設計與分析--可靠性術語

1、設計與分析1 可靠性工程 reliability engineering 為了達到產(chǎn)品的可靠性要求而進行的一套設計、研制、生產(chǎn)和試驗工作。(GJB451-90) 使可靠性得到實現(xiàn)的一系列設計、研制和制造任務。(防務采辦術語-98) 指獲得可靠性的一組設計、研制和制造工作。(MIL-STD-785B-80、MIL-STD-721C-81) 2 可靠性計算 reliability accounting 為確定和分配產(chǎn)品的定量可靠性要求，預計和評估產(chǎn)品的可靠性量值而進行的一系列數(shù)學工作。(GJB451-90) 系一組數(shù)學工作，它確定并分配定量的可靠性要求，預計并測定定量的可靠性完成情況。(防務采辦術

2、語-98) 建立和分配可靠性的定量要求，并預計和度量可靠性定量要求的一套數(shù)學工作。(MIL-STD-721C-81) 3 可靠性模型 reliability model 為預計或估算產(chǎn)品的可靠性所建立的框圖和數(shù)學模型。(GJB451-90) 用于預計或估計產(chǎn)品可靠性的一種數(shù)學模型。(GB/T3187-94) 4 可靠性框圖 reliability block diagram 對于復雜產(chǎn)品的一個或一個以上的功能模式，用方框表示的各組成部分的故障或它們的組合如何導致產(chǎn)品故障的邏輯圖。(GJB451-90) 對于復雜產(chǎn)品的一個或多個功能模式，用方框表示的各組成部分的故障或它們的組合如何導致產(chǎn)品故障的

3、框圖。(GB/T3187-94)5 可靠性分配 reliability allocation/reliability apportionment 為了把產(chǎn)品的可靠性定量要求按照給定的準則分配給各組成部分而進行的工作。(GJB451-90) 產(chǎn)品設計階段，將產(chǎn)品的可靠性定量要求按給定的準則分配給各組成部分的過程。(GB/T3187-94) 6 可靠性預計 reliability prediction 為了估計產(chǎn)品在給定的工作條件下的可靠性而進行的工作。 估計時應考慮到產(chǎn)品各組成部分的可靠性、設計水平、工藝條件及系統(tǒng)協(xié)調(diào)性等因素。(GJB451-90) 根據(jù)產(chǎn)品各組成部分的可靠性預測產(chǎn)品在規(guī)定的工

4、作條件下的可靠性所進行的工作。(GB/T3187-94) 7 降額 derating 元器件使用中承受的應力低于其額定值，以達到延緩其參數(shù)退化，提高其使用可靠性的目的。通常用應力比和環(huán)境溫度來表示。(GJB/Z 35-93) 低于額定應力或降低某一應力以換取提高另一應力來使用一個產(chǎn)品。(GJB451-90) (a) 對某一產(chǎn)品所加的應力低于額定值，或(b)在某一應力場降低某一產(chǎn)品的額定值，而允許在另一應力場增加其額定應力值。(MIL-STD-721C-81) 為提高可靠性，將元器件或產(chǎn)品設計成按較低的應力水平工作的工程。(ECSS-P-001A-96) 8 容錯 fault tolerance

5、 系統(tǒng)或程序在出現(xiàn)特定的故障情況下能繼續(xù)運行的能力。(GJB3385-98、MIL-STD-1309D-92) 出現(xiàn)故障或差錯時，功能單元繼續(xù)完成規(guī)定功能的能力。(ISO/IEC DIS2382-14-96) 在出現(xiàn)有限數(shù)目的硬件或軟件故障的情況下，系統(tǒng)仍可連續(xù)正確運行的內(nèi)在能力。(GB/T11457-95) 產(chǎn)品在它的某個組成部分出現(xiàn)故障的情況下，仍能執(zhí)行規(guī)定功能的屬性。(GB/T3187-94、ECSS-P-001A-96) 編者注：在GB/T3187-94中此定義稱為“故障裕度”。 9 冗余 redundancy 用多于一種的途徑來完成一個規(guī)定功能。(GJB451-90) 產(chǎn)品中具有多于

