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文檔簡介

機械可靠性技術第1頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月1目錄可靠性基礎2.機械結構可靠性設計方法2.1機械產品可靠性設計基本原則2.2應用環(huán)境分析2.3工作平臺環(huán)境分析2.4產品任務剖面2.5產品環(huán)境適應性分析2.6產品結構可靠性失效摸式2.7產品安全性與可靠性系統(tǒng)設計2.8結構失效機理與設計準則2.9可靠性指標與經濟性問題2.10原材料、原器件及工藝選擇2.11環(huán)境防護技術2.12機械加工工藝、裝配、安裝、使用與維護質量控制3.結構可靠性設計準則3.1結構可靠性設計總則3.2結構可靠性設計細則3.3機構可靠性設計原則4.可靠性試驗5.可靠性設計管理5.1可靠性設計管理體系5.2生產過程質量管理5.3物料質量可靠性選型與認證結束2第2頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月1.可靠性基礎1952年美國國防部成立AGREE;1955年AGREE給政府提出了電子元件可靠性的9項建議;1957年提出了著名的AGREE報告《電子裝備的可靠性》;FMEA/FTA;機械可靠性開展;軟件可靠性研究開展??煽啃院喪?第3頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月1.1可靠性定義可靠性:規(guī)定時間內、規(guī)定條件下,完成規(guī)定功能的能力。規(guī)定條件:環(huán)境條件、使用條件、維護條件、操作條件等;規(guī)定時間:是指動作次數、循環(huán)次數、運行周期;規(guī)定功能:是技術性能、使用要求;4第4頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月應用分類定義在標準條件下,設計和生產中采用的元器件和材料、及由此形成的設備整機中能控制的故障事件所達到的水平。用于描述元器件和整機的制造水平。指應用可靠性設計技術在綜合考慮產品設計、制造安裝環(huán)境、維修策略和修理等因素后,產品所達到的水平;用于描述產品在計劃的環(huán)境中使用的可靠性水平。5第5頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月實際使用條件下,產品機械材料、元器件、整機、配附件的可靠性指標;失效模式與可靠性指標;預示環(huán)境條件下,產品機械材料、元器件、整機、配附件的可靠性指標;失效模式與可靠性指標;基礎可靠性6第6頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月關注點與度量指標考慮要求保障的所有故障的影響,用于度量產品無需保障的工作能力,包括與維修和供應有關的可靠性通常用MTBF表示。僅考慮造成人物失敗的故障影響,用于描述產品完成任務的能力;常用任務可靠度(MR)和致命性故障間隔任務時間(MTBCF)來度量。7第7頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月基本原理任務可靠性指標特性:故障模式(信息來源、失效分析技術與故障再現)環(huán)境條件(預示環(huán)境、實際環(huán)境以及環(huán)境的可控制特性)轉移特性與控制技術(繼承性技術及其設備的客觀可靠性指標與故障轉移頻率特性、新技術與新設備的設計可靠性與故障轉移頻率特性;總體布局、設備安裝、細節(jié)設計、氣動作用、動力學特性、控制方式、環(huán)境設計以及特殊的措施8第8頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月1.2可靠性與耐久性、安全性、保障性的區(qū)別與聯系可能性與概率的區(qū)別與聯系可能性:元器件、部組件、整機、分系統(tǒng)、系統(tǒng)或產品的客觀屬性;概率:一定環(huán)境條件所誘發(fā)的事件統(tǒng)計特性可能性與概率在數學上采用相同的表示形式??煽啃耘c耐久性、安全性、保障性的區(qū)別與聯系9第9頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月1.3常用術語MTBF(MeanTimeBetweenFail)失效率λ

(Failurerate)MTTF(MeanTimeToFail)PPM(PartsPerMillion)Fit(FailureInTime)10第10頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月11第11頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月可靠性分布K形狀參數

