GJB450A装备可靠性工作通用要求的解读Word格式文档下载.docx

1、任务可靠性和基本可靠性要求又可分为反映使用要求的可靠性使用要求和用子产品设计和质量监控的可靠性合同要求。2、可靠性参数可靠性参数可分为以下四类:a）基本可靠性参数，如反映使用要求的平均维修间隔时间（MTBM ）、用于设计的平均故障间隔时间（MTBP）等;b）任务可靠性参数，如平均致命性故障间隔时间（MTBCF）、任务可靠度R（t）等;c）耐久性参数，如使用寿命（首次翻修期、翻修间隔期限）、贮存寿命等;d）贮存可靠性参数，如贮存可靠度等。3、确定可靠性定量要求的原则主要的原则有:a）在确定可靠性要求时，应全面考虑使用要求、费用、进度、技术水平及相似产品的可靠性水平等因素;b）在选择可靠性参数时，

2、应全面考虑装备的任务使命、类型特点、复杂程度及参数是否能且便于度量等因素;c）在满足系统战备完好性和任务成功性要求的前提下，选择的可靠性参数数量应尽可能最少且参数之间相互协调;d）基本可靠性要求应由系统战备完好性要求导出，按GJB3872和GJB1909的规定，协调权衡确定可靠性、维修性和保障系统及其资源等要求，以满足系统战备完好性要求;e）任务可靠性要求应由装备的任务成功性要求导出;f）在确定可靠性要求的过程中，应充分权衡基本可靠性和任务可靠性要求，以最终满足系统战备完好性和任务成功性要求;g）在确定可靠性要求时，必须同时明确故障判据和验证方法;h）订购方可以单独提出关键分系统和设备的可靠性

3、要求，对于订购方没有明确规定的较低层次产品的可靠性要求，由承制方通过可靠性分配的方法确定。三、可靠性工作项目标准给出了5个系列共32个工作项目可靠性工作项目（100系列、200系列、300系列、400系列、500系列）提供指导与参考。具体项目如表1所示。表1其中红框中圈中的是小编认为对于普通可靠性工作者相对重要的内容，故在此着重对这些项目进行介绍。确定可靠性工作项目要求的目的是为了通过实施最少且最有效的工作项目，实现规定的可靠性要求。确定可靠性工作项目要求（工作项目102）的要求如下：1）实施可靠性工作的目的是为了实现规定的可靠性要求。可靠性工作项目的选取将取决于产品要求的可靠性水平、产品的复

4、杂程度和关键性、产品的新技术含量、产品类型和特点、所处阶段以及费用、进度等因素。对一个具体的装备，必须根据上述因素选择若干适用的可靠性工作项目。订购方应将要求的工作项目纳人合同文件，并在合同“工作说明”中明确对每个工作项目要求的细节。2）可靠性工作项目的选取取决于装备的可靠性要求，在确保实现规定的可靠性要求的前提下，应尽可能选择最少且有效的工作项目，即通过实施尽可能少的工作项目实现规定的可靠性要求。3）工作项目的费用效益是选择工作项目的基本依据，一般应该选择那些经济而有效的工作项目。为了选择适用的工作项目，应对工作项目的适用性进行分析，可采用如表2所示的“工作项目重要性系数分析矩阵”的方法，得

5、出各工作项目的重要性系数，重要性系数相对高的工作项目就是可选择的适用的项目。表2中需要考虑的因素可根据具体情况确定，如产品的复杂程度、关键性、新技术含量、费用、进度等。每一因素的加权系数通过打分确定（取值为15），一般，对复杂的产品，大多数可靠性工作项目的加权系数取值为45，不太复杂的产品可取13例如航天航空的关键产品，FRACAS, FMECA, SCA,元器件零部件原材料选择与控制、ESS、可靠性鉴定试验等工作项目加权系数一般取5;对机械类的关键产品，FRACAS,FEA、耐久性分析等工作项目加权系数一般取5。确定了考虑因素并选取了加权值后，将每一个工作项目的加权值连乘，然后按表中的方法计

6、算每一工作项目的重要性系数。考虑的因素和加权系数的取值，与参与打分的专家水平和经验有关。虽然，得到的重要性系数带有一定的人为性，但表示了一种相对的，且经过权衡的结果。利用表2得到的工作项目重要性系数为订购方提出工作项目要求提供了依据。4）最大限度地减少重复性的工作，并为相关的工作提供必须的数据。例如工作项目304“故障模式、影响及危害性分析”与GJB368规定的维修性工作项目204“故障模式及影响分析一维修性信息几应协调要求，综合安排，避免重复。又如在工作项目304应明确的事项中，需要说明该项目应为“保障性分析”提供的信息。表2四、300系列工作项目1、建立可靠性模型（工作项目301）1）为了

