以故障为中心的产品通用质量特性标准过程研究

以故障为中心的产品通用质量特性标准过程研究

宋朝政

身份证号：522121199705040435

摘要：本文以故障为中心，对产品通用质量特性进行了研究。分析了故障的定义、分类及其对产品质量的影响。构建了以故障为中心的产品通用质量特性标准过程，包括故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）、可靠性工程、质量功能展开（QFD）以及过程控制与持续改进。本文的研究旨在为产品设计和制造提供一种系统性的质量控制方法，以提高产品的质量和可靠性，降低故障发生的风险。

关键词：故障；产品；通用质量；特性标准

随着科技的发展和市场竞争的加剧，产品质量和可靠性成为企业获得竞争优势的关键因素。然而，在产品设计和生产过程中，故障的产生是难以完全避免的。故障不仅影响产品的使用性能，还可能导致安全事故，给企业带来严重的经济损失和声誉损害。因此，研究以故障为中心的产品通用质量特性标准过程具有重要意义。

一、故障为中心的产品质量特性分析

1.1 故障的定义和分类

故障可以分为功能故障和性能故障。功能故障是指产品或设备无法完成其预定功能的现象，而性能故障则是指产品或设备的性能下降，无法达到预期性能指标的现象。故障的分类可以根据其产生的原因、表现形式和影响范围等多种方式进行。按照产生的原因，故障可以分为设计故障、制造故障和使用故障。设计故障是指由于产品设计不合理或设计缺陷导致的故障；制造故障是指由于生产过程中的质量问题导致的故障；使用故障是指由于使用不当或环境因素导致的故障。按照表现形式，故障可以分为突发性故障和渐发性故障。突发性故障是指产品或设备在无预兆的情况下突然出现的故障，而渐发性故障则是指产品或设备的性能逐渐下降，最终导致故障的现象。按照影响范围，故障可以分为局部故障和系统性故障。局部故障是指故障仅影响产品或设备的部分功能或性能，而系统性故障则是指故障影响产品或设备的所有功能或性能的现象。故障的产生原因和机制复杂多样，可能涉及到设计、制造、使用和环境等多个因素。因此，对故障的分析和处理需要综合考虑这些因素，采取有效的方法和措施，以提高产品的质量和可靠性。

1.2 故障对产品质量的影响

故障对产品质量的影响是多方面的，故障会导致产品无法正常运行，影响产品的使用功能，甚至可能对用户造成伤害。例如，在汽车行业中，故障可能导致车辆无法启动、行驶中突然熄火等，严重影响驾驶安全。故障会影响产品的可靠性和耐用性，降低产品的使用寿命。研究表明，产品在设计、制造、运输等过程中的缺陷都可能导致故障，这些缺陷的存在会直接影响产品的质量。故障还会导致产品的维修成本增加，影响企业的经济效益。研究表明，故障维修成本在产品总成本中的比例可达20%至30%。故障还会影响企业的声誉和市场竞争力。一旦产品出现故障，可能会被消费者投诉，甚至引发产品质量危机，严重影响企业的品牌形象和市场地位。

二、以故障为中心的产品通用质量特性标准过程构建

2.1 故障模式与影响分析（FMEA）

故障模式与影响分析（FMEA）是一种系统性的方法，用于识别和评估产品设计或生产过程中可能出现的潜在故障模式及其对产品质量的影响。通过对产品的设计、制造、使用等各个环节进行深入分析，确定故障模式及其发生的可能性、严重程度和检测难度，从而为产品质量和可靠性改进提供依据。FMEA的核心在于提前预防和减少故障的发生，通过对可能出现的故障进行系统性的分析，找出关键因素，为产品设计和生产提供指导。在实际应用中，FMEA具有较高的实用性和创造性，能够有效提高产品的质量和可靠性。例如，某汽车制造商在生产过程中采用了FMEA方法，通过对潜在的故障模式进行系统分析，成功降低了故障发生率，提高了产品的市场竞争力。FMEA还能够为企业的持续改进提供支持。通过对故障模式的分析，企业可以发现现有产品设计和生产过程中的不足，从而采取相应措施进行改进。FMEA还有助于提高过程控制效果，确保产品质量的稳定。