α位置參數b尺度參數指數分布正態(tài)分布威布爾分布12第12頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月整機失效率元器件平均失效率(1~3)*10-5降額因子(1~10)*10-2環(huán)境因子老練篩選效果因子0.1~0.5機械結構因子1.5~2.5制造工藝因子1.5~3.5元器件個數試驗室0.5~1室內1.1~10陸地固定5~10車載13~30艦船載10~22機載50~8013第13頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)可靠性串聯模型和并聯模型導通為正常截流為正常14第14頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月可靠性預計和分配可靠性設計可靠性試驗可靠性管理1.4可靠性工作范疇15第15頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月干涉模型應力篩選測試數據的可用性試驗樣本的確定預示環(huán)境與實際環(huán)境的聯系與區(qū)別產品可靠性控制要點互換性與可靠性的矛盾環(huán)境設計與減振器的作用可靠性工程活動現代設計中基于測試性的軟件可靠性作用機械可靠性的幾個問題:返回目錄16第16頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.1機械產品可靠性設計基本原則強度和載荷干涉模型的可靠性設計原則17第17頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月壽命周期費用產品全壽命周期內,為其論證、研制、使用和保障,至產品生命周期終結所付出的一切費用之和。使用與保障在LCC中所占的比例最大,約占60%研制費用、生產費用運輸費用、運行費用、維護費用、備件費用、訓練費用、技術數據費用退役費用返回目錄18第18頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.2應用環(huán)境分析溫度、濕度、風沙、雷暴、生物、鹽霧的機械失效因素分析返回目錄19第19頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.3工作平臺環(huán)境分析誘發(fā)環(huán)境機械失效因素分析:力學環(huán)境(沖擊振動過載噪聲)電磁環(huán)境(EMC)工作環(huán)境返回目錄20第20頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.4產品任務剖面從產品交付到壽命終結所經歷的關注條件21第21頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月產品生命周期過程設計(出廠后)22第22頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月產品生命周期過程設計(出廠前)返回目錄23第23頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.5產品環(huán)境適應性分析載荷性質與作用時空特征:物體運動、結構響應和局部損傷的載荷性質;環(huán)境適應性設計專題:緊固件環(huán)境適應性設計返回目錄24第24頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.6產品結構可靠性失效摸式應力疲勞損傷與疲勞破壞應變疲勞破壞白點與氫脆應力腐蝕斷裂高溫疲勞熱疲勞與龜裂蠕變與老化剝離雷擊損傷接觸疲勞與微動磨損靜載破壞與結構失穩(wěn)安全裂紋尺寸與裂紋失穩(wěn)擴展結構失效特征25第25頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月常見故障從故障統(tǒng)計來看,主要表現在早期故障和責任故障兩類電子器件、電氣設備、液壓系統(tǒng)的故障都基本屬于單元級帶到系統(tǒng)的早期故障;控制系統(tǒng)屬于責任故障,也存在一些設計故障26第26頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月故障判據產品或其中一部分不能或將不能完成預定功能的事件或狀態(tài)稱為故障;27第27頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月典型的故障模式緊固件的松動、結構件和電路板的變形、破裂及失效聯結器、繼電器、傳感器、閥門及開關的瞬間斷開電子器件