6、一種手段執(zhí)行同一種規(guī)定功能。(GB/T3187-94) 采用一種以上的方式來完成某一給定的功能，其完成功能的各種方式不一定要求相同。(MIL-STD-721C-81) 產(chǎn)品可靠性保證的一種方法，它是靠利用補充手段和(或)能力來達到的，這些補充是相對于為完成要求功能所必需的最少手段和(或)能力而言。(27.002-89) 零件或分系統(tǒng)的備份，當原來的零件或分系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能保證工作。(防務采辦術語-98) 10 工作冗余/熱儲備 active redundancy所有冗余同時處于工作狀態(tài)。(GJB451-90) 執(zhí)行規(guī)定功能的所有手段同時處于工作狀態(tài)的冗余。(GB/T3187-94) 所有的貯備

7、產(chǎn)品同時處于工作狀態(tài)的貯備。(MIL-STD-721C-81) 11 備用冗余/冷儲備 standby redundancy 只有當原來完成功能的設備失效后才啟動的替代設備。(MIL-STD-721C-81) 執(zhí)行規(guī)定功能的一部分手段處于工作狀態(tài)，而其余部分在需要之前處于不工作狀態(tài)的冗余。(GB/T3187-94) 只有當原來工作的冗余發(fā)生故障后，替代冗余才開始工作。(GJB451-90) 12 關鍵項目 critical item 關鍵項目指的是由于復雜性、應用現(xiàn)代化技術、潛在故障的影響或預期的可靠性問題而需要特別注意的那些項目。使一個產(chǎn)品項目列入關鍵項目清單的某些典型情況如下： a. 該項

8、目的故障會直接導致人員的傷亡； b. 該項目的故障會嚴重影響系統(tǒng)工作或使系統(tǒng)達不到任務目標(單點故障)； c. 該項目的故障會妨礙取得為評定任務目標是否實現(xiàn)所必需的數(shù)據(jù)； d. 從要求的性能或可靠性來看，該項目曾有不良工作履歷； e. 由于當前技術水平所限，在預期的應用中對該項目提出了很苛刻的性能要求； f. 該項目缺少充分的自身履歷，同已證明具有高可靠性的其他項目又沒有相似性，因而，對該項目的可靠性沒有把握； g. 該項目的制造需要現(xiàn)代化工藝技術； h. 該項目所受應力超過了“降額”準則； i. 該項目的使用有限制，或儲存壽命有限，或經(jīng)受環(huán)境條件有限制，使得有必要對其儲存或使用進行控制； j

9、. 已知該項目在加工、轉(zhuǎn)載、運輸、儲存或試驗時需要特殊的保護措施； k. 該項目的過去履歷、特性、功能或加工表明對該項目的研制生產(chǎn)始終進行跟蹤是必要的。(MIL-STD-1543B-88) 對工程項目產(chǎn)生不能接受的風險的項目，并且要求專門的注意或控制，除項目不需要如此分類之外。(ECSS-P-001A-96) 13 耐久性關鍵件 durability critical part/component 指必須滿足耐久性設計要求的零部件。它一般是昂貴的，或更換是不經(jīng)濟的,又可能影響飛機功能和戰(zhàn)備狀態(tài)的零部件。耐久性關鍵件包括影響飛行安全的重要零部件，也包括其他一些重要零部件。主要從功能可靠和經(jīng)濟性來

10、考慮，它主要控制1mm以下疲勞裂紋的萌生和擴展。在耐久性設計中應當用分析、研制試驗和參照類似飛機(裝備)使用經(jīng)驗確定耐久性關鍵件，并在全尺寸耐久性試驗中加以驗證。最后的耐久性關鍵件清單應征得訂購方同意。對耐久性關鍵件應進行重點的分析、試驗、生產(chǎn)質(zhì)量控制和維護。選擇耐久性關鍵件一般與選擇損傷容限(斷裂)關鍵件同時進行。(根據(jù)參考文獻60、118編寫) 指這樣一種部件，其失效會因維修和(或)零件修理及更換所要求的費用過高而對系統(tǒng)或分系統(tǒng)性能造成重大的經(jīng)濟影響，但如果不進行維修或零件更換將會嚴重地降低系統(tǒng)或分系統(tǒng)的性能和戰(zhàn)備完好性。這些部件不是安全關鍵的或任務關鍵的。(MIL-STD-1798-88

