53
可靠性设计准则
2.制定与实施可靠性设计准则的目的和原因 1）目的 将产品的可靠性要求和规定的约束条件，转换为产 品设计应遵循的、具体而有效的可靠性技术设计细 则。供广大设计人员遵照执行，从而将可靠性设计 到产品中去。
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可靠性设计准则
2.制定与实施可靠性设计准则的目的和原因 2）原因 ������ 仅有定量分析设计、FMEA等是不够的; ������ 准则是系统设计经验的积累，甚至有血的 代价; ������ 设计人员最易于接受; ������ 可靠性设计的重要依据; ������ 可靠性设计与功能、性能设计紧密结合; ������ 提高产品可靠性、降低费用。
武器
惯性 导航
机体
备用 罗盘 固定 增稳
起落架
28
注意事项
(3) 可靠性模型应随产品技术状态的变化而修改。 (4) 建模前应明确产品定义、故障判据。
29
可靠性分配
• 可靠性分配的目的


将系统的可靠性定量要求分配到规定的产品层 次。
• 可靠性分配的原则 • 可靠性分配方法 • 可靠性分配报告 • 注意事项
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工程中常用的可靠性预计方法
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可靠性预计报告
至少应包括以下内容： 1) 要求的可靠性指标及其来源（要求值或分配值） 2) 系统组成及特点； 3) 预计方法的选择； 4) 不可直接预计的产品清单及其理由； 5) 预计中“其他”项的百分比及其确定原则； 6) 任务可靠性预计时采用的任务可靠性模型； 7) 预计结果及薄弱环节分析； 8) 拟采取的改进措施及其效果分析； 9) 明确回答实现要求的可靠性指标的可能性。
3
维修性：产品在规定的条件下和规定的时间内，按规
基本概念（续）
测试性：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一种设计特性。 安全性：系统不发生事故的能力； 保障性：系统的设计特性和计划的保障 资源能满足产品使用要求的能力。
4
基本概念（续）
工程中常用的可靠性预计方法
44
工程中常用的可靠性预计方法
45
工程中常用的可靠性预计方法
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故障率计算模型 λp =λb· D K· 式中： λp—工作故障率； λb—基本故障率； K—环境因子； D—降额因子 K和D取值由工作经验确定。K可参考电子设备可 靠性预计手册GJB/Z 299C-2006中所列各种环境 系数。

应力和强度的随机特性 干涉理论及可靠度计算 静强度概率设计方法 疲劳与断裂可靠性分析设计方法 磨损和腐蚀的概率计算 机构功能可靠性
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其它可靠性设计分析方法
余度设计与容错技术 软件可靠性 健壮设计
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可靠性的建模、分配、预计

可靠性模型的建立 可靠性的分配 可靠性的预计 可靠性设计准则
RAMS概述
1
什么是RAMS？
可靠性、可用性、维修性及安全性（RAMS）工程包括:
可靠性（Reliability）； 可用性 (Availability)； 维修性 (Maintainability)含测试性 (Testability) 保障性 (Supportability)； 安全性 (Safety)； 我们称之为 “RAMS”。
13
两个基本的概念
1）可靠性模型 可靠性框图及其数学模型 2）可靠性框图 对于复杂产品的一个或一个以上的功能模式, 用方框 表示的各组成部分的故障或它们的组合如何导致产 品故障的逻辑图。
14
两个基本的概念
可靠性框图是依据系统的原理和功能关系而建立的。
15
可靠性模型的分类
16
几种典型的可靠性模型
17
几种典型的可靠性模型
18
1.0
RS(t)
0.8 0.6 0.4 0.2
n=5 n=4 n=3 n=2 n=1
t
19
几种典型的可靠性模型
20
1
2/3(G)
1
2
2/3(G) 表决器
2 3
(a)
表决器
等效于
1
3
2
3
(b) 2/3( G ) 系统可靠性框图
21
几种典型的可靠性模型
22
2
发电机A
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注意事项
(1)正确区分产品的原理图和可靠性框图
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发动 机1 液压 泵2 左发 动机
发动 机2 液压飞 控系统 电力分 配网
燃油系 统 备用手 动系统 环境控 制系统
应急燃 油系统 通用液 压系统 应急电 力系统
液压 泵1 右发 电机 超高频 通信
甚高频 通信 惯性 导航
雷达
武器控 制系统 大气数 据系统
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采取的改进措施

