[转帖]可靠性网上培训—维修性设计

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·维修性设计介绍之一：前言
·维修性设计介绍之二：简化设计
·维修性设计介绍之三：可达性
·维修性设计介绍之四：标准化和互换性
·维修性设计介绍之五：模块化

可靠性网上培训—维修性设计（一）：前言

1、前言
维修性（Maintainability）指的是产品维修的难易程度，通常定义为产品在规定的时间和规定的人员技术水平下，用规定的程序与方法、在给定的维修级别下，进行维修时能保持或恢复规定状态的能力。维修性常用维修时间及维修工时来度量。我们一般也称为可维修性、维护性、可维护性。
产品维修性设计的目的是实现规定的维修性定量与定性要求，特别是减少维修时间的要求。维修性设计要符合维修方案的要求，并满足环境、人的因素等约束条件。
随着公司的壮大，产品的稳定性、可靠性和降低全寿命周期费用（LCC）在产品开发中占据了越来越高的比重。而维修性指标则是评价产品全寿命周期费用（研发、生产、维护）的主要依据。
维修性的影响随着维修等级的不同而不同。我司产品的维修主要包括两部分，一部分是产品现场运行时的维修，另一部分是单板送回维修部时的维修。在产品运行现场，主要任务是将故障隔离到现场可更换单元LRU（一般为单板）中，但是往往由于缺少维修性设计，测试程序效能低，维修设备不足而且缺乏标准化，维修操作复杂等，使我们往往化较多的时间用于故障查找及隔离，而更换单板的时间相对较短，改善维修性将能更精确地隔离故障，从而更快更有效地更换有故障的设备，降低误拆无故障设备的概率；而单板返回到单板维修部时，主要是隔离及修理现场可更换单元中的故障，好的测试性将减少测试量，改善关键电路的拆除，提高测试精度及深度，由此减少维修费用。
维修性设计一般包括以下内容：一般要求，简化设计，可达性，模块化，标准化和互换性，防差错设计与识别标志，测试性和诊断技术，不工作状态的维修性，人的因素，环境因素，静电危害和防护。
首先，我们介绍一下维修性设计的一般要求：
2、维修性设计的一般要求
2.1简化产品及维修操作
（1）设计时，要对产品功能进行分析权衡，合并相同或相似功能，消除不必要的功能，以简化产品和维修操作。
（2）设计时，应在满足规定功能要求的条件下，使其构造简单，尽可能减少产品层次和组成单元的数量，并简化零件的形状。
（3）产品应尽量设计简便而可靠的调整机构，以便于排除因磨损或飘移等原因引起的常见故障。对易发生局部耗损的贵重件，应设计成可调整或可拆卸的组合件，以便于局部更换或修复。避免或减少互相牵连的反复调校。
（4）要合理安排各组成部分的位置，减少连接件、固定件、使其检测、换件等维修操作简单方便，尽可能做到在维修任一部分时，不拆卸、不移动或少拆卸、少移动其他部分，以降低对维修人员技能水平的要求和工作量。
2.2具有良好的可达性
（1）产品的配置应根据其故障率的高低、维修的难易、尺寸和质量的大小以及安装特点等统筹安排，凡需要维修的零件部件，都应具有良好的可达性；对故障率高而又需要经常维修的部位及应急开关，应提供最佳的可达性。
（2）为避免产品维修时交叉作业，可采用专柜或其他适当形式的布局。整套设备的部（附）件应相对集中安装。
（3）产品特别是易损件、常拆件和附加设备的拆装要简便，拆装时零部件进出的路线最好是直线或平缓的曲线。
（4）产品的检查点、测试点等系统的维护点，都应布置在便于接近的位置上。
（5）需要维修和拆装的产品，其周围要有足够的操作空间。
（6）维修时一般应能看见内部的操作，其通道除了能容纳维修人员的手或臂外，还应留有供观察的适当间隙。
2.3提高标准化、互换性程度
（1）优先选用标准化的产品
设计时应优先选用标准化的设备、元器件、零部件和工具等产品，并尽量减少其品种、规格。
（2）提高互换性和通用化程度
①在不同的装备中最大限度地采用通用的组件、元器件、零部件，并尽量减少其品种。元器件、零部件及其附件、工具应尽量选用满足或稍加改动即可满足使用要求的通用品。
②设计时，必须使故障率高、容易损坏、关键性的零部件或单元具有良好的互换性和通用性。
③能安装互换的产品，必须能功能互换。能功能互换的产品，也应实现安装互换，必要时可另采用连接装置来达到安装互换。
④采用不同工厂生产的相同型号成品件必须能安装互换和功能互换。
⑤功能相同且对称安装的部、组、零件，应设计成可互换的。
⑥修改零部件或单元的设计时，不要任意更改安装的结构要素，破环互换性。
⑦产品需作某些更改或改进时，要尽量做到新老产品之间能够互换使用。
（3）采用模块化设计
①产品应按其功能设计成若干个具有互换性的模块（或模件），其数量根据实际需要而定。需要在现场更换的部件更应模块（件）化。
②模块（件）从产品上卸下来以后，应便于单独进行测试、调整。在更换模块（件）后，一般应不需要进行调整；若必须调整时，应简便易行。
③成本低的产品可制成弃件式的模块（件），其内部各件的预期寿命应设计得大致相等，并加标志。
④应明确规定弃件式模块报废的维修级别及所用的测试、判别方法和报废标准。
⑤模块（件）的尺寸与质量应便于拆装、携带或搬运。质量超过4kg不便握持的模块（件）应设有人力搬运的把手。必须用机械提升的模件，应设有相应的吊孔或吊环。
2.4具有完善的防差错措施及识别标志
（1）设计时，应避免或消除在使用操作和维修时造成人为差错的可能，即使发生差错也应不危及人机安全，并能立即发觉和纠正。
（2）外形相近而功能不同的零部件、重要连接部件和安装时容易发生差错的零部件，应从构造上采取防差错措施或有明显的防止差错识别标志。
（3）产品上应有必要的为防止差错和提高维修效率的标志。
（4）应在产品上规定位置设置标牌或刻制标志。标牌上应有型号、制造工厂、批号、编号、出厂时间等。
（5）测试点和与其他有关设备的连接点均应标明名称或用途以及必要的数据等，也可标明编号或代号。
（6）对可能发生操作差错的装置应有操作顺序号码和方向的标志。
（7）对间隙较小、周围产品较多且安装定位困难的组合件、零部件等应有定位销、槽或安装位置的标志。
（8）标志应根据产品的特点、使用维修的需要，按照有关标准的规定采用规范化的文字、数字、颜色或光、图案或符号等表示。标志的大小和位置要适当，鲜明醒目，容易看到辩认。
（9）标牌和标志在装备使用、存放和运输条件下都必须是经久耐用的。
2.5检测诊断准确、迅速、简便
（1）对测试点配置的要求
①测试点的种类与数量应适应各维修级别的需要，并考虑到测试技术不断发展的要求。
②测试点的布局要便于检测，并尽可能集中或分区集中，且可达性良好。其排列应有利于进行顺序的检测与诊断。
