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失效分析的國內外概況（上）

2017-03-29 12:26:07 作者：本網整理來源：網絡分享至：

    概述

    隨著工業革命的開始，機器開始代替人類的雙手進行各項勞動，以蒸汽動力和大機器生產為代表的時代給人們帶來了豐富的物質文明的同時，伴隨機器運轉的隆隆響聲而來的還有一系列的機械故障和故障引起的災難。失效分析從這時起，開始正式進入人們的視野。

    由于蒸汽鍋爐爆炸的事故頻頻發生，人們開始著手調查這些事故背后的原因，通過總結這些事故的經驗教訓，英國人在1862年建立了世界上第一個蒸汽鍋爐調查局，這個機構即是現代失效分析機構的雛形。蒸汽鍋爐調查局的誕生，也標志著人們首次將失效分析作為仲裁事故的法律手段，以及提高產品質量的技術手段。

    隨著20世紀中期電子顯微學的飛速發展，以及斷口學、疲勞學、金相學等學科的日趨成熟，失效分析工作也實現了質的跨越，而且越來越被各國政府、科研機構和企業重視。

蒸汽機帶來工業變革

    國外的失效分析機構

    國外對于失效分析技術和其對于工業生產的重大意義認識較早，很多發達國家很早就成立了系統的失效分析機構，這些機構為發達國家的工業發展和科技水平的提高起到了舉足輕重的作用。很多大型企業也紛紛設立失效分析中心以保證產品質量的可靠性。比較典型的有美國、日本、德國的失效分析機構。

    美國的失效分析機構

    美國作為發達的科技強國，不管在國防尖端部門還是工業技術部門均全面開展失效分析工作，為機械產品質量的提高起到了很大的作用。早在1967年，美國就成立了“機械故障預防中心（MFPC）”，由原子能委員會、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構的服役失效分析。

    美國的失效分析中心幾乎遍及全國的各個工業和科學技術部門，不但有政府機構，同時也有大型企業和高校的失效分析機構。如原子能、航天等方面和國防尖端技術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構內進行。而民用工業方面的失效分析則主要集中在一些大型企業內部進行，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先進的失效分析實驗室。很多大學也開展了一些失效分析工作，如里海大學、加州大學、華盛頓大學等就承擔著公路和橋梁的失效分析工作。

    美國金屬學會（ASM）在領導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，并在后續的出版的金屬手冊（ASM Handbook）中專門編著了《失效分析與預防》分冊。美國機械工程師學會（ASME）和美國材料與試驗學會（ASTM）也都圍繞失效分析開展了一系列研討會，并出版了若干論文集。

    美國一直十分注重失效分析在工業發展和科技創新方面的應用，1936~1945年間，美國質量管理學會（ASQC）就號召企業重視失效分析問題，一時間歐美各大企業紛紛開展失效分析研究工作，大力推動了產品質量的進步。又如：哥倫比亞號航天飛機失事后，研究人員用了四個半月搜集殘骸，并在兩個月內尋訪了2900多名目擊者，打出或發出共計17400余個調查電話或郵件，歷時六年終于揭開事故真相。

哥倫比亞號航天飛機遺骸復原

    日本的失效分析機構

    日本制造曾經是劣質品的代名詞，但是后來在很多領域（尤其是家電領域），日本產品趕上甚至超越了歐美產品，日本制造更是成為了行業內物美價廉的標志。如此巨大的改變與日本人重視失效分析工作，注重失效分析與產品可靠性的生產理念是密不可分的。

    日本的企業認為失效分析就是質量管理的一個組成部分，并將失效分析納入到企業的管理體系當中，足見其對失效分析工作的重視。在日本，國立的失效分析研究機構有金屬材料技術研究所、產業安全研究所、原子力研究所等。在企業界，新日鐵、三菱、三井、日立等大型公司均設有專門的失效分析研究機構，各大工科高校也都有專門的失效分析相關課程以及實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，即產品在服役過程中出現失效時，立即根據“產品失效報告書”所填寫的具體實銷情況，進行不同深度的失效分析，然后得出結論，通過不同途徑反饋到有關的部門（如設計、材料供應、作業實施、產品檢查等），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，即產品在投入市場前就先進行一系列加速模擬實驗，使潛在失效因素充分暴露，從而找出失效原因，如日本的推土機巨頭小松制作所（KOMATSU）在新品種投放市場之前，首先生產96臺試驗機，其中20臺在廠內試車，每運行500h進行部分解剖，運行10000h進行全部解剖，其余76臺交由用戶實地使用，并有工作人員隨機觀察，最后根據廠內實驗和用戶2000h使用實驗的資料，作為修改設計或定型生產的依據。

日本“經營之神”松下幸之助