预防计量产品设计缺陷的建议

1.熟悉计量产品执行标准

产品执行标准是对产品结构、规格、质量和检验方法所做的技术规定，是判断产品质量*基本、*主要的依据之一。因此，熟悉计量产品执行标准是有效预防计量产品缺陷的重要前提，可以保证计量产品设计开发过程按照计量产品执行标准进行，避免因设计人员的设计习惯、考虑不周或未考虑而引起设计缺陷。如电能表产品应熟悉误差、起动、潜动、费率、电压跌落、耐压、绝缘、EMC，传导、辐射等项目的标准要求。

具体来说，计量产品执行标准的内容主要包括:(1)产品的适用范围；(2)产品的品种、规格和结构型式；(3)产品的主要性能；(4)产品的试验、检验方法和验收规则；(5)产品的包装、储存和运输等方面的要求

因此，概念设计初期，还应在充分调查市场需求的基础上，熟悉产品销售目的地相应的法律环境、有关产品责任制度，其相关技术法规及与之相关的市场准入制度，如美国的UL、德国的CE、欧盟RoHS等。

2.设计材料的合理选择

设计人员**需对产品所需材料性能参数有深入了解，特别是一些关键性参数，对材料进行评定、验证、可行性分析，通过这些方式可有效避免材料选择合理引起的缺陷。如元器件是计量产品可靠性的基础之一，在日常生活中发现很多计量产品的失效是由于元器件的性能和质量问题造成的。例如微小颗粒可能穿过滤网，而且物理的方法解决不了水中化学成分(可溶性矿物质等) 在通过过滤器后，仍在流量计的某些部件上结晶、积垢的问题。曾经发生过户用超声波热量表安置在管道中的反射器上结晶、积垢而导致堵塞的问题。由此可以看出元器件材料选择与使用的重要性。

3.采用可靠性分析防止潜在设计缺陷

可靠性分析是产品安全性评估*基本的方法，是通过评估产品设计中可能存在和潜伏的危险来防止事故的出现，提高产品的可靠性，减少产品可能面临的责任风险。产品的可靠性分析应该先于产品设计进行而不是单纯地用来检查和审核以前的设计。特别是要着重注意那些设计者容易忽略和经常出现隐患的部分。

这些方法中*主要的是以下3种: 初步风险分析(Preliminary Hazard Analysis)、故障树分析(Fault Tree Analysis) 以及故障模式和影响分析(Failure Modes and Effects Analysis)。

(1)初步风险分析(PHA)是用来评估产品的可靠性并识别出潜在的风险。它要求工程师们列出在任何条件下使用或者误用设计可能产生的风险。PHA的特质决定了它需要通过头脑风暴法来实现。在产品设计初期运用PHA，可以找到设计的弱点并尽早进行改善。但是，PHA只能提供定性的风险评估而不是定量的，也就是说这种方法具有很大的主观性。而且在对于复合型风险和同时发生的失效的分析方面，PHA是无能为力的。

(2)故障树(FTA)分析是一种适用于分析复杂系统的强大的诊断工具。它是一张由设计者不想出现的事件组成的图标构成，并且通过符号来表示事件的相互关系。由于FTA着重研究一个特定的结果和事件是如何发生的，所以又被称为一种“由上至下”的方法

定量的FTA分析可以得出事件发生的可能性和概率，并且通过事件的逻辑关系可以分析出设计中相关风险的概率。在对产品设计进行可靠性分析时应用FTA有很多潜在的好处。因为它是针对事故有关的事件进行的分析，分析的成本与项目是密切相关的，杜绝了成本上的浪费。

(3)故障模式和影响分析(FMEA)是分析导致产品失效模式的一种常用方法。它是一种要找出所有的故障模式及其影响的“由下至上”的方法。它把设计细分为一个个部件或者子部件，然后系统地分析出设计中可能导致产品失效或者导致产品不可靠的各种因素地可能性和影响度。

作为一种可靠性分析工具，FMEA具有很多优势，特别是它能够将风险和后果量化。将风险量化可以减少可靠性分析的主观性。但FMEA也不是万能的。它*大的不足就是不能排除人为因素的错误，而很多事故都是由人为因素造成的。FMEA通常会忽略系统地联系和相互作用或者多元实效的影响而且只有在设计的*后阶段才能满足定量的FMEA对设计完备性的要求。

4.跨职能小组形式的产品设计评审

跨职能设计评审小组是指在产品设计阶段，将可能涉及产品设计的销售、客户服务、产品设计、工艺工程、采购、质量保证、财务等所有相关职能部门集合起来，群策群力，对设计目标进行分析整理，对设计关键点进行识别，特别对产品的关键技术和竞争能力进行认真充分的讨论和评估并进行可靠性验证，建立产品规划阶段的质量要素，*大限度地使设计达到预期目标。

严格设计审核制度至关重要据美国一家大型计量产品制造企业统计，若一个计量产品缺陷在设计评审阶段被发现，只需35美元去解决问题； 若在产品设计评审后但在零件购买前发现，需177美元若在零件购买后但在装配前发现并解决，则需368美元；若在装配后但交货前发现并解决，需要17000美元；但是如果产品缺陷是在销售后被用户发现，就需要590000美元解决问题。更重要的是，销售后由于产品缺陷导致的产品责任事故对企业带来的损失，间接损失往往比直接损失要大得多。为此，在产品设计的每一个阶段，都要进行设计评审，且根据ISO9000的要求，在每个设计评审阶段都要有书面化的评审程序、评审记录和评审结果报告。一旦出现产品责任事故，这些文件往往会成为法庭裁决时的重要文件，缺乏这些文件，会对企业抗辩非常不利，甚至构成疏忽责任。

跨部门职能小组在参与设计评审的过程中，必须对设计评审、设计验证、设计确认等关键环节重点进行评估。

5.产品的设计验证及确认

根据执行标准中验证标准、验证条件、验证方法进行产品的试验验证。通过验证发现产品存在的或可能存在的缺陷，供设计人员改善。产品设计的验证主要依据顾客要求、行业专家建议以及国内外相关标准。计量产品型式评价试验主要内容包括:法制管理要求、外观检查、计量性能考核以及安全性、环境适应性、可靠性或寿命等项目。