可靠性增长技术及其应用
<BR><style>.Hks461{display:none;}</style>
<p> </p>
<p>摘要说明可靠性增长技术包括可靠性分析技术、可靠性试验技术和可靠性管理技术;介绍了在产品寿命周期的早期和后期阶段所实施的不同可靠性增长技术;进行可靠性增长工作应制定可靠性增长大纲，确定可靠性研制/增长试脸产品，全面开展可靠性增长工作并重视对有关人员的培训工作。<br/><br/>关健词可靠性可靠性增长可靠性分析可靠性试脸可靠性管理<br/><br/>作为装备综合性能之一的可靠性指标，已作为一项考核要求纳人到研制合同中。而达到可靠性指标要求，不是只靠图纸上的设计就能实现的，因为不管产品可靠性设计得多好，人们不可能预计到所有的错误和不足。据有关资料介绍，对于新研制的系统，大约有7s%的系统性设计问题需要在研制和使用中逐步去发现和解决，而解决这些问题，除要采用一系列的工程专业技术外，还要采用提高可靠性增长的技术。因此，在系统寿命期的各阶段，尤其在研制阶段，通过暴露设计和工艺上的薄弱环节和缺陷，制定提高可靠性的措施，将有效的纠正措施纳人到系统的设计中去，实现系统的固有可靠性增长，是达到产品可靠性目标要求的有效途径。<br/><br/>提高复杂系统可靠性效费比的最佳方法，首先是进行可靠性预计，确定可靠性值比要求值低得多的关键设备，然后，用FMECA等可靠性分析技术，对设备中所有可能的故障模式进行分析，找出薄弱环节并确定相应的纠正措施，再通过可靠性研制/增长试验、试飞试验等，暴露设计和工艺上的薄弱环节，进行设计更改并验证纠正措施的有效性。通过这种对设备可靠性有重点的增长工作，来提高产品的可靠性水平。<spanclass='Hks461'>欢迎访问中国可靠性网KeKaoxing.com</span><br/><br/>1、实现可今性增长的主要技术及有关标准<br/><br/>用于可靠性增长的技术包括可靠性分析、有关试验及可靠性管理。<br/><br/>1.1可靠性分析技术<br/><br/>(1)可靠性预计<br/><br/>可靠性预计主要用于计算电子设备的可靠性水平。在计算过程中，通过计算各级系统的故障率，了解对预计值有明显影响的元器件(或故障率较高的元器件)，找出薄弱环节，指导设计工作，实现可靠性增长。可靠性预计标准如MIL一HDBK一217(电子设备可靠性预计手册》和GJB/Z299A《电子设备可靠性预计手册)。<br/><br/>(2)故障模式、影响及危害性分析(FMECA)<br/><br/>FMECA分析用于确定系统所有可能的故障模式，根据对故障模式的分析，确定每一个故障模式对产品性能的影响，从而确定设计中的薄弱环节，指导可靠性增长工作。FMECA分析标准如MIL一STD一1629A《故障模式、影响及致命度分析程序》和GJB1391《故障模式、影响及危害性分析程序》。<br/><br/>1.2可靠性研制/增长试验<br/><br/>(1)可靠性研制试验<br/><br/>可靠性研制试验是在研制过程中，为消除设计及工艺上的薄弱环节和缺陷所进行的试验，该试验过程通常称?quot;试验一分析一改进(TAAF)"过程。可靠性研制试验的环境条件不受限制，可以是单应力环境，也可以是综合应力环境，其目的是剔除故障，而不强调评估结果。可靠性研制试验标准如MIL一STD一781D《工程研制、鉴定和产品可靠性试验》和MIL-STD2068《可靠性研制试验》。http://www.KeKaoXing.com<br/><br/>(2)可靠性增长试验<br/><br/>可靠性增长试验是在模拟实际使用环境条件下，为系统地发现和消除设计及工艺上薄弱环节和缺陷，提高产品的固有可靠性水平而进行的试验。