自然灾害很可能被视为21世纪的标志性特征。从澳大利亚的热浪到美国西部的森林大火，从加勒比海的飓风到东南亚的洪水， 对人类的影响非常严峻。不可靠的建筑、装置和基础设施可能会加剧这种情况。

结构和机械工程师需要为此类意外事件做好计划，但与此同时， 也面临着对更便宜、更轻质和更静音的产品的需求。我们真的能指望工程师们在这样的压力下为可靠性找到一席之地吗？

退位思考很重要，并且理解对工程师们而言，面对相互矛盾的要求是很常见的。需求似乎比以往任何时候都要大，但这并不一定是巨大的变化。

更好、更快、更便宜
Fred Schenkelberg是一位可靠性工程师兼顾问，他在可靠性方面有着20多年的工作和教学经验。正如他所说的那样，这种情况并不是根本性的偏离。“我想要更好、更快、更便宜！”这从未改变过。但是，可以说这一进程已经被加速了”。

“但这就是工程的艺术：权衡利弊，并满足竞争需求”。

“设计团队可能会设定一个成本 目标，以及他们想要推出产品的日期和功能目标。在设计过程中，这些 因素会反复多次衡量并确定优先次序。作为一名可靠性专家，我希望确保在设计的所有阶段都能看到对可靠性性能的考虑”。

鼓励这种可见性的方法之一是通过可靠性设计，将可靠性工程中开发的许多工具和方法结合在一起。

整个生命周期内的可靠性
可靠性设计（DfR）是一个循序渐进的过程，从概念设计到报废的整个产品生命周期中始终支持可靠性。 这意味着DfR并不是可靠性专业人员的专属职责。在组织层面上进行设计和应用，指导产品的设计、制造和维护，因此可能涉及到企业的每个部门。

如果存在支撑DfR的基本原则，那么可靠性就是在决策时出现的。考虑到这一点，在进行实际生产 之前，就必须考虑可靠性问题。

为此，你需要充分了解什么是可靠性。在机械工程中，可靠性是指一个项目在规定的时间内和给定的条件下，完成预期功能的可能性。

有了对可靠性的综合理解，你就可以确定并定义产品的可靠性要求——这些要求可能与客户的期望值相似或相同。 只有在要求已经明确之后，你才应该开始设计能够满足这些要求的产品。
非普遍适用
DfR没有普遍适用的模型，但是任何提纲都可能涉及左图所示基本步骤。

然而，这并非是一个单向的过程。预计在产品适合投放市场之前，会反复审查设计、分析和验证阶段。在这些阶段中，会有许多工具、测试和工序来发现产品的漏洞、公差和耐用性。Schenkelberg提供了DfR的简明摘要：

“这是一套规则、指导方针和流程，使决策人员（技术人员、工程师、管理人员）能够充分理解可靠性的影响结果”。

“但这不是一套固定的工具或活动。每种情况、产品和应用都会不同”。

退位思考来增值
这些差异至关重要，因为将DfR视为一项勾选练习可能会导致出现问题。“企业面临的一个陷阱是，‘我们上一个产品真的很好。满足了我们对可靠性的期望值和我们客户的期望值，所以让我们把上次做的一切都做一遍吧。这很危险，因为下一个产品可能具有不同的应用、不同的目标，并且可能针对不同的客户，” Schenkelberg解释说。

“你最终可能会产生一个检查清单的心态：‘我们将进行这两个测试，将其振动2小时，然后结束’。

但这样做真的能增值吗？您必须后退一步，思考一下要进行哪些测试才能发现将来可能发生的问题”。为了发现将来的问题，您可能不得 不做一些设计师经常避免的事情——欣然接受失败。

失败乃成功之母
将产品测试到失效点，对于调查可靠性而言是一套有用的手段。但这种方法可能会与典型的设计原则发生冲突。

“设计师和工程师在设计时通常都是为了避免失败——在创造一项产品的过程中，他们的脑海中常常会预设这些失败”。 Schenkelberg继续说道：

“可靠性工程可以做的就是让失效节点更显而易见”。

“重要的是要能够从失败中学习。很多人都想通过测试来证明产品有效。他们在预期能够通过的条件下进行测试，但是如果你试图发现一些自己不知道的东西，那么真的需要将其运行直到出现故障”。

这样一来，您就可以了解故障的性质、故障的表现方式，以及造成故障的各种压力组合。这可以通过不同的方法来完成，但是您必须愿意寻找出现故障的情况”。

找出潜在故障的一种方法就是通过高加速寿命试验（HALT）。你可以将其用作DfR验证阶段的一部分。

了解真正的可靠性
“我喜欢将HALT视为一个发现过程，”Schenkelberg说。“你可以使用一系列对你的应用具有意义的不同压力，然后逐步加大压力，直到迫使其失效为止”。 你可以了解到产品是否在预期的压力水平下出现故障，并可以据此制定利润率 决策。同样重要的是，你还可以了解故障的性质：故障是如何出现的”。

学术界和从业人员已经列出了建筑物、设备装置和基础设施在气候变化和其他灾难性事件情况下可能面临的潜在压力清单。尽管这些事件对工程师提出了新的要求，但变化的只是他们将面临的压力的大小和组合。

正如Schenkelberg所建议的那样，通过找出故障，你可以了解产品的真正可靠性和耐用性，并且可以更全面地了解其产品承受意外事件的能力。

联合洛帝牢集团， 设计可靠的螺栓连接
洛帝牢欧洲分部技术经理Cyril Cadoux解释说，发现潜在故障源是洛帝牢集团执行的诸多测试程序之一。

“对于螺栓连接，我们很少将测试运行到发生故障，因为我们具备正确的知识，可以从损坏的部件中确定根本原因。只需观察最初的几千个周期，就能得到正确的趋势指示。因此，这给了我们知识和信心，我们产品的可靠性提供终身质保，”他说。

“但仅将我们的产品单独地拿来观察，并确认其耐用性和可靠性是不够的。我们是在使用螺栓和垫圈的环境中进行测试”。

“我们与客户交流，了解其应用部位，并在此基础上进行更深入的分析。我们从中获取尽可能多的数据，然后重现场景。有时你无法从3D图纸或平面图中获得一切，因此在必要时我们会亲自参观客户的工厂”。

“这意味着我们不仅仅是测试洛帝牢的产品，而且还在实际测试相应的螺栓连接。我们可以利用我们的分析和模拟，以及我们的内部工具，为客户提供适当的建议，”Cadoux总结道。

想了解更多？ 请阅读有关安全螺栓连接幕后的设计原则白皮书英文版：www.nord-lock.com/safe-bolts