11、)14 非耐久性關鍵件 durability non-critical component 指這樣一種部件，其失效對系統(tǒng)或分系統(tǒng)性能造成的經(jīng)濟影響較輕微，但要求給予維修和(或)修理或更換以保證能繼續(xù)執(zhí)行功能。這些部件通常在生產(chǎn)過程中不要求給予特別的注意，并可以按修復性維修或預防性維修的方式加以維護。(MIL-STD-1798-88) 15 損傷容限關鍵件 damage tolerance critical parts 又叫斷裂關鍵件，它們必須是影響飛行安全的重要零部件，主要控制1mm以上的裂紋擴展。應當指出，耐久性關鍵件和斷裂關鍵件的劃分并沒有嚴格的界限，只是從它們在結構的安全性、經(jīng)濟性和裂紋

12、擴展的后果有所不同、或側重點不一樣時，必須滿足和應用各自對應的準則、要求、設計分析和試驗方法來劃分的。由于實際結構和載荷譜的復雜性，有時很難區(qū)分這兩類關鍵件，往往需要引自類似飛機的實際使用經(jīng)驗作出適當?shù)呐袛啵瑢τ谀承┨貏e重要的零部件，為了可靠起見，可以同時列入這兩類關鍵件清單之中。(根據(jù)參考文獻60、118編寫)16 失效模式 failure mode 故障的表現(xiàn)形式。如短路、開路、斷裂、過度耗損等。(GJB451-90) 編者注：在GJB451-90中此定義稱為“故障模式”。 可觀察到發(fā)生機理的影響，如短路、開路、斷裂、過度磨損等。(ECSS-P-001A-96) 失效模式是產(chǎn)品發(fā)生失效的方

13、式。(MIL-STD-1543B-88) 由于機理性原因引起的失效，即：短路、開路、斷裂、過度損耗。(MIL-STD-721C-81)17 故障模式 fault mode 相對于給定的規(guī)定功能，故障產(chǎn)品的一種狀態(tài)。(GB/T3187-94) 18 失效機理 failure mechanism 引起失效的物理、化學和生物等變化的內(nèi)在原因。(GJB451-90) 引起失效的物理、化學或其他的過程。(GB/T3187-94) 導致失效的物理、化學、電的、熱的、或其他的過程。(MIL-STD-721C-81) 19 失效原因 failure cause 直接導致失效或引起性能降低進一步發(fā)展為失效的那些

14、物理或化學過程、設計缺陷、工藝缺陷、零件使用不當或其他過程。(GJB1391-92) 引起失效的設計、制造或使用階段的有關事項。(GB/T3187-94) 引起產(chǎn)品產(chǎn)生故障的現(xiàn)象、過程、事件和狀態(tài)。(27.002-89) 20 失效影響 failure effect 故障模式對產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)所導致的結果。故障影響一般分為局部的，高一層次的和最終影響三級。(GJB451-90)失效模式對產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)所具有的影響。失效后果分為局部效應，更高一級和最終效應。(MIL-STD-721C-81) 失效影響是指失效模式引起的后果，包括一次性和二次性影響。要考慮初期影響和長期影響，還應考慮

15、所有工作模式。(MIL-STD-1543B-88) 由于產(chǎn)品故障所造成的現(xiàn)象、過程、事件和狀態(tài)。(27.002-89) 編者注：GJB451-90中此定義稱為“故障影響”。 21失效判據(jù) failure criterion 由技術規(guī)范和(或)設計(方案設計)文件所規(guī)定的產(chǎn)品能工作狀態(tài)受到破壞的一種標志或 幾種標志的集合。(27.002-89) 22嚴酷度 severity 失效模式所產(chǎn)生后果的嚴重程度。嚴酷度應考慮到失效造成的最壞的潛在后果，并應根據(jù)最終可能出現(xiàn)的人員傷亡、系統(tǒng)損壞或經(jīng)濟損失的程度來確定。(GJB1391-92) 23危害度 criticality 對某種故障模式的后果及其出現(xiàn)