、固定電路、微電子元件的引線、管腳和導線的磨損和折斷電子插件的性能下降、電器功能下降、粘層、鍵合點斷開、電路瞬間短路和斷路陀螺漂移增大、精度降低、甚至發(fā)生故障控制失靈、結構損傷28第28頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月結構故障管路系統(tǒng)異常、電纜拉斷、結構失效;管路系統(tǒng)的故障形式是泄露和堵塞;泄漏(焊縫破裂、焊縫缺陷導致強度降低、密封部位缺陷導致密封缺陷、過熱破壞等)堵塞(燃氣雜質沉積過多或管路有多余物)29第29頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月故障分析的兩個模型物論性模型:關注發(fā)生故障的部位、形式及其成因,手段是從物理、化學和材料等方面,從微觀角度進行機理的模式;概率論模型:注重故障和時間的關系,用數理統(tǒng)計的方法,研究其故障時間的概率分布,是宏觀模式。30第30頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月故障的影響工作能力下降或功能的喪失昂貴的保障費用安全問題高頻發(fā)生故障對有冗余設計和替代工作模式的設計需要考慮雙重故障模式的影響,如應急裝置同時故障造成的后果31第31頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月主次分析主次分析是用統(tǒng)計的方法找出所分析對象影響最大的因素從故障頻數、故障原因、故障后果、責任、發(fā)現時間等進行分析;故障頻數:組成產品的各系統(tǒng),按主次排列,找出故障最多的系統(tǒng),以系統(tǒng)為對象,按故障頻數做主次分析,找出故障最多的分系統(tǒng);依次逐級分析,直到找出故障頻數最多的設備和單元;確定薄弱環(huán)節(jié)。通過主次分析找到影響產品故障的主要原因和責任;將故障影響后果與發(fā)生頻數綜合一起得到主次分析結果,可以確定故障頻數并非最高但造成的影響卻很大的關鍵系統(tǒng)和設備32第32頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月故障影響層次自身影響:產品有故障征候,產品功能下降,到產品功能完全喪失;對上一級的影響:無影響,由故障征候,系統(tǒng)功能下降,到系統(tǒng)功能完全喪失;最終影響:影響執(zhí)行任務,一般等級事故到嚴重等級事故。33第33頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月關系可靠性控制的故障應當計入系統(tǒng)可靠性評估的故障包括組成系統(tǒng)后發(fā)生的一切故障;可控故障是可靠性控制的主要對象;可靠性控制設計的目標是把故障水平和轉移概率控制到系統(tǒng)能接受的水平。34第34頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月指數分布:具有恒定故障率的部件和設備,無余度的復雜系統(tǒng),經老練試驗并經定期維修的部件和設備威布爾分布:某些電容、繼電器、開關、斷路器、電子管、電位計、陀螺、電動機、電纜、電池、材料疲勞、滾珠軸承等對數正態(tài)分布:電機繞組絕緣、半導體器件、晶體管、系統(tǒng)結構和金屬疲勞正態(tài)分布:輪胎磨損、機械產品等符合典型分布的產品類型返回目錄35第35頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.7產品安全性與可靠性系統(tǒng)設計可維修性、保障性、安全防護與可靠性的綜合設計36第36頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月大型旋轉設備,裝局部電源安全開關;齒輪/葉片/皮帶等機械運動零件,加防護板;機箱/門圓邊圓角,向外伸出的邊緣短;外突的邊、毛刺、尖角,包墊或標明;把手凹入;門/抽斗裝鎖,免松開;防護設施應不用卸去即可進行檢查;設支撐桿或插銷,維修操作時固定住鏈接和滑動部分;可抽出或折疊伸縮裝置配限制器;會產生危險操作的開關或控制器,例如點燃、吊裝開關或控制器等,應事先調整或鎖定控制;重型彈簧的安裝設計應不能錯位、脫開傷人或元件;在承受恒應變和載荷的機械組件中,聯動裝置和彈簧應安有告警片。防機械危害的安全設計規(guī)范返回目錄37第37頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.8結構失效機理與設計準則故障現場保護失效殘骸收集與宏觀特征斷口處理與保護取樣程序掃描電鏡試樣低倍金相返回目錄38第38頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.9可靠性指標與經濟性問題案例分析通過設計與制造賦予產品的可靠性指標和經濟指標

