可靠性設計技術工作規範

2021-05-08 11:21:39 字數 4926 閱讀 1025

本規範規定了可靠性設計大綱、工作計畫編制的相關要求。

本規範規定了可靠性設計準則、原則與方法的相關要求。

gjb450a-2004裝備可靠性工作通用要求

gjb841-1990故障報告、分析和糾正措施系統

gjb899a-2009可靠性鑑定和驗收試驗

gb/t7826-20012系統可靠性分析技術――失效模式和影響分析(fmea)程式

可靠性(reliability)指產品(包括零件和元器件、整機裝置、系統)在規定的條件下和規定的時間內,完成規定功能的能力。

可靠性指標主要反映產品或裝置的可靠性(reliability),可靠性是部件(part)、元件(component)、產品(product)或系統(system)的完整性的最佳數量的度量。

平均故障間隔時間又稱平均無故障時間(mean time between failure,mtbf)指可修復產品兩次相鄰故障之間的平均時間,是衡量乙個產品的可靠性指標。

可靠性設計(reliability design),即根據可靠性理論與方法確定產品零部件以及整機的結構方案和有關引數的過程。設計水平是保證產品可靠性的基礎。

可靠性設計,在產品設計過程中,為消除產品的潛在缺陷和薄弱環節,防止故障發生,以確保滿足規定的固有可靠性要求所採取的技術活動。可靠性設計是可靠性工程的重要組成部分,是實現產品固有可靠性要求的最關鍵的環節,是在可靠性分析的基礎上通過制定和貫徹可靠性設計準則來實現的。

為了保證產品滿足規定的可靠性要求而制定的一套檔案,包括可靠性設計組織機構及其職責,要求按進度實施的工作專案、工作程式和需要的資源等。

目的和任務

目標可靠性指標及定義

工作組織及其職責

可靠性工作專案及其實施表(見附表1)

可靠性設計的目的是在綜合考慮產品的效能、可靠性、費用和設計等因素的基礎上,通過採用相應的可靠性設計技術,使產品的壽命週期內符合所規定的可靠性要求。

系統可靠性設計的主要任務是:通過設計,基本實現系統的固有可靠性。說「基本實現」是因為在以後的生產製造過程中還會影響產品固有可靠性。

該固有可靠性是系統所能達到的可靠性上限。所有的其他因素(如維修性)只能保證系統的實際可靠性盡可能地接近固有可靠性。

可靠性設計的任務就是實現產品可靠性設計的目的,**和預防產品所有可能發生的故障。也就是挖掘和確保產品潛在的隱患和薄弱環節,通過設計預防和設計改進,有效地消除隱患和薄弱環節,從而使產品符合規定的可靠性要求。也可以說可靠性設計一般有兩種情況:

一種是按照給定的目標要求進行設計,通常用於新產品的研製和開發;另一種是對現有定型產品的薄弱環節,應用可靠性的設計方法加以改進、提高,達到可靠性增長的目的。

4.3.1 預防為主,早期投入

體現在各項可靠性設計分析工作應盡可能安排在產品研製的早期,可靠性設計、分析、管理工作越早投入效果越好。在產品設計過程中能解決的問題不要等到可靠性試驗時再去暴露,可靠性試驗是對優質的可靠性設計的檢驗、完善和補充,而不是對劣質設計的補課。

4.3.2 可靠性設計與效能設計同步進行

可靠性設計必須融合滲透到效能設計中去,這樣會收到事半功倍的效果。否則,等到效能設計確定之後再做可靠性設計會形成「兩張皮」,難以提高產品的可靠性,費時費力效果不好。

4.3.3 各類人員職責明確

各級行政指揮、設計師系統、質量師系統、專職可靠性人員、兼職可靠性人員各負其責。根本的原則是誰設計的產品,誰對該產品可靠性負責,誰來完成相應的可靠性設計、分析、試驗工作。

4.4.1 針對性

根據產品的具體特點,大綱應適用性強,針對性明確。不能「放之四海而皆準」。如果型號採用新技術多,系統複雜、研製風險大,可靠性指標高,則應盡可能全面貫徹各可靠性工作專案。

如果產品繼承性較好,新技術用得較少,或系統相對不太複雜,研製風險小,可靠性指標較低,則可適當進行剪裁,只作必要的最低要求的可靠性工作專案。

4.4.2 可操作性

大綱應準確詳細地描述乙個框架,據此各類人員可以知道自己在什麼階段應做什麼,用什麼方法,做到什麼程度,輸出形式是什麼。

4.4.3 突出重點

大綱中可靠性工作專案較多,應區分輕重緩急,有的是要求型號各分系統、各元件在研製的各階段都要實施的,屬於重點必做專案,如可靠性建模、**與分配、故障模式影響分析等。有些是只對某類產品要做的,如「軟體可靠性設計」、「潛在電路分析」,可按選做專案處理。研製早期以建立有關規定(如設計準則,元器件大綱,故障報告、分析和糾正措施系統等)和設計分析為重點,中後期以可靠性試驗和改進設計為重點。

4.4.4 規範化

大多數可靠性工作專案都有標準可依,大綱應以有關**標、國標、行業標準、企業標準為依據,制定型號的要求,根據型號特點有針對性地剪裁。

4.4.5 可檢查可驗證

大綱規定的可靠性工作專案可分為可靠性定性要求和定量要求兩類。對於定性要求,應是可檢查的,例如對「貫徹可靠性設計準則」應要求寫出「符合性報告」對於定量要求應是可驗證的,如可靠性預計、評估、可靠性試驗驗證。