16、頻率的綜合度量。(GJB451-90) 對某種失效模式的后果及其發(fā)生概率的綜合度量。(GJB1391-92) 對失效模式及其出現(xiàn)頻率所產(chǎn)生后果的相應度量。(MIL-STD-721C-81) 表征故障后果標志的集合。 注：故障按危害性分類(例如按與發(fā)生故障有關的直接或間接損失程度，或按故障發(fā)生后恢復的工作量分類)由技術規(guī)范和(或)設計(方案設計)文件所規(guī)定，這些規(guī)定根據(jù)技術經(jīng)濟和安全的考慮與訂貨方協(xié)商確定。(27.002-89)24 失效分析 failure analysis 發(fā)生故障后，通過對產(chǎn)品及其結構、使用和技術文件等進行邏輯系統(tǒng)地研究，以鑒別故障模式，確定故障原因和失效機理的過程。(GJ

17、B451-90、GJB/Z91-97) 編者注：在GJB451-90中此定義稱為“故障分析”。 為確定和分析失效機理、失效原因及失效后果對失效的產(chǎn)品所作的系統(tǒng)的檢查。(GB/T3187-94) 在失效后，通過對產(chǎn)品的結構、使用和技術文件的邏輯的、系統(tǒng)性檢查，來鑒別失效，并確定失效機理及其基本原因。(MIL-STD-721C-81) 25 失效模式與影響分析 failure mode and effect analysis (FMEA) 分析產(chǎn)品中每一個潛在的故障模式并確定其對產(chǎn)品所產(chǎn)生影響，以及把每一個潛在故障模式按它的嚴酷程度予以分類的一種分析技術。(GJB451-90) 編者注：在GJB4

18、51-90中此定義稱為“故障模式與影響分析”。 分析系統(tǒng)中每一可能的失效模式的方法。目的是確定其后果或其對系統(tǒng)的影響，并將每一可能的失效按照嚴重程度進行分類。(MIL-STD-721C-81)26 故障模式與影響分析fault modes and effects analysis(FMEA) 研究產(chǎn)品的每個組成部分可能存在的故障模式并確定各個故障模式對產(chǎn)品其他組成部分和產(chǎn)品要求功能的影響的一種定性的可靠性分析方法。(GB/T3187-94、IEC50(191)-90) 27 失效模式、影響與危害性分析failure modes, effects and criticality analysis

19、(FMECA) 分析產(chǎn)品中每一潛在的失效模式并確定其對產(chǎn)品所產(chǎn)生的影響，以及把每一個潛在失效模式按它的嚴重程度及其發(fā)生概率予以分類的一種分析技術。(GJB/Z91-97) 28故障模式、影響與危害度分析 fault modes, effects and criticality analysis(FMECA) 同時考慮故障發(fā)生概率與故障危害度等級的故障模式與影響分析。(GB/T3187-94、IEC50(191)-90) 28 熱分析 thermal analysis 通過對所有熱源以及其擴散的可能路徑的確認和熱溫度差的計算，來確定所有熱敏感元件安裝位置的溫度，并核查確認不會有元件暴露在溫度超過

20、在電路應力分析和最壞情況分析所確定的溫度環(huán)境中，從而保證設計的性能和固有可靠性不會被不合適的熱特性所破壞。(NHB5300.9-91) 29 故障樹 fault tree 用以表明產(chǎn)品哪些組成部分的故障模式或外界事件或它們的組合將導致產(chǎn)品發(fā)生一種給定的故障模式的邏輯圖。(GJB451-90) 表示產(chǎn)品的哪些組成部分的故障模式或外界事件或它們的組合導致產(chǎn)品的一種給定故障模式的邏輯圖。(GB/T3187-94) 30 故障樹分析 fault tree analysis(FTA) 通過對可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、環(huán)境、人為因素進行分析，畫出故障樹，從而確定產(chǎn)品故障原因的各種可能組合方式和(或)其

