尋找機(jī)床的最佳可靠性與經(jīng)濟(jì)性

    不同的企業(yè)，不同品牌的產(chǎn)品對(duì)這個(gè)平衡點(diǎn)的設(shè)置各有不同，但毋庸置疑的是，由于企業(yè)的本質(zhì)是以盈利為目的、運(yùn)用各種生產(chǎn)要素向市場(chǎng)提供商品或服務(wù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)組織，因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，就必然要在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間進(jìn)行權(quán)衡。
　　
　　可靠性與經(jīng)濟(jì)性就是一對(duì)歡喜冤家。
　　
　　對(duì)消費(fèi)者而言，自然是希望購(gòu)買的產(chǎn)品既經(jīng)濟(jì)且可靠性又高；但如果將身份變?yōu)橹圃炱髽I(yè)主，那么則希望產(chǎn)品的銷量和利潤(rùn)越多越好。
　　
　　不同的企業(yè)，不同品牌的產(chǎn)品對(duì)這個(gè)平衡點(diǎn)的設(shè)置各有不同，但毋庸置疑的是，由于企業(yè)的本質(zhì)是以盈利為目的、運(yùn)用各種生產(chǎn)要素向市場(chǎng)提供商品或服務(wù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)組織，因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，就必然要在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間進(jìn)行權(quán)衡。
　　
　　可靠性太高，就會(huì)大幅增加設(shè)計(jì)制造成本，不符合經(jīng)濟(jì)性的要求，而增加的成本也會(huì)降低用戶的購(gòu)買愿望；可靠性太差就會(huì)大幅增加用戶的維修成本和停機(jī)損失，同樣不符合經(jīng)濟(jì)性的要求，更會(huì)打消用戶的購(gòu)買愿望。
　　
　　可靠性經(jīng)濟(jì)
　　
　　記者日前翻閱到一份資料，重慶大學(xué)教授、機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所所長(zhǎng)張根保提到數(shù)控機(jī)床可靠性經(jīng)濟(jì)分析的相關(guān)研究，文獻(xiàn)中，他表示可靠性經(jīng)濟(jì)分析的主要目的就是為了尋找一個(gè)可靠性和經(jīng)濟(jì)性同時(shí)達(dá)到最優(yōu)的解決方案。
　　
　　他認(rèn)為，可以簡(jiǎn)單地分為可靠性保證費(fèi)用和由于可靠性差導(dǎo)致?lián)p失兩個(gè)方面。隨著產(chǎn)品可靠性的提升，保證費(fèi)用升高而損失降低，這兩者數(shù)據(jù)的交匯處就能達(dá)到最佳可靠性總費(fèi)用。
　　
　　張根保表示，當(dāng)前國(guó)內(nèi)的機(jī)床用戶不惜花費(fèi)極大的代價(jià)從國(guó)外進(jìn)口高檔數(shù)控機(jī)床，除了出于精度需求外，更多的是出于對(duì)最佳可靠性總費(fèi)用的考慮。同時(shí)大量數(shù)據(jù)也已經(jīng)印證了國(guó)產(chǎn)機(jī)床的可靠性水平與最佳可靠性相比還有相當(dāng)大的差距，很多企業(yè)還在進(jìn)行低成本競(jìng)爭(zhēng)。因此，國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)迫切需要合理有效的優(yōu)化手段進(jìn)行可靠性提升。
　　
　　據(jù)悉，可靠性經(jīng)濟(jì)分析與控制主要包含可靠性經(jīng)濟(jì)分析數(shù)據(jù)的收集、可靠性的經(jīng)濟(jì)特性建模、可靠性的經(jīng)濟(jì)特性分析、可靠性的經(jīng)濟(jì)特性控制四個(gè)環(huán)節(jié)。
　　
　　張根保強(qiáng)調(diào)，企業(yè)的生產(chǎn)會(huì)根據(jù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要不斷變化，因此，可靠性的分析與控制過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的閉環(huán)反饋過(guò)程。通過(guò)可靠性經(jīng)濟(jì)分析數(shù)據(jù)收集，企業(yè)可以了解生產(chǎn)的實(shí)際情況，利用經(jīng)濟(jì)特性模型綜合考慮各項(xiàng)決策依據(jù)，在經(jīng)濟(jì)特性分析后形成可靠性提升的決策，并最終通過(guò)經(jīng)濟(jì)特性控制反饋給企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，其中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況定量分析，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)的效果。
　　
　　可靠性經(jīng)濟(jì)分析數(shù)控主要包含產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)兩個(gè)方面，具體有可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)、用戶使用數(shù)據(jù)、售后維修數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)據(jù)。
　　
