不符等，公司可以通過對外聯絡采購以防止緊急事態。沒有誰知道什么原因引起了1997年2月1日星期六早晨燒毀AisinSeiki公司第一工廠的火災。這場大火焚毀了豐田公司最重要的剎車閥來源。該閥價值每個5美元，絕大部分的豐田工廠只保持該閥4個小時的供應，豐田在日本的20家汽車廠每天能生產14000輛汽車。一些專家認為豐田公司在幾周內恐怕難以恢復過來。但是僅僅5天后，豐田公司的汽車廠又開始生產了。秘密在于豐田與供應商的密切聯系。火災后數小時內，他們就開始制定剎車閥的生產計劃，改進工具系統，建立臨時生產線。到下一個星期四，36個供應商在150個分包商的幫助下，建立了50條單獨的生產線，生產小批次的剎車閥。其中有一個例子，一個從未做過汽車配件的縫紉機制造商花了大約500個工時改裝磨床，而一天只做了40個閥。從出錯中恢復豐田公司從工廠大火中恢復顯示了公司的力量從出錯中恢復危機管理大公司、政府部門——重要職能。使公司很快從差錯中反映并恢復過來在危機管理中，最終目標是減少差錯或危機帶來的沖擊。危機管理的措施主要包括：進行風險評估分析，以確定可能發生的問題；為了對差錯做出反應，需要制定適當的行動計劃和戰略計劃；為了記錄和報告危機的發生，應建立差錯信息系統；如果可能，設立一定的團隊對施壓群體做出反應，對公眾和媒體做出反應。危機管理的最終有效性可以通過組織恢復的速度、恢復的程度、恢復過程中運作和組織提高的幅度，以及危機抵抗能力的提高程度來衡量。例：Heathrow國際機場事故從出錯中恢復Heathrow國際機場在1997年12月12日星期五有過一場危機，那是在一座房屋頂的火災后，關閉了機場最繁忙的乘客1號通道半天，嚴格限制行動并且被迫取消了10個航班。幸運的是，火災是在凌晨發生，這樣就避免了1996年橫掃Dusseldorf國際機場的火災悲劇重新上演。那次火災造成17人死亡，損失總計5500萬美元。Heathrow吸取了德國火災的教訓，在火災的檢測、警報和其他安全系統中，投入了165萬美元，從而能夠