1.提高元器件的质量等级，关键元器件进口 2.热设计 3.简化电路设计 4.改进工艺措施 5.进行有效的防震设计 6.进行降额设计
52
可靠性设计准则
1. 什么是可靠性设计准则？ 可靠性设计准则是一种设计规范。它从系统可靠性 角度出发，将已有的、相似产品的工程经验，经过 总结、归纳、升华使其系统化、科学化、规范化。 它是设计人员必须遵守的设计要求。
7
可靠性工程的发展
1957年6月美国发表了《军用电子设备可靠性报 告》。 60年代—可靠性工程全面发展 70年代—可靠性工程进行成熟期，得到深入发展 80年代—可靠性工程更受重视和成熟 2003年，国内城轨地铁开始推行靠性、维修性（含测试性）设计； 2）安全性、可靠性、维修性（含测试性）分析； 3）全寿命周期费用（LCC）分析； 4）制造装配可靠性； 5）可靠性试验和维修性演示； 6）可靠性、维修性增长； 7) 可靠性、维修性评估； 8）RAMS管理； 9）产品全寿命周期各职能部门RAMS工作综述
41
可靠性预计和分配的关系
42
可靠性预计的程序
1) 明确系统定义：包括说明系统功能、系统任务和 系统各组成单元的接口； 2) 明确系统的故障判据； 3) 明确系统的工作条件； 4) 绘制系统的可靠性框图，可靠性框图绘制到最低 一级功能层次； 5) 建立系统可靠性数学模型； 6) 预计各单元设备的可靠性； 7) 根据系统可靠性模型预计其基本可靠性或任务可 靠性； 8) 将可靠性预计值与规定值进行比较，发现薄弱环 43 节，为改进设计提供依据。
38
注意事项
5) 应留有适当的分配余量，以尽可能减少对可靠性分配 指标的全局性更改，保证设计工作的顺利进行。 6) 电缆等接口部件及某些故障率很低的非电子产品，可 以不直接参加可靠性指标分配，可归并在“其他”项中 一并考虑。“其他”项应占10-20%的比例，具体数值依 实际情况确定。 7) 进行基本可靠性和任务可靠性指标分配时，应保证基 本可靠性指标分配值与任务可靠性指标分配值的协调， 使系统基本可靠性和任务可靠性指标同时得到满足； 8) 应根据产品特点，选定适当分配方法进行分配。
2
基本概念
可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成
规定功能的能力。可靠性的概率度量亦称可靠度。
可用性：产品在任一随机时刻需要和开始执行任务时，
处于可工作或可使用状态的程度。可用性的概率度 量亦称可用度。 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。维修性的概率度量亦称维修度。
9
可靠性、维修性（含测试性）设计

可靠性维修性分配、预计； 制定和贯彻实施安全性可靠性维修性设计准则； 电子元器件的选用 降额设计 潜在通路分析 耐环境设计； 简化设计； 冗余设计； 热设计； FMECA 容差设计 EMC设计
10
机械产品可靠性设计分析方法
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注意事项
1）应及早进行可靠性预计和分配； 2）应按基本可靠性和任务可靠性分别进行分配和预 计； 3）应按目标值或规定值（成熟期）并留有适当余量 进行分配。分配中要包括“其它”项。 4）对于采用的货架产品，在预计和分配时应在总指 标中予以扣除；
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注意事项
5）进行可靠性预计时，应考虑部分产品在使用 过程中的不工作状态(GJB/Z 108)； 6）预计工作应反映当前产品的技术状态； 7）应说明预计中所用数据的来源； 8）应明确产品定义及故障判据； 9）预计工作应规范化；应对预计结果进行分析 并提出改进措施，以提高产品的固有可靠性。
RAMS 贯穿产品生命周期的全过程； RAMS 工作包括设计、分析、试验和管理四个 方面，缺一不可； RAMS 工作需要全体工程技术人员来贯彻实施； RAMS 工作应当与产品研发各阶段同步进行； RAMS 工作要落实到产品的设计、工艺、制造 和使用维护中去。
5
基本概念（续）
RAMS是提高产品竞争力的必由之路； RAMS不是表面文章，每项RAMS工作必须落实到设计、 工艺、制造、使用、管理的改进中去，才能见效； 必须建立RAMS工作系统并延伸到供应商。 RAMS工 作系统应当是企业的管理决策系统的组成部分，而 不能游离在外； 领导是关键。各级领导干部的培训。各级新任领 导履新前的培训。 三分技术、七分管理；总体单位的RAMS工作，要花 60-70%的精力抓供应商的管理。
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可靠性分配的原则

复杂的产品分配较低可靠性指标; 技术上不成熟的产品分配较低可靠性指标; 工作环境恶劣的产品分配较低可靠性指标; 重要的产品分配较高可靠性指标; 工作时间长的产品分配较低可靠性指标; 不易维修、更换的产品分配较高可靠性指标
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可靠性分配方法
１）比例分配法
6
可靠性工程的起源
可靠性工程直接起源于第二次世界大战，可靠性 的历史约有五十多年的时间。可靠性的起源，最 初是由一支电子管引起的。 美国二战、远东战略飞机近一半以上难以飞行， 发现电子管近半数以下出现了故障，引起了美国 政府的高度重视。。。 应该存在一种超过现有制造技术或检验能力的其 它“什么”在起作用？ 只有在设计及工艺设计时就预先考虑到它。