今年年初國家質檢總局發布《家用汽車產品修理、更換、退貨責任規定》，廣大汽車企業、汽車零部件供應商企業，乃至其他更多的機械、電子產品企業都再次意識到產品質量可靠性的重要程度。以前可有可無的產品可靠性分析已經不再是個錦上添花的擺設了，它已經成為企業持續經營的基本條件之一。

　　汽車以及汽車的核心零部件（如發動機等）是一個復雜的系統，單個零部件的穩定可靠并不能代表系統工作的穩定可靠。因此，在從研發到生產的整體過程中，既需要繼續關注單個零部件的質量可靠性改進，同時更需要重視提升子系統乃至整車系統的質量可靠性。

　　這里所謂的系統，是指能夠完成某一特定功能，由若干個彼此有聯系而且又能相互協調工作的單元組成的綜合體。由于客戶需求的不斷更新和科學技術的不斷發展，很多產品的復雜程度越來越高，由此導致產品發生故障的可能性也越來越大。因此，可靠性工程師需要研究清楚組成系統的各個零部件之間的表面物理關系和背后邏輯關系，以及每個零部件發生故障的規律及其對系統性能的影響程度，最終構建出系統的壽命預測模型。

　　關于系統可靠性的分析原理，主要涉及到兩個：可靠性框圖（Reliability Block Diagram）和可靠性數學模型（Reliability Mathematical Model）。一般來說，系統可靠性分析模型可以分為三類：串聯系統（Series System），并聯系統（Parallel System），混合系統（Mixed System），分別如下圖所示。

　　簡單串聯系統及其可靠性函數示意圖

　　簡單并聯系統及其可靠性函數示意圖

　　簡單混合系統及其可靠性函數示意圖

　　在實際工作中，系統可靠性的分析工作要比上述的原理說明要復雜很多。因為需要我們研究系統可靠性的對象往往是個由成百上千個單元構成的混合系統，而且系統中的每個單元的可靠性也往往是一個包含很多晦澀難懂的統計學原理知識的可靠性函數。這使得很多機械工程、電子工程背景出身的工程師一籌莫展，企業運用和推廣可靠性分析的工作變得知易行難，效率低下，可靠性工作應有的價值無法在執行層面發揮出來。

　　專業統計質量分析軟件JMP中的“可靠性/生存”模塊可以使系統可靠性分析變得異常簡單，整個工作過程就像兒童用樂高積木搭建高樓大廈一樣輕松愉快。下面通過一個比較成熟的飛行器系統的可靠性模型分析案例，可以讓我們切實體驗到運用先進分析工具，提高可靠性分析效率的成就感。

　　如下圖所示的單翼螺旋槳飛機由Engine（發動機）、Cockpit（座艙）、Wing（機翼）、Control（控制面板）、Port（左舷）和Starboard（右舷）等關鍵單元組成，每個關鍵單元，如Engine，又由Motor（電機）、Fuel（燃料系統）、Cooling（冷卻系統）和Propeller（推進器）等零部件組成。如何能夠準確而又高效地估算出這個復雜系統的可靠性呢？

　　在JMP軟件的“可靠性方框圖”平臺上，可靠性技術人員實施這個分析工作就會變得十分得心應手。只要點擊鼠標，拖拉基本、串行、并行、結點和k out of n等不同的設計元素按鈕，工程師就能在幾分鐘內構建出眾多零部件之間的邏輯模型。如果系統包含子系統、二級子系統等多個層次，也可以通過調用庫元素來實現多層次的嵌套設計。下圖就是一個基于JMP軟件繪制的飛行器系統的可靠性功能框圖。

　　在正確搭建起飛行器系統可靠性的基本框架后，更重要的事情就是綜合所有已知的元件可靠性分布量化模型，對整個系統的可靠性做出統一有效的預測。

　　這時候的技術難點主要體現在需要通過一連串繁瑣的可靠性數學模型運算，計算出一系列技術參數來反映系統發生故障的風險幾率，如可靠度（Reliability）、累積失效概率（Cumulative Failure Probability）、失效概率密度（Failure Probability Density）、危險率（Hazard Rate）、分位數壽命（Quartile Lifetime），以及元件重要性系數（Component Importance）等等。整個運算過程十分復雜，哪怕調用傳統的可靠性分析程序也要花費大量的時間，其中任意一個小小的疏忽都會導致全盤的失誤，這使得很多人對此望而卻步。

　　幸運的是，一向推崇“探索性交互式數據發現”的JMP軟件，用其特有的預測刻畫器（Prediction Profiler）解決了困擾可靠性工程師們多年的問題。因為在預測刻畫器中，工程師只要通過菜單界面設定了元件的可靠性參數，系統可靠性的模型就可以通過生動直觀的圖形界面（見下圖）來展現了。

　　在這個圖形界面中，我們用鼠標指點江山，就可以隨心所欲地預測飛行器在產品保修期內的質量表現，可以身臨其境地體驗冗余模塊的增減對飛行器故障率的影響，可以翔實精準地事先發現飛行器弱點并加以彌補改進，可以直截了當地比較不同的系統設計對飛行器帶來的不同效果等等。

　　總之，工欲善其事，必先利其器。在現代化信息技術（如JMP軟件）的協助下，汽車、機械、電子等行業的產品系統可靠性的分析研究將不再是一件難事了。

　　關于JMP

　　JMP是全球最頂尖的統計學軟件集團SAS公司的重要事業部，致力于幫助全球企業客戶提升質量管理、優化業務流程和改進產品研發，幫助全球高校師生及科研人員提高統計學相關課程的教學質量以及科研工作的成效。

　　JMP軟件是著名的高端桌面“卓越績效統計發現引擎”，其應用領域包括業務可視化、六西格瑪及持續改善（可視化六西格瑪、質量管理、流程優化）、試驗設計DOE、研發創新、探索和發現、教學及科研等各個方面。

　　JMP迄今已擁有超過20萬用戶，企業客戶包括英特爾、惠普、戴爾、IBM、蘋果、美國國家半導體、德州儀器、匯豐銀行、美國銀行、蘇格蘭皇家銀行、招商銀行、豐田汽車、三一重工、拜爾、羅氏、諾和諾德、阿斯利康、輝瑞制藥、陶氏化學、巴斯夫、寶潔、聯合利華、中石化、微軟、Google等，高校用戶包括沃頓商學院、麻省理工學院、牛津大學、耶魯大學、斯坦福大學、復旦大學、中歐國際工商管理學院、西北工業大學等。點擊鏈接了解更多：www.jmp.com/china

　　關于SAS

　　SAS是全球頂尖的統計學軟件廠商，也是目前全球最大的私人軟件公司，成立于1976年。作為全球企業的戰略管理大師，SAS致力于提供新一代的商業智能軟件及服務，幫助客戶實現真正的商業智能。SAS的行業解決方案已在全球超過40，000家企業中使用，其中包括全球財富500強94%以上的企業。點擊鏈接了解更多：http://www.sas.com/