田志成：工程机械产品质量控制及提升路径分析

【第一工程机械网 现场报道】2017年3月27日，由中国工程机械工业协会、国家工程机械质量监督检验中心指导，工程机械与维修主办，卓众企媒承办的“2017工程机械产品发展(北京)论坛暨中国工程机械年度产品TOP50颁奖典礼”在北京隆重举行。来自中国工程机械工业协会及下属分支机构、国家工程机械质量监督检验中心、相关行业协会以及工程机械制造企业、施工企业、科研机构、高校的200余位嘉宾出席本次年度盛会。

第一工程机械网为您现场报道：

国家工程机械质量监督检验中心总工程师田志成出席2017工程机械产品发展(北京)论坛，并发表主题为《工程机械产品质量控制及提升路径》的演讲。

演讲嘉宾：国家工程机械质量监督检验中心总工程师田志成

演讲主题：《工程机械产品质量控制及提升路径》

互动嘉宾：太原科技大学教授、副校长 徐格宁

国家工程机械质量监督检验中心总工程师田志成发表主题为《工程机械产品质量控制及提升路径》的演讲

以下为演讲实录：

新产品鉴定时，通常会得出这样的评价：其主要技术性能和参数达到国际先进水平……

建议：进一步提高产品可靠性……

定型产品早期故障多，故障无规律，管控效果不明显……

如何解析？

关于先进技术和设计方法，我们的产品该用的都用了，本次会议会有不少专家进行分析和探讨。

在这里我想从试验检验的角度探讨如何有效地控制产品质量，如何提升产品可靠性水平，为此提出技术路径和技术手段，供大家参考借鉴。

分析基于三点：

其一，对国内外企业质量管理的多次评审与对比分析；

其二，对国内外企业试验检验能力的多次考察与对比分析；

其三，对国内外产品可靠性数据采集与分析。

关键问题：

定型产品没有形成完整的质量控制闭环

研制新产品没有建立完整的零部件可靠性验证手段或评价体系

说明：

指出的问题，大部分企业，特别是中小普遍存在，或多或少，但不是所有企业。

1.工程机械行业主要特征

1.1产品设计

·设计相近、配置相近、复制为主，创新较少

·部分企业呈现高低配置不同产品，适应高端客户和出口

1.2企业情况

·企业众多、产能过剩、价格相近、薄利多销，生存困难

1.3市场营销

·价格竞争为主、品牌竞争为辅

1.4产能情况-装载机

销量从10万台（2004）→22万台（2011年）→10万台（2014年）→6.7万台（2016年）

轮式装载机2004年-2016年销量

1.4产能情况-挖掘机

销量从2.6万台（2004）→15.8万台（2011年）→7.5万台（2014年）→7万台（2016年）

履带挖掘机2004年-2016年销量

1.4产能情况-世界产能占比

轮式装载机：中国产能420000台，全球销量167000台，市场如果全部给中国，过剩产能也要达到253000台；

轮式装载机产能情况对比

履带挖掘机：中国产能538000台，全球销量418500台，市场如果全部给中国，过剩产能也要达到119500台；

履带挖掘机产能情况对比

1.4产能情况-全球工程机械销量走势

2000-2019年全球工程机械销量（含预计）

2006-2009全球工程机械市场销量走势 

1.4产能情况         

2017年一季度销售情况

1.5产品质量

目前市场上工程机械产品质量存在的问题：

·大小企业产品质量相近、可靠性相近

·管理水平难以提高，质量长期徘徊不前，没有形成完整质量控制闭环，产品质量提高缺少长远规划；

·可靠性水平增长缓慢：

可靠性管理仅限于三包期（1000/2000/2500/3000h）；

没有建立可靠性研究和管理体系；

没有建立完整科学的故障数据库；

零部件缺少试验验证手段和遴选评价体系；

没有设立可靠性工程师岗位；

·可靠性指标水平较低

三包期内：轮式装载机（3-8吨）： 300-600h；内燃平衡重式叉车（3-5吨）：200-400h

例如：从港口、仓库和工厂三类用户采集维修保养记录完整的3吨内燃叉车235台，进行可靠性分析。

从港口、仓库和工厂三类用户采集维修保养记录完整的3吨内燃叉车235台，进行可靠性分析。

（1）国产3T内燃叉车1000h MTBF为143.7h;

