概述

    隨著工業(yè)革命的開始，機(jī)器開始代替人類的雙手進(jìn)行各項(xiàng)勞動(dòng)，以蒸汽動(dòng)力和大機(jī)器生產(chǎn)為代表的時(shí)代給人們帶來了豐富的物質(zhì)文明的同時(shí)，伴隨機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的隆隆響聲而來的還有一系列的機(jī)械故障和故障引起的災(zāi)難。失效分析從這時(shí)起，開始正式進(jìn)入人們的視野。

    由于蒸汽鍋爐爆炸的事故頻頻發(fā)生，人們開始著手調(diào)查這些事故背后的原因，通過總結(jié)這些事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，英國人在1862年建立了世界上第一個(gè)蒸汽鍋爐調(diào)查局，這個(gè)機(jī)構(gòu)即是現(xiàn)代失效分析機(jī)構(gòu)的雛形。蒸汽鍋爐調(diào)查局的誕生，也標(biāo)志著人們首次將失效分析作為仲裁事故的法律手段，以及提高產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)手段。

    隨著20世紀(jì)中期電子顯微學(xué)的飛速發(fā)展，以及斷口學(xué)、疲勞學(xué)、金相學(xué)等學(xué)科的日趨成熟，失效分析工作也實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的跨越，而且越來越被各國政府、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)重視。

    蒸汽機(jī)帶來工業(yè)變革

    國外的失效分析機(jī)構(gòu)

    國外對(duì)于失效分析技術(shù)和其對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的重大意義認(rèn)識(shí)較早，很多發(fā)達(dá)國家很早就成立了系統(tǒng)的失效分析機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)為發(fā)達(dá)國家的工業(yè)發(fā)展和科技水平的提高起到了舉足輕重的作用。很多大型企業(yè)也紛紛設(shè)立失效分析中心以保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。比較典型的有美國、日本、德國的失效分析機(jī)構(gòu)。

    美國的失效分析機(jī)構(gòu)

    美國作為發(fā)達(dá)的科技強(qiáng)國，不管在國防尖端部門還是工業(yè)技術(shù)部門均全面開展失效分析工作，為機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的提高起到了很大的作用。早在1967年，美國就成立了“機(jī)械故障預(yù)防中心（MFPC）”，由原子能委員會(huì)、美國國家航空航天局（NASA）等長期支持開展航空和宇航材料與結(jié)構(gòu)的服役失效分析。

    美國的失效分析中心幾乎遍及全國的各個(gè)工業(yè)和科學(xué)技術(shù)部門，不但有政府機(jī)構(gòu)，同時(shí)也有大型企業(yè)和高校的失效分析機(jī)構(gòu)。如原子能、航天等方面和國防尖端技術(shù)部門的失效分析主要在橡樹嶺國立研究所、肯尼迪空間中心、約翰遜空間中心等國家機(jī)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行。而民用工業(yè)方面的失效分析則主要集中在一些大型企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行，如福特汽車公司、通用電氣公司、波音公司、西屋公司等都具有技術(shù)先進(jìn)的失效分析實(shí)驗(yàn)室。很多大學(xué)也開展了一些失效分析工作，如里海大學(xué)、加州大學(xué)、華盛頓大學(xué)等就承擔(dān)著公路和橋梁的失效分析工作。

    美國金屬學(xué)會(huì)（ASM）在領(lǐng)導(dǎo)失效分析工作方面做出了很大努力，早在1966年，ASM就匯編出版了《零件是怎樣失效的》一書，并在后續(xù)的出版的金屬手冊(cè)（ASM Handbook）中專門編著了《失效分析與預(yù)防》分冊(cè)。美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)（ASME）和美國材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)（ASTM）也都圍繞失效分析開展了一系列研討會(huì)，并出版了若干論文集。

    美國一直十分注重失效分析在工業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新方面的應(yīng)用，1936~1945年間，美國質(zhì)量管理學(xué)會(huì)（ASQC）就號(hào)召企業(yè)重視失效分析問題，一時(shí)間歐美各大企業(yè)紛紛開展失效分析研究工作，大力推動(dòng)了產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)步。又如：哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)失事后，研究人員用了四個(gè)半月搜集殘骸，并在兩個(gè)月內(nèi)尋訪了2900多名目擊者，打出或發(fā)出共計(jì)17400余個(gè)調(diào)查電話或郵件，歷時(shí)六年終于揭開事故真相。

    哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)遺骸復(fù)原

    日本的失效分析機(jī)構(gòu)

    日本制造曾經(jīng)是劣質(zhì)品的代名詞，但是后來在很多領(lǐng)域（尤其是家電領(lǐng)域），日本產(chǎn)品趕上甚至超越了歐美產(chǎn)品，日本制造更是成為了行業(yè)內(nèi)物美價(jià)廉的標(biāo)志。如此巨大的改變與日本人重視失效分析工作，注重失效分析與產(chǎn)品可靠性的生產(chǎn)理念是密不可分的。

    日本的企業(yè)認(rèn)為失效分析就是質(zhì)量管理的一個(gè)組成部分，并將失效分析納入到企業(yè)的管理體系當(dāng)中，足見其對(duì)失效分析工作的重視。在日本，國立的失效分析研究機(jī)構(gòu)有金屬材料技術(shù)研究所、產(chǎn)業(yè)安全研究所、原子力研究所等。在企業(yè)界，新日鐵、三菱、三井、日立等大型公司均設(shè)有專門的失效分析研究機(jī)構(gòu)，各大工科高校也都有專門的失效分析相關(guān)課程以及實(shí)力雄厚的失效分析研究室。

    日本人將失效分析分為兩類：一類是事后失效分析，即產(chǎn)品在服役過程中出現(xiàn)失效時(shí)，立即根據(jù)“產(chǎn)品失效報(bào)告書”所填寫的具體實(shí)銷情況，進(jìn)行不同深度的失效分析，然后得出結(jié)論，通過不同途徑反饋到有關(guān)的部門（如設(shè)計(jì)、材料供應(yīng)、作業(yè)實(shí)施、產(chǎn)品檢查等），采取必要的措施，2009年的“豐田召回事件”即是事后失效分析的典型案例；

    而另一類是事前失效分析，即產(chǎn)品在投入市場前就先進(jìn)行一系列加速模擬實(shí)驗(yàn)，使?jié)撛谑б蛩爻浞直┞叮瑥亩页鍪г颍缛毡镜耐仆翙C(jī)巨頭小松制作所（KOMATSU）在新品種投放市場之前，首先生產(chǎn)96臺(tái)試驗(yàn)機(jī)，其中20臺(tái)在廠內(nèi)試車，每運(yùn)行500h進(jìn)行部分解剖，運(yùn)行10000h進(jìn)行全部解剖，其余76臺(tái)交由用戶實(shí)地使用，并有工作人員隨機(jī)觀察，最后根據(jù)廠內(nèi)實(shí)驗(yàn)和用戶2000h使用實(shí)驗(yàn)的資料，作為修改設(shè)計(jì)或定型生產(chǎn)的依據(jù)。

    日本“經(jīng)營之神”松下幸之助

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