返回目錄39第39頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.10原材料、器件及工藝選擇原材料、元器件及工藝的失效模式與基于失效機理的設計準則返回目錄40第40頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.11環(huán)境防護技術電氣裝置的機械可靠性與安全防護專題返回目錄41第41頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月2.12機械加工工藝、裝配、安裝、使用與維護質量控制案例分析返回目錄42第42頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月3.1結構可靠性設計總則保持結構設計的傳統(tǒng)性重視理論設計的指導了解使用條件和任務環(huán)境合理使用新技術采集客戶使用維修信息43第43頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月3、偶然出現的外界應力造成失效1、失效件的設計、材料、工藝、檢驗。失效的性質是個別(偶然的)的還是批次性(可再現)的?2、誤用是不按規(guī)定條件使用產品引起的失效;占的比例較大4、供應商出廠檢驗合格,客戶篩選入庫驗收時卻不合格,可能的原因是客戶在入檢過程篩選中將產品損壞44第44頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月3.2結構可靠性設計細則優(yōu)化設計余度設計防錯設計環(huán)境適應性設計維修性設計45第45頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月3.3機構可靠性設計原則功能正常設計備份設計防卡滯設計防磨設計46第46頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月4可靠性試驗可靠性測試問題:時間樣本量設備定量指標實驗方法環(huán)境應力篩選試驗可靠性增長試驗可靠性測定試驗可靠性驗證試驗(包括可靠性驗收試驗與可靠性鑒定試驗)47第47頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月高溫測試(高溫運行、高溫貯存);低溫測試(低溫運行、低溫貯存);高低溫交變測試(溫度循環(huán)測試、熱沖擊測試);高溫高濕測試(濕熱貯存、濕熱循環(huán));機械振動測試(隨機振動測試、掃頻振動測試);汽車運輸測試(模擬運輸測試、碰撞測試);機械沖擊測試;開關電測試;電源拉偏測試;冷啟動測試;鹽霧測試;淋雨測試;塵砂測試;接口輸入輸出極限條件測試可靠性測試項目48第48頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月可靠性數據數據的質與量真實性(對產品故障的描述、故障發(fā)生的時機、原因、故障現象及造成的影響均應有明確地記錄;連續(xù)性(產品在工作中所有事件發(fā)生的時間記錄及過程的描述)完整性(故障產品本身的使用情況及該產品的歷史及送修、報廢等應盡可能清楚49第49頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月如何制訂試驗要求用途(任務剖面)控制的期望目標相關產品的研制水平標準條件下的特性參數使用環(huán)境下的可能問題和故障模式實驗類型與研制階段匹配了解產品制訂試驗試驗要求:試驗種類、試驗設備、量程、精度、控制方式、載荷水平等50第50頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境應力篩選受篩產品的組裝等級(單元、分組件、模件),技術狀態(tài),物理尺寸重量,復雜程度等設備及狀態(tài)說明檢測儀器及精度說明方法(應力類型、應力參數、通電斷電要求、檢測要求、故障界定等)性能檢測項目(前、中、后)篩選過程及故障記錄要求詳細的操作規(guī)程51第51頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月應力篩選原則每增加一道工序就會引入新的缺陷;高一級的篩選可以代替低一級的篩選,低一級的不能代替高一級的;印制電路板進行不通電的溫度循環(huán)可篩選出大部分元器件缺陷;從技術效果、故障可探測性、費效比等方面進行評估52第52頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月篩選試驗要求環(huán)境應力篩選是一種工藝,而不是一種試驗;明顯缺陷、潛在缺陷明顯缺陷通過常規(guī)檢測