可靠性增长试验中由于是模拟了实际使用环境，暴露出的故障更可信，使得评估结果更真实，是目前国内外实现可靠性增长最广泛采用的方法。可靠性增长试验标准如MIL-STD一781D《工程研制、鉴定和产品可靠性试验),MIL-STD一1635(可靠性增长试验),GJB1407《可靠性增长试验》和HB/Z214.3《航空产品可靠性增长试验》。<br/><br/>(3)其他试验<br/><br/>有些试验，如环境试验和环境应力筛选等，也可获取有用的故障信息，为改进设计提供依据。环境试验的目的是考核军用产品是否能耐受其寿命周期内将遇到的极端环境条件;环境应力筛选的目的是剔除制造过程中引人产品的工艺缺陷。在试验过程中，将收集到的故障信息纳人到故障报告、分析和纠正措施系统(FRACAS)中，为可靠性增长提供信息。环境试验标准如MIL-STD一810E(环境试验方法和工程导则),GJB150《军用设备环境试验方法)和HB5830《机载设备环境条件及试验方法)。环境应力筛选标准如MIL一STI〕一2164(电子设备环境应力筛选方法》,MIL一STD一344A《电子设备定量环境应力筛选指南》,GJB1032《电子设备环境应力筛选方法》,GJB/Z34《电子产品定量环境应力筛选指南》
<BR>
<style>.Ntn732{display:none;}</style>
<br/><br/>1.3可靠性增长技术<br/><br/>(1)可靠性增长管理<br/><br/>可靠性增长管理在系统全寿命期内进行，目的在于对资源进行合理分配，有效利用各种技术，控制可靠性增长过程。例如，在经费宽裕的情况下，可以在研制阶段多安排几次可靠性研制试验，或集中进行一次长时间的可靠性增长试验，或多选择几个系统开展可靠性增长工作;而在经费不宽裕的情况下，可以结合其他试验或工作进行，利用一切可利用的手段，获取故障信息，不失时机地开展可靠性增长工作。可靠性增长管理标准加MIL一HDBK一189《可靠性管理手册》、MIL一HDBK一338《电子产品可靠性设计手册》和HB/Z214.2(航空产品可靠性增长管理》。<br/><br/>(2)故障报告、分析和纠正措施系统(FRACAS)<br/><br/>FRACAS系统在故障审查组织的监控下，完成从故障发现到确定纠正措施直到完善产品设计。它的信息来源很广，不局限于特定试验。FRACAS系统标准如MIL-STD-2155《失效报告、分析和纠正措施系统》和GJB841《故障报告、分析和纠正措施系统)。<br/><br/>可靠性增长使用的技术还包括故障树分析、热分析、功能与性能试验、试飞试验、可靠性鉴定试验、可靠性验收试验等工程项目，这些项目都可提供有用的可靠性信息。当然，各种技术的目的和强调重点不一样，有的用于验证设计上是否匹配，有的用于鉴定对环境的适应性，有的专门用于暴露故障等。虽然出发点不同，但是，它们都是实现可靠性增长非常好的信息来源，当这些信息用于设计更改时，系统的可靠性水平得到提高。<spanclass='Ntn732'>http://可靠性.com</span><br/><br/>2、系统寿命阶段可靠性增长<br/><br/>一个产品从方案论证到退役，其寿命周期可分成图1所示的5个阶段，其中前3个阶段称为早期阶段，后2个阶段称为后期阶段。不同阶段所使用的可靠性增长技术不同。如何以最低的费用实现所要求的可靠性增长，或在给定的费用下尽快达到所要求的可靠性水平，要看可靠性增长使用的技术在不同阶段所发挥的程度.即各种技术信息利用及实施的程度而定。