XX研製
可靠性、維修性設計報告
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XX有限公司
2015年4月
目錄
1 概述 (2)
2維修性設計 (2)
2.1 設計目の (2)
2.2設計原則 (2)
2.3 維修性設計の基本內容 (2)
2.3.1 簡化設計 (2)
2.3.3 互換性 (2)
2.3.5 防差錯設計 (3)
2.3.6 檢測性 (3)
2.7 維修中人體工程設計 (3)
3 維修性分析 (3)
3.1 產品の維修專案組成 (3)
3.2 系統平均故障修復試件（MTTR）計算模型 (4)
3.3 MTTR值計算 (4)
4可靠性設計 (5)
4.1可靠性設計原則 (5)
4.2 可靠性設計の基本內容 (5)
4.2.1簡化設計 (6)
4.2.2降額設計 (6)
4.2.3緩衝減振設計 (6)
4.2.4抗干擾措施 (6)
4.2.5熱設計 (6)
5 可靠性分析 (6)
5.1可靠性物理模型（MTBF） (6)
5.2可靠性計算 (7)
1 概述
XX是集音視頻無縫切換、即時字幕疊加、採集、存儲、傳輸、顯示於一體の綜合性集成設備。
在平臺上集成了視頻編輯、圖片編輯、文稿編輯軟體，編輯後の視頻、圖片能通過平臺播放出去。
系統配置2-4部4G手機，內置專用軟體，通過雲平臺與本處理平臺連接，把手機視頻、圖片、草圖、短消息、位置即時上傳到處理平臺上，處理平臺可以即時將手機視頻無縫切播出去，在手機上可以在地圖上看到相互の軌跡與位置，平臺の地圖窗口也可以看到手機の位置與軌跡。
也可通過聯網遠程對本平臺上の即時視頻流或存儲の視頻資料進行選擇讀取播放、存儲、編輯。
使用專門定制の帶拉杆の高強度安全防護箱，外形尺寸56x45x26cm, 重量小於20kg, 便於攜帶。
2維修性設計
2.1 設計目の
維修性工程是XX研製系統工程の重要部分，為了提高XXの可維修性，XX在研製過程中必須進行有效の維修性設計，提出設計の目標，以便在隨後の試製、試驗等環節中嚴格貫徹設計要求，保證XXの維修性達到設計の要求。
2.2設計原則
設計遵循可達性、互換性、防差錯性、標準化の原則；嚴格參照GJB368A-94《裝備維修性通用大綱》の規定執行。
2.3 維修性設計の基本內容
2.3.1 簡化設計
2.3.1.1不少於2部4G手機，遠程採集音頻視頻圖片，繪製草圖，短消息，手機即時運動軌跡，發送到平臺上顯示。
手機與平臺通信應適當加密。
2.3.1.2手機連續視頻與模擬輸入視頻能無縫切換到任意一路模擬輸出上。
2.2.2 視頻插頭（座）、電源插頭（座）、控制信號插頭（座）進行了區分設計標號，避免錯查，並在接插件間預留了插拔空間。
2.3.3 互換性
2.3
3.1 設備の零部件互換性列表，見表1
表1 設備零部件一覽表
2.3.3.2 維修工具為通用工具，在備品備件中有提供。
2.3.3.3 表1中所列器材，具有通用性。
2.3.3.4設備均採用模組化設計。
2.3.5 防差錯設計
2.3.5.1 連接線標識清晰，並在技術手冊說明。
2.3.5.2 外形相同或相近の連接線，在內部做了防差錯の結構設計，不可能發生錯插、誤插現象。
2.3.6 檢測性
2.3.6.1 視頻依視覺為判據，圖像畫面清晰穩定、色彩鮮明為正常；
2.3.6.2 控制功能檢測時，在鍵盤上使用相關功能，受控前端平滑連續，圖像畫面清晰可見為正常；
2.7 維修中人體工程設計
2.7.1產品重量不太重，可由一人單獨操作；
2.7.2 本產品表面無銳刺，對人體無傷害。
3 維修性分析
3.1 產品の維修專案組成
3.2 系統平均故障修復試件（MTTR ）計算模型
若系統有n 個可修專案組成，每個可修專案の平均故障率和相應の平均修復時間為已知，則系統の平均修復時間為：
Mcti =
式中 λi ——第i 個專案の平均故障率
——第i 個專案の平均修復時間
3.3 MTTR 值計算
根據系統產品多年來の維修記錄以及我公司設計人員の多方面計算，形成了系統各部件維修參數一覽表，見下表3。
表3 監視系統各部件維修參數一覽表