③测试点的选配应尽量适应原位检测的需要。产品内部及需修复的可更换单元还应配备适当数量供修理使用的测试点。
④测试点和测试基准不应设置在易损坏的部位。
（2）选择检测方式与设备的原则
①应尽量采取原位（在线，实时与非实时的）检测方式。重要部位应尽量采用性能监测（视）和故障报警装置。对危险的征兆应能自动显示、自动报警。
②对复杂的装备系统，应采用机内测试（BIT）、外部自动测试设备、测试软件、人工测试等形成高的综合诊断能力，保证能迅速、准确地判明故障部位。要注意被测单元与测试设备的接口匹配。
③在机内测试、外部自动测试与人工测试之间要进行费用效能的综合权衡，使系统诊断能力与费用达到最优化。
④测试设备应与主装备同时进行选配或研制、试验、交付使用。研制时应优先选用编制中适用的通用的测试设备；必要时考虑测试技术的发展，研制新的测试设备。
⑤测试设备要求体积和质量小、在各种环境条件下可靠性高、操作方便、维修简单和通用化、多功能。
2.6符合维修的人机环工程要求
（1）设计时，应按照使用和维修时人员所处的位置、姿势与使用工具的状况，并根据人体量度，提供适当的操作空间，使维修人员有个比较合理的姿势，尽量避免以跪、卧、蹲、趴等容易疲劳或致伤的姿势进行操作。
（2）噪声不允许超过相关标准的规定；如难避免，对维修人员应有防护措施。
（3）对产品的维修部位应提供自然或人工的适度照明条件。
（4）应采取适当措施，减少维修人员在超过相关标准规定的振动条件下工作。
（5）设计时，应考虑维修人员在举起、推拉、提起及转动物体等操作中人的体力限度。
（6）设计时应考虑使维修人员的工作负荷和难度适当，以保证维修人员在持续工作能力、维修质量和效率。
2.7考虑预防性维修及不工作状态对维修性的影响
（1）装备应尽量设计成不需要或很少需要进行预防性维修，避免经常拆卸和维修；若必须进行预防性维修，也应使其简单、迅速，减少维修的内容和频率。
（2）设计时，应当养活和便于储存、待机等不工作状态下的维修。尽可能采用不工作状态无维修设计的产品；不能实现无维修设计的产品，应减少维修的内容与频率，并便于检测和换件。
2.8保证维修安全
（1）一般原则
①设计时不但应确保使用安全，而且应保证储存、运输和维修时的安全。要把维修安全纳入系统安全性的内容，按照GJB900进行分析、设计。
②设计时，应使产品在故障状态或分解状态进行维修是安全的。
③在可能发生危险的部位上，应提供醒目的标记、警告灯或声响警告等辅助预防手段。
④严重危及安全的组成部分应有自动防护措施。不要将被损坏后容易发生严重后果的组成部分设置在易被损坏的位置。
⑤凡与安装、操作、维修安全有关的地方，都应在技术文件、资料中提出注意事项。
（2）防机械伤害
①维修时肢体必须经过的通道、手孔等，不得有尖锐边角。工作舱口的开口或护盖等的边缘都必须制成圆角或复盖橡胶、纤维等防护物；舱口应有足够的开度，便于人员进出或工作，以防损伤。
②维修时需要移动的重物，应设有适用的提把或类似的装置；需要挪动但并不完全卸下的产品，挪动后应处于安全稳定的位置。通道口的铰链应根据口盖大小、形状及装备特点确定，通常应安装在下方或设置支撑杆将其固定在开启位置，而不需用手托住。
（3）防静电、防电击、防辐射
①设计时，应当减少使用、维修中的静电放电及其危害，确保人员和装备的安全。对可能因静电或电磁辐射而危及人身安全、引起失火或起爆的装置，应有静电消散或防电磁辐射措施。
②装备各部分的布局应能防止维修人员接近高压电。带有危险电压的电气系统的机壳、暴露部分均应接地。维修工作灯电压不得超过36V。
③对于高压电路（包括阴极射线管能接触到的表面）与电容器，断电后2s以内电压不能除到36V以下者，均应提供放电装置。
④为防止超载过热而损坏器材或危及人员安全，电源总电路和支电路一般应设置保险装置。
⑤复杂的电气系统，应在便于操作的位置上设置紧急情况下断电、放电的装置。
⑥对电气电子设备、器材产生的可能危害人员与设备的电磁辐射，应采取防护措施，防护值达到有关安全标准。
⑦激光产品应符合相关标准的要求，以保证维修人员的安全。
（4）防火
①对可能发生火险的器件，应该用防火材料封装。尽量避免采用在工作时或在不利条件下可燃或产生可燃物的材料；必须采用时应与热源、火源隔离。
②产品上容易起火的部位，应安装有效的报警器和灭火设备。

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可靠性网上培训—维修性设计（五）：模块化

1、目的

模块指作为一个单元设计而成的具有相对独立功能的零（元）件、分组件、组件或部件，对于我司的插框式产品，一块单板一般对应一个模块。对非电设备常称为模件。以下统一称为“模块”。模块一般具有下述特点：
a.在功能上是独立的，可脱离接口设备对其进行测试和检查；
b.更换后不需做维修调试工作；
c.拆卸安装时不需使用专用工具；
d.更换时间短。
所谓模块化就是在产品设计过程中尽量采用模块来构成系统。模块化设计有以下作用：
a.模块化是提高产品维修性的有效途径。模块化使产品构造简化，能迅速、准确地进行故障检测、隔离和修复。特别是在现场运行时可实现广泛的换件修理；
b.模块化设计可简化新产品的设计工作。通过利用现成的标准模块，缩短设计时间；
c.模块化产品便于组织生产、装配和供应，节约采购与保障费用；
d.模块化有利于产品的改进。一旦有了更新、更好的模块可供采用，只要不影响输入——输出特性，便可对模块化的现有装备加以改进。
模块失效后，有的是可修复的，有的是不可修复的。对不可修复的模块或因经济原因（修复费用较高）不修复的模块应予废弃，用可用的模块替换；对可修复模块应在规定维修级别上加以修复。前者是弃件式模块，后者是非弃件式模块。采用弃件式模块、进行弃件维修是减少装备维修时间、降低维修技能和保障设备要求的有效途径。但废弃模块可能带来较高的费用。因此，应当合理确定弃件式模块的产品层次和报废与修复的维修级别。
2、定义
维修级别：Maintenancelevel，按产品维修时所处场所划分的等级，国军标中划分为基层级、中继级和基地级，对应我司的实际情况是：不存在中继级，基层级维修相当于现场运行时的维修，基地级维修相当于单板维修部。
模块（件）：Module，将一个单元体组件、部件或零部件设计成一个可以单独处理的单元，使其便于供应和安装、使用、维修。
模块（件）化：Modularization，广泛采用模块结构的一种设计，可以增进测试能力和方便维修。
3、设计原则
3.1采用模块设计的一般准则
产品设计中在何处采用模块设计，何处采用非模块化设计，一般应考虑可行性、费用、后勤保障等几个问题分别处理。
如下情况可采用模块设计：
