六性工程基础

1、打造可靠的中国装备！ 北京运通恒达科技有限公司 大唐移动六性技术培训 陈晓彤 2015年1月 X 性 “三性” 可靠性、维修性、保障性 “五性” 可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性 “六性” 可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、环境适应性 “七性” 战术技术性能、可靠性、维修性、测试性、保障性、安全 性、经济性 内容安排 2 3 五性工程理念 五性工程发展 4环境适应性 1五性基本概念 关心的问题 针对保 养 需要清洗和润滑吗？ 多长时间需要更换？ 是否需要定期检查？ 保养的步骤是什么？ 需要什么工具、消耗品？ 针对故 障 多长时间发生一次？ 发生什么故障？ 如何发现故障？ 如何预报故

2、障？ 一旦发生，会产生什么后果？ 针对维 修 如何找到故障部位？ 在哪里修？ 维修前需要做哪些准备？ 维修的程序是什么？ 维修的时间是多少？ 这些问题是要 靠“五性五性”来 回答回答和解决解决的 产品的五性 S 针对使 用 需要定期维护吗？ 多长时间需要更换？ 维护的步骤是什么？ 需要什么工具、消耗品？ 针对故 障 多长时间发生一次？ 发生什么故障？ 如何发现故障？ 如何降低故障？ 一旦发生，会产生什么后果？ 针对维 修 如何找到故障部位？ 在哪里修？ 维修前需要做哪些准备？ 维修的程序是什么？ 维修的时间是多少？ 可靠性 装备在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力， 是一种评价装备是否

3、容易发生故障的特性 常用的评价指标有： 反映装备故障发生多少的故障率、平均故障间隔时间（MTBF） 反映装备完成规定功能的概率，如任务可靠度、飞行可靠度 反映装备使用和储存时间长短的大修期、使用寿命、储存寿命 五性基本概念 TB=交付时间点交付时间点 TW=耗损时间点耗损时间点 早期失效期早期失效期偶然失效区偶然失效区耗损失效区耗损失效区 TwTB 制造缺陷制造缺陷 工艺缺陷工艺缺陷 元件缺陷元件缺陷 固有缺陷固有缺陷 耗损故障耗损故障 时间时间 失效率失效率 浴盆曲线浴盆曲线 可靠性-产品的故障规律（浴盆曲线） 回答问题 第第8页页 针对保 养 需要清洗和润滑吗？ 多长时间需要更换？ 是否需

4、要定期检查？ 保养的步骤是什么？ 需要什么工具、消耗品？ 针对故 障 多长时间发生一次？ 发生什么故障？ 如何发现故障？ 什么原因导致？ 一旦发生，会产生什么后果吗？ 针对维 修 如何找到故障部位？ 在哪里修？ 维修前需要做哪些准备？ 维修的程序是什么？ 维修的时间是多少？ 可靠性预计 可靠性建模 FMECA 可靠性 可靠性评估 解决问题 第第9页页 可靠性建模 可靠性预计 可靠性评估 FMECA 可靠性分析 可靠性研制试验 可靠性增长试验 可靠性试验 可靠性设计审查 简化设计 降额设计 冗余设计 可靠性设计 维修性 装备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

5、其规定状态的能力 是一种评价装备是否容易维护和修理的特性 常用的评价指标有： 反映产品从装备上拆装快慢的拆装时间 反映产品故障后修复时间快慢的平均修复时间（MTTR） 反映维修工作量大小的维修工时 五性基本概念 回答问题 第第11页页 针对保 养 需要清洗和润滑吗？ 多长时间需要更换？ 是否需要定期检查？ 保养的步骤是什么？ 需要什么工具、消耗品？ 针对故 障 多长时间发生一次？ 发生什么故障？ 如何发现故障？ 如何预报故障？ 一旦发生，会产生什么后果？ 针对维 修 如何找到故障部位？ 在哪里修？ 维修前需要做哪些准备？ 维修的程序是什么？ 维修的时间是多少？ 维修性 维修性建模 维修性预计