<br/><imgstyle="CURSOR:pointer"onclick="javascript:window.open(this.src);"height="112"src="http://www.reliability.com.cn/2005doc/06/2005070412.gif"width="384"onload="returnimgzoom(this,550)"alt=""/><br/><br/><br/>图1产品寿命阶段划分<br/><br/>2.1早期阶段的可靠性增长<br/><br/>寿命周期的早期阶段包括战术技术指标论证、方案论证及确认和工程研制等3个阶段。此阶段开展可靠性增长的主要优点是进行设计更改容易、费用低。其不足之处是设计更改所依据的信息往往包含着许多未知因素，如工作条件及元器件间的相互影响等尚不十分明了。<br/><br/>(1)利用外部经验实现可靠性增长<br/><br/>根据现役相似系统的使用信息、经验数据、各种数据库及出版物所提供的信息等来获取故障信息，指导可靠性设计。中国可靠性网<br/><br/>(2)利用分析实现可靠性增长<br/><br/>通过对新研制系统进行分析、研究及评审等获得有关信息，指导可靠性设计，实现可靠性增长，其中包括可行性研究、权衡分析、可靠性预计、FMECA分析、故障树分析、热分析、潜在通路分析以及设计评审等。值得指出的是，分析本身并不能改善系统的可靠性，只有实施防止在使用中重复出现故障的纠正措施，才能提高可靠性。<br/><br/>利用分析实现可靠性增长的主要优点是，它可以减少或避免一些费用昂贵和费时的试验。特别是对于高可靠性的设备及系统，通过各种分析取得信息特别有价值。为了保证分析的准确性，第一，必须对新研制系统有深人的了解;第二，必须具有可供使用的分析及设计技术，或根据新产品的研制需要而开发的专用的分析工具;第三，必须建立一个完善的数据库，保证为各种分析提供有效的输人信息。<br/><br/>可靠性分析方面我们开展得较好的工作是可靠性预计工作。从几个型号产品可靠性预计看，各产品的可靠性水平大多低于预计值的40%，有的只有25%,而按美国空军《R&M2000)规定，研制阶段的可靠性阶段目标值应达到规定值的80%-90%，我们产品的可靠性远远没有达到要求，迫使有关人员采取可靠性增长技术，提高系统的可靠性水平，使得增长后起码达到预计值的70%-80%，然后再经过后期阶段的逐步增长，达到系统的规定值。
<BR>
<style>.Hdy714{display:none;}</style>
<br/><br/>(3)利用试验实现可靠性增长<br/><br/>内外场试验是实现可靠性增长必不可少的方法。寿命周期早期阶段可利用的试验种类很多、范围很广。试验包括原理样机试验、研制试验、性能试验、环境试验、环境应力筛选、试飞试验以及可靠性研制/增长试验和鉴定试验等;其次，受试产品的成.熟程度不同，包括试验板、F型样机、C型样机及S型样机;第三，受试产品的层次不同，包括元器件、部件、组件、设备及系统;第四，试验环境不同，包括室内环境、高空环境，高低温、高湿度以及加速、振动、冲击等各种环境条件。<br/><br/>利用试验实现可靠性增长的主要优点是具有较高的真实性。试验的经济性主要取决于产品的特性。对于复杂的高可靠性产品，通过试验实现可靠性增长的费用很高;对于可靠性低且其零部件或元器件故障易于进行分析的产品，则通过试验实现可靠性增长的费用较低，效益高。尽管利用试验实现可靠性增长的费用较大，但在实现可靠性增长的过程中，最有效的方法，仍是合理安排各种试验。<br/><br/>(4)通过管理实现可靠性增长<br/><br/>可靠性增长使用的管理技术，有FRACAS系统、可靠性增长管理及质量控制等。<br/><br/>2.2后期阶段的可靠性增长<br/><br/>寿命周期后期阶段包括生产阶段和使用阶段，在更改更好控制。http://www.KeKaoXing.com<br/><br/>(1)、利用生产经验及有关试验实现可靠性增长<br/><br/>生产过程中的制造工艺及质量控制是影响系统可靠性的重要因素。