手段和相應的質量工序即可排除;潛在缺陷不能通過常規(guī)檢測手段發(fā)現和排除,會在實際使用中以早期故障的形式暴露,因此要求100%篩選試驗53第53頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月組件級篩選優(yōu)點:缺陷篩選成本低;不通電即可批篩選,效率高;熱慣性小,能以較高的溫變率進行篩選,篩選效率高;缺點:因為不通電,篩選尋找故障效率低;可以發(fā)現的缺陷:漏檢的元器件缺陷;組裝工藝缺陷、剝離、破裂;元器件與電路板焊點分離;焊接缺陷(開口、裂縫)參數漂移、超出容差54第54頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月單元級篩選篩選期間進行通電和檢測;檢測效率高;能篩選出各種類型的潛在缺陷包括單元各級間的接口;發(fā)現設計缺陷;篩選效率較低,成本較高;55第55頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月單元級篩選可篩選缺陷印制電路板組件連接缺陷(接點松動、彎曲、裂口、污染和連接器碎裂)導線連接缺陷(連接松動、插針彎曲、導線絕緣受損及多余殘留物)輸入輸出連接缺陷但愿內部電纜敷設缺陷;組裝中使用了未經篩選組件而引入缺陷56第56頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月篩選類型選擇溫度循環(huán)和隨機載荷篩選應力組合有振動——溫度循環(huán)——振動,第一次振動后必須有5個循環(huán)的溫度篩選篩選應力擬選用加速應力,但不超過設計的極限應力;溫度循環(huán)合理確定參數(低溫極值、高溫極值、溫度變化速率、極限溫度上的停留時間、循環(huán)次數、設備狀態(tài)監(jiān)測性能等)57第57頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月準則選擇溫度極限的關鍵:考慮儲存溫度和最高工作溫度,達到析出缺陷又不損壞好的產品,溫度極限一般低于上述溫度;溫變率以復雜的方式影響篩選效果,其選擇取決于受篩產品的特性和預期的缺陷性質;溫變率不小于5℃/min;溫度達到穩(wěn)定的時間(D1)取決于選用的準則,浸泡時間(D2)一是保證發(fā)生蠕變和完成功能測試,找出一般溫度下不會顯示的故障。釬料松弛所需的時間一般5min,功能測試的時間取決于測試的參數量;溫度循環(huán)次數、設備狀態(tài)、無故障循環(huán)次數、隨即振動譜形、量值、振動軸向要求、檢測儀表測試設備參照標準和產品特性制定。58第58頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境應力容差箱內溫度梯度應小于1℃/m;箱內溫度不超過篩選溫度的±2℃;振動試驗控制點譜形和按功率譜計算的容差分貝數應按照環(huán)境預示的譜形執(zhí)行,一般為±3dB,高頻部分±6dB,計算公式:dB=10lgW/W0;均方根加速度容差不大于1.5dB(dB=20lgGRMS/GRMS0);試驗時間的允差為標稱值的±1%.59第59頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月常規(guī)篩選用于可靠性增長、鑒定驗收試驗的預處理手段和生產過程的質量控制定量ESS是篩選的高級階段(對產品提出定量的可靠性目標要求,對篩選后產品中無可篩選卻顯得概率和置信度提出定量要求;對篩選成本提出閾值要求,并且要求具備定量ESS所必需的數據)篩選功用60第60頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月主要變量:引入缺陷密度、篩選檢出度、缺陷析出密度、殘留缺陷密度引入缺陷密度(DIN)決定于制造過程中從元器件和制造工藝兩方面引入的潛在缺陷密度;篩選檢出度(TS)決定于篩選所選用的應力把引入的潛在的缺陷加速發(fā)展成故障的能力(已與該應力對應的篩選度SS度量)和所用監(jiān)測儀表把這些故障檢測出來的能力(以檢出效率DE度量);殘留缺陷度(DR)和缺陷析出密度(F)取決于引入缺陷密度和篩選檢出度;定量篩選61第61頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月可靠性驗證試驗包括可靠性鑒定試驗及可靠性驗收試驗;(摸底和可靠性試驗)可靠性篩選試驗的基礎環(huán)境適應性的依據驗證試驗62第62頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月由于產品的復雜性和新技術的應用,產品設計需要一個不斷深化的過程設計和工藝的缺陷導致試驗和初始使用中,故障和問題較多,需要有計劃針對性地采取糾正措施,根除隱患,實現可靠性增長,貫穿于產品的壽命周期內;可靠性增長試驗63第63頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月通過分析和試驗發(fā)現故障源(在研制階段產品性能基本達到規(guī)定要求之后進行暴露缺陷的試驗和分析)發(fā)現問題的反饋根據發(fā)現的問題,所采取的行之有效的措施概括為:試驗——分析——改進(TAAF)過程。