a.过去研制的标准模块的可靠性及输入输出特性均符合新产品要求，并且可简化目前的设计工作，则应考虑优先采用模块设计；
b.若用更新、更好的功能单元替换老式组件能改进现有设备，则应考虑模块化；
c.若模块设计利于采用自动化的制造方法，则应优先采用模块设计；
d.若模块可直接从市场购置，则应优先采用；
e.若模块化能更有效地简化各维修级别的维修任务，则应考虑实现模块化；
f.若模块化后有利于故障的识别、隔离和排队，则应考虑模块化；
g.若模块化设计可以降低对维修人员的数量和技能的要求、减少培训工作量，则应考虑模块化；
h.若模块化便于故障自动诊断，则应予以模块化。
3.2模块的一般设计准则
模块设计，则应遵循以下准则：
a.应尽量使产品中的模块可用产品自身或携带的检测装置来进行故障隔离；
b.每个模块本身应具有尽可能高的故障自检和隔离能力；
c.模块的分解、更换、结合、连接等活动应不需使用专用工具；
d.模块本身的调校工作应尽可能的少；
e.一般应对模块进行封装设计，以提高其环境适应能力。
3.3弃件式模块设计准则
设计弃件式模块应遵循以下准则：
a.不能因价格低廉的零（元）件故障而使模块中价格昂贵的零（元）件报废；
b.不能因可靠性差的零（元）件故障而使模块中可靠性高的零（元）件报废；
c.费用低、非关键件且容易得到的产品应首先考虑设计成弃件式模块；
d.弃件式模块一般应封装，以便在储存、运输中起保护作用，但应保持与性能及可靠性要求一致；
e.弃件式模块的报废标准应明确并易于鉴别；
f.弃件式模块应有明显的标记指明其是弃件式的，并在有关资料中有相应说明；
g.有关报废的细则应在使用手册、维修手册、产品目录等有关资料中说明；
h.弃件式模块中的贵重零件应设计得利于回收；
i.对那些可能受污染的零件应规定相应的保护措施；
j.对带有密级的模块应加以标明，以便提供适当的处理方法。
4、设计技术
4.1模块化的功能分组方法
模块化设计首先是将产品划分单元，组成一个个模块。利用功能关系来划分有利于故障隔离和维修保障，故在设计中按配套功能单元来安排和组装各元器件、零部件。这就是功能分组。常用的功能分组方法有：逻辑流分组法、回路分组法、元件分组化、产品结构分组法及维修频率分组法。
4.2逻辑流分组法
逻辑流分组法是把全系统的单元按照它们与整个系统的功能关系进行分组，以便与各组件或分组件输入相匹配的方法。此方法在产品设计中普遍采用。逻辑流分组法应遵循的准则为：
a.按照由功能流程图所确定单元的功能关系来定位和组装各单元，如图1所示；
b.选择适当的方法和分组件，以便只需单一的输入检测和单一的输出检测便能隔离产品内的一个故障。


图1按功能流程划分模块
4.3回路分组法
回路分组法就是按特定功能对回路进行分组的方法。回路可以是电回路、动力回路等，如电视接收机、录相机的音频和视频回路。分组时应遵循的准则如下：
a.把一个给定回路的所有零件或逻辑上有关的一组零件，全部安装在一个壳体中；
b.把一组回路中的每一个回路设计成一个独立的模块。
4.4元件分组法
元件分组法就是将具有类似功能或共同特性的元器件划分为一组的方法。分组时所应遵循的准则如下：
a.将执行类似功能的产品放在一起。如放大电路放在一起；
b.尽量将电子元器件集中放置；
c.把低价格的元器件集中安装成一个模块，以便发生故障后报废；
d.将那些控制或监控某一功能的仪表和仪器安装在一个仪表板上，以便操作人员监控；
e.根据所要求进行的维修工作来分隔元器件。
4.5产品结构分组法
产品结构没有什么预先制定的规则，是通过权衡多种因素（如热损失、元件尺寸、成品尺寸、质量大小以及外观要求等），最终实现某种兼顾情况而得到的产品，例如用标准机芯制成的收音机可有头戴式的、手提式的、钟表式的等多种产品。置于这种结构中的产品（如机芯）自然构成了一个组。
4.6维修频率分组法
维修频率分组法就是把那些维修频率相近的零部件、元器件划分成组。这种方法特别适用于产品故障模式为耗损型、疲劳型的产品。
上述几种分组方法，就提高维修性而言，以逻辑流分组法最好，产品结构分组法最差。但这几种方法使用中并不相互排斥，往往采用某一种方法来增强这种分组方法的效果，因此在使用中应根据具体情况而定。
4.7模块化设计的具体要求
（1）在现场维修的产品应尽量全部实现模件化，以提高系统可用度。
（2）在满足安装空间要求的情况下，只要在电气上和机械上可行，应尽可能将设备分成模块。
（3）为达到较好的费效要求，应在模块的原材料、设计、使用、维修等方面综合考虑。
（4）将设备按实体划分为模块，并与功能设计一致，从而使各模块之间相互影响最小。
（5）尽量减少相邻模块间的连接。
（6）使模块和组合件在基本尺寸、形状上大致相同，以达到最佳的组装效果。
（7）所有可修复模块应设计成单板维修部维修人员可迅速、方便地拆卸、更换故障的元（零）件。
（8）不应要求模块内的元件同时适合于多种功能需要，以免造成难以权衡各方面要求。
（9）如一主要组件由两个以上模块构成时，应将主要组件设计成拆卸一个模块时不必拆卸其他模块。
（10）使模块及其插座标准化，但应有严格的防差错措施。
（11）对插入式模块应设计有导销以防止安装差错。
（12）应采用快速解脱装置以便于模块的拆卸。
（13）有BIT、BITE或监控装置指示的模块，在BIT、BITE或监控装置指示不可用时，应能在拆下来后用外部测试设备对模块进行测试，特别是对价格昂贵的模块，更应当加以考虑。
（14）只要结构上可行，就应把所有设备设计成由一名维修人员就能对故障件快速而简便地拆卸和更换。
（15）应根据安装部位来设计一个模块的质量和尺寸，并尽量使所有模块小而轻，一个人就可搬动。一般要求可拆卸单元的质量应小于16kg，当质量超过4kg时应设有把手。
（16）应使每个模块能被单独测试；若需调整的话，应可独立于其他模块来进行。
4.8模块弃件层次与修理级别的确定
选择或确定弃件式模块所处的层次，如器件级更换（丢弃）还是单板级更换，抑或框一级更换，是很重要的。从理论上说可将其选定于任一产品层次上，并且其所属层次越高，装备维修性越好，但相应的弃件式模块费用亦越高。因此，应在维修性与费用之间进行权衡，选择合理的产品层次为弃件式模块。
4.9选择较高弃件层次的优点
在产品设计中选择较高的弃件层次，其优点在于：
a.可降低备件的保管、回收等费用；
b.减少备件品种有利于简化备件管理；
c.由于不必深入弃件式模块内部，提供封装的可能性会更大，这样可提高集成度减少体积；
d.提高了更换效率；
e.由于生产批量的增加以及不需考虑弃件式模块的维修，可大大降低单件制造的成本；
f.很多改进性设计可在弃件式模块处进行，不必更改产品其他部件，减少相关的设计、制造与维修问题；
g.由于维修不再针对细小部分，减少了维修文件资料；