7、进行可靠性分配、预计和评价，应建立装备、分系统或设备的可靠性模型。当选择了工作项目202或203时，必须选择本工作项目。可靠性模型包括可靠性框图和相应的数学模型，建立可靠性模型的基本信息来白功能框图。功能框图表示产品各单元之间的功能关系，可靠性框图表示产品各单元的故障如何导致产品故障的逻辑关系。2）一个复杂的产品往往有多种功能，但其基本可靠性模型是唯一的，即由产品的所有单元（包括冗余单元）组成的串联模型。任务可靠性模型则因任务不同而不同，既可以建立包括所有功能的任务可靠性模型，也可以根据不同的任务剖面（包括任务成功或致命故障的判断准则）建立相应的模型，任务可靠性模型一般是较复杂的串一并联或其它

8、模型。3）应尽早建立可靠性模型，即使没有可用的数据，通过建模也能提供需采取管理措施的信息。例如，可以指出某些能引起任务中断或单点故障的部位。随着研制工作的进展，应不断修改完善可靠性模型。2、可靠性分配（工作项目302）1）可靠性分配就是将产品（装备）的可靠性指标逐级分解为较低层次产品（分系统、设备等）的可靠性指标，是一个由整体到局部、由上到下的分解过程。2）在研制阶段早期就应着手进行可靠性分配，一旦确定了装备的任务可靠性和基本可靠性要求，就要把这些定量要求分配到规定的产品层次，以便:a）使各层次产品的设计人员尽早明确所研制产品的可靠性要求，为各层次产品的可靠性设计和元器件、原材料的选择提供依据

9、;b）为转包产品、供应品提出可靠性定量要求提供依据;c）根据所分配的可靠性定量要求估算所需人力、时间和资源等信息。3）可靠性分配应结合可靠性预计逐步细化、反复迭代地进行。随着设计工作的不断深人，可靠性模型逐步细化，可靠性分配也将随之反复进行。应将分配结果与经验数据及可靠性预计结果相比较，来确定分配的合理性。如果分配给某一层次产品的可靠性指标在现有技术水平下无法达到或代价太高，则应重新进行分配。4）应按规定值进行可靠性分配。分配时应适当留有余量，以便在产品增加新的单元或局部改进设计时，不必重新进行分配。5）利用可靠性分配结果可以为其他专业工程如维修性、安全性、综合保障等提供信息。3、可靠性预计（

10、工作项目303）1）可靠性预计是为了估计产品在规定工作条件下的可靠性而进行的工作。可靠性预计通过综合较低层次产品的可靠性数据依次计算出较高层次产品（设备、分系统、装备）的可靠性，是一个由局部到整体由下到上的反复迭代过程。2）可靠性预计作为一种设计工具主要用于选择最佳的设计方案，在选择了某一设计方案后，通过可靠性预计可以发现设计中的薄弱环节，以便及时采取改进措施。此外，通过可靠性预计和分配的相互配合，可以把规定的可靠性指标合理地分配给产品的各组成部分。通过可靠性预计可以推测产品能否达到规定的可靠性要求，但是不能把预计值作为达到可靠性要求的依据。3）产品的复杂程度、研制费用及进度要求等直接影响着可

11、靠性预计的详细程度，产品不同及所处研制阶段不同，可靠性预计的详细程度及方法也不同。 根据可利用信息的多少和产品研制的需要，可靠性预计可以在不同的产品层次上进行。约定层次越低，预计的工作量越大。约定层次的确定必须考虑产品的研制费用、进度要求和可靠性要求，并应与进行FMECA的最低产品层次一致。4）为了有效地利用有限的资源，应尽早地利用可靠性预计的结果。可靠性预计可为转阶段决策提供信息，所以进行可靠性预计的时机非常重要，应在合同及有关文件中予以规定。5）在方案阶段，可采用相似法进行预计，粗略估计产品可能达到的可靠性水平，评价总体方案的可靠性。在工程研制阶段早期，己进行了初步设计，但尚缺乏应力数据，

12、可采用元器件计数法进行预计，发现设计中的薄弱环节并加以改进。在工程研制阶段的中、后期，已进行了详细设计，获得了产品各组成单元的工作环境和使用应力信息，应采用元器件应力分析法进行预计，可为进一步改进设计提供依据。应按GJB 813和GJB/Z 299或订购方认可的其他方法进行预计。6）基本可靠性预计应全面考虑从产品接收至退役期间的可靠性，即应是全寿命期的可靠性预计。产品在整个寿命期内除处于工作状态外，还处于不工作（如待命、待机等）、贮存等非工作状态。在确定了工作与非工作时间后，应分别计算各状态下的故障率，然后加以综合，预计出产品（装备）的可靠性值。任务可靠性预计应考虑每一任务剖面及工作时间所占的

