装备可靠性工程技术
•用固有值表示 •一般高于使用可靠性 •典型参数 基本可靠性:平均故障间隔时间( MTBF) 任务可靠性:致命性故障间的任务时 间(MTBCF)
■可靠性使用指标又分目标值和门 限值,可靠性合同指标又分规定值和 最低可接受值,它们的定义及指标比 较见表1-3和表1-4。
表1-3 可靠性使用指标与合同指标的比较
表1 -2
使用可靠性
•用于描述产品在计划环境中使用时的可靠 性水平 •由使用需要导出 •受到产品设计、制造、使用环境、维修策 略、修理等的组合影响 •用使用值表示 •一般低于固有可靠性 •典型参数: 基本可靠性:平均维修间隔时间(MTBM) 任务可靠性:任务成功概率(MCSP)
固有可靠性
•用于度量和评价承制方的可靠性工作 水平 •根据使用可靠性要求转换 •只受产品设计与制造的影响
为了确定和达到产品的维修性要求而进行的一系列技 术与管理活动。 维修性与可靠性相似,也可分为固有维修性(或设计 维修性)和使用维修性。固有维修性是在理想的保障条 件下表现出来的维修性,它完全取决于设计与制造。使 用维修性不仅包括产品设计、生产的影响,而且包括安 装和使用环境、维修策略、保障延误等因素的综合影响。 使用维修性参数通常不能作为合同要求,但在使用阶段 考核维修性时,最终还要看使用维修性。
1.3.2承制方的职责
承制方的职责主要有: a) 协助订购方对装备的可靠性、维修 性要求进行可行性分析,确保可靠性、 维修性要求的合理性和可以实现; b) 制定并实施详细的可靠性、维修性 工作计划,落实并实现合同规定的可 靠性、维修性要求;
c)对转承制方的可靠性、维修工作进 行监控,按转承制或供应合同严格验 收转承制产品和外购器材; d)及时与订购方沟通,按规定向订购 方提供资料及数据; e)负责对使用中暴露的产品设计、制 造的可靠性、维修性问题,采取纠正 措施。
1.3.1 订购方的职责
订购方的职责主要有: a) 与承制方协商提出可靠性、维修性要 求和可靠性、维修性工作项目要求,将 可靠性、维修性使用要求转化为合同要 求,并纳入研制总要求及相关附件; b) 制定并实施可靠性、维修性计划,对 装备寿命周期的可靠性、维修性工作进 行有效的管理;
c)对承制方的可靠性、维修性工作进行监 控,主持或参与可靠性、维修性评审,对 可靠性鉴定和验收试验以及维修性验证试 验的结果进行认定; d)向承制方提供开展可靠性、维修性工作 必须的信息; e)装备部署后,组织进行使用可靠性、维 修性评估和改进。
basic
基 本 产品在规定的条件下,规定的时间内,无 概 故障工作的能力。基本可靠性反映产品对维 念 修人力的要求。确定基本可靠性值时,应统 计产品的所有寿命单位和所有的关联故障。
基 本 概 念
4) 任 务 可 靠 性 reliability
mission
产品在规定的任务剖面内完成规定 功能的能力。
确定功能测试、包装、贮存、装卸、 运输、维修对可靠性的影响 其他设计分析技术 维修性定性定量要求 维修性工作项目要求 制定维修性工作计 划 维修性设计与分析 建立维修性模型 维修性分配 维修性预计 维修性分析 维修性试验与评定 维修性设计准则
关于运用可靠性维修性技术的审核
1) 有关标准条款 GJB 9001C 4.4 质量管理体系及其过程 4.4.1 组织应按照本标准的要求,建立、实 施、保持和持续改进质量管理体系,包括 所需过程及其相互作用。 组织应确定质量管理体系所需的过程及 其在整个组织内的应用,且应根据产品的 特点,建立并实施可靠性、维修性、保障 性、测试性、安全性和环境适应性等通用 质量特性工作过程。
1 综述 1.1 标准要求
GJB 9001C 8.3.2 设计和开发策划 在确定设计和开发的各个阶段及其控制时 ,组织应考虑运用产品优化设计、通用质 量特性设计、防错技术等专业工程技术 进行产品设计和开发。 同时,标准在 8.1;8.3.3;8.3.4;8.3.5 等条款中,均作出了相应规定和要求。 关于可靠性维修性技术的要求,在除 GJB 9001C之外的许多法规文件和标准中也 有相关的规定。
■ 据美国海军电子实验室统计,产
标 准 要 求
品不可靠原因,设计占40%,元器件 占30%,制造占10%,使用维护不当 占20%。 ■ 对定型生产的组织,可靠性、维 修性工作可统一纳入保证产品符合 性质量的工作一起来做,如元器件 筛选、产品老化以及必要的可靠性、 维修性验收试验等。
1.1′可靠性、维修性与经 济效益的关系
测试性定量要求主要是“三率”:故障检测 率(rFD)、故障隔离率(rFI)、虚警率 (rFA)。
1.3 关于可靠性、维修性工作的职 责
如上所述,可靠性、维修性工程是为了 确定和达到产品的可靠性、维修性要求而进 行的一系列技术和管理活动。显然,“确定 和达到”的活动离不开组织(承制方)和顾 客(订购方)的共同参与,特别是较大型的、 复杂的装备系统可靠性、维修性工作的开展, 明确订购方和承制方的职责是重要的。