h.可降低对维修人员技能、测试设备等的要求。
4.10选择较高弃件层次的缺点及改进措施
选择较高弃件层次的缺点及改进措施如下：
a.由于模块层次高，频繁故障后报废使维修费用增加。对这种情况应加以分析，因为模块化之后经常忽视或掩饰了内部故障原因，应特别注意以下两种情况：
·模块内各组成单元的可靠性水平不平衡，由于其中可靠性低的单元频频发生故障，而造成模块失效。这种情况下，若将其更换为一个更可靠的单元，则模块寿命将大为提高，因此应使模块内各单元的可靠性水平大致相同；
·模块本身并未失效，而是因为虚警造成的。因此，应注意监测与诊断设备的性能。
b.模块层次高，其采购供应时间往往比单元的采购供应时间长，可能导致装备长时间因缺件而停机。因此，应强调在现场储备足够数量的关键模块。
4.11修复和弃件的确定
应当根据经济因素和非经济因素，合理确定模块失效后是修复还是弃件；如果修复，应在哪一个维修级别修复；如果弃件，应在哪一个维修级别确定弃件。

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可靠性网上培训—维修性设计（二）：简化设计

1、目的
“简化”本来是产品设计的一般原则。装备构造复杂，带来使用、维修复杂，随之而来的是对人员技能、设备、技术资料、备件器材等要求提高，以致造成人力、时间及其他各种保障资源消耗的增加，维修费用的增长，同时降低了装备的可用性。因此，简化产品设计、简化维修是最重要的维修性要求。简化，应当作为每个设计人员在维修性设计中追求的主要目标。
2、定义
机内测试：Built-In-Test（BIT），产品内部提供的检测和隔离故障的自动测试能力。
外场可更换单元：LineReplaceableUnit（LRU），产品在现场运行时，一旦发生故障即可拆卸的单元。对于公司插框式产品，单板、框间连接线、风扇、电源等就是LRU。
内场（车间）可更换单元：ShopReplaceableUnit（SRU），产品现场运行送到维修车间维修的故障单元，对于故障单板，板上的大多数IC、接插件、功能模块等就是SRU。
3、设计技术
实现简化的设计技术包括：
a.简化功能；
b.合并功能；
c.减少元器件、零部件的品种与数量；
d.改善产品检测、维修的可达性；
e.产品与其维修工作协调设计；
f.改进维修作业程序。
3.1简化功能
简化功能就是消除产品不必要乃至次要的功能。通过逐层分析每一产品功能，找出并消除某个或某些不必要或次要的功能，就可能省掉某个或某些产品，使构造简化。
采用价值工程（VE）的分析方法，寻求简化功能、简化设计的途径是十分有效的。VE将产品的功能（广义的功能，包括可靠性、维修性或其他性能）与需花的费用（寿命周期费用）之比称为价值（V）。把价值低即功能相对费用很弱的产品作为简化的备选对象，经权衡后取消该功能，从而简化结构。VE采用问答式方法，进行分析判断。可就下列问题对每一产品提问：
a.它是什么（产品定义）？
b.它要做什么（产品功能）？
c.它要花费多少（产品费用）？
d.还有其他产品（方法）能做此工作（完成产品功能）吗？
e.用其他产品做此工作要花费多少？
如果某项产品价值很低（功能弱，费用高，能用装备上的其他产品完成该工作），则宜去掉该功能、该产品。
简化功能的价值工程分析，不仅适用于主装备，也适用于保障资源（尤其是检测设备、操纵台、运输设施等）的分析，特别适用于直觉上需要新的保障资源，而实际上现有资源（或稍加改进）即可适用于新产品的情况。
3.2合并功能
合并功能就是相同或相似的功能结合在一起来执行。显然，这可以简化功能的执行过程，从而简化构造与操作。
为了合并功能，需要对各组成单元要执行的各种功能和完成规定任务所需的产品类型进行分析，从简化操作或硬件来达到简化维修、节省资源的目的。
采用合并功能简化操作的途径，最明显的办法就是把执行相似功能的硬件适当地集中在一起，以便于使用人员操作，“一次办几件事”。例如，若某个系统或设备要求大量的数字显示装置来监控其使用状况，则最好将它们集中在一个面板或分区集中在几个面板上，以便于使用、维修人员观察。
采用硬件的合并功能途径，就是把几种功能集中在一个硬件产品上或加以集中控制，即“一物多用”。最常见的如打开个人计算机电源开关时，不只接通电源，同时还启动自检程序，完成检查设备状况、状态标志初始化等功能。
但是，功能的合并也要适当、可行，过分的合并又可能使产品反而复杂和不可靠。
3.3减少元器件、零部件的品种与数量
减少元器件、零部件的品种与数量，不仅利于减少维修并可使维修操作简单，降低维修技能的要求，减少备件、工具和设备等保障资源。但是，从增加功能及其他工程学科的要求出发，常常又要增加元器件、零部件的品种与数量。为此，必须进行综合权衡，分析某种零部件、元器件的增减对维修性及其他质量特性，包括对系统效能与费用的影响，以决定其取舍。
广泛采用集成电路，并提高集成电路的集成度，是减少元器件、零部件，简化设计、简化维修的重要途径。随着科技工业水平的提高，在产品中采用大规模、超大规模集成电路已很现实。
减少元器件、零部件的品种和数量，还要靠设计人员的设计技巧。例如，前述的“一物多用”就是一种好办法。尽量减少执行同一或相近功能的零部件或元器件，也是一种好办法。用多芯插头代替多个单、双芯插头；用尺寸稍大的紧固件代替多个小紧固件，等等，都是有效的途径。模块（件）化是一种有效途径。
减少零部件、元器件的重要途径是考查、分析各种接口、相互联接、功能或结构相近或相同的部分，这些部分或部位会有减少零部件、元器件的余地。对测试点及相应的测试设备、装置也是这样。再如电气保险是在设备外部设置一个总的保险，还是在各装置、组件上设置若干个保险？一般地说应在外部设一个保险。
3.4改善产品检测、维修的可达性
可达性取决于产品的设计构型，是影响维修性的主要因素。
3.5产品与其维修工作协调设计
设计者应当自觉地在其设计产品的同时设计好产品的维修工作，并在设计早期就将这二者有机地结合起来，以简化使用、维修人员的工作为目标。
装备的设计应当与维修保障方案相适应。设计时要合理确定现（外）场可更换单元（LRU）、车间可更换单元（SRU），以便在规定的维修级别方便地更换。
根据装备的使用与构造特点，将装备或其中的某些单元设计成在使用或储存期间无须进行维修的产品，即按“无维修设计”准则进行设计。
为了协调产品设计与其维修工作的设计，简化维修工作，设计者应充分考虑维修人员的能力及技术。一般地说，应以中等（平均）能力的人员作为设计维修工作的依据。要吸取人机工程和人员培训方面的专家的意见，执行有关标准的规定。即使是设计一个功能很复杂的设备，通过提供标准的、可更换的单元，采用简单的测试诊断方法，也可使之易于维修。
