機床企業必走之路:尋找最佳可靠性和經濟性
http://www.moduwu.com 2014-09-22 14:33 來源：中國工業報
可靠性與經濟性就是一對歡喜冤家。
對消費者而言，自然是希望購買的產品既經濟且可靠性又高；但如果將身份變為制造企業主，那么則希望產品的銷量和利潤越多越好。
不同的企業，不同品牌的產品對這個平衡點的設置各有不同，但毋庸置疑的是，由于企業的本質是以盈利為目的、運用各種生產要素向市場提供商品或服務的社會經濟組織，因此在產品設計和制造過程中，就必然要在可靠性和經濟性之間進行權衡。
可靠性太高，就會大幅增加設計制造成本，不符合經濟性的要求，而增加的成本也會降低用戶的購買愿望；可靠性太差就會大幅增加用戶的維修成本和停機損失，同樣不符合經濟性的要求，更會打消用戶的購買愿望。
可靠性經濟
記者日前翻閱到一份資料，重慶大學教授、機械設計制造研究所所長張根保提到數控機床可靠性經濟分析的相關研究，文獻中，他表示可靠性經濟分析的主要目的就是為了尋找一個可靠性和經濟性同時達到最優的解決方案。
他認為，可以簡單地分為可靠性保證費用和由于可靠性差導致損失兩個方面。隨著產品可靠性的提升，保證費用升高而損失降低，這兩者數據的交匯處就能達到最佳可靠性總費用。
張根保表示，當前國內的機床用戶不惜花費極大的代價從國外進口高檔數控機床，除了出于精度需求外，更多的是出于對最佳可靠性總費用的考慮。同時大量數據也已經印證了國產機床的可靠性水平與最佳可靠性相比還有相當大的差距，很多企業還在進行低成本競爭。因此，國內機床企業迫切需要合理有效的優化手段進行可靠性提升。
據悉，可靠性經濟分析與控制主要包含可靠性經濟分析數據的收集、可靠性的經濟特性建模、可靠性的經濟特性分析、可靠性的經濟特性控制四個環節。
張根保強調，企業的生產會根據市場競爭的需要不斷變化，因此，可靠性的分析與控制過程是一個動態的閉環反饋過程。通過可靠性經濟分析數據收集，企業可以了解生產的實際情況，利用經濟特性模型綜合考慮各項決策依據，在經濟特性分析后形成可靠性提升的決策，并最終通過經濟特性控制反饋給企業生產過程，其中的每一個環節都需要根據企業實際情況定量分析，從而達到經濟效益最優的效果。
可靠性經濟分析數控主要包含產品的可靠性數據與經濟性數據兩個方面，具體有可靠性試驗數據、用戶使用數據、售后維修數據以及產品檢測數據。
“盡管提高產品的可靠性會產生一定的費用，但它與產品經濟性之間并不是矛盾對立的。”在張根寶看來，在經濟學中，效用指的是消費者通過消費使自己的需求得到滿足的度量，因此可靠性也存在相應的效用。產品可靠性的效用隨產品可靠性的提升存在著效用曲線，可靠性越高，可靠性效用也越高，但邊際效用卻在遞減。
比如平均無故障工作時間三個月的機床提升到平均無故障工作一年，用戶會覺得機床的可靠性變化很大，效用增加明顯。然而，將平均無故障工作時間兩年提升到三年，用戶卻未必能夠感覺到兩者的明顯差異。
確實，從三個月到一年，平均無故障時間每提升一個月，用戶都能直觀地感覺到機床可靠性的變化，這種變化就是邊際效用，與直接經濟效益、主觀使用感受等多方因素有關。而從兩年到三年，這種邊際效用就會弱化很多。
因此，前者可靠性的提升可以被認為是產品附加值的提高，消費者也愿意為此買單，而后者在張根寶看來是多余的。
智能化要求高可靠性
不過當前智能制造已經成為國際制造領域一種新的趨勢。2011年德國在漢諾威博覽會提出“第四次工業革命”(工業4.0)如今已經進入實施階段。
北京機床研究所所長劉炳業表示，“第四次工業革命”的目標是工廠智能化。2013年美國以制造業回流為主題，開啟智能時代的再工業化。日本在柔性制造的基礎上，形成了當今比較成熟的智能化制造技術。中國目前制造業勞動力成本的不斷上升，一些地區出現的“用工荒”也迫使制造企業向智能化方面轉型。
智能化制造技術的大趨勢，要求機床必須適應其使用要求，最典型的應用特征是要求各種配置的高可靠性，作為智能制造最基本的組成部分，機床設備的可靠性成為最主要的考核指標。
而對于用戶企業來說，效用的直接體現就是設備的可用性，在市場周期的影響下，年度生產總是存在一定的空閑期。因此，生產期設備連續工作的能力成為影響效用與邊際效用的關鍵。
這里，可用性具體是指產品在任意時刻需要和開始執行任務時，處于可使用或者可工作的程度。如果把可用性的概率度量成可用度，其計算方法為產品的平均故障間隔時間與平均故障間隔時間和平均修復時間的和之比，或者說是反應產品能工作時間與產品能工作時間、不能工作時間總和之比。在這種狀態下，定期維護保養措施以及人力資源調配等設備的外部條件能得到充分地發揮。
雖然，產品可靠性越高，可靠性保證成本也越高，但兩者卻非線性關系，同樣也存在邊際成本。
比如一臺平均無故障工作100小時的機床提高到200小時，可能只需要選用質量較高的零部件就可以實現，成本變化不大。
但是，如果將一臺平均無故障工作時間2000小時的機床提高到2100小時，原有的零部件可靠性水平都已經很高的情況下，只能選用更高價的替代品或者徹底地改進產品的設計和制造過程，如此可靠性提升成本必然大幅增加。.
結合邊際效用，產品可靠性提升決策就顯得尤為重要了。可靠性低時，邊際效用高而邊際成本低，提升可靠性能夠事半功倍，反之則可能同樣造成冗余。
但目前國內機床產品的平均可靠性水平整體偏低，產品的可靠性對于用戶的設備采購決策影響很大，直接決定了機床的銷量。在市場競爭的壓力下，企業必須不斷地對產品的可靠性進行提升，以確保自身的生存和發展。
特別是在當前行業轉型升級的進程中，國內機床制造企業都把競爭的重心放到了中高檔數控機床市場的比拼上，而與國外競爭對手相比，穩定性和精度的保持性一直是國內機床企業的軟肋，用戶對產品可靠性和經濟效益期望不斷提高，機床的可靠性也必須隨之提升。反之，在平均可靠性水平較低的情況下，產品的邊際效用高，能夠將產品可靠性做好的機床企業就能夠在行業中脫穎而出，得到用戶的廣泛認同，在競爭中占據主導地位。
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