　　“盡管提高產(chǎn)品的可靠性會(huì)產(chǎn)生一定的費(fèi)用，但它與產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性之間并不是矛盾對(duì)立的�！痹趶埜鶎毧磥�(lái)，在經(jīng)濟(jì)學(xué)中，效用指的是消費(fèi)者通過(guò)消費(fèi)使自己的需求得到滿足的度量，因此可靠性也存在相應(yīng)的效用。產(chǎn)品可靠性的效用隨產(chǎn)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(wú)故障工作時(shí)間三個(gè)月的機(jī)床提升到平均無(wú)故障工作一年，用戶會(huì)覺(jué)得機(jī)床的可靠性變化很大，效用增加明顯。然而，將平均無(wú)故障工作時(shí)間兩年提升到三年，用戶卻未必能夠感覺(jué)到兩者的明顯差異。
　　
　　確實(shí)，從三個(gè)月到一年，平均無(wú)故障時(shí)間每提升一個(gè)月，用戶都能直觀地感覺(jué)到機(jī)床可靠性的變化，這種變化就是邊際效用，與直接經(jīng)濟(jì)效益、主觀使用感受等多方因素有關(guān)。而從兩年到三年，這種邊際效用就會(huì)弱化很多。
　　
　　因此，前者可靠性的提升可以被認(rèn)為是產(chǎn)品附加值的提高，消費(fèi)者也愿意為此買單，而后者在張根寶看來(lái)是多余的。
　　
　　智能化要求高可靠性
　　
　　不過(guò)當(dāng)前智能制造已經(jīng)成為國(guó)際制造領(lǐng)域一種新的趨勢(shì)。2011年德國(guó)在漢諾威博覽會(huì)提出“第四次工業(yè)革命”(工業(yè)4.0)如今已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段。
　　
　　北京機(jī)床研究所所長(zhǎng)劉炳業(yè)表示，“第四次工業(yè)革命”的目標(biāo)是工廠智能化。2013年美國(guó)以制造業(yè)回流為主題，開(kāi)啟智能時(shí)代的再工業(yè)化。日本在柔性制造的基礎(chǔ)上，形成了當(dāng)今比較成熟的智能化制造技術(shù)。中國(guó)目前制造業(yè)勞動(dòng)力成本的不斷上升，一些地區(qū)出現(xiàn)的“用工荒”也迫使制造企業(yè)向智能化方面轉(zhuǎn)型。
　　
　　智能化制造技術(shù)的大趨勢(shì)，要求機(jī)床必須適應(yīng)其使用要求，最典型的應(yīng)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(jī)床設(shè)備的可靠性成為最主要的考核指標(biāo)。
　　
　　而對(duì)于用戶企業(yè)來(lái)說(shuō)，效用的直接體現(xiàn)就是設(shè)備的可用性，在市場(chǎng)周期的影響下，年度生產(chǎn)總是存在一定的空閑期。因此，生產(chǎn)期設(shè)備連續(xù)工作的能力成為影響效用與邊際效用的關(guān)鍵。
　　
　　這里，可用性具體是指產(chǎn)品在任意時(shí)刻需要和開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)時(shí)，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(jì)算方法為產(chǎn)品的平均故障間隔時(shí)間與平均故障間隔時(shí)間和平均修復(fù)時(shí)間的和之比，或者說(shuō)是反應(yīng)產(chǎn)品能工作時(shí)間與產(chǎn)品能工作時(shí)間、不能工作時(shí)間總和之比。在這種狀態(tài)下，定期維護(hù)保養(yǎng)措施以及人力資源調(diào)配等設(shè)備的外部條件能得到充分地發(fā)揮。
　　
　　雖然，產(chǎn)品可靠性越高，可靠性保證成本也越高，但兩者卻非線性關(guān)系，同樣也存在邊際成本。
　　
　　比如一臺(tái)平均無(wú)故障工作100小時(shí)的機(jī)床提高到200小時(shí)，可能只需要選用質(zhì)量較高的零部件就可以實(shí)現(xiàn)，成本變化不大。
　　
　　但是，如果將一臺(tái)平均無(wú)故障工作時(shí)間2000小時(shí)的機(jī)床提高到2100小時(shí)，原有的零部件可靠性水平都已經(jīng)很高的情況下，只能選用更高價(jià)的替代品或者徹底地改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程，如此可靠性提升成本必然大幅增加。.
　　
　　結(jié)合邊際效用，產(chǎn)品可靠性提升決策就顯得尤為重要了。可靠性低時(shí)，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(guó)內(nèi)機(jī)床產(chǎn)品的平均可靠性水平整體偏低，產(chǎn)品的可靠性對(duì)于用戶的設(shè)備采購(gòu)決策影響很大，直接決定了機(jī)床的銷量。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力下，企業(yè)必須不斷地對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行提升，以確保自身的生存和發(fā)展。
　　
　　特別是在當(dāng)前行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的進(jìn)程中，國(guó)內(nèi)機(jī)床制造企業(yè)都把競(jìng)爭(zhēng)的重心放到了中高檔數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)的比拼上，而與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，穩(wěn)定性和精度的保持性一直是國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)的軟肋，用戶對(duì)產(chǎn)品可靠性和經(jīng)濟(jì)效益期望不斷提高，機(jī)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(chǎn)品的邊際效用高，能夠?qū)a(chǎn)品可靠性做好的機(jī)床企業(yè)就能夠在行業(yè)中脫穎而出，得到用戶的廣泛認(rèn)同，在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。
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