13、比例，预计结果应表明产品是否满足每一任务剖面下的可靠性要求。7）通过预计，若基本可靠性不足，可以通过简化设计、采用高质量等级的元器件和零部件、改善局部环境及降额等措施来弥补。若任务可靠性不足，可以通过适当的冗余设计、改善应力条件、采用高质量等级的元器件和零部件、调整性能容差等措施来弥补。但是，采用冗余技术会增加产品的复杂程度，降低基本可靠性。必要时，应重新进行可靠性分配。8）可靠性预计值必须大于规定值。可靠性预计结果不仅用于指导设计，还可以为可靠性试验、制定维修计划、保障性分析、安全性分析、生存性评价等提供信息。4、故障模式、影响及危害性分析（工作项目304）1）FMECA应在规定的产品层次上

14、进行。通过分析发现潜在的薄弱环节，即可能出现的故障模式，每种故障模式可能产生的影响（对寿命剖面和任务剖面的各个阶段可能是不同的），以及每一种影响对安全性、战备完好性、任务成功性、维修及保障资源要求等方面带来的危害。对每种故障模式，通常用故障影响的严重程度以及发生的概率来估计其危害程度，并根据危害程度确定采取纠正措施的优先顺序。2）FMECA应与产品设计工作同步并尽早开展，当设计、生产制造、工艺规程等进行更改，对更改部分应重新进FMECA。3）FMECA的对象包括电子、电气、机电、机械、液压、气动、光学、结构等硬件和软件，并应深入到任务关键产品的元器件或零件级。应重视各种接口（硬件之间、软件之间

15、及硬件软件之间）的FMECA,进行硬件与软件相互作用分析，以识别软件对硬件故障的响应。4）应进行从设计到制造的FMECA、应对工艺文件、图样（诸如电路板布局、线缆布线、连接器锁定）、硬件制造工艺等进行分析，以确定产品从设计到制造过程中是否引人了新的故障模式，应以设计图样的FMECA为基础，结合现有工艺图样和规程进行分析。5）除另有规定外，承制方应按下列任一原则，确定进行FMECA的最低产品层次:a）与实施保障性分析的产品层次一致，以保证为保障性分析提供完整输入;b）可能引起灾难和致命性故障的产品;c）可能发生一般性故障但需要立即维修的产品。6）FMECA的有效性取决于可利用的信息、分析者的技术

16、水平和能力及分析结论等。7）FMECA的结果可用于以下方面:a）设计人员可以采用冗余技术来提高任务可靠性，并确保对基本可靠性不至于产生难以接受的影响;b）提出是否进行一些其他分析（如电路容差分析等）;c）考虑采取其他的防护措施（如环境防护等）;d）为评价机内测试的有效性提供信息;e）确定产品可靠性模型的正确性;f）确定可靠性关键产品;g）维修工作分析。8）FMECA应为转阶段决策提供信息，在有关文件（如合同、FMECA计划等）中规定进行FMECA的时机和数据要求。5、故障树分析（工作项目305）1） FTA是通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境和人为因素等进行分析，画出故障树，从而确定产品

17、故障原因的各种可能组合方式和（或）其发生概率的一种分析技术。它是一种从上向下逐级分解的分析过程。首先选出最终产品最不希望发生的故障事件作为分析的对象（称为顶事件），分析造成顶事件的各种可能因素，然后严格按层次自上向下进行故障因果树状逻辑分析，用逻辑门连接所有事件，构成故障树。通过简化故障树、建立故障树数学模型和求最小割集的方法进行故障树的定性分析，通过计算顶事件的概率，重要度分析和灵敏度分析进行故障树定量分析，在分析的基础上识别设计上的薄弱环节，采取相应措施，提高产品的可靠性。3）FTA应随研制阶段的展开不断完善和反复迭代。设计更改时，应对FTA进行相应的修改。FTA作为FMECA的补充，主要