6、隔离 分解 更换 结合调整 检验 启动 准备 解决问题 维修性设计 维修性设计准则 可达性设计 模块化设计 五性基本概念 测试性 装备（系统、子系统、设备或组件）能够及时而准确 地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降），并 隔离其内部故障的能力 是一种评价装备测试效率和故障诊断效率的特性 常用的评价指标有： 反映装备在不同技术阵地进行功能测试快慢的技术准备时间 反映测试是否充分的功能覆盖率、模块覆盖率 反映装备出故障后能否快速发现和定位的故障检测时间、故 障隔离时间 反映装备有多少故障可以被检测和隔离的故障检测率、故障 隔离率 回答问题 第第14页页 针对保 养 需要什么活动（润滑、清洗）？

7、 多长时间需要更换？ 是否需要定期检查？ 保养的步骤是什么？ 需要什么工具、消耗品？ 针对故 障 多长时间发生一次？ 发生什么故障？ 如何发现故障？ 如何预报故障？ 一旦发生，会产生什么后果？ 针对维 修 如何找到故障部位？ 在哪里修？ 维修前需要做哪些准备？ 维修的程序是什么？ 维修的时间是多少？ 故障诊断分析 故障检测分析 测试性 解决问题 测试性分析 故障检测率 诊断性分析 故障隔离率 测试性分析 BIT设计 外部测试设计 诊断设计 测试设计 保障性 保障性是指主装备和保障系统有机结合后能满足平时 战备和战时使用要求的能力 是一种评价装备在使用和维修过程中能否得到及时有 效保障的特性 主

8、装备是相对的，主装备的设计要实现“好保障”的目标 保障系统由保障设备、备件、技术资料、保障设施、保障人 员等各种保障资源和一套运行管理制度组成，保障系统的设 计（规划）和运行要实现“保障好”的目标 常用的评价指标有： 反映主装备和保障系统综合特性的使用可用度、战备完好率 反映主装备“好保障”特性的出动（发射）前检查时间、充 电（气、液）时间、挂弹时间 反映保障系统运行效率的保障延误时间、备件满足率、设施 利用率 五性基本概念 回答问题 针对保 养 需要什么保养活动(清洗/润滑)？ 多长时间需要更换？ 是否需要定期检查？ 保养的步骤是什么？ 需要什么工具、消耗品？ 针对故 障 多长时间发生一次？

9、 发生什么故障？ 如何发现故障？ 如何预报故障？ 一旦发生，会产生什么后果？ 针对维 修 如何找到故障部位？ 在哪里修？ 维修前需要做哪些准备？ 维修的程序是什么？ 维修的时间是多少？ RCM(以可靠性为中心的维修) 保障性 MTA(维修任务分析) LORA(维修级别分析) PHM(产品健康监控) 保障资源需求分析 解决问题 RCM(以可靠性为中心的维修) MTA(维护任务分析) LORA(维修级别分析) PHM(产品健康监控) 保障资源需求分析 预防性维修策略 健康监控策略 维修站点设置 保障资源策略 故障修复策略 保障性设计保障性设计 安全性 安全性是指产品所具有的不导致人员伤亡、系统毁坏

10、、 重大财产损失或不危及人员健康和环境的能力。 是一种评价装备能否以可接受的风险完成规定功能的 特性 装备设计中必须满足 装备使用中必须保证 常用的评价指标有： 事故概率、损失率、安全可靠度 五性基本概念 回答问题 针对保 养 需要清洗和润滑吗？ 多长时间需要更换？ 是否需要定期检查？ 保养的步骤是什么？ 需要什么工具、消耗品？ 针对故 障 多长时间发生一次？ 发生什么故障？ 如何发现故障？ 如何预报故障？ 一旦发生，会产生什么后果？ 针对维 修 如何找到故障部位？ 在哪里修？ 维修前需要做哪些准备？ 维修的程序是什么？ 维修的时间是多少？ 安全性 危险识别 危险分析 危险评估 五性斗争的对象

11、-故障 故障不能满足规定的功能 故障的种类： 功能丧失 功能降低 Surprise ！ 故障的可恢复性 软故障没有物理损伤 硬故障有物理损伤 性能界限 过应力 设计裕度 正常工作区 破坏极限 工作极限 技术规范 可靠性/维修性/测试性/保障性 识别 分析 评价 预防 验证 纠正 故障 Availability 可用性 可用性 为在任意随机时刻，产品处于可运行状态的能力； 对于武器装备来说，在研制和验证阶段作为战备完好性的 度量，是衡量武器装备作战能力的重要参数。 可靠性 少发生故障 维修性 快速恢复 测试性 迅速定位和诊断 保障性 使用和维修保障 战备完好 性 提高可用性 时间可工作时间不可工

