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可靠性設計分析方法要點大全

作者:不詳 ; 發布時間:2017-3-15 14:50:41 ; 來源:互聯網  點擊:

可靠性建模要點


(1)可靠性建模是進行可靠性分配/預計的基礎,因此必須盡早開展,并隨著產品的研制進展不斷細化迭代。

(2)應該先建立產品的可靠性框圖,然后據此建立相應的數學模型。

(3)在建立基本可靠性模型時,要包括產品的所有組成單元。當單元工作在多個環境條件下,應該采用可靠性最差的數據進行分析。

(4)不同的任務剖面應該分別建立各自的任務可靠性模型,模型中應該包括在該任務剖面中工作的所有單元。

(5)任務可靠性框圖應該與系統的任務故障判據一致。

(6)當提高單元的可靠性所花的費用高于使用冗余模型的費用時,則應采用冗余模型。

(7)對于簡單并聯模型,n=2時,可靠度的提高最顯著;當冗余單元超過一定數量時,可靠性提高的速度大為減慢,因此需要進行權衡。

(8)當采用冗余時,在產品層次較低的地方采用冗余的效果比層次較高的地方好。例如,在元件級采用冗余比部件級好。但工程上有時不允許進行級別低的冗余,工程上常用的是部件級及設備的冗余。

(9)采用并聯模型可以提高產品的任務可靠性,但也會降低產品的基本可靠性,同時增加產品的重量、體積、復雜度、費用及設計時間。因此,必須進行綜合權衡。

 

可靠性分配要點


(1)可靠性分配應在研制階段早期進行,這樣可以使設計人員盡早明確其設計產品的可靠性要求,并作為外協、外購產品可靠性定量要求的依據。

(2)為了盡量減少可靠性分配的重復次數,進行可靠性分配時,應在可靠性指標的基礎上留有一定的余量,一般按可靠性指標的1.1~1.2倍進行分配。

(3)對于有并聯的分系統,應先把可靠性方框圖逐步簡化,形成一個串聯系統,然后再進行分配。

(4)對于已有可靠性指標的貨架產品或成熟產品,不再進行可靠性分配。

(5)可靠性分配時應綜合考慮產品各組成單元的復雜度、重要度、技術成熟度、工作時長等因素。

(6)通過選擇一種可靠性分配方法對產品的可靠性指標進行分配后,需要對分配結果進行驗算,確定分配結果是否滿足指標要求。驗算的方法是當組成單元分配的故障率之和大于產品的故障率指標(假定服從指數分布),即,則可靠性指標分配不成功,需要重新分配。

 

電子產品可靠性預計要點


(1)可靠性預計工作應與功能性能設計同步進行,在產品研制的各個階段,可靠性預計應反復迭代,以使預計結果與產品的技術狀態始終保持一致。

(2)注意與故障定義和任務剖面的相關性。不同的任務剖面對應不同的預計值,故障定義影響預計的模型與結果。

(3)在方案論證和初步設計階段,可靠性預計只能提供大致的估計值,這些值適用于最初分配的比較和確定分配的合理性。隨著設計工作的進展,產品定義進一步確定,可靠性模型的細化,可靠性預計結果將逐步趨于精確。

(4)由于可靠性信息數據積累不足,產品的可靠性預計結果可能并不精確,但這不會影響對產品各種設計方案或各組成單元的可靠性的對比結果,因此,可靠性預計結果的相對值有時比絕對值更有意義。通過可靠性預計結果的對比可以找到系統易出故障的薄弱環節,加以改進;可靠性預計結果是方案優選、調整的重要依據。

5)可靠性預計值必須大于產品研制總要求或合同中確定的成熟期規定值或目標值,否則,必須及時采取設計改進措施,直到預計結果達到要求為止。

 

非電產品可靠性預計要點


(1)使用應力強度干涉法時,為了使可靠度計算更為準確,需要清楚地了解零部件的應力和強度分布形式及分布參數。

(2)可靠性預計結果應大于規定的要求,否則必須采取改進措施。

(3)非電產品可靠性的預計模型和數據來源的準確性需要特別注意。

(4)使用極限狀態函數法時,注意區分隨機變量的分布形式,對正態分布和非正態分布的隨機變量要分別處置。

(5)對于復雜非電產品的可靠性預計建議采用計算機輔助設計軟件進行。


FMECA要點


(1) 重視FMECA計劃工作。實施中應貫徹邊設計、邊分析、邊改進和“誰設計、誰分析”的原則。可在可靠性工程師的協助下,由產品設計、工藝設計人員完成,最好由各相關部門的代表組成一個分析小組,以便發揮各方面專家的特長,全面發現潛在缺陷。

(2)加強規范化工作。產品總體單位應明確與各轉承制單位之間的職責與接口分工,統一規范、技術指導,并跟蹤其效果,以保證FMECA分析結果的正確性、可比性。

(3)及時性。在不同階段應及時開展FMECA,同時必須與設計工作保持同步。FMECA的結果應作為進一步設計的參考,在設計中加以改進。FMECA的有效與否很大程度上取決于分析及糾正是否及時,應在產品研發的各評審點及其之前提供有用的信息,否則它就是不及時的和沒有作用的。

(4)層次性。各約定層次間存在一定的關系,即低層次產品的故障模式是相鄰上一層次的故障原因。FMECA是一個由下而上的分析迭代過程。

(5)有效性。改進措施的有效與否是FMECA改善產品可靠性水平的關鍵。為使這些措施是合理有效的,應注意以下四點:

1) 改進措施首先從設計、工藝等方面考慮。僅用換件、維修等是不能提高產品固有可靠性的。

2) 在確定是否采取進一步的改進措施時,應進行可靠性與經濟性的權衡。

3) 書寫建議改進措施的原則是使上級領導及負責人易于理解,并決定是否采取這些措施。

4) 應把FMECA的結果補充到圖紙、技術資料及標準、質量文件中,以體現糾正措施的有效性。

(6)完整性。徹底弄清產品各功能級別的全部可能的故障模式是至關緊要的,因為整個FMECA的工作就是以這些故障模式為基礎進行的。這里強調的是全部故障模式,絕不可不經分析就想當然認為某種或某些故障模式不重要,放棄分析,這樣做有時會導致嚴重后果。

(7)對于RPN高的故障模式,應從降低故障發生概率等級、故障影響嚴酷度等級和改進故障檢測手段方面提出改進措施;在RPN分析中,不同的故障模式可能出現RPN相同的情況,對此分析人員應對嚴酷度等級高的故障模式給予更大的關注。

(8)在一般零件的故障模式嚴酷度評級中,若出現法規中不允許發生的故障模式,原則上應評定其嚴酷度為最高等級。

(9)開展FMEA時的S,O,D值只有相對的意義,只能比較在具體的FMEA時不同失效模式的相對等級和關注等級。



嵌入式軟件FMECA要點


(1)SFMECA的應用重點在軟件開發過程的早期,如需求分析與概要設計階段,找出可能存在的與功能和性能有關的缺陷,以盡早完善需求分析與概要設計。

(2)應明確和掌握SFMECA 基本步驟中主要內容,如分析對象既可以是軟件的系統、分系統、部件,又可以是能單獨編譯的模塊;軟件故障除了與硬件故障一樣與功能有關的缺陷外,還有一種僅與軟件本身有關的缺陷,對這兩種缺陷在SFMECA 中均要加以糾正等。

(3)SFMECA 與其他故障分析方法(如軟件FTA等)綜合進行分析可取得更佳效果。


 

損壞模式及影響分析(DMEA)要點


(1)明確DMEA與生存力的關系。針對生存力四個基本要素:難以被敵方察覺(如隱形武器裝備)、難以被敵方命中(如利用電子干擾設備)、難以被敵方擊毀(如裝甲防護或被覆)、遭損壞后但能迅速修復或自救(如自行撤離),通過DMEA結果,采取相應的有效措施,提高武器裝備的生存力。

(2)明確威脅機理類似于FMEA中的故障機理,它是造成產品損壞模式的根本原因。在實施DMEA時,往往選擇一種或幾種典型的威脅機理進行針對性的分析。

(3)掌握DMEA與FMEA的關系。DMEA是在FMEA基礎上進行的。未進行FMEA,就不能進行DMEA。FMEA是針對產品在使用過程中(含作戰)可能出現的偶然故障和耗損故障;而DMEA是針對產品在戰場環境下出現各種戰斗損壞。DMEA是針對產品的損壞模式及影響加以改進,一般不會顯著地提高其可靠性,但能改善產品的生存力和易損性。

(4)提高DMEA分析效率。廣泛收集整理、分析歸納各類裝備的戰損數據,建立戰損分析基礎數據庫、戰損模式數據庫,提高DMEA的分析效率。

 

工藝FMECA要點


(1)遵循“誰工藝設計、誰分析”的原則。在工藝FMECA中應充分考慮產品設計特性,根據需要,邀請產品設計人員參與分析工作,并促進不同部門之間充分交換意見,以最大限度地確保產品滿足“顧客”的需求。

(2)工藝FMEA是一個動態的、反復迭代分析的過程。應對工藝故障模式的風險優先數(RPN)值的大小進行優先排序,并對關鍵過程采取有效地改進措施,進而對改進后的RPN 進行跟蹤,直到RPN值滿足可接受水平為止。

(3)應明確工藝FMECA 與設計的關系,工藝FMEA中的缺陷不能全靠更改產品設計缺陷來克服,主要是從工藝設計和工藝FMEA中采取有效措施加以解決。設計缺陷所產生的潛在故障模式也可能包含在工藝FMEA中,它們的后果及避免措施由DFMEA解決。

(4)可以與FTA技術結合使用,FTA分析結果可以作為工藝FMEA的輸入。

 

FTA要點


(1)為保證分析工作的及時性,應在設計階段早期開始分析工作,并在各個研制階段都要迭代進行,以反映產品技術狀態和工藝的變化。

(2)貫徹“誰設計、誰分析”的原則,并邀請經驗豐富的設計、使用和維修人員參與FTA工作。

(3)應該首先開展FMEA/CA工作,從故障后果為Ⅰ、Ⅱ類的系統故障模式中選擇最不希望發生的故障模式作為頂事件,建立故障樹

(4)必須考慮環境、人為因素對產品的影響,當產品處于多個環境剖面下工作時,應分別進行分析。

(5)若產品具有多個工作模式,各工作模式的頂事件應該單獨分析。

(6)在進行故障樹分析時,假設底事件之間是相互獨立的,并且每個底事件及頂事件只考慮其發生或不發生兩種狀態。

(7)建樹時,門與門之間不能直接相連。

(8)復雜產品的故障樹應該進行模塊分解和簡化,并盡可能采用有關軟件輔助進行故障樹分析。

(9)建立故障樹后都要進行定性分析,根據相關要求確定是否需進行定量分析。

(10)必須進行薄弱環節分析及重要度分析,并提出可能的改進措施及改進的先后順序。

 
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