實現可靠性增長的三個因素64第64頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月依靠分析、設計實施可靠性增長;依靠試驗實施可靠性增長(專門安排在實驗室中所作的可靠性增長試驗;利用性能試驗、功能試驗、環(huán)境試驗、環(huán)境應力篩選等實驗發(fā)現問題;內場試驗和外場試驗相結合);依靠生產經驗實施可靠性增長;依靠使用經驗實施可靠性增長;可靠性增長的方法65第65頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月故障≠缺陷;即使是合格品,也可能存在缺陷;故障缺陷的關系和區(qū)別:NASA規(guī)定空間項目的器件管理和控制要求的標準中規(guī)定,不作特殊說明時,用于壽命保證和任務完成所不可缺少的或關鍵性應用場合的么一批元器件類型,都應做DPA;歐洲空間局(ESA)在ESA空間系統(tǒng)的器件選型、采購和控制的標準中規(guī)定,承包商應對器件按統(tǒng)一日期代號的種類各取3只做DPA,承包商不得委托生產廠承擔DPA或者委托有資質的第三方獨立實驗室。DPA66第66頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月歐洲檢測項目14個:外部目檢、機械性能電性能測試、X射線照相、密封性檢測、可焊性、抗溶性、引線牢固性、開帽、微剖面、內部目檢、鍵合強度、掃描電子顯微鏡、芯片剪切(美標增加:顆粒碰撞噪聲檢測、內部水汽含量監(jiān)測和內部結構)DPA項目增刪的依據是出現問題的頻率和用較少的樣品獲得較多的質量和可靠性信息;DPA要求67第67頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月簡化、普通、壽命試驗和全項四個等級;簡化級項目占普通級的75%,占壽命試驗級的69%,占全項的56%,提高等級的原則是以簡化級項目為基礎,再增加新的項目,不是任意組合項目達到一定數量后等級就提高。IC簡化級包括7個項目(必做外部目測、開帽、內部目檢、鍵合強度、芯片剪切;選做機械和電測)DPA等級返回目錄68第68頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月5.1可靠性設計管理體系目的:通過審查分析,發(fā)現疑點和薄弱環(huán)節(jié),糾正潛在設計缺陷,為設計改進指明方向,加速設計成熟;作用:評價設計是否滿足合同要求,是否符合可靠性規(guī)范、標準和準則;發(fā)現和確定設計的薄弱環(huán)節(jié)可高風險區(qū)域;對研制試驗、檢查程序、維修資源預先考核;檢查和監(jiān)督可靠性保障大綱的實施;減少設計修改,縮短研制周期,降低生命周期費用??煽啃栽O計評審69第69頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月可靠性設計規(guī)范

EMC設計規(guī)范熱設計規(guī)范降額設計規(guī)范結構可靠性設計規(guī)范環(huán)境設計規(guī)范防爆設計規(guī)范可靠性測試技術規(guī)范物料編碼管理及物料圖文檔工具軟件……結構設計基本準則防腐蝕設計準則鑄件結構設計準則焊接結構設計準則符合公差原則要求的結構設計準則遵循力學原理的結構設計準則軸支承結構設計準則塑料件結構設計準則切削件結構設計準則鍛件結構設計準則陶瓷件設計準則熱脹冷縮的結構設計準則薄板件的結構設計準則可靠性要求的結構設計準則符合裝配要求的結構設計準則70第70頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月低級故障(責任故障、軟硬件技術狀態(tài)管理失誤、崗位檢查不到位、檢查項目有遺漏或信息傳遞不暢通或文件管理上的脫節(jié)現象)重復性故障(主要在故障原因查明之前,對待故障設備或系統(tǒng)單元的狀態(tài)控制所出現的問題或重新又投入使用導致的故障)可靠性管理71第71頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月在任一時刻當任務需要時,系統(tǒng)處于可工作狀態(tài)的概率;在可用度模型中,只要系統(tǒng)處于維修狀態(tài)就認為系統(tǒng)是不可用的;在設備完好率模型