2.2 故障树分析（FTA）

确定系统故障模式、构建故障树、分析故障树、确定故障原因和制定改进措施。故障树分析的主要优点是能够直观地展示故障原因和影响，帮助工程师快速定位问题，从而提高产品或系统的可靠性。故障树分析还可以用于评估各种故障模式对系统性能的影响，为产品设计和改进提供有力支持。在实际应用中，故障树分析已被广泛应用于航空航天、汽车、电力等众多领域。例如，某汽车制造商在对某款车型的安全气囊系统进行故障树分析时，发现了一个潜在的故障原因，从而及时采取了改进措施，避免了可能的伤亡事故。又如，某电力公司在对输电线路进行故障树分析时，发现了导致频繁故障的主要原因，从而采取了相应的维修和保护措施，降低了故障发生率。然而，故障树分析也存在一定的局限性。例如，构建故障树需要耗费大量时间和精力，且对工程师的专业素养要求较高。故障树分析往往依赖于历史数据和经验，对于一些新型产品或系统，可能难以准确预测故障原因。因此，在实际应用中，需要结合其他方法，如故障模式与影响分析（FMEA）、可靠性工程等，以提高故障分析的准确性和效率。

2.3 可靠性工程

在产品设计阶段，可靠性工程扮演着至关重要的角色。它致力于确保产品在规定的使用寿命内，能够在预定的环境下达到既定的性能水平。为了达到这一目标，可靠性工程采取了一系列的方法和工具，比如故障模式与影响分析（FMEA）和故障树分析（FTA）。这些方法帮助工程师系统地识别和评估潜在的故障模式及其对产品性能的潜在影响，从而采取相应的措施以降低故障风险。在产品制造和交付过程中，可靠性工程同样不可或缺。通过实施过程控制和持续改进，可以实时监控生产过程，及时发现异常，采取纠正和预防措施，从而保证产品的质量稳定。可靠性工程还涉及到产品的维护和售后服务，它要求对产品进行定期的检查和维护，以延长其使用寿命并保持其性能。它不仅关注产品设计阶段的潜在问题，也覆盖了产品制造、交付以及维护的全过程。通过应用可靠性工程的方法和工具，可以显著提升产品的质量，降低故障风险，最终为消费者提供满意的产品体验。

2.4 质量功能展开（Quality Function Deployment, QFD）

质量功能展开（Quality Function Deployment, QFD）是一种系统化的产品设计和质量规划方法，它以顾客需求为中心，通过将顾客需求转化为具体的产品设计特性和过程控制要求，来实现产品质量和顾客满意度的提升。在 QFD 过程中，通过市场调研和顾客访谈等手段收集顾客需求，并将其转化为具体的设计目标和过程参数。将这些设计目标和过程参数融入到产品设计和制造过程中，以确保产品具备满足顾客需求的特性和功能。通过持续的过程监控和改进，确保产品质量和顾客满意度的持续提升。QFD 在产品设计和制造中的应用已经取得了显著的成效。例如，某汽车制造商在使用 QFD 方法后，成功地将顾客对汽车舒适性、安全性和燃油经济性的需求转化为具体的设计参数和制造要求，从而提升了汽车的质量和市场竞争力。QFD 方法还被广泛应用于机械制造、电子工程、医疗设备等领域，帮助企业提升了产品质量和顾客满意度。

结语

本文以故障为中心，对产品通用质量特性标准过程进行了研究。通过分析故障的定义、分类、对产品质量的影响以及产生的原因和机制，揭示了故障在产品质量和可靠性中的核心地位。在此基础上，构建了一套以故障为中心的产品通用质量特性标准过程，包括故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）、可靠性工程、质量功能展开（QFD）以及过程控制与持续改进等环节。这些过程不仅有助于提前发现和解决潜在的故障问题，提高产品的质量和可靠性，而且能够为企业的持续改进和创新提供支持。

参考文献

[1]王明辉，张丽娟(2017)。基于故障为中心的产品质量特性分析及应用。机械工程与自动化，(3)，45-48。

[2]李强，杨帆(2018)。故障树分析在产品质量控制中的应用。机械设计与制造，(5)，60-63。

[3]陈晓明，刘文革(2016)。基于FMEA的某型汽车产品质量改进研究。汽车工程，(8)，85-88。