产品可靠性专辑 | 第3期

陈建民：西安理工大学可靠性研究院创院院长 特聘教授 专业博导

【引言】

当前，热泵/空调行业深陷“内卷”，同质化竞争与价格战正持续侵蚀企业利润与创新动力。破局之道在于回归产品本质，聚焦以用户长期价值为核心的可靠性工程。

为此，冷暖商情特邀深耕该领域四十余年的知名专家、西安理工大学可靠性研究院创院院长陈建民教授分享其对于产品可靠性的思考见解，在其主编的“制造业可靠性丛书”及对可靠性的其它论述中，将可靠性重新定义为“产品在规定条件下、规定时间内，持续保持规定质量状态的综合能力”，其中“规定质量状态”涵盖功能、性能、安全、感性等多维集合。结合“好看、好用、耐用”六字方针与“135精品法则”，企业在现实成本约束下，从仅关注出厂“合格”转向保障用户全生命周期的“优秀”体验。

以空气源热泵/空调器为具体分析对象，系统呈现从理念到实践的完整转化路径，涵盖多维度质量模型构建、可靠性“防火墙”体系搭建、关键部件“基因式”管控，以及借助Minitab将现场数据转化为寿命预测与科学决策的定量方法。将帮助制造业把可靠性工作从被动的“成本支出”，转变为高质量发展、赢得用户持久信赖的战略资产。

性能衰减：如何在用户感知前解决问题

上一讲我们探讨了"心脏骤停"的剧痛。今天，我们来谈谈常见的"慢性病"——性能的缓慢衰减。用户那句"今年感觉没有去年暖和了"，或者"电费好像比以前高了"，正是性能可靠性失守时，用户向我们发出的最直接警报。

在可靠性体系中，性能可靠性被定义为"产品在规定条件和规定时间内，持续保持功能实现所需的各项量化性能指标的能力"。对热泵而言，核心量化性能指标就是制热量/制冷量和能效比（COP）。性能可靠性衰减，就是指这些指标随着时间推移和使用条件变化，发生了超出允许范围的劣化。

用户如何"感知"这种衰减？他们不需要专业仪器：1)体感对比：相同室外温度下，室内达到设定值的时间变长，出风温度不如以往那么冷或那么热；2)电费账单：采暖季或制冷季总电费比往年同期明显上涨；3)运行状态：机器运行时间明显变长，或启停更频繁。

用户感知的"效果差、电费高"，正是"制热量下降"和"能效比衰减"在用户体验上的综合体现。虽然用户无法在现场测量COP，但他们的电费单和体感，就是对产品长期性能状态最有效的"全民监测"。

是什么导致了这种"慢性失血"？

• 换热器效率下降：是主因。翅片表面因灰尘、油污、霉菌附着导致换热热阻增加；因结霜/化霜循环或氧化导致的翅片亲水层脱落，加剧换热不良。

• 风机性能衰减：轴承磨损、动平衡失调、电机效率下降，导致风量减小，恶化换热条件。

• 冷媒微漏或成分变化：系统慢性泄漏，或空气、水分侵入与冷媒、润滑油发生化学反应，产生酸性物质，腐蚀系统并改变冷媒特性。

• 压缩机自身磨损：长期运行导致的内部机械磨损，压缩效率缓慢下降。

从"浴盆曲线"看，性能衰减是"耗损失效期"的典型特征。我们的目标是通过设计、材料和工艺的控制，极大地延缓衰减曲线的斜率，确保在产品设计寿命内，其性能状态始终高于用户可感知的"抱怨阈值"。

投入资源对抗这种缓慢衰减，划算吗？我们来算另一笔"长期账"：

• 用户价值账：一台每年能效衰减2%的热泵，五年后实际能效可能比新机时低10%以上。这意味着用户要多支付10%以上的电费。在能源价格高企的今天，这足以促使用户提前更换设备，并给出负面评价。

• 企业成本账：性能衰减导致的用户投诉，处理起来耗费客服、技术资源，且因问题"不严重"，往往陷入反复沟通、检测、清洗的拉锯战，单次服务成本不低，客户满意度难以提升。

• 品牌资产账："耐用且省电"的口碑是品牌溢价的基石；"越用越费电"的标签则会将品牌钉在低端市场。

拦截性能衰减，必须成为可靠性蓝图的战略性防御要点：

1.设定明确的衰减阈值：设计目标中明确"在标准工况下运行X小时后，制热量衰减不超过Y%，能效衰减不超过Z%"。

2.在FMEA中识别衰减因子：对"换热器效率下降"等作为失效模式进行分析。是什么原因导致？针对根本原因，在设计端选用更耐候的材料、更可靠的部件、更优化的风道设计。

3.设计便于维护的结构：提升运维可靠性。设计易于拆卸清洗的过滤网、提供用户自清洁提示功能，延缓因脏堵导致的性能衰减，改善用户体验，减少售后压力。

4.在可靠性验证中模拟长期衰减：通过加速寿命测试，在实验室模拟多年使用后的性能状态。进行高温高湿循环运行、粉尘环境测试等，验证换热器防腐、防污能力及系统长期运行的稳定性。

在"内卷"的市场中，短期的参数竞争固然激烈，但用户长期的使用成本与体验，才是品牌真正的试金石。性能可靠性，关乎产品在整个生命周期内为用户创造价值的能力。投资于性能可靠性，就是投资于用户的长期信任和品牌的终身价值。

下期聚焦：感性质量可靠性：静音与噪声管控

【关于制造业可靠性丛书】

由西安理工大学可靠性研究院牵头，联合西安交通大学中国西部质量科学与技术研究院、电子科技大学系统可靠性与安全性研究中心等顶尖学术力量，精心策划编撰了“制造业可靠性丛书”。《机电可靠性工程概论》、《电子组件可靠性及工艺》《机电标准化与检测技术》《机电可靠性工程实践》四册，形成从理念到实践、从部件到系统的完整知识图谱。

《机电可靠性工程概论》全书共14章，从实用性和先进性出发，较全面地介绍了机电可靠性工程的基本理论和方法。可作为高等学校质量与可靠性课程的基础教材，也可供相关领域的工程技术人员学习、参考。

《电子组件可靠性及工艺》内容全面扎实，覆盖全生命周期的技术链条。全书共10章，逻辑清晰、层层递进，既适合系统学习，也可作为工具书随时查阅。《机电标准化与检测技术》覆盖全链条，从标准制定到检测认证。全书共12章，覆盖标准化基础、检测技术全流程，以及认证认可制度，构建“标准-检测-认证”一体化知识框架。

《机电可靠性工程实践》聚焦可靠性工程在制造业的真实应用场景，将理论转化为可操作的解决方案，填补从“方法论认知”到“工程落地”的最后一公里。