（2）MTBF随着使用时间逐渐升高，在5000h最高为309h，然后随时间下降；

（3）8000h MTBF为225.2h

（4）国产3T内燃叉车，动力系统、传动系统、液压系统、电气系统为前四大故障系统，占总数近3/4。动力、传动系统依然是叉车行业面临的问题；

（5）损伤型、失调型、堵漏型为前三大故障模式，损伤型故障占近1/3，零部件损伤、堵塞、泄露等问题突出；

（6）一般故障和轻微故障占近3/4，小病不断是叉车行业的重大问题。

结论：已经做大，还没有做强；虽然技术水平已经与国外先进水平接近，但产品质量进步缓慢，因此质量控制必须向国外先进企业看齐。

中国与国际销量利润对比

2.国内企业存在的问题

从质量角度讲，试验检验是产品设计、试制、生产和装配中的重要一环，设计、制造的好还最终需要试验和检验获得验证。试验检验不充分，漏缺试验检验，最终体现在产品质量方面。

2.1新产品试验方面存在的问题

·没有试验规划

·缺少部分核心零部件试验验证手段：如，工作装置、车架结构件应力测试试验台；变速箱、驱动桥的齿轮和轴的应力测试试验台；齿轮副啮合可靠性试验台；液压油缸、液压泵、液压阀可靠性试验台；发动机变速箱匹配性能试验台。

·有试验设备不能有效使用；

·缺少试验验证和可靠性工程师；

·没有建立完整科学故障数据库；

·产品质量可靠性管理水平低，控制时段局限于三包期；可靠性考核和管理难度大、周期长、成本高，可靠性试验手段，有限很难获取；国外企业产品质量控制目标：全寿命可靠性增长 国内企业产品质量控制目标：三包期可靠性增长；没有寿命设计概念，也就没有全寿命周期可靠性指标的要求；大部分企业不知道产品的寿命数据，产品没有进行等寿命方面设计；

·缺少试验规程与试验方法。

2.2定型产品检验方面存在的问题

△没有长远产品质量规划

△表中问题构成质量控制链条上   的多个断点，不能形成质量控制封闭链

△可靠性管理局限于三包期时段

△产品质量一致性难以保证，可靠性水平难以提高。

△没有建立供应商定期审核及淘汰机制

△没有建立零件质量风险管控机制（及时采取遏制措施）

定型产品检验方面存在的问题

3.如何进行产品试验与检验

产品试验：为了解某物的性能或某事的结果而进行的尝试性活动（词语解释）。

一般是指产品的研发和定型过程中所进行的相关尝试性工作；

产品检验：检查并验证（词语解释）。为保证产品持续符合相关要求的检查验证工作。

产品检验

3.1产品试验的核心工作

探知所设计产品的功能与预期是否相符，为改进提供依据。

试验工作主要包括：零部件试验、比对试验、整机试验、工艺性试验、可靠性试验、工业性试验等；

其核心内容主要有：试验规划、产品发展规划、可靠性增长计划、试验验证/可靠性工程师培养、外部开放试验室利用与合作关系建立、竞争对手试验能力情况、检验设施需求、载荷谱采集、外部专家使用、焊接工艺试验遴选、试验台建设、预算编制、试验规程与标准制定

3.2产品检验的核心工作

确保产品的性能与质量持续一致，符合设计要求。

检验工作主要包括:原材料、零部件入厂检验、工艺性检验、过程检验、出厂检验等；

其核心内容主要有：钢材理化检验和屈服极限试验、重量检验、尺寸检验、硬度检验、焊接质量检验、无损探伤检验、扭矩检验、运行检验、外观检验、漏缺检验、出厂运行检验和性能检验、编制检验方法和质量标准。

试验与检验二者的关系是探知与遵从的关系，如履带行走模式一样，形成闭环，才能不断提高质量。

4. 控制产品质量的建议和提升路径

4.1新产品研制的要求：

·设计开发阶段的质量规划（APQP：先期产品质量规划）

·体现等寿命设计思想

·可靠性试验验证计划

·建立力所能及的可靠性试验台，或者制定利用外部试验台方案

·进行焊接工艺参数试验优选，确定焊接工艺参数

·探索试验工艺参数，制定试验规程

·充分利用外部试验资源

4.2定型产品的质量控制

全面覆盖一环不少

a.钢材理化检验、b.屈服极限检验、c.重量检验、d.尺寸检验、e.硬度检验、f.焊接质量检验（熔深）、g.运行检验、h.外观检验、i.无损探伤检验、j.扭矩检验、k.漏缺检验、l.出厂运行检验、m.出厂性能检验、n.供应商过程及能力管控