通过消除制造过程中引人的系统性缺陷及设计上的某些薄弱环节，便可实现可靠性增长。复杂系统从研制到生产过程中出现可靠性下降，几乎是一种普遍现象，因此，越来越需要通过质量控制技术及通过生产过程的再设计来实现可靠性增长，增长结果有利于提高接收概率，顺利通过可靠性验收试验。在生产过程中，首先要利用各种工艺技术、最坏情况分析以及与生产有关的技术来解决生产过程中发现的工艺和质量控制问题;其次可通过生产过程的环境应力筛选和交付产品的可靠性验收试验来发现各种工艺缺陷及质量控制问题。<br/><br/>(2)利用经验及有关的试验实现可靠性增长<br/><br/>在系统投人服役之后，可利用使用中发现的设计缺陷，采取纠正措施，进行局部的设计更改来实现可靠性增长。不过这时实现可靠性增长更改费用高、经济性差。尽管如此，复杂系统如军用飞机，为全面深人开展可靠性工作，也经常使用这种方法。目前广泛采用的外场使用可靠性增长大致可分为如下4类：<br/><br/>a自然增长-利用外场使用中获得的数据，提出工程更改建议，制定改进计划送到承制厂进行改进或改装。自然增长技术是一种被动的、无计划的方法，其增长周期较长。自然增长的例子如B-36飞机，从B-36A到B-36H持续5年多，其使用可靠性增长了82%。http://可靠性.com<br/><br/>b.通过可靠性改进计划实现可靠性增长-根据武器系统在外场使用和使用试验中发现的可靠性问题，专门制定可靠性改进计划，包括改进设计及工艺，提高整个武器系统的可靠性，进而提高战备完好性，降低维修和保障费用。由于采用了专门的改进计划，这种增长比自然增长速度快，可在较短时间内达到所要求的可靠性水平。B-58飞机是美国1952年开始研制，1956年首次试飞，1959年开始服役，1962年退役的轰炸机，该机在试飞时仍存在着大量可靠性问题，1959年美国空军和通用动力公司实施了一项可靠性改进计划，到1961年3月，其可靠性增长了72%，其增长速度比B-36飞机高出数倍。<br/><br/>c.通过改进改型实现可靠性增长-根据外场使用经验对系统的某些关键分系统或设备进行重新设计，这种增长能在较短时间完成增长计划。F一巧战斗机是采用改进改型实现可靠性增长的典型例子。F_15A飞机1969年开始研制，1972年首次试飞，1975年进人服役，该机的可靠性设计指标MFHBF为3.5FH。在进行外场使用的第一年中，MFHBF只达到0.68FH，远没有达到指标要求，为此，美国空军进行了一系列旨在提高可靠性的改进改型计划，到80年代初可靠性达到了1.7FH。为使F-15飞机成为90年代的主力战斗机，美国空军从80年代初开始实施一项投资18亿美元的多阶段改进计划(MSIP)。改进项目包括多用途彩色显示器(MPCD)、可编程武器控制装置(PACS)、中央计算机(CC)和火控雷达等。1984年美国国防部决定对F一巧进一步改型，作为一种既有强的对地攻击能力又有保持原有空战能力?quot;双重任务"战斗机F-15E，该机通过改进火控雷达、采用环形激光陀螺的惯导系统和发动机监控电子显示器等技术，其可靠性将比F-15CA〕高20%左右。同时在机内侧试，地面维修设备等方面有较大改进。1989年完成改型的F-15E交付部队。1990年参加海湾战争，其战备完好性居美国空军战斗机之榜首，达到了95.5%，充分显示了实施使用阶段可靠性增长所产生的效益。
<BR>
<style>.Fwv396{display:none;}</style>