4.4.6 閉環管理

可靠性大綱各工作專案的貫徹實施應按閉環管理的原則實現,通過內部審核或評審、階段評審、可靠性工作系統的推動、質量師系統的監控、的執行等手段和措施實現閉環管理。

工作計畫是可靠性設計大綱的具體化和實施保證。

可靠性工作計畫的作用包括:

是設計計畫部門下達產品可靠性設計任務的依據;

是實現可靠性大綱規定的可靠性定量、定性要求的保證;

是研究室和設計人員安排設計活動的依據;

是專職可靠性人員進行可靠性總體設計與協調的依據;

是質量師系統對可靠性大綱執**況監督控制的依據;

是可靠性工作系統推動型號可靠性工作的依據。

制定可靠性工作計畫有以下三方面的要求:

可靠性工作計畫應與產品研製進度、工作內容相協調

可靠性工作專案的實施應循序漸進、逐步深人、反覆迭代

首先由專職可靠性人員依據型號可靠性大綱、有關標準和本型號具體情況寫出該工作專案的實施指南,再進行專項可靠性培訓並考核,由設計人員結合產品效能設計寫出初步設計分析報告,隨產品研製的不斷深人和資訊積累再修改完善可靠性設計分析報告,到定型階段寫出最終設計分析報告。

可靠性工作計畫對各工作專案的實施應有檢查有跟蹤,實現閉環管理。

可靠性設計工作計畫可以按各研製階段方案設計階段、技術設計階段、施工設計階段、設計定型階段內每年四個季度安排,主要內容有:各工作專案依據的標準或型號規範、工作內容、輸出形式、工作程式、要求、責任單位和責任人。

以方案設計階段為例的工作計畫見附表2。

可靠性設計準則是把已有的,相似的產品的工程經驗總結起來,使其條理化、系統化、科學化,成為設計人員進行可靠性設計所遵循的原則和應滿足的要求。

可靠性設計準則一般都是針對某個型號或產品的,建立設計準則是工程專案可靠性工作的重要而有效的工作專案。

編制可靠性設計準則的主要依據,一般有:

(1)型號《立項論證報告》、《研製總要求》及研製合同(包括工作說明)中規定的可靠性設計要求;

(2)國內外有關規範、標準和手冊中所提出的可靠性設計準則等相關內容;

(3)同型別產品的可靠性設計經驗以及可供參考採用的通用可靠性設計準則。

(4)通過調研,了解使用人員在使用中對產品的可靠性方面需求,整理轉化為可靠性設計準則;

(5)研製單位所積累的可靠性設計經驗和失敗所取得的教訓。

6.2.1 可靠性設計準則的內容很多,按技術分類主要包括:

(1) 簡化設計

(2) 冗餘設計

(3) 熱設計

(4) 環境防護設計

防潮濕設計

防鹽霧腐蝕設計

防黴菌設計

(5) 抗衝擊、振動和雜訊設計

(6) 穩定性設計

(7) 安裝設計

(8) 液壓件設計

(9) 原材料、零部件和元器件選用

(10) 包裝、貯存、裝卸與運輸設計

包裝設計

貯存方式設計

裝卸方式設計

運輸方式設計

6.2.2 基於典型失效模式和失效機理的可靠性設計準則

(1) 抗疲勞設計

(2) 抗磨損設計

(3) 抗腐蝕設計

(4) 防斷裂設計

(5) 防鬆動設計

6.2.3 按產品結構分類的通用可靠性設計準則

(1) 總體可靠性設計

(2) 典型產品可靠性設計

(1) 明確可靠性設計準則的適用範圍;

(2) 制定可靠性設計準則初稿;

(3) 形成可靠性設計準則評審稿;

(4) 形成可靠性設計準則正式稿。

具體制定流程如下圖:

可靠性設計準則編制流程

可靠性設計準則是型號技術規範的重要組成部分,必須予以認真貫徹。

可靠性設計準則的貫徹實施流程如下圖:

可靠性設計準則的貫徹實施流程

符合性檢查見附表3

在可靠性設計過程中應遵循以下原則:

(1) 盡可能減少零件件數,尤其是故障率高的零件數;

(2) 採用標準化的產品;

(3) 檢查、除錯和互換容易實現;

(4) 零件互換性好;

(5) 可靠性設計應有明確的可靠性指標和可靠性評估方案;

(6) 可靠性設計必須貫穿於功能設計的各個環節,在滿足基本功能的同時,要全面考慮影響可靠性的各種因素;

(7) 應針對故障模式(即系統、部件、元器件故障或失效的表現形式)進行設計,最大限度地消除或控制產品在壽命週期內可能出現的故障(失效)模式;

(8) 在設計時,應在繼承以往成功經驗的基礎上,積極採用先進的設計原理和可靠性設計技術。但在採用新技術、新型元器件、新工藝、新材料之前,必須經過試驗,並嚴格論證其對可靠性的影響;

(9) 在進行產品可靠性的設計時,應對產品的效能、可靠性、費用、時間等各方面因素進行權衡,以便做出最佳設計方案。

由於產品種類及其系統的複雜程度不同,可靠性的設計方法也應有所不同,一般常用的可靠性設計方法有可靠性**、可靠性試驗、可靠性分析、可靠性分配與可靠性評審或鑑定。

可靠性**(reliability prediction)是對產品系統可能達到的可靠性水平,利用其結構、功能、環境及相互關係的資訊進行定量分析估計的一種方法。

可靠性**是指在設計階段(當產品還只是圖紙時)定量地估計未來產品的可靠性的一種方法。

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