中,即使系統(tǒng)因故障處于維修狀態(tài),只要其維修的時間在系統(tǒng)戰(zhàn)備允許的范圍內,認為該次維修不影響戰(zhàn)備完好;可用度與設備完好率72第72頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月裝備在任一時刻需要和開始執(zhí)行任務時,處于可工作或可使用狀態(tài)的程度;可用形式構成裝備效能的關鍵要素之一,同時又是影響裝備作戰(zhàn)能力的主要特性,他把裝備的可靠性、維修性、測試性和保障性綜合成為使用部門所關心的各種裝備使用參數;可用性通常使用可用度(A0)、能執(zhí)行任務率(MCR)、儲存可用度(SA)、能工作時間比(UTR)、在軌可用度(OA)等參數度量。可用性73第73頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月僅與工作時間和修復維修時間有關的一種可用性參數;可達可用度使用可用度儲存可用度在軌可用度固有可用度74第74頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月裝備效能是系統(tǒng)可用性、可信性和固有能力的綜合反映;可用性(可靠性、維修性、測試性、人為因素、保障資源)可信性(任務可靠性、任務維修性、安全性、生存性)固有能力(運輸能力、發(fā)射能力、運載能力、精度)效能75第75頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月定費用設計的概念(DTC)是用于保障的DTC指標一般以使用與保障費用的主宰參數表示;控制住這些費用的主宰參數就可控制住使用與保障費用;裝備的RandMandS是影響使用與保障費用的主宰因素,提高武器裝備的RandMandS是降低LCC的有效途徑。控制壽命周期費用的方法76第76頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月可靠性與維修性系數(MTBF、MTTR)備件數量維修工時保障設備的工作時間人員數量與勞動力價格其他消耗性資源的數量為降低使用保障費用和LCC,必須在裝備研制中充分重視RandMandS的設計與管理工作主宰參數77第77頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月控制用于產品硬件、軟件、人為因素對產品可靠性造成的影響,預防設計缺陷、選擇不恰當的元器件和原材料以及減少生產過程中的波動等;采用可靠性增長與控制技術;采用規(guī)范化的工程途徑,開展有效的可靠性工程活動;可靠性工程的工作重點78第78頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月可靠性要求(分定性和定量要求)是進行可靠性設計、分析、制造、試驗、驗收的依據;定性分析要求:功能危險分析(FHA),目的是檢查系統(tǒng)功能障礙,確定設計方案的可行性發(fā)現設計中潛在的問題,提出改進措施;故障模式與影響分析,自下而上,評價設備及其以下各級別的故障模式對產品的影響,確定其嚴酷度,發(fā)現設計中的薄弱環(huán)節(jié),提出改進措施;可靠性要求(1)79第79頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月故障樹與事件樹分析(FTA、ETA),自下而上,分析造成系統(tǒng)某種故障狀態(tài)的各種原因和條件,已確定各種原因或原因組合,發(fā)現設計中的薄弱環(huán)節(jié),提出改進控制措施;區(qū)域安全性分析(ZSC),判斷是否由于系統(tǒng)的安裝不當而產生不可接受的風險,或是否會由于該區(qū)域中某系統(tǒng)的設備故障而引起另外系統(tǒng)的故障(關聯故障)可靠性要求(2)80第80頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月準則:將可靠性設計要求及使用中的約束條件轉換為可靠性設計的邊界條件;簡化設計:余度設計:用多于一種的途徑來完成規(guī)定的功能米高產品的任務可靠性和安全性;降額設計:降低元器件、零部件的故障率,提高產品的基本、任務可靠性和安全性;制定和實施元器件可靠性大綱可靠性定性設計要求(1)81第81頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2月確定關鍵件和重要件環(huán)境防護設計熱設計軟件可靠性設計包裝、裝卸、運輸儲存等設計工程保證及生產質量保證可靠性定性設計要求(2)82第82頁,課件共94頁,創(chuàng)作于2023年2

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