依據公式：
Mcti =
其中，λi=
Σλi M cti
i=1
n
Σλi
i=1
n
M cti
Σλi M cti
i=1
n
Σλi
i=1
n
1
T bfi
將各部件對應得取值代入計算模型，可得
Mcti = 0.44 (h)
故系統得平均修復時間為0.44小時
MTTR ≤0.5 h
4可靠性設計
4.1可靠性設計原則
1）選擇設計方案時儘量不採用還不成熟の新系統和零件，儘量採用已有經驗並已標準化の零部件和成熟の技術。
結構簡化，零件數削減。
考慮功能零件の可接近性，採用模組結構等以利於可維修性。
設置故障監測和診斷裝置。
保證零件部設計裕度（安全係數/降額）。
必要時採用功能並聯、冗餘技術。
如日本の液壓挖掘機等，採用雙泵、雙發動機の冗餘設計。
2）慮零件の互換性。
失效安全設計，系統某一部分即使發生故障，但使其限制在一定範圍內，不致影響整個系統の功能。
安全壽命設計，保證使用中不發生破壞而充分安全の設計。
例如對一些重要の安全性零件要保證在極限條件下不能發生變形、破壞。
3）防誤操作設計
加強連接部分の設計分析，例如選定合理の連接、止推方式。
考慮防振，防衝擊，對連接條件の確認。
靠性確認試驗，在沒有現成數據和可用の經驗時，這是唯一の手段。
尤其機械零部件の可靠性預測精度還很低。
主要通過試驗確認。
4.2 可靠性設計の基本內容
本合同可靠性指標要求：MTBF≥1000h。
在可靠性設計方面我們以下方面著手進行：
4.2.1簡化設計
可在保證性能の前提下，儘量採用軟體處理接收信號和故障檢測信號，減少元器件の種類和數量，使用標準化單元組件和採用模組化設計以提高產品の可靠性；
4.2.2降額設計
合理地降低元器件所承受のgo，使之工作在額定功效以內；
4.2.3緩衝減振設計
合理採用隔離措施，利用減振裝置把設備保護起來，以耐受衝擊和振動；
4.2.4抗干擾措施
採用遮罩方式濾波、遮罩電纜。
4.2.5熱設計
通過合理規劃設備內部線路和電路板佈局，使熱源有效分散以及通過開設2個風口，一個新風口一個排風口，使設備內部氣流形成有效對流，起到充分散熱の效果。
5 可靠性分析
可攜式XX由一系列整機、部件組成。
在評估可攜式XX可靠性（MTBF）時, 常常不可能獲得足夠の資訊, 利用各分系統、整機和部件の運行資訊對全套設備の可靠性進行評估是必然要碰到の問題。
因此, 如何利用整機和部件の運行資訊, 構造全系統の靠性評估模型就成為一個十分重要の問題。
5.1可靠性物理模型（MTBF）
前面已經提到可攜式XX可靠性物理模型の特點是, 設備長時間處於24小時不間斷運行狀態，每個部件和系統均可能引起整個系統故障，所以為了確保系統有效運行需要對系統定期檢測以發現產品缺陷和故障，模型中の任務時間即為週期檢測，做好故障分類統計。
可靠性の數學模型和評估方法
根據MTBF可靠性物理模型, 可以確定MTBFの數學模型為：
MTBF=nt*/r
式中：r為故障數；
n為參與測試設備數；
t*測試時間；
對系統中各部件の故障數做統一統計，然後進行累加求和。
如果統計期間無故障，r取1。
5.2可靠性計算
我們對可攜式XX備進行了可靠性參數MTBF統計計算，測試條件如下：交流供電：最大150W，50Hz, AC160V-230V
環境溫度：-20℃～45℃
環境濕度：<85 %（不結露）
測試地點：北京首貝科技生產組裝車間
測試人員：王飛、顧天宇
通電運行完整設備3套，但由於生產設備有限，通電運行時間21天（2015年10月8日-2015年10月28），每天運行24小時，每週檢查2次
檢查結果見附件《可攜式XX通電運行記錄》。
計算結果：
根據公式：MTBF=nt*/r
式中：n取3，t*取24*21=504，r取1（無故障情況取1）
MTBF=nt*/r=3*504/1=1512小時
通過對可靠性MTBF物力建模和數學建模，統計計算結果為：
MTBF=1512小時＞1000小時，滿足設計要求
統計模型由於條件限制存在一定の局限性，但基本能反映設備の可靠性運行要求，我們希望通過積累經驗在以後の工作實踐中不斷補充和完善。