可靠性和维修性

可靠性、维修性、综合保障

及

软件工程

可靠性及维修性基本概念•对产品的要求

–良好的功能和性能

–经久耐用（长时间保持其功能和性能）

–容易维护和修理（方便快捷的恢复其功能）•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（~概率——可靠度）

•维修性——产品在规定的条件下和规定的时间内，按规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（~概率——维修度）

可靠性要求•定性要求

–可靠性设计要求，如：

•简化设计、采用成熟技术、模块化设计

•冗余设计、降额设计

•热设计、环境防护设计等

–可靠性分析要求，如：

•故障模式影响分析

•故障树分析等

–可靠性试验技术，如：

•环境应力筛选技术

•可靠性鉴定试验等

可靠性的定量要求

•可靠性参数

–可靠度R（t）：产品在规定条件下和规定的时间

内，完成规定功能的概率R（t）=p（ξ﹥t）–平均故障前时间（不可修复产品的平均寿命）MTTF——产品寿命单位总数/故障产品总数–平均故障间隔时间（可修复产品的平均寿命）MTBF——产品寿命单位总数/故障总次数–故障率λ——产品故障总数/寿命单位总数•λ（t）：浴盆曲线

可靠性工作项目（GJB450A）•建立可靠性模型（可靠性框图/数学模型)

•可靠性分配

•可靠性预计

•故障模式影响及危害性分析

•故障树分析

•制定可靠性设计准则

•元器件、零部件和原材料选择和控制

•确定功能测试、包装、贮存、装卸、运输和维修对产品可靠性的影响

•环境应力筛选

•其他可靠性分析技术（潜在通路分析、有限元分析、耐久性分析）

可靠性设计准则-设计应遵循的要求

•采用成熟的技术和工艺

•简化设计(互换性/通用化/模块化/压缩材料器件种类）•降额设计（低于额定应力条件下使用）

•容错、防差错设计（特定故障或差错下仍能完成功能/防错装、错用、误操作）

•冗余设计（采用一种以上手段保证故障时完成同一功能）•电路容差设计（各部分参数的容差对电路性能的影响，提高电路参数的稳定性）

可靠性设计准则（续）

•热设计（提高允许工作温度/减少发热量/散热/冷却）•环境防护设计（温/湿/盐雾/霉菌/振/冲击/电磁/辐射/静电）

•防瞬态过应力设计（如过压、过流保护）

•软件可靠性设计（如结构化/简化/成熟技术/避错/查错/容错/安全性设计/软件透明度）

•与人的因素有关的设计（人类工效学的应用，减少人为因素导致故障）

可靠性验证试验

•可靠性工程试验

–环境应力筛选试验（施加规定的环境应力，发现/剔除早期失效）

–可靠性增长试验（施加环境应力以激发故障，分析

改进）

•可靠性统计（验证）试验

–可靠性鉴定试验（新产品或重大改型后对可靠性的

验证）

–可靠性验收试验（对批量产品交付时对可靠性的检

验）

维修性要求

•维修性定性要求（维修性设计准则）–简化设计与维修

–良好的维修可达性

–提高标准化和互换性程度

–完善的防差错措施及识别标记

–保证维修安全

–测试准确、快速、简便

–重视贵重件的可修复性

–软件可维护性设计

–符合维修中人机环工程的要求

维修性定量要求

•维修性参数

–平均修复时间（排除一次故障所需时间的平均值）

规定条件/时间/维修级别（基层、中继、基地）下维修

MTTR=修复性维修总时间/故障总数

–平均预防性维修时间（预防性维修所用时间平均值）M pt=预防性维修总时间/维修总次数

•测试性参数

–故障检测率FDR（r DF））

r DF=用规定的方法检测到的故障数/故障总数–虚警率FAR （r FA）

r FA=规定时间发生的虚警数/故障指示总数

维修性工作项目

•建立维修性模型（维修性框图/维修性数学模型）•维修性分配

•维修性预计

•维修性分析

–维修性信息分析（如FMEA（FMECA））

–综合权衡分析（考虑对产品寿命周期费用的影响）–维修性设计特征分析（维修操作过程的可视化）

–维修性比较分析（新研制产品与类似产品相比较）•维修性设计准则

•维修性与测试性验证

维修性试验与评定

•目的

–考核产品的维修性，确定是否满足规定要求

–发现设计缺陷，实现维修性增长

–对有关维修的各保障要素（备件/设备/工具/资料）进行

评价

•方法

–维修性核查（研制过程中，实体模型/样机的演示，实

际排故测定，以便改进设计）

–维修性验证（产品定型阶段，模拟实际维修条件进行

试验/评定，是否满足要求）

–维修性评价（产品使用阶段，对维修性的试验和评定）–维修性的定量验证（GJB2072〈维修性试验与评定〉）

综合保障技术

•综合保障：—在装备的寿命周期内，为满足系统战备完好性要求，降低寿命周期费用，综合地考虑装备的保障问题（确定保障性要求，开展保障性设计，规划并研制保障性资源，进行保障性试验与评价，建立保障系统等）的一系列管理和技术活动。

•保障性：装备的设计特性和计划的保障资源满足平时和战时战备完好性要求的能力

–好保障：装备不发生/很少发生故障，可快速修复，

保障方便（设计特性决定）

–保障好：有适宜的保障资源