3.6改进维修作业程序
改进维修作业程序，使之合理化，是降低系统的保障要求并简化维修工作的重要措施。合理的维修程序应当：
a.能正确地将故障隔离到可更换单元，一般不应要求维修人员查阅手册或做决断；
b.所有可更换单元的更换应在短时间内完成；
c.一般不应要求调整，特别是互相牵连的反复调整。
为实现维修作业程序合理化，简化维修，要从多方面着手；
a.采用简单、成熟的设计和惯例。良好的设计，可以简化到由产品的简图就可以想到如何拆装，好象“由用户买回自行装配的成套零件”一样。为此，要尽可能采用用户熟悉且通用的零部件；尽可能使用标准的元器件、零部件；采用定位销、定位孔、导向斜面（锥面）使零部件安装、对准容易；采用标准紧固件并减少其品种、数量；元器件、零部件、电路的设计，要避免互相交叉，减少在维修中进行许多牵连工作等。
b.使机件的形状尽可能简单，并将固定或限位用的螺钉、销钉等小零件设于明显位置，或加标志，使拆装机件时不遗忘它们，防止差错或返工。
c.维修计划安排。维修计划的安排要利于简化维修工作，保持装备的安全性、可靠性。为此，要尽量减少保养或预防性维修间隔期的差别，把间隔期相近的维修工作归并在同一间隔期完成；对于不影响安全、任务的维修工作，可推迟到装备进行维修时进行。
d.简化诊断技术。现场运行时进行的维修应为快速维修，主要是换件等。所以，应尽量采用机内测试（BIT）；如果要采用外部测试设备，也应采用测试结果为“通过、不通过”类型的，不应要求对数据进行分析判断。在单板维修时，也应尽量消除人工诊断操作，即不需由熟练的维修人员使用仪表、示波器或其他测试设备和详细的示意图，通过逐步、反复试探来诊断故障。

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可靠性网上培训—维修性设计（三）：可达性

1、目的
产品在维修时，能够“看得见、够得着”或者很容易“看得见，够得着”而不需要多少拆装、搬动，维修人员在正常姿态下就能操作，就是可达性好。可达性的好坏，还会产生不同的心理效应，维修人员总是自觉或不自觉地首先去做那些容易接近、操作方便的维修工作。对那些接近困难，操作费事的维修工作往往被推迟甚至忽略。因此最大限度地提高可达性是维修性设计的重要目标。
可达性与维修人员身材的个体差异性直接有关。因此，维修性工程和人素工程应密切配合。但最终的设计则是由它们和其他学科之间的综合权衡决定。
对于我们公司这种高芯片密度、插框式结构的产品而言，可达性主要集中于产品部件的易拆卸性，如风扇框、电源、较重的BAM、更换单板上元器件时是否容易操作等。
2、定义
可达性：是指维修产品时，接近维修部位的难易程度。
3、设计原则
可达性要求是由所需的维修活动确定的，这种维修活动可能是目视的或用肢体的、用工具的或两者都有，这取决于工作是检查、维护、调试、修复还是更换。一般要求如下：
a.可达性要求应考虑产品层次。不同的产品层次和维修方案有不同的可达性要求。如果是现场级换件修理，则对现场级的可更换单元LRU要求有良好的可达性，使维修工作简单方便。如果换下的零部件还要送维修部修复，就还应考虑该部件中需维修的组成部分的可达性。
b.安全性。为了尽可能地减少或消除维修人员可能遇到的危险，考虑可达性时，还必须考虑维修时的安全。
c.故障率高和要求频繁维修的产品应布置在能够很容易看到可优先达到的位置。当存在潜在危险时，尤其要容易看见。
d.通道设计应保证有接近零部件并提供完成维修操作所需的空间。
为满足以上要求应遵循的设计原则有：
a.常维修的产品的布置应易于接近，不受结构单元或其他产品的阻碍；
b.需维修的产品的布置应能够为使用测试探头和其他所需的工具提供足够的空间；
c.所有弃件式产品的布置应使得在拆卸它们时无需拆掉其他部分；
d.每个组件的设计应使得无需拆卸该组件即可对其他元器件进行故障诊断；
e.尽可能使用插入式模块；
f.将质量和尺寸大的产品（如BAM）设计成可拆卸的，以便能够对其进行彻底检查或更换。
4、设计技术
4.1零部件（元器件）布局
（1）需要维修的零部件在箱式设备中的相对位置
通常，有4种可能的安装位置——即顶部、底部、侧面和后板上；
a.顶部。零部件安装在顶板上时，顶板应用铰链联接在设备背面上方，并在机箱上面足够的空间以便转动顶板打开机箱，然后对各零部件进行维修操作；
b.底部。零部件安装在底部时，必须将壳体取下，才能将零部件暴露出来。为了尽可能减少壳体内零部件的损伤，应采取提起壳体离开零部件，在该零部件周围应留有足够的空间以防毁坏，避免要求极精确小心的定位或装卸；如果壳体较重，应提供把手；
c.侧面板。零部件装在侧板上时，壳体内应留有操作所需的空间；
d.后板。零部件安装在后板上，面对操作人员和维修人员的面板应当在其底部安装铰链以便打开。在很多情况下，这是最紧凑和最易达到的布局。
（2）在布置零部件时应当考虑的因素
a.提供充足的空间以便使用解锥、测试探针、烙铁、扳手或其他要求的工具，入口设计应保证能使用直的解锥或调整工具，而不是弯头工具；
b.高故障率零部件以及所有要求维修或更换的组件或零部件应当最易接近而不用拆卸其他零部件；
c.插入式零部件应当朝一个方向排列以便更换；
d.电阻、电容及电线应当不影响插入式器件或零部件的更换；
e.精密部件应安排在修理该部件时不会被损坏的地方；
f.保险丝应位于看得见且更换时不用拆卸其他零部件或组件的地方；
g.保险丝等的更换应不要求使用工具。接近保险丝等应当用尽可能少的时间和工具；
h.内部控制器的开关不应位于靠近危险电压的地方；
i.在设备断电后，仍残留有热量和电荷的元器件应当配备泄放电路或将它们布置到使用人员或维修人员进行维修活动时不可能碰到的地方；
j.零部件不要叠放。如果为了节省空间必须叠放，那么就应将不要求频繁接触的零部件放在后面或底部；
k.将同一维修人员维修的零部件编在一组，其布局应使得在系统检查过程中，从一个位置到另一个位置的移动距离最短；
l.要频繁维修的各部分应分散配置使之能同时进行检修，以缩短维修时间，进而提高装备的可用度。但在进行这种设计时必须对人员配备进行调查研究，如果编制表中规定只有一个维修人员的情况下，显然就不必要采用分散布置或提供多个维修通道口。
4.2正确选用紧固件
紧固件的数量与形式往往决定着产品拆卸和安装的快慢，因而选用恰当的紧固件是提高可达性，缩短维修时间的又一重要设计措施。
应用紧固件时，应通过对各种常用紧固件的考察择优采用。紧固件的选择和评价应满足耐用，操作迅速，便于更换等基本要求。紧固件的设计、选择与应用应考虑以下各个因素：
a.紧固件必须承受的应力与外界因素；
b.紧固件周围的工作空间；
c.操作紧固件需用的工具种类，这与紧固件的种类、用途以及所在的部位有关；