12、作 可工作时间 可用性 365365 贮存 待命 工作 测试和诊断 故障维修 维护保养 可靠性 测试性 维修性 使用保障 维修保障 保障性 安全性的分析对象是危险 识别 分析 评价 预防 验证 纠正 危险 可靠性与安全性 对于一些产品来说，可靠性就是安全性。 可靠性关心任务成败 安全性关心人身安全 危险 故障 大雾 闪电 可靠性 安全性 功能状态功能状态 故障状态故障状态 危险状态危险状态 可靠性可靠性安全性安全性 设计、质量、五性 可靠性是产品质量的核心，但是质量工作不能代替可靠性工作 产品的可靠性主要是由产品的设计决定的，设计决定了产品的固有可靠性 产品可靠性工作的核心是可靠性管理 产品的

13、可靠性是设计出来的、生产出来的、管理出来的。 -钱学森 设计 质量 五性 内容安排 2 3 五性工程理念 五性工程发展 4环境适应性 1五性基本概念 当前产品设计的本质是“效费”设计 产品设计 效能 性能设计 功能设计 性能设计 外观设计 操作设计 五性设计 可靠性设计 维修性设计 可用性设计 安全性设计 寿命周期费用 协同 LCC LCC=Life Circle Cost, 即全寿命周期费用 机车LCC包括初始配置费用、维护保养费用、故障维修费 用三大项。 运用维护费与购置费之比 0 2 4 6 8 10 12 飞机汽车机床军事装备轨道装备 现代设计现代设计理念理念 性能向效能的延伸 研制费

14、用向寿命周期费用的延伸 过去, 我们是这样回答的 产品设计 仿真/试验 设计定型 不符合 符合 五性 以后，我们该这样回答 提出五性要求 五性要求验证 五性协同设计 这样的回答方式，更科学，更理性 内容安排 2 3 五性工程理念 五性工程发展 4环境适应性 1五性基本概念 美陆、海、空三军2020年联合远景 Information SuperiorityInformation Superiority 信息优势信息优势 Focused Focused LogisticsLogistics 聚焦后勤 Precision Engagement Precision Engagement 精确打击精确打

15、击 Dominant Maneuver Dominant Maneuver 绝对优势的机动性绝对优势的机动性 Full Dimensional Full Dimensional Protection Protection 全空间全空间防卫防卫 InnovationInnovation 变革变革 FullFull SpectrumSpectrum DominanceDominance 全方位的主导优势全方位的主导优势 基于性能的后勤保障PBL 备件供 应 修理机 构承包 产品保 障 供应链 管理 保障外 包 PBL-基于 性能的后 勤保障 系统保 障 以使用可 用度为付 费标准 功能保 障 按使

16、用时 间付费 （租用） 实施PBL的本质是购买性能，而不是像传 统体制那样购买个别零部件和维修活动 PBL表示供应商具有： 修理能力 备件供应能力 库存管理能力 项目管理能力 测试装备的维修性 以可靠性为导向的分析能力 高效的信息系统 完整的电子技术文件 Lockheed Martin MissIles and Fire Control Lockheed Martin M&FC Supplier A 一级供应商一级供应商 Sub Supplier 1 二级供应商二级供应商 Sub Supplier 2 二级供应商二级供应商 Supplier B 一级供应商一级供应商 Sub Supplier

17、3 二级供应商二级供应商 Sub Supplier 4 二级供应商二级供应商 Supplier C 一级供应商一级供应商 Sub Supplier 5 二级供应商二级供应商 Sub Supplier 6 二级供应商二级供应商 R&M 分析 Logistics 保障性 Field Service 外场服务 Safety / Risk 安全/风险 预计 FMEA 组合子系统 预计和FMEA模型 生成子系统的 RBD或FT模型 组合供应商的预计、 FMEA、RBD、FT模型， 生成系统分析模型 Field Service Eng. 外场服务 Customer Call Center 呼叫中心 Mai

18、ntainability Prediction 维修性预计 FRACAS FTA FMEA/FMECA System Model 系统模型 (RBD/OpSim) *Redundancy 冗余 *Spares 备件 *Maintenance Policy 维修政策 Design 设计 LSAR Testing 测试 Relex Outputs Relex输出 Technical Publications 技术发布 Reliability Prediction 可靠性预计 Lockheed Martin MissIles and Fire Control 中国航天的五性 航天 为中国可靠性工作最

