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可靠性增长试验中的人为操作误差控制方法

可靠性增长试验是通过逐步暴露产品缺陷并采取纠正措施,实现产品可靠性提升的核心环节。然而,试验过程中人为操作误差(如步骤遗漏、参数设置错误、样品安装不当等)易导致试验数据偏差,甚至误导缺陷定位,因此有效控制人为操作误差是确保试验有效性的关键。本文结合可靠性工程实践,从人员、流程、设备、环境等多维度,系统阐述人为操作误差的控制方法。

建立系统性人员培训体系

人员能力是控制操作误差的基础,需构建“理论+实操+考核”的全流程培训体系。理论培训应涵盖可靠性增长试验的基本原理、相关标准(如GJB 1407《可靠性增长试验导则》、GB/T 2900.13《电工术语 可靠性与维修性》)及试验大纲解读,确保操作人员理解试验目的与要求。例如,针对某航空电子设备的可靠性增长试验,理论培训需重点讲解“故障模式及影响分析(FMEA)”在试验中的应用,让操作人员明白每一步操作对故障识别的意义。

实操培训需模拟真实试验场景,涵盖设备操作、样品安装、异常情况处理等环节。例如,在温湿度循环试验培训中,设置“设备突然报警”“样品固定松动”等模拟场景,训练操作人员的应急处理能力;针对复杂设备(如振动台),采用“师傅带徒”模式,让经验丰富的操作人员指导新手完成3次以上完整操作,确保动作规范。

培训后需通过严格考核验证效果:理论考核采用闭卷考试,重点考察标准条款与试验大纲的理解;实操考核通过现场操作评分,例如要求操作人员在10分钟内完成“振动台参数设置+样品安装”,评分项包括步骤完整性、参数准确性、操作规范性。此外,需定期开展复训(每季度1次),更新培训内容(如引入新设备、新标准),确保人员能力与试验要求同步。

制定精细化标准化操作流程(SOP)

标准化操作流程(SOP)是减少人为随意性的核心工具,需细化至“每一步动作、每一个参数、每一次核查”。SOP内容应包括试验前准备(设备检查、样品确认)、试验过程(操作步骤、参数设置、数据记录)、试验后处理(样品拆卸、设备 shutdown),且每一步需明确“操作内容、操作标准、核查要求”。例如,某半导体器件的温度循环试验SOP,需明确“试验前核查设备校准证书有效期(不超过3个月)”“样品安装时用扭矩扳手拧紧固定螺丝(扭矩值0.5N·m)”“每小时记录一次温度值(误差±0.5℃)”等细节。

为提升SOP的可读性与执行性,需采用可视化辅助工具。例如,将操作步骤转化为流程图(如“开机→检查地线→开启电源→设置温度→等待稳定→放入样品”),用不同颜色标注关键步骤(如红色标注“设置温度前需确认设备处于待机状态”);针对复杂步骤,制作操作视频或图片指南,例如“样品安装”步骤附3张图片(“未安装状态”“安装中”“安装完成”),明确安装位置与固定方式。

SOP需定期评审与更新:试验过程中发现的操作误差,若因SOP不完善导致,需及时修订;引入新设备或调整试验方案时,需同步更新SOP。例如,某企业在试验中发现“操作人员常遗漏‘设备预热30秒’步骤”,经分析是SOP中未明确该步骤的时间要求,于是修订SOP,将“预热30秒”标注为关键步骤,并增加“用秒表计时”的核查要求。

强化试验设备的校验与状态标识

设备状态异常易导致操作人员误操作,需通过“定期校验+状态标识+权限管理”确保设备可靠性。首先,设备需按计量要求定期校准:强制计量设备(如温度计、扭矩扳手)需送第三方计量机构校准,出具校准证书;非强制计量设备(如温湿度箱、振动台)需自行开展功能验证(如温湿度箱的温度均匀性测试,每月1次),记录验证数据。例如,某振动台的加速度传感器需每6个月送计量院校准,校准合格后方可使用。

