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

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

　　這里所謂的系統(tǒng)，是指能夠完成某一特定功能，由若干個彼此有聯(lián)系而且又能相互協(xié)調(diào)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(fā)展，很多產(chǎn)品的復雜程度越來越高，由此導致產(chǎn)品發(fā)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(tǒng)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(fā)生故障的規(guī)律及其對系統(tǒng)性能的影響程度，最終構建出系統(tǒng)的壽命預測模型。

　　關于系統(tǒng)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(shù)學模型（Reliability Mathematical Model）。一般來說，系統(tǒng)可靠性分析模型可以分為三類：串聯(lián)系統(tǒng)（Series System），并聯(lián)系統(tǒng)（Parallel System），混合系統(tǒng)（Mixed System），分別如下圖所示。

　　簡單串聯(lián)系統(tǒng)及其可靠性函數(shù)示意圖

　　簡單并聯(lián)系統(tǒng)及其可靠性函數(shù)示意圖

　　簡單混合系統(tǒng)及其可靠性函數(shù)示意圖

　　在實際工作中，系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，而且系統(tǒng)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(tǒng)計學原理知識的可靠性函數(shù)。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(yè)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(zhí)行層面發(fā)揮出來。

　　專業(yè)統(tǒng)計質(zhì)量分析軟件JMP中的“可靠性/生存”模塊可以使系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(tǒng)）、Cooling（冷卻系統(tǒng)）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(tǒng)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(nèi)構建出眾多零部件之間的邏輯模型。如果系統(tǒng)包含子系統(tǒng)、二級子系統(tǒng)等多個層次，也可以通過調(diào)用庫元素來實現(xiàn)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(tǒng)的可靠性功能框圖。

　　在正確搭建起飛行器系統(tǒng)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(tǒng)的可靠性做出統(tǒng)一有效的預測。

　　這時候的技術難點主要體現(xiàn)在需要通過一連串繁瑣的可靠性數(shù)學模型運算，計算出一系列技術參數(shù)來反映系統(tǒng)發(fā)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(shù)壽命（Quartile Lifetime），以及元件重要性系數(shù)（Component Importance）等等。整個運算過程十分復雜，哪怕調(diào)用傳統(tǒng)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(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)”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(shù)，系統(tǒng)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(xiàn)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(chǎn)品保修期內(nèi)的質(zhì)量表現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)飛行器弱點并加以彌補改進，可以直截了當?shù)乇容^不同的系統(tǒng)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(xiàn)代化信息技術（如JMP軟件）的協(xié)助下，汽車、機械、電子等行業(yè)的產(chǎn)品系統(tǒng)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(tǒng)計學軟件集團SAS公司的重要事業(yè)部，致力于幫助全球企業(yè)客戶提升質(zhì)量管理、優(yōu)化業(yè)務流程和改進產(chǎn)品研發(fā)，幫助全球高校師生及科研人員提高統(tǒng)計學相關課程的教學質(zhì)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(tǒng)計發(fā)現(xiàn)引擎”，其應用領域包括業(yè)務可視化、六西格瑪及持續(xù)改善（可視化六西格瑪、質(zhì)量管理、流程優(yōu)化）、試驗設計DOE、研發(fā)創(chuàng)新、探索和發(fā)現(xiàn)、教學及科研等各個方面。

　　JMP迄今已擁有超過20萬用戶，企業(yè)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(lián)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(yè)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(tǒng)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(yè)的戰(zhàn)略管理大師，SAS致力于提供新一代的商業(yè)智能軟件及服務，幫助客戶實現(xiàn)真正的商業(yè)智能。SAS的行業(yè)解決方案已在全球超過40，000家企業(yè)中使用，其中包括全球財富500強94%以上的企業(yè)。點擊鏈接了解更多：http://www.sas.com/