d.产品中各处所用紧固件的品种规格；
e.紧固件操作的频繁程度。
（1）对紧固件的一般要求
a.产品内所采用的紧固件，其规格、品种应减到最少限度。例如只采用少量的能互相迅速区别的基本品种和规格。应该使所用的螺钉、螺栓和不同螺纹尺寸的元件确实具有明显不同的外形尺寸，以避免混淆错装。避免采用特殊紧固件或有过盈公差的紧固件；
b.把操作紧固件需用工具的种类和规格减到最少限度。应避免使用专用工具，选择不用工具或只用普遍手工工具操作的紧固件；
c.紧固件的安装应当方便。设计时应考虑使螺纹锈蚀、磨损或损毁的紧固件便于拆卸更换。应避免把紧固件（螺柱）作为机壳的构成部分。紧固件安装孔或其他空隙应足够大，使紧固件开始安装时易于进入而不必完全对准。铰链、门扣、卡锁、碰锁以及其他快速解脱装置，应该只用小的螺钉或螺栓固定，不要用铆钉。安装螺栓时，应使其头部向上，这样在失去螺母时不致掉下。螺栓的螺母（特别是经常需要分解而又不易达到的）的安装，应采取措施，做到只用单手或一把工具就能操作。这些措施如设计有容纳并能防止螺帽或螺栓头转动的凹进部分；半永久性地固定（如带卡簧档圈、点焊）螺栓或螺帽；采用螺母锁片等；
d.应尽量减少紧固件的数量。应最大限度的采用铰链、卡锁、碰锁以及其他快速解脱装置以减少紧固件。宁用少量的大紧固件而不用大量的小紧固件（除了在需要保持气密或液封的地方）。安装一个单件时，紧固件的数量一般不超过4个。人们对于要求较为结实的结构用过多的紧固件是不恰当的；
e.紧固件应配置在不用先卸去其他的零部件就能够操作的地方。在紧固件彼此之间或与其他零部件之间互不干扰，对人员、线路不构成危害。紧固件周围应有空间，便于用手或工具操作，尤其对需要用双手或电力工具操作的紧固件更应予考虑；
f.紧固件的标志。在维修时要操作的所有外部的紧固件应与它们所在表面涂色上有明显区别，以便识别；而其他紧固件和装配螺钉应具有与它们所在表面相同的颜色。一些“特殊”的螺栓和螺钉的头部应专门涂色或打标记，以保证更换时不会搞错。同一装备内应只使用一种紧固件标志。标志应提前确定并标准化，同时应遵守现行的标准。
（2）紧固件的种类
紧固件用于把两件以上的产品连结在一起。它们包括：各种快速解脱装置，碰锁与扣锁，夹留紧固件，组合头部的螺栓与螺钉，普遍螺钉，内扳式螺相与螺栓以及铆钉等。每一种都有其优缺点，各有其不同的适用范围。下面按优先选用的次序对各种紧固件的选择和应用提出建议。
a快速解脱紧固件
快速解脱紧固件，也叫做机罩紧固件和面板紧固件，其使用便捷，不需工具，能用单手操作，能够很好地固定住插入的零部件、元器件和机盖等。但是，夹持能力低，且不能用于要求平滑的表面上。应很仔细地根据它们的用途和种类加以选择，尽可能用于那些常要拆卸的产品上。这些紧固件不用工具就能夹紧和松开（最多转一满圈）。在紧固件的母件上，应标上颜色、型号与尺寸，并开有花键槽，使之只有真正对应的另一半才能装得上。
b碰锁、扣锁与夹锁器
碰锁与扣锁使用很便捷，无需工具，夹持力好，最好用于大的部件、面板、盖子和罩子。但不能用于要求平滑的表面。它们安装的位置应使自行开锁的偶然机会减至最小。
c系留紧固件
系留紧固件使用起来较不方便且慢，有的需使用普通手工工具，但它们被固定在位置上，节约了寻找和取用的时间，并且只要单手操作。在有可能丢失螺钉、螺栓或螺母而增加额外的维修时间，或者有可能把这类零件掉进产品导致损坏时，应采用系留紧固件。当采用1/4转式系留紧固件时应使其能自锁并有弹簧加力。
d螺钉、螺栓
由于机制螺钉可拆卸，所以它们广泛地用在各种产品中。现在用的螺钉头部已标准化，其形式有数十种，根据装配时是否要求螺钉头与表面齐平而定。
通常对于不需分解的场合，为了减少装配费用，有时采用自攻螺钉作为半永久性的紧固件。
系留螺钉在装备中的使用愈来愈普遍，特别适用于需要经常拆卸的面板。系留螺钉不容易从面板上分解下来，但是旋动它们就很容易把面板卸下来。而且它们能够用手旋动而无需工具。
在确定螺钉（栓）的解锥槽式样时，必须考虑成本、零件外表、旋紧力矩等各因素。应尽量使解锥槽大小的变化小些，这样才可以使解锥的规格减少。最普通的解锥槽形式为：直槽形、十字槽和六角形或它们的组合形。由于在生产装备时，十字槽形适于用电力旋动，所以目前使用最为广泛。这一特性能使装配迅速而成本较低。旋紧力矩大的地方，通常用六角头。
组合头螺栓与螺钉因既有解锥槽，又有六角头或滚花头，故既可以用解锥又可以用扳手操作，减少了损坏解锥槽和卡滞螺杆的可能性。六角头一般要比滚花头好。
正方头螺钉一般要比圆头或平头的好，因为它们能更好地与工具吻合而不会造成解锥槽损坏，并且还可以用手钳旋动。
采用螺钉的一般要求如下：
i.旋紧或松开螺钉的转数应小于10转；
ii.旋紧时，螺钉上受力螺纹的长度至少应等于其直径；
iii.螺钉头的解锥柄必须深一些以防损坏；
iv.必须用在解锥能正向对准的部位，不要用在解锥偏移的部位；
v.若螺钉处于部件上看不见的位置，解锥应能在部件上该螺钉处定位；
vi.有内压的设备，应用细牙螺钉；
vii.埋头螺钉只用在需要平滑表面的地方；
viii.在厚度小于2.4mm的面板上，应该用圆头而不要用平头螺钉，以防面板撕裂。
螺栓在安装时较为不便而费时，还需两面操作，螺栓的两头都要求可达，往往需用两件工具。在开始旋上螺母时还要求动作正确。此外，它们的小零件多（如螺母、垫圈等），容易丢失。
采用螺栓螺母的一般要求：
i.螺栓长度不应大于实际需要的长度；
ii.旋紧的圈数不应超过10转。旋紧后螺栓露出在螺母外的长度以不要大于2圈；
iii.左旋螺纹只应用在受力需要的地方。这时螺栓螺母应当接GB3098.6的规定标明清楚是左旋；
iv.不应把螺栓做成构件整体的一部分，以防止在螺栓因分解结合而损坏时更换困难；
v.构件上的内螺纹必须有足够大的拉伸强度以承受螺栓或螺钉的最大旋紧力矩，并且有耐磨损的边缘；
vi.螺母需用开口销、铁丝、止动垫圈等锁紧在螺栓上，也可采用能够卡住螺母防止相对转动的其他办法。
对过薄或过软不有攻丝的金属件上，或空间受限制扳手无法达到的部位应采用固定式螺母，它是事先用焊、铆、卡入或打入等方法固定在底座上的，在装配与修理中的优点是安装螺栓时不必抓着螺母。模件化的趋势将扩大固定式螺母的应用，并能减少所需的各种扳手。

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4.3维修通道的设置
4.3.1维修通道的区分
维修通道是指那些供观察和工具、零件、组件以及人的肢体进出的开口和通路。如检查口、检查窗、测量口、进出口等。
通常有三种维修通道：
a.查看通道，用于目视或触摸；
b.测试通道，用于工具和检测设备进出；