定型产品的质量控制

探索制订主要环节质量标准

·建立基于可靠性数据管理软件系统、建立科学可行的零部件遴选评价体系、利用供应商的试验台进行检验试验、使用优秀企业的供应商队伍。

卡特彼勒在国内有百家以上的合格供应商，遴选合格供应商很重要，需要手段。

·可靠性管理时段应不断扩大：

第一阶段：从三包期延伸到5000h；第二阶段：进行全寿命期管理。目前已有企业三包期延伸到3000h，加价延长三包期服务。

·为满足以上要求，企业需要合理配置资源

4.3 综合建议

试验检验工作需要领导重视；持续做好试验规划工作；重视试验技术研究工作，重视试验技术方面的情报工作；做好可靠性试验工作；培养一批试验研究和可靠性工程师；重视焊接工艺优选和焊接工艺评定工作；研制核心零部件试验台。

虽然骨干企业建立了试验中心，但大多是通用设备，性能试验设备，仍然缺少结构件试验装置，可靠性试验装置。

总结：

市场在未来数年不会持续增量，大部分工程机械产能严重过剩。在国外中国产品质量表现不好；我们需要调整质量与产量关系；现实说明：销量=虚荣，利润=理智；需要从重视销量调整为重视利润率；改变企业命运的应该是产品的品质；需要构建完整可靠性试验评价体系；核心竞争力需要核心的试验手段和试验人才；掌控产品品质应从三包期延伸到全寿命周期；企业需要塑造品牌，品牌需要构建一流的质量管理水平；当我们的产品具备国际竞争力时，我们的产品利润率也会很好。我们企业也就拥有了一个持续美好的未来！

互动嘉宾：太原科技大学教授、副校长徐格宁

太原科技大学教授、副校长徐格宁

以下为互动实录：

感谢田志成总工程师给我们分享了客观、务实的报告，通过这个报告有三方面的分析控制产品质量提升的路径，听过以后引发我三个想法。

第一：产品设计可靠性前端收入，它决定了产品的固有可靠性。田志成总工程师讲的试验和检测和产品的后端输出，是验证现有的产品可靠性，想形成一个闭环，我觉得还有更多要做的。

第二：可靠性仅从流程，一个企业、一个行业乃至一个供应链是不能实现的。

第三：可靠性是一个大系统工程，包括了理论体系、分析体系、设计体系和标准体系，还有一个试验体系，是一个科学体系，我想更是一种只有量化评价的产品理念。

基于这三个思考，我现在更关注的是可靠性的设计和可靠性的指标，我认为这两项是整个行业大家所共有的一个短板，所有后端输入检测的数据能不能有效的反馈到前端去，以形成一个闭环，这是我们面临最重要的问题。田志成总工程师作为我们行业乃至国家工程机械中心的总工，您代表这个部门，如何领导和推动行业的考评工作？

田志成：徐老师对质量可靠性很有研究，长期为工程机械行业做设计、验证工作。我补充一下，我们的试验，从道理上而言，对新产品可靠性水平已经做了探索，鉴于检验，是对质量稳定性做一个管控，他们俩的分工是这样的，保持批量产品质量是符合要求的。就产品设计来讲，总有参照的，比如装载机C、B、D系统，肯定从A和B开始的，A和B的产品在销售过程中已经有很多问题反馈回来，质量的好坏都是可以知道的。企业作为新产品设计时，应该到市场上进行调查，比如235台的车是从市场拿来的，不是从三包期来的，市场调查比如50B产品有80台还在用，已经超过的五千小时了，那么这个车价有没有问题？工作当中有没有问题？如果没有问题，设计C系列时，这个变型尽量参考B系列产品进行设计，这有一个基本的数据了。这个过程中改进设计或者加强，来想办法延伸，然后进行试验。

责任编辑：Daisy