通过提升设备可靠性消除缺陷
自全面质量管理 (TQM) 和六西格玛等以质量为中心的举措兴起以来，组织不懈追求消除产品缺陷。六西格玛流程以 3.4 DPMO（百万机会缺陷率）为基准。
达到这一基准的最关键杠杆是变异。质量专家一致认为，工艺和设备性能的不一致产生了绝大多数面向客户的缺陷。在六西格玛中，任何可能削弱客户满意度的结果均视为缺陷。
本文聚焦设备可靠性与产品缺陷的关联，识别导致可靠性不佳的常见根因，并概述预防或缓解策略，最终根除缺陷。
设备可靠性与产品缺陷
Ron Moore 指出，当设备可靠性与校准仪表、规范操作、优质原材料相结合时，工艺一致性会提升。可靠性确保子系统和组件在设计寿命内按预期运行。
缺陷可在设备生命周期的六个阶段引入：设计、采购、存储、安装/调试、运行和维护。通过控制任一阶段出现的故障，企业可直接影响产品质量。
设备可靠性不佳的常见根因
根因是驱动重复事件（如设备性能不足）的深层因素。消除它们是预防未来故障的关键。
这些根因常被误认为是人为干预、故障症状或物理失效机理。要真正预防不可靠性，组织必须瞄准潜在原因——嵌入组织文化和管理体系中的系统性问题。
典型潜在根因包括：
误用——超出设计包络运行、初始设计不良或采购缺陷。
操作实践——程序不足、不遵守或缺乏跟进。
维护实践——程序缺陷、不遵守或频率不足。
老化——环境因素加速磨损或寿命终结。
管理体系——技能不足、员工参与度低或对已识别隐患不采取行动。
为充分获得通过提升可靠性减少缺陷的收益，组织应建立至少四大体系。
RCA 计划
根因分析 (RCA) 是系统性问题解决方法，识别事件真实原因。在可靠性工程中，严谨的 RCA 计划对揭示设备性能不佳原因、实施纠正措施至关重要。
A 公司是一家大型化工制造商，运营 1150 台离心泵。1995 年泵 MTBF 仅 0.8 年（9.6 个月）。直到 1998 年才引入正式 RCA 流程。
最初，工厂进行故障分析，将安装和维护实践与最佳基准对比。这种差距分析激发了启动系统性 RCA 所需的变革。
可靠性部门培训员工故障编码，在 CMMS 记录数据，并维护独立的故障报告分析与纠正行动系统 (FRACAS) 数据库。
RCA 聚焦最常见失效模式，基于发现实施纠正措施。图 1 结果显示显著改善。
图 1：1995-2002 年泵 MTBF 趋势
八年间 MTBF 提升 500%。仅泵故障减少一项，到数据期末每年节省约 550 万美元直接维护成本。最后五年其他可靠性举措也有贡献，但泵是主要驱动力。
所有举措综合效应（估计占收益 35-40%）使工厂产出提升 15%，以适度资本投入将整体设备效率 (OEE) 从 94% 提升至 98.2%。
日均泵故障降至 3 次以下，仪表和容器故障极少，工厂可在无需持续再平衡的情况下按示范速率运行。这种稳定性转化为盈利能力跃升：满产时年利 1200 万美元，60% 产能时 4300 万美元，市场恢复后达 7200 万美元。
现场可靠性从业者
Life Cycle Engineering 首创可靠性卓越 (Rx)，一种推动文化变革的理念，聚焦设备可靠性和工艺控制作为现代制造基石。
组织定义 Rx 为五个离散层级（图 2），可持续性位于顶层，可靠性工程为核心组件。
图 2：可靠性卓越模型
无论是否有现场可靠性工程师，关键活动必须执行以维持预期成果——即更高可靠性和更低缺陷。
现场可靠性从业者监控设备和流程，发掘持续改进机会。作为风险管理者，他们通过预防性或预测性维护和风险规划主动确定最佳风险缓解策略。
推荐对最关键设备采用以可靠性为中心的维护 (RCM) 或其变体。对其余设备可采用其他优化策略，前提是理解其局限性和相关风险。
支撑可靠性与产品质量的业务流程
稳定流程是任何可靠性或质量举措的基石。没有能维持改进的流程，TPM、精益制造或六西格玛无法发挥全部潜力。
例如，一家 50 年历史的铝冶炼厂重构了工作和设备流程。2002 年实施可靠性卓越前，总维护成本超 3500 万美元，折合每公吨铝维护成本超 137 美元——比当时全球平均水平高 50%。
工厂标准化工作流程、建立设备历史数据库、应用精益工具解决问题。维护和运营采用 TPM 指标 OEE 追踪进展。
2004 年实施基于可靠性的流程后，工厂实现直接归因于 OEE 提升的 240 万美元改善。
结果监控
Joseph Juran 名言：“不测量就不管理。”至今仍是真理。要确认缺陷被消除，必须跟踪正确指标。
OEE 是显而易见的起点。它反映资产实现业务目标的有效性，整合可用性、性能率和产品质量。
提升设备可靠性不仅改善可用性，还提升质量，从而对 OEE 产生双重正向影响。
其他有用指标包括针对性设备的 MTBF 和废品率，可将可靠性改善与废料减少关联。
可靠性专业人员常强调设备可靠性与财务结果——产出、安全、质量——的联系。与缺陷和工艺浪费的关联同等重要。
管理制造工艺变异，聚焦四大关键步骤：
- 实施严谨、规范的 RCA 和可靠性计划，识别可靠性差距。
- 指派专职可靠性人员维持改进。
- 确保业务流程支撑可靠性目标。
- 用适当指标衡量进展。
参考文献
* Moore, R. Selecting the Right Manufacturing Improvement Tools, Boston, MA & London, Elsevier Butterworth-Heinemann Books, 2007.
** Mobley, R. K. Root Cause Failure Analysis, Elsevier Butterworth-Heinemann, 1999.
作者简介：
Carl March 在维护、可靠性工程、系统建模和设计方面经验丰富。持有机械工程学士和汽车系统工程硕士，是美国质量学会认证可靠性工程师 (CRE) 和维护与可靠性专业人员协会认证维护与可靠性专业人员 (CMRP)。专长 RCM、TPM、根因分析和可靠性卓越，助全球客户实现制造卓越。联系方式：cmarch@LCE.com。更多信息访问 www.LCE.com 或致电 843-744-7110.
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