c.修理通道，用于零件调整、修复或更换时，工具、人的肢体、零件的进出。
表1给出了该三种维修通道的类型和相关的决策准则。在应用该表时对要求触摸而不是目视的那些检查列在“修理通道”一栏中。
表1推荐的装备维修通道
优选顺序查看通道测试通道修理通道
第一敞开，无盖敞开，无盖拉出式机架或抽屉
第二抗擦伤塑料透明窗口盖（如果必须防止脏物、潮气或其他外物进入时）装有弹簧的滑动盖（如果必须防止脏物、潮气或其他外来物进入时）铰链门（如果必须防止脏物、潮气或其他外来物进入时）
第三抗碎玻璃盖板（如果塑料不能承受擦伤或与溶剂接触时）带有系留式快速解脱紧固件的可拆卸盖板（如果没有足够的空间安装铰链门）带有系留式快速解脱紧固件的可拆卸盖板（如果没有足够的空间安装铰链门）
第四螺钉大而数量最少且能满足要求的金属盖板（如果应力、压力或安全原因需要时）螺钉大而数量最少且能满足要求的金属盖板（如果应力、压力或安全原因需要时）螺钉大而数量最少且能满足要求的金属盖板（如果应力、压力或安全原因需要时）
4.3.2设计通道应当了解的信息
在设计适当的维修通道，确定通道的类型、尺寸、形状和位置时，应当了解：
a.产品的位置和周围环境；
b.使用该通道的频度；
c.通过该通道要完成的维修工作；
d.完成维修任务所要求的时间；
e.通过该通道的工具和零件的类型、尺寸；
f.维修活动要求的工作间隙或空间；
g.使用人员和维修人员可能穿着的衣服类型；
h.使用人员和维修人员（身体或部分肢体）必须进入通道内多远；
i.维修工作的目视要求；
j.在通道里面的产品的安装情况；
k.使用通道的安全程度；
l.必须进入通道的人员随身携带品、工具、器械等的合理组合的尺寸、形状、质量和间隙的要求。
4.3.3查看通道
查看通道常称检查口（窗），通常检查口应是敞开的。如果脏物、潮气或其他外来物会引起不良后果时，则可使用透明的塑料窗口盖。如果因擦伤或溶剂作用和环境有可能降低塑料盖的透明度，那么可以使用抗碎玻璃窗口盖。如果透明材料不能满足应力或其他要求，那么就应当使用能快速打开的金属盖。
目视检查应当考虑物体和背景的亮度对比，以及来自工作区光源的眩光。如果使用外部光源，那么窗口的透明度必须允许充足的光线通过。若检查口附近有危险零部件，而检查时又要求进入，那么检查口的口盖应设计成打开时内部照明灯自动接通。另外，在检查口盖上应当贴上醒目的危险警告标志。
4.3.4测试通道
用于工具和测试设备通过的测试通道，应尽可能做成敞开的。如果脏物、潮气或其他外来物可能引起不良后果时，可以使用弹簧加力的滑动盖，或铰链门。对于不要求严格密封的小通道口，小滑动盖特别有用。弹簧加力盖或罩内应有一个掣子以保证盖或罩保持敞开。只有弹簧加力盖或铰链门不能满足承受应力、压力或安全要求的标准，才可采用带有快速解脱紧固件的盖板或采用最少数量的最大适用尺寸的螺钉固定的盖板。大滑动门可能会带来结构问题，但当回转门的空间受到限制时，大滑动门特别有用。如果门非常大或非常重时，应提供把手以增大力臂作用。通道门的设计应注意使它们：
a.能确实锁住；
b.不被卡住或粘住；
c.操作方便并要求不用工具；
d.对电线、运动件或设备的其他零部件不阻碍、不损伤，也不会引起有潜在危险的接触；
e.足够显眼，不会由于疏忽而未关闭。
4.3.5修理通道
修理通道开口的尺寸、形状应使肢体和零部件容易通过。因此，必须注意与通道相匹配的空间内部零部件的布局，否则，会造成肢体或零件通过困难。
如果由于场所或环境因素（耽心脏物、下落物休或雨雪的侵入）而无法使用无盖通道时，可使用铰链门或滑动盖；铰链门比盖板要好。铰链应装在底部或侧方，使门向下或向左（向右）开，这样，不用人力就可以操作敞开。如果这种方法不可行，还可以使用卡子或托架（最好是自动的）。任何情况下都不应该采用靠人工保持通道门敞开的设计方案。
为提高可达性，机体或箱柜的开口应能满足使用可拉出的、可旋转的和滑动的抽屉、架子以及导轨或其他铰链的或滑动的组件的要求，以便能够；
a.优化工作空间和容纳工具；
b.减少维修人员拆装那些易碎的或敏感的产品的工作；
c.便于笨重的产品的装卸和（或）定位；
d.便于接近需要经常从安装位置拆下进行维修的产品。
4.4通道口位置的确定
产品的装填口往往也可以作为维修通道使用，在维修通道设计时尽量加以利用。
维修通道口的位置决定于产品安装的方式。先确定在正常安装情况下，产品上有哪些面是可达的，然后把各个通孔安排在可达的一个面上。
通道口的位置要最有利于操作。要确定维修人员通过该通道口需做什么工作，然后把该通道安排在适合操作的位置上。对于某些操作来说，把通道口安排在侧方可能要比正对着操作好些。通道口位置应：
a.只安排在装备正常安装状态下可达到的那些面上；
b.能直接达到并最便于操作；
c.与通道有关的显示器、控制器、测试点、电缆等都安排在装备的同一个面上；
d.要远离高压或危险的运动部分，或在这些部分的周围加适当的绝缘、遮蔽物等等以防伤人；
e.使笨重的部件能从通道口中拉出而不是提出；
f.便于频繁调整或维修的项目使用；
g.避开妨碍维修和使用人员的框架、隔板、支架和结构件，以便接近必须维修或操作的零部件；
h.从地面或工作站台算起，通道口下缘不低于600mm，上缘不高于1500mm；
i.工作台或拖车的高度要考虑与通道的使用相配合。
4.5通道尺寸的大小
通道口不宜过多，能用一个大通道口解决问题的，不要用两个或更多的通道口。通道口的大小应根据要维修的设备和完成的工作确定。这就要求在决定通道口尺寸以前必须确定使用人员或维修人员要看到或做到什么，考虑视线、所用的工具类型、光线强度。在某些情况下，能容得下解锥（又称“起子”或“螺钉旋具”）的小孔就已足够了；而在另外一些情况下，维修人员可能不得不将手或整个身体进入到某一设备中去。此外，维修的频度也是一个重要因素。电子设备70%的维修活动是用解锥、钳子、扳手以及烙铁完成的。显然，通道口应当能保证这些工具的进入和操作。
在许多较新的装备中由于空间紧缩给维修带来较大困难。虽然新装备趋向于小型化，但手工工具的大小多数仍是原样未变。因此，当使用手工工具（如套筒板手，弯头解锥和凹头螺钉扳手等）时，其手柄在使用中需作摆动运动，就需要有活动空间。工具的长度决定了它的摆动半径，同时也决定了所需要的工作空间的大小和装拆的时间长短。假使旋紧一个螺栓的螺母需要18转，若使用棘爪扳手时，则在产品内可能需要以下三种中的一种动作：
a.在可有作满转时，18转约需20s；
b.若只能作半周运动时，36个半周约需30s；
c.若只可能作四分之一周运动时，则72次四分之一周约需40s；
