從售服端探討工具機可靠度之研究

前言
可靠度為一產品品質的重要指標。工具機之可靠度展現了一個國家之工業水平，除此之外，也影響著工具機的價格定位，由於工具機之系統組成部件多、結構複雜且不確定因素眾多，造成可靠度題對於國內工具機業者而言導入門檻相對較高。為此，精機中心協同許芳勳博士於FY107年工基計畫工具機整機可靠度基礎技術中從售服端探討工具機整機之可靠度。
計畫成果說明
工具機的品質評判標準除了以功能及精度來判斷外，可靠度也是一項影響品質的重要指標。以功能及精度表現上而言，國產工具機與日本及歐洲等工具機指標性廠商可以說是不相上下，但在機台可靠度表現方面仍有相當大的差距，這也導致國產工具機在高階工具機市場佔有率相對較低。除此之外，中國大陸於2015年所提出之政策「中國製造2025」十大重點推動領域的高階工具機和機器人領域中，將工具機之可靠度及精度保持性列為重要發展方向。以上可見，提升工具機之可靠度為國際工具機廠商共同發展的方向。正所謂「知己知彼，百戰百勝」，為使國產工具機廠商更容易地了解及導入可靠度技術，本研究從售服端分析工具機可靠度，除可降低廠商導入可靠度之門檻，也可讓廠商了解自身機台之可靠度表現，並找出影響機台可靠度之原因，並藉由設計改善來提升機台可靠度之表現。
浴缸曲線，常用於可靠度分析，大部分產品的生命週期皆符合浴缸曲線。浴缸曲線可分為三個階段，第一階段為早夭期，在早夭期通常為產品零件材料或安裝品質不佳所造成的失效，在此階段失效率會隨時間而遞減；第二階段為隨機失效期，此階段顧名思義為產品零件因製造差異所產生的隨機失效，其失效率為一固定值；第三階段為磨耗期，磨耗期之失效通常為產品零件之老化、磨損、疲勞、腐蝕…等所造成的失效，此階段之失效率會隨時間而遞增。通常一項產品之早夭期最為關鍵，在電子零件製造上會利用測試方法提早汰除早夭期失效之產品減少其失效率，但對於工具機產業而言，由於機台組配之複雜性與應用之多樣性，機台早夭期之失效則很難完全避免，所以若生產廠家能瞭解其機台產品早夭期失效之趨勢及原因並進行改善，對於提升國產工具機之可靠度將會是一大助益。

為了計算並分析工具機早夭期趨勢及原因，研究透過韋柏分佈模型（Weibull Distribution Model）、指數失效模型(Chance Defective Exponential Model, CDE Model)、對數常態分佈模型(Lognormal Distribution Model)…等分佈模型，進行工具機失效趨勢分佈估測。對於工具機來說，因其體積龐大且早夭期壽命較長，所以無法像電子類產品一樣，逐一進行測試並計算其失效率，因此，從售服端分析工具機早夭期失效趨勢分佈是為最可行之方法，經研究分析後，指數失效模型較為符合工具機早夭期失效趨勢分佈，並可於指數失效模型中分析出工具機之平均失效率、瑕疵品比例、瑕疵品失效率…等可靠度相關指標。