设备需张贴清晰的状态标识,区分“合格”“维修中”“停用”三种状态:“合格”标识需标注校准日期与有效期;“维修中”标识需说明故障内容与预计修复时间;“停用”标识需明确禁止使用的原因(如超出校准有效期、功能异常)。例如,某企业的盐雾试验箱因喷头堵塞送修,张贴“维修中”标识,并在旁边放置“故障说明卡”,避免操作人员误开启设备。

此外,需建立设备操作权限管理:针对高风险设备(如高压试验台),仅授权经过专项培训并考核合格的人员操作;设备需设置密码或刷卡权限,避免无关人员误操作。例如,某高压开关设备的可靠性增长试验中,高压试验台仅允许2名具备“高压操作证”的人员操作,且操作前需刷卡登录,系统自动记录操作人员信息。

优化试验环境的可控性

试验环境的不稳定易增加操作人员的失误概率,需从“物理环境+心理环境”双维度优化。物理环境方面,需控制温度、湿度、振动、电磁干扰等因素:例如,高温环境(超过30℃)易导致操作人员疲劳,需安装空调系统,将环境温度控制在20-25℃;电磁干扰强的区域(如靠近雷达站)需设置电磁屏蔽室,避免操作人员触摸设备时因静电导致参数误改;振动较大的试验区域(如振动台周围)需铺设防滑地板,防止操作人员滑倒。

心理环境方面,需减少环境对操作人员的干扰:例如,关键试验步骤(如样品安装、参数设置)需在独立房间进行,避免无关人员进出;试验区域需保持整洁,工具与样品按固定位置摆放(如用标识牌标注“扭矩扳手放置区”“样品待试验区”),避免操作人员因寻找工具而分心;对于长时间试验,需设置休息区,提供饮用水与 snacks,缓解操作人员的疲劳。

环境控制需定期核查:每天试验前,操作人员需检查环境参数(如温度、湿度)是否符合试验大纲要求;每周开展环境维护(如清洁试验区域、检查空调运行状态);若环境参数超出允许范围(如湿度超过60%),需暂停试验,调整环境至合格后再恢复操作。例如,某潮湿地区的可靠性增长试验中,因雨季湿度超标,需开启除湿机2小时,待湿度降至40-50%后再开始试验,避免操作人员因手滑导致样品安装失误。

引入实时监控与数字化记录系统

实时监控与数字化记录可及时发现并纠正操作误差,需覆盖“操作过程+设备状态+数据记录”全环节。操作过程监控可通过摄像头实现,重点监控关键步骤(如样品安装、参数设置),录像需保存至少3个月,便于后续追溯;设备状态监控需通过传感器采集数据(如设备电压、温度、运行状态),并在监控界面实时显示,当设备状态异常(如电压波动超过±5%)时,系统自动报警。

数字化记录系统需替代传统纸质记录,采用电子表格或数据库记录试验数据(如操作时间、操作人员、参数值、设备状态),并设置“必填项”与“逻辑校验”功能。例如,在参数设置记录中,若操作人员输入的温度值超出试验大纲要求(如大纲要求-40℃~85℃,输入90℃),系统会弹出提示框,要求确认或修改;对于关键步骤(如样品安装完成),需上传照片(如安装后的样品位置照片)作为记录附件,避免虚假记录。

此外,可引入“操作指导系统”(如工业平板电脑),将SOP嵌入系统,操作人员每完成一、系统自动提示下一步操作,避免步骤遗漏。例如,在某汽车零部件的可靠性增长试验中,操作人员通过平板电脑查看SOP,完成“设备开机”步骤后,系统自动跳转到“参数设置”页面,并显示“请设置转速为1500rpm”的提示,确保操作顺序正确。