在维修中，对于第一个要分解的螺母，产品上的空间应允许手工工具每次至少1/4周，最好是半周。由于腕部的结构，人们在使用手工工具时转半周1/4周较为方便。使用扳手时，手指有时能够代替腕部操作（特别是在刚开始容易旋转时）。但是，使用解锥一类工具时，则主要靠腕部。这类工具一般并不比要拧动的螺钉或螺母的宽度更宽些，因此，它们的工作空间只和深度有关。
为保证解锥类工具的工作空间，螺钉头上方所需的余地应不小于工具本身长度、螺钉长度以及至少为75mm的手腕的高度三者之和。一把最小号（短粗型的）解锥（约75mm长）将需要至少1500mm的螺钉头上方空间。若少于这个尺寸的空间或许就要用弯头解锥了；但是即使如此，上方余隙也必须为螺钉头上方空间。若少于这个尺寸的空间或许就要用弯头解锥了；但是即使如此，上方余隙也必须为螺钉长度与弯头解锥转把和解锥头的高度之和。同时，还要求径向能自由旋转。
使用解锥类工具若要达到最大效果，就必须有充分的工作空间以适合解锥的全长和人的手、腕与前臂长度的总和。然而在一台拥挤的装备上，维修人员常常握着工具从侧面操作，虽可减少沿长度方向上的空间要求，但同时也减弱了能用的力。在此情况下，很容易把起子槽蹩坏或者旋不紧螺钉。
通道口的尺寸还决定于要求接近的产品的形状尺寸。当产品必须通过该口拆卸或更换时尤为如此。通道盖板尺寸的大小应当避免为接近面板后任一产品而在另一个盖板上再开通道口。盖板尺寸的大小和产品的布局应允许被拆卸的产品沿着直的或略有曲线的路径而不是弯曲路径取出。这将使拆卸变得方便并降低产品在取出过程中被损坏的可能性。
通道的尺寸也与人体某一部分或某些部分的运动，如转身、拉、推、扭转等动作有关。一旦确定了通道，它的尺寸还必须考虑通过该入口的身体某一部分的尺寸及其运动时需要的空间。这两个因素由动态的或静态的身体测量确定。人的因素分析也考虑了在系统功能中人体测量的尺寸。使用人员或维修人员在进行维修活动时可能要穿戴御寒服装，这也将影响通道尺寸。
表2维修人员穿普通服装时的通道口最小尺寸
通过的身体部分或体位尺寸mm
通过头的宽度170
通过肩膀的宽度470
通过身体的宽度250
以爬行姿势通过通道高度830
宽度470
跪姿（背直着）通过通道高度1325
宽度470
两人（立姿）并户通过通道高度1780
宽度840

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可靠性网上培训—维修性设计（四）：标准化和互换性
1、目的
标准化是一个广泛的概念。在维修性中的标准化对象是产品，包括装备的硬件和软件的各层次产品。简化、统一是产品标准化的特征，标准化的特征，标准化对维修性是很有利的。
标准化的主要形式有系列化、通用化、组合化。系列化是对同类的一组产品同时进行标准化的一种形式。即：通过对同一类产品的分析研究与预测、比较，将产品的主要参数、型式、尺寸、基本结构等做出合理的安排与规划，以协调同类产品和配套产品之间的关系。数值系列（优先数系、模数制等）、零部件（紧固件等）系列是系列化广泛应用的示例。通用化是指同一类型不同规格，或不同类型的装备中结构相近的产品（零部件、元器件、单板等），经过统一以后可以彼此互换的标准化形式。组合化是按照标准化原则，设计并制造出若干组通用性较强的单元，可根据需要拼合成不同用途的产品（装备）的标准化形式，也称“模块（件）”。
互换性是指不同时间、不同地点制造出来的产品，在装配、维修时不必经过修整就能任意替换使用的性质。互换性有两层含义：一是指产品的功能可以互换；二是实体（尺寸）互换，即产品可以互换安装。只具有功能互换的特性也称替换性。
产品的标准化不仅对设计与生产有极大的好处，而且对于维修的简便性、迅速性、经济性有着全面的影响。标准化的零部件、元器件，“拿来就可装上，装上就可使用”，使维修活动大大简化、可减少维修时间，并降低对维修人员的技能的要求。同时，产品系列化、通用化、组合化及其基础——互换性，减少装备中零部组件的品种、规格数，将降低对维修保障资源的要求。
2、定义

标准化：Standardization，在技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事件和概念通过制订、发布和实施标准达到统一，以获得最佳效益；
互换性：Interchangeability，某一产品（包括零件、构件）与另一产品在尺寸、功能上能够彼此互相替换的性能。
3、设计原则
（1）标准化作为维修性设计要考虑的重点之一，其基本目标为：
a.减少装备的采购和保障费用；
b.提高装备的可用性；
c.减少维修人员、降低其技术水平要求；
d.减少维修技术文件的需求；
e.减少备件品种和数量。
（2）在实现产品标准化中，须仔细考虑和遵循以下原则：
a.最大限度地采用标准零部件、元器件；
b.将所需的零部件、元器件的品种、规格数减到最低限度。只要可能，应始终选用同样的产品或与现有的使用和设计惯例相适应；
c.通过简化产品，将供应、储存问题（如备品积压或短缺）减少到最低限度；
d.简化零部件、元器件的编号、编码，以简化维修与管理工作；
e.最大限度地采用现成的或不做大的改动即符合要求的通用元器件、零部件、工具和设备。
（3）为使产品具有良好的互换性，应遵循下列原则：
a.具有以下特性的零部件、元器件或单元体应能互换；
?预定有相同功能、参数的；
?标志相同的；
?虽用于不同部位，但功能相同的（这对于高故障率的零部件、元器件或单元体尤为重要，因为它们常常需要更换）；
b.整个装备中，尤其是装备内各单元之间的零件、紧固件与连接件、管线、缆线等应标准化；
c.应该避免功能可互换的单元在形状、尺寸、安装和其他形体特征方面的差异。若不能完全互换时，应提供连接（适配）器使具有功能互换的单元能实体互换；
d.不论何时，不要求功能互换的单元就不应有实体互换；能实体互换的单元应能功能互换，以免安装差错引起使用中的故障或危险；
e.产品的修改，不应改变其安装和联接方式以及有关部位的尺寸，使新旧产品可以互换实装。
4、设计应用
标准化、互换性涉及到产品的型号、使用特性和物理特性。在以下情况应采用标准的零部件、元器件、电路、方法和习惯做法：
a.电路输入、输出电压、电流的大小；
b.稳压器和供电电压值；
c.构造和装配图；
d.零部件、元器件的标志；
e.标签和标记；
f.导线的标识和编码；
g.机箱、机盖的选择和安装；
h.紧固件、密封件、接插件、管线的选择和应用；
i.在多种装备中具有同一用途的产品选用，例如蓄电池，微型电池，散热器和指示灯等。
j.各种常用工具、附件的选用。例如，采用类似火车厢三角形钥匙，“一把钥匙开万把锁，”一件工具、附件可多处使用；
k.材料的牌号和规格的选用；
l.对称式的单元设计，例如某种对开式的控制台盖，消除区分左、右旋零件的必要性；
m.设计和使用文件。