4000 20
1.2.2 有关维修性的基本概念
1)维修性 maintainability
产品在规定的条件下和规定的时间内, 按规定的程序和方法进行维修时,保持或恢 复到规定状态的能力。 规定的条件包括维修级别、人员技术水 平与资源等。
2)维修性工程 maintainability engineering
15
暂不考核 暂不考核 2.74 暂不考核 给出初始值 逐步给出
4 0.95 4.29 3.43
任务成功概率PMC(空地任 务剖面任务时间2飞行小时)
平均故障间隔时间MTBF(h)
0.86
每飞行小时直接维修工时 LDMF(工时/飞行小时)
首翻期(飞行小时)
20 1000
16
总寿命(飞行小时) (日历年)
2 可靠性及其工作项目要求的确 定
确定可靠性要求是可靠性工程活动的 重要内容,也是开展可靠性工作的前提。 GJB450A《装备可靠性工作通用要求》规 定了在装备全寿命过程中可靠性工作的 五个系列共32个工作项目(见表1-5)。 确定可靠性要求及其工作项目的要求被 列为100系列的工作项目101和102。
标 准 要 求
c) 对交付使用后不进行维修的产品, 如果在贮存寿命期内和使用前存在 维修性问题,也应开展相应零部件、弹药, 不要求开展维修性工程活动。
3) 适用的阶段
■可靠性、维修性工程技术原则上可适
标 准 要 求
用于产品寿命周期各个阶段,在每一阶 段都有其不同的工作内容,但是论证阶 段和研制阶段,特别是研制阶段是决定 装备固有可靠性、维修性的关键时期, 有关工程技术应用的重点在这一阶段。 GJB 9001C 的相关要求也主要是对设计 和开发提出的,但这并不是说在产品寿 命周期的其他阶段不存在可靠性、维修 性问题。
合同和研制任 务书中规定的、 装备必须达到 的合同指标, 它是进行厂内 考核或验证的 依据
表1-4 某歼击机可靠性维修性参数与指标
合同中参数项目 固有可用度A1
规定值 目标值
0.85
最低可接受值 门限值
0.76
研制结束最低 可接受值
0.61
再次出动准备时间TTA(min)
出动架次率rSG
15
15
3
例1:美国某导弹制导系统
项 目 寿命周 期成本 设计费 用 高可靠 性设计 传统设 计 100 158.4 59.2 20 其 中 维护 费 30.5 99
采购 费 10.2 9.4
例2:地空导弹以99%的概率击落 轰炸机 导弹的可 靠性 需发射的 导弹数
不是
99% 1
90% 2
80% 3
可靠性越高越好,太高的可靠性,将使成 本费用急剧增加。
标 准 要 求
2) 适用的产品 GJB 9001C 8.3.2 对可靠性维修性技 术要求的适用范围包括: a) 飞机、舰船、导弹、航天器、装甲 车辆、核装置、电子装备等武器系统 及其分系统或配套的整机设备; b) 不属上述武器系统、分系统或配套 设备,但顾客(军方或直接用户)有 要求的产品,如有可靠性指标要求的 电子元器件、零部件。
■ 和可靠性一样,维修性使用指标也分
目标值、门限值,合同指标分为规定值、 最低可接受值。
■ 维修性最初包含测试性,随着产品日
益复杂和技术的发展,测试性的重要性越 显突出,所以出现了将测试性作为独立特 性的趋势。但一般地说维修性时,仍然包 含测试性。
3)测试性
testability
产品能及时并准确地确定其状态(可工作、不可工 作或性能下降),并隔离其内部故障的能力。 从不同角度可将测试分为: ●系统测试和分部测试;●静态测试和动态测试; ●开环测试和闭环测试;●在线测试和离线测试; ●机内测试(BIT)和外部测试; ●定量测试和定性测试; ●自动测试、半自动测试和人工测试。
6 7 8 9
10 11
2.1.2 定量可靠性要求
1)可靠性参数的类型 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), 反映设计要求 的平均故障间隔时间(MTBF)等; b)任务可靠性参数,如致命性故障间的 任务时间(MTBCF)、成功概率P(S)等; c) 耐久性参数,如使用寿命、贮存寿 命等; d) 贮存可靠性参数,如贮存可靠度等。
装备可靠性工程技术
2017年4月
可靠性工程与维修性工程的关系比较 密切,涉及的内容很多。第一部分仅依据 GJB9001C 的要求,参考 GJB368B《装备维 修性通用大纲》和 GJB450A《装备可靠性 工作通用要求》,介绍可靠性与维修性工 程技术的一些基本概念、技术要求、实施 的内容、方法,以及相关的注意事项和审 核要点。本部分的内容及相互关系可用图 1-1表示。
1.2 基本概念 1.2.1 有关可靠性的基本概 念
1)可靠性
基 本 概 念