构建差错复盘与根因分析机制

差错复盘是避免同类误差重复发生的关键,需建立“记录-分析-改进”的闭环流程。首先,需规范差错记录:当发生操作误差时,操作人员需在1小时内填写《操作误差记录表》,内容包括误差发生时间、地点、操作人员、误差描述(如“参数设置错误,将温度设为-30℃ instead of -40℃”)、影响后果(如“试验数据偏差,需重新试验”)。

根因分析需采用结构化方法,如“5Whys法”或“鱼骨图”。例如,某试验中因操作人员未检查样品固定螺丝导致样品脱落,通过5Whys分析:1、为什么样品脱落?因为螺丝未拧紧。

2、为什么未拧紧?因为操作人员未检查。

3、为什么未检查?因为SOP中未明确“螺丝扭矩检查”步骤。

4、为什么SOP未明确?因为编写SOP时未参考FMEA结果。

5、为什么未参考FMEA?因为FMEA与SOP编写是两个独立环节。最终根因是“FMEA与SOP的协同不足”。

根据根因制定改进措施,并跟踪落实情况。例如,针对上述根因,改进措施包括:1、修订SOP,增加“用扭矩扳手检查螺丝扭矩(要求1.5N·m)”的步骤。

2、组织操作人员培训,重点讲解新增加的步骤。

3、在FMEA编写完成后,要求SOP编写人员同步评审,确保FMEA中的关键要求纳入SOP。改进措施需在1周内落实,并通过后续试验验证效果(如连续3次试验未发生同类误差)。

关注操作人员的心理与生理状态管理

心理与生理状态不佳易导致操作失误,需从“预防+调整”两方面管理。生理状态管理方面,需避免操作人员疲劳操作:对于长时间试验(如超过8小时),采用轮班制(每2小时换班1次);试验前要求操作人员保证充足睡眠(不少于7小时),避免熬夜;若操作人员出现感冒、发烧等身体不适,需暂停其操作,更换备用人员。

心理状态管理方面,需关注操作人员的压力水平:对于关键试验(如新产品首次可靠性增长试验),试验前需开展心理疏导,说明试验的重要性与准备情况,减少操作人员的焦虑;定期与操作人员沟通,了解其工作状态,若因工作压力大导致情绪波动,需及时调整工作任务(如暂时安排辅助性工作)。

此外,可通过“正向激励”提升操作人员的专注度:例如,对连续1个月未发生操作误差的人员给予奖励(如奖金、荣誉证书);对发生误差的人员,避免单纯批评,而是与其一起分析原因,帮助改进。例如,某操作人员因紧张导致参数设置错误,主管与其一起回顾操作过程,发现是“参数设置界面较复杂”,于是建议将常用参数设置为“快捷按钮”,减少操作时间与紧张感。

推行操作过程的交叉验证机制

交叉验证可有效避免单人操作的疏忽,需针对“关键步骤+高风险操作”实施。关键步骤包括样品安装、参数设置、试验启动等,需采用“双人核查”模式:例如,样品安装完成后,由操作人员A自查,再由操作人员B复核,核查内容包括安装位置、固定方式、螺丝扭矩等,复核完成后两人共同签字确认;参数设置完成后,由第三方人员(如试验工程师)复核参数值是否符合试验大纲要求。

高风险操作(如高压试验、高温试验)需采用“第三方监督”模式:例如,在高压试验中,需安排一名安全监督员在场,监督操作人员的操作过程,当发现操作违规(如未戴绝缘手套)时,立即制止;对于高风险样品(如易燃易爆产品)的试验,需由两名操作人员共同完成,一人操作,一人监控设备状态,确保安全。

交叉验证需形成记录,例如《双人核查记录表》,内容包括核查步骤、核查人员、核查结果(合格/不合格)、处理措施(如不合格则重新操作)。例如,某锂电池的可靠性增长试验中,样品安装完成后,操作人员A与B共同核查,发现“样品正负极接反”,于是重新安装,并在记录表中注明“重新安装后核查合格”,确保误差被及时纠正。

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