<br/><br/>d.通过使用试验实现可靠性增长-使用试验(如飞机试飞)是在使用环境下进行的，目的是确定整个系统是否达到了规定的要求，并对发现的故障进行设计更改来实现可靠性增长。困扰美国空军多年的航空电子设备间歇故障问题，就是通过系统使用试验得到根本解决的一个典型事例。航空电子设备产生间歇故障主要是由一种金属须引起的，它是在电子元器件铰锡时产生的。在电场、潮湿或振动环境的作用下，该金属须可能移动，成为一?quot;短路通道"，造成电路出现间歇性的短路现象。飞行员通过各种显示器可能发现机载电子设备出现了故障，而地勤维修人员通过各种侧试手段是难以发现这类故障的。美国空军通过对机载雷达试飞试验及分析，发现了这个问题，并采取改进措施，提高了雷达的外场使用可靠性。<br/><br/>3、几点看法<br/><br/>3.1制定可靠性增长大纲<br/><br/>对于复杂的系统而言，可靠性增长工作需要大量的资源支持，应有一个可靠性增长大纲，以便统筹安排该项工作，如增长的时机，使用的增长技术，确定需要进行可靠性研制/增长试验的产品等。<br/><br/>(1)可靠性增长时机<br/><br/>为了获得最佳效费比，应尽可能早地开展可靠性增长工作，因为纠正设计问题越早，所需费用越少。国内外事例已经表明，开展可靠性增长工作从产品寿命期的早期抓起，这样可以缩短研制周期，降低寿命期费用，容易进行设计更改。http://可靠性.com<br/><br/>(2)进行可靠性研制/增长试验<br/><br/>因为可靠性研制/增长试验是提高可靠性水平直接而见效快的手段，其数据真实且在试验过程中可直接验证纠正措施的有效性，试验还可以给出比较可信的可靠性估计值，所以需要对一些关键性的产品、影响安全性的产品、复杂的产品进行可靠性增长，但由于试验工作需要大量的资源，因此安排试验的产品一般应具备下列条件:<br/><br/>a.对飞机可靠性有重要影响的产品;<br/><br/>b.新研制的，其中新成品较多的产品;<br/><br/>c.通过使用认为需要作改进改型的产品;<br/><br/>d.采购费用较高的产品。<br/><br/>值得指出的是，可靠性增长的难度往往随着产品层次的提高而增加，所需的试验费用也相应增加。由于对设备级产品比较容易模拟其实际使用环境，费用低，试验工作较易开展，而系统级，尤其是大系统级产品，受到试验设施的限制，投资大，试验较难实现，因此，可靠性研制与增长试验通常在设备一级进行。<br/><br/>3.2重视信息收集、分析及处理<br/><br/>在开展可靠性增长工作中，我们往往感到缺少必要的信息，这是由于我们对信息收集、分析整理工作重，视不够，因此应加强这项工作。<br/><br/>3.3全面开展可靠性增长工作<br/><br/>我们知道可靠性既是设计出来的、又是试验和管理出来的，目前有些单位把可靠性工作重点放到可靠性研制/增长试验上，指望通过试验能摆脱可靠性水平低的现状，实际上可靠性研制/增长试验只是可靠性工作的一部分，若从最佳效费比出发，应首先加强产品的可靠性设计工作，不能仅靠后天的试验来弥补设计上的先天不足，应按照可靠性增长大纲要求，有计划地在系统的各个阶段开展可靠性工作，从可靠性管理、分析到可靠性试验，逐步进行，以达到可靠性要求。<spanclass='Fwv396'>http://www.KeKaoXing.com</span><br/><br/>3.4重视对有关人员的培训<br/><br/>从事可靠性工作或产品设计工作的人员流动较大，应加强对他们的可靠性培训，为可靠性增长工作做好技术储备。<pclass='Fwv396'>http://www.KeKaoXing.com</p></p> 好文章 写得很好
可靠性增长
呵。才发觉这里有篇好文章。可靠性增长现在大家谈得很少啊。 写得确实不错，对可靠性工程系统认识有很大的帮助作用，但现在觉得大多数可靠性工程师最迷茫的是如何在实际中开展可靠性工作，因为中国这方面现在起步胶低，很多东西一般公司开展起来难度好大，大家有什么高招？ 厉害呀，呵呵，先学习一下。
页:
[1]