21、發(fā)生概率的一種分析技術。(GJB451-90) 以故障樹的形式進行分析的方法。它用于確定哪些組成部分的故障模式或外界事件或它們的組合可能導致產(chǎn)品的一種已給定的故障模式。(GB/T3187-94) 31 電路容差分析 circuit tolerance analysis 預測電路性能參數(shù)穩(wěn)定性的一種分析技術。研究電子元器件和電路在規(guī)定的使用條件范圍內(nèi)，電路組成部分參數(shù)的容差對電路性能容差的影響。(GJB/Z89-97) 32 電路和元件應力分析 circuit and item stress analysis 電路及元件應力分析，確立元件應力同電路、模塊、部件(單元)、分系統(tǒng)和系統(tǒng)的性能及可靠性

22、之間的關系，包括確定由環(huán)境效應、輻射效應、老化、輸入與輸出極限、初始工作點和初始容差等引起的最壞情況參數(shù)變動所產(chǎn)生的影響。(MIL-STD-1543B-88) 33 潛在通路分析 sneak circuit analysis 在產(chǎn)品的所有組成部分均正常工作的條件下，確定能抑制正常功能或誘發(fā)不正常功能的潛在通路的一種分析技術。(GJB451-90)設所有元件均正常工作時，以判明潛在通路為目的而實施的程序，這些潛在通路會引起有害的作用或妨礙所要求的功能。(MIL-STD-721C-81) 34 潛在狀態(tài) sneak condition 潛在狀態(tài)是在即使所有部件的功能都正常時也會導致產(chǎn)生不需要的功能

23、或阻礙所要求功能的一種狀態(tài)，它可以是電氣、機械、化學或軟件的狀態(tài)。潛在狀態(tài)包括： a. 潛通路(sneak paths)。這是一種在即使根本不發(fā)生部件故障時也會導致產(chǎn)生不需要功能或阻礙所要求功能的電流通路。 b. 潛定時(sneak timing)。這是一些能導致產(chǎn)生不需要的功能或阻礙需要功能的不協(xié)調(diào)的硬件工作程序或邏輯工作程序。 c. 潛指示(sneak indicators)。這是一些使傳感器或其顯示裝置的工作或控制失常，從而指示出虛假或含糊的系統(tǒng)狀態(tài)的電路。 d. 潛標志(sneak labels)：這是在控制器和工作臺上會導致操作者出錯的不準確的說明或術語。(MIL-STD-1543B

24、-88) 35 耐久性分析 durability analysis 用于發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)“早期”耗損失效的部件和過程，隔離失效的根源并確定可以采取的糾正措施。它是一種確定產(chǎn)品的壽命期限，制訂維修政策和產(chǎn)品質(zhì)量改進計劃的有效方法。(根據(jù)參考文獻 109 編寫)耐久性分析在飛機結構耐久性設計的整個過程中起著主導作用。它指導耐久性設計的各個階段，以逐步實現(xiàn)并證實用戶對所設計的飛機結構的壽命、可靠性要求；為耐久性試驗提供依據(jù)并解釋耐久性試驗結果；指導用戶合理地使用、維修；并預估飛機在變化的服役使用載荷/環(huán)境中壽命、可靠性的變化情況。耐久性分析的重點對象是耐久性關鍵件，分析的目標是計算它們的經(jīng)濟壽命。在工程上常用的耐久性分析方法分為兩類，即裂紋萌生分析方法和斷裂力學方法。前者包括細節(jié)疲勞額定強度(DFR)法和改進的局部應變法兩種；后者包括確定性裂紋擴展方法(DCGA)和概率斷裂力學方法(PFMA)。(根據(jù)參考文獻 118 編寫) 36 電路最壞情況分析法 worst case circuit analysis (WCCA) 分析在電路組成部分參數(shù)最壞組合情況下電路性能參數(shù)偏差的一種非概率統(tǒng)計方法。它是電路容差分析中最常用的方法之一。(根據(jù)參考文獻37編寫