19、好的行业 研制流程中有明确的可靠性环节，贯彻严格，可靠性 对设计有一票否决权 所有研究院均有专门机构和专职工程师，可靠性工程 师地位较高 过程可靠性试验规范、完善 质量与可靠性信息系统完善，可靠性工作所需的基础 数据条件良好 “神舟”六号安全性是99.7，火箭可靠性97%，“神舟”七 号安全性是99.807，火箭可靠性98% 我国军机五性的发展 80年代，从歼7-C开始有四性指标要求，只有一个简单的维修性指标 歼8，无整机可靠性要求，只对航电系统有MTBF要求 歼10B，对整机、航电、均有MHBF要求，各分系统有简单的维修性 要求 歼轰10提出了含有九大要素的四性要求 歼11B增加了保障性要求

20、 我国军机五性的发展 新一代战机的四性要求 指标：从范围、种类、数量上均已达到了美军第四代战机的指标要求 有些指标值已经达到了美军四代战机的水平 PHM、PMA（辅助维修装置）、S1000D电子交互手册要求 空军、主机厂均提出了过程要求 四性指标将纳入研制合同要求 主机厂正在制定的“型号研制要求”中，将包括五性工作项目的输入要求、 输出要求、各类模板、“Check List”评审要求等，该要求将随着研制进 程不断动态更新 主机厂正在建立型号数据交换机制，数据交换将每月进行，四性工作的检 查、评审也将按月进行，对每轮设计迭代均按型号研制要求检查可靠性工 作项目的输入、输出等 第第42页页 我国企

21、业五性技术人员管窥 华为可靠性系统工程师岗位：200余人(20人可靠性管理部，180人产 品开发部门) （全球87500人，其中研发37600人） 第第43页页 我国企业五性技术人员管窥 40多个可靠性工程师 可靠性技术研究所 长虹、北航可靠性联合 实验室 第第44页页 西安飞机 设计所 成都飞机 设计所 沈阳飞机 设计所 2020 4040 6060 8080 100100 人数 可靠性和综保 工程师 年龄在40 岁以上者 我国企业五性技术人员管窥 飞机研究所 单位 可靠性工程 师 40岁以上可靠 性工程师 人数 占技术 人员总 数比例 人数 占技术 人员总 数比例 西飞512.8%100.

22、6% 成飞403.33%90.75% 沈飞957.3%201.5% 轨道交通五性发展 RAMS发展动力 中国高速铁路和 高速机车的对外 引进、合作 国际市场准入门 槛-IRIS质量体 系 第第46页页 其他行业 民用电子 MTBF很久以来就是通讯、网络设备的性能指标 可靠性预计、分配、试验是通讯、网络设备研发流程 中必要环节 汽车行业 TS16949质量标准中，强制要求FMEA分析 FMEA分析是汽车设计流程中的必要环节，是设计验 证计划制定的输入条件；FRACAS是研发流程中的重 要子流程之一 外资、合资企业较好地执行了研发流程中的可靠性工 作，内资企业两层皮现象较为严重 第第47页页 面临

23、的挑战 五性要求不明确，无法提出有效 的五性设计和分析要求 专业人力资源不充分，五性工作 责任不清晰 与产品研制过程不协调，没有 协同的工作流程和计划体系 基础数据严重不足，经验积累 （Lessons Learn）机制不健全 缺乏过程监督和里程碑控制手段 对结果缺乏验证和控制手段 产品设计产品设计 五性五性分析分析 五性技术的融合 当前状态 发展方向 五性分别管理和控制 五性的工作项目不协调 五性之间仅有数据交互 可靠性可靠性 维修性维修性 安全性安全性 测试性测试性 保障性保障性 可靠性 维修性 测试性 安全性 保障性 v 五性是一个整体 v 统一的要求和管理 v 统一的工作程序 五性的工作项目 可靠性工作项目 可靠性预计 可靠性建模 FMECA 故障树分析 可靠性增长试 验 一共32项（450A） 维修性工作项目 维修性建模 维修性预计 维修性设计准 则 维修性FMECA 信息准备 一共27项（368B） 安全性工作项目 初步危险表 初步危险分析 系统危险分析 故障树