18、是针对影响安全和任务的灾难性和致命性的故障模式。FTA可按GJB/Z 768进行。6、潜在分析（工作项目306）1）潜在分析的目的是在假设所有部件功能均处于正常工作状态下，确定造成能引起非期望的功能或抑制所期望的功能的潜在状态。大多数潜在状态必须在某种特定条件下才会出现，因此，在多数情况下很难通过试验来发现。潜在分析是一种有用的工程方法，它以设计和制造资料为依据，可用于识别潜在状态、图样差错以及与设计有关的间题。通常不考虑环境变化的影响，也不去识别由于硬件故障、工作异常或对环境敏感而引起的潜在状态。2）应该用系统化的方法进行潜在分析，以确保所有功能只有在需要时完成，并识别出潜在状态。SCA可参

19、照潜在电路分析线索表来识别有关的潜在状态。SCA通常在设计阶段的后期设计文件完成之后进行。潜在分析难度大，也很费钱。因此，通常只考虑对任务和安全关键的产品进行分析。7、电路容差分析（工作项目307）1）符合规范要求的元器件容差的累积会使电路、组件或产品的输出超差，在这种情况下，故障隔离无法指出某个元器件是否故障或输人是否正常。为消除这种现象，应进行元器件和电路的容差分析。这种分析是在电路节点和输入、输出点上，在规定的使用温度范围内，检测元器件和电路的电参数容差和寄生参数的影响。这种分析可以确定产品性能和可靠性问题，以便在投人生产前得到经济有效的解决。2）电路容差分析应考虑由于制造的离散性、温度

20、和退化等因素引起的元器件参数值变化。应检测和研究某些特性如继电器触点动作时间、晶体管增益、集成电路参数、电阻器、电感器、电容器和组件的寄生参数等，也应考虑输人信号如电源电压、频率、带宽、阻抗、相位等参数的最大变化（偏差、容差）、信号以及负载的阻抗特性。应分析诸如电压、电流、相位和波形等参数对电路的影响。还应考虑在最坏情况下的电路元件的上升时间、时序同步、电路功耗以及负载阻抗匹配等。3）电路最坏情况分析（WCCA）是电路容差分析的一种方法，它是一种极端情况分析，即在特别严酷的环境条件下，或在元器件偏差最严重的状态下，对电路性能进行详细分析和评价。进行WCCA常用的技术有极值分析、平方根分析和蒙特

21、卡罗分析等。4）电路容差分析费时费钱，且需要一定的技术水平，所以一般仅在关键电路上应用。功率电路（如电源和伺服装置）通常是关键的，较低的功率电路（如中频放大级）一般也是关键的。由于难以精确地列出应考虑的可变参数及其变化范围，所以仅对关键电路进行容差分析，要确定关键电路、应考虑的参数、以及用于评价电路（或产品）性能的统计极限准则，并提出在此基础上的工作建议。8、制定可靠性设计准则（工作项目308）1）产品的固有可靠性首先是设计出来的，提高产品可靠性要从设计做起。制定并贯彻实施可靠性设计准则是提高固有可靠性，进而提高产品设计质量的最有效的方法之一。2）承制方应根据产品的可靠性要求、特点和类似产品的

22、经验，制定专用的可靠性设计准则。在产品设计过程中，设计人员应贯彻实施可靠性设计准则，并在执行过程中修改完善这些设计准则。为使可靠性设计准则能切实贯彻，应要求承制方提供设计准则符合性报告。在进行设计评审时，应将这些准则作为检查清单进行审查。3）简化设计是可靠性设计应遵循的基本原则，尽可能以最少的元器件、零部件来满足产品的功能要求。简化设计的范畴还包括;优先选用标准件，提高互换性和通用化程度;采用模块化设计;最大限度地压缩和控制原材料、元器件、零、组、部件的种类、牌号和数量等。4）优先选用经过考验、验证，技术成熟的设计方案（包括硬件和软件）和零、部、组件，充分考虑产品设计的继承性。5）应遵循降额设

23、计准则。对于电子、电气和机电元器件根据GJB/Z 35对不同类别的元器件按不同的应用情况进行降额。机械和结构部件降额设计的概念是指设计的机械和结构部件所能承受的负载（称强度）要大于其实际工作时所承受的负载（称应力）。对于机械和结构部件，应重视应力一强度分析，并根据具体情况，采用提高强度均值、降低应力均值、降低应力和强度方差等基本方法，找出应力与强度的最佳匹配，提高设计的可靠性。6）应进行电路的容差设计。设计电路，尤其是关键的电路，应设法使由于器件退化而性能变化时，仍能在允许的公差范围之内，满足所需的最低性能要求。可以采用反馈技术，以补偿由于各种原因引起的元器件参数的变化，实现电路性能的稳定。7

24、）防瞬态过应力设计也是确保电路稳定、可靠的一种重要方法。必须重视相应的保护设计，例如:在受保护的电线和吸收高频的地线之间加装电容器;为防止电压超过额定值（钳位值），采用二极管或稳压管保护;采用串联电阻以限制电流值等。8）在产品设计中应避免因任何单点故障导致任务中断和人员损伤，如果不能通过设计来消除这种影响任务或安全的单点故障模式，就必须设法使设计对故障的原因不敏感（即健壮设计）或采用容错设计技术。冗余设计是最常用的容错技术，但采用冗余设计必须综合权衡，并使由冗余所获得的可靠性不要被由于构成冗余布局所需的转换器件、误差检测器和其他外部器件所增加的故障率所抵消。9）产品出现故障常与所处的环境有关，

25、正确的环境防护设计包括:温度防护设计;防潮湿、防盐雾和防霉的三防设计;冲击和振动的防护设计以及防风沙、防污染、防电磁干扰以及静电防护等。此外，要特别注意综合环境防护设计问题，例如采用整体密封结构，不仅能起到三防作用，也能起到对电磁环境的防护作用。10）为了使设计的产品性能和可靠性不被不合适的热特性所破坏，必须对热敏感的产品实施热分析。通过分析来核实并确保不会有元器件会暴露在超过线路应力分析和最坏情况分析所确定的温度环境中。电子产品的可靠性热设计可参照GJB/Z 27进行。11）除了设备本身发生故障以外，人的错误动作也会造成系统故障。人的因素设计就是应用人类工程学于可靠性设计，从而减少人为因素造

26、成设备或系统的故障。12）除硬件产品外，对于软件产品也应根据软件设计的特点制定相应的可靠性设计准则。具体的设计准则可参照GJB/102。9、元器件、零部件和原材料的选择与控制（工作项目309）1）通过元器件、零部件和原材料的选择与控制，尽可能地减少元器件、零部件、原材料的品种，保持和提高产品的固有可靠性，降低保障费用和寿命周期费用。2）元器件和零部件是构成组件的基础产品，各种组件还要组合形成最终产品，这里所谓最终产品可能是一台电子设备，一颧卫星或一艘核潜艇。如果在研制阶段的早期就开始对元器件的选择、应用和控制给以重视，并贯穿于产品寿命周期，就能大大提高产品的优化程度。3）在制定控制文件时，应该

27、考虑以下因素:任务的关键性、元器件和零部件的重要性（就成功地完成任务和减少维修次数来说）、维修方案、生产数量、元器件、零部件和原材料的质量、新的元器件所占百分比以及供应和标准状况等。4）订购方应在合同中明确元器件、零部件、原材料质量等级的优先顺序以及禁止使用的种类，承制方应该根据订购方的要求尽早提出控制文件。一个全面的控制文件应包括以下内容:a）控制要求;b）标准化要求;c）优选目录;d）禁止和限制使用的种类和范围;e）应用指南，包括降额准则或安全系数;f）试验和筛选的要求与方法;g）参加信息交换网的要求等。5）应编制和修订元器件、零部件和原材料优选目录，对于超出优选目录的，应规定批准控制程序

28、。必须首先考虑采用标准件，当标准件不能满足要求时，才可考虑采用非标准件。当采用新研元器件和原材料时，必须经过试验验证，并严格履行审批手续。6）承制方应制定相应的应用指南作为设计人员必须遵循的设计指南，包括元器件的降额准则和零部件的安全系数、关键材料的选取准则等。例如随着应力的增加，元器件的故障率会显著增高（即可靠性下降），所以必须严格遵守这些准则，只有在估计了元器件的实际应力条件、设计方案以及这种偏离对产品可靠性影响是可以接受的条件下，才允许这种偏离。7）必须重视元器件的淘汰问题。在设计时就要考虑元器件的淘汰、供货和替代问题，以避免影响使用、保障及导致费用的增加。8）可靠性、安全性、质量控制、维修性及耐久性等有关分析将从不同的角度对元器件、零部件、原材料提出不同的要求，应权衡这些要求，制定恰当的选择和控制准则。10、确定可靠性关键产品（工作项目310）1）可靠性关键产品是指该产品一旦故障会严重影响安全性、可用性、任务成功及寿命周期费用的产品。对寿命周期费用来说，价格昂贵的产品都属于可靠性关键产品。2）可靠性关键产品是进行可靠性设计分析、可靠性增长试验、可靠性鉴定试验的主要对象，必须认真做好可靠性关键产品的确定和控制工作。3）应根据如下判别准则来确定可靠性关键产品:a）其故障会严重影响安全、不能完成规定任务、及维修费用高的产品，价格昂贵的产品本身就是