军工产品的六性策划与设计(行业一类)课件

军工产品“六性”策划与设计1讲课课件主要内容1

“六性”概念及工作内容2“六性”策划3可靠性设计4“六性”设计2讲课课件1“六性”概念及工作内容3讲课课件“六性”概念依据GJB451A-2005《可靠性维修性保障性术语》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。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。保障性：装备的设计特性和计划的保障资源满足平时战备完好性和战时利用率要求的能力。测试性：产品能及时并准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降），并隔离其内部故障的能力。安全性：产品所具有的不导致人员伤亡、系统毁坏、重大财产损失或不危及人员健康和环境的能力。环境适应性：装备在其寿命期预计可能遇到的各种环境的作用下能实现其所有预定功能、性能和（或）不被破坏的能力。4讲课课件“六性”主要工作依据GJB9001B-2009《质量管理体系要求》4.1“总要求”：“适用时，组织应建立、实施和保持产品的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等工作过程。”5讲课课件“六性”策划依据GJB9001B-2009《质量管理体系要求》7.1“产品实现的策划”：“组织应确定产品可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等要求。”6讲课课件“六性”设计依据GJB9001B-2009《质量管理体系要求》7.3.1“设计和开发策划”：“运用优化设计和可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性等专业工程技术进行产品设计和开发。”7.3.3“设计和开发输出”：“适用时，给出可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等设计报告。”7.3.4“设计和开发评审”：“必要时，进行可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性等专题评审。”7讲课课件“六性”工作框图项目策划阶段项目设计阶段项目策划六性策划六性大纲质量保证大纲输出输出技术设计六性设计六性设计报告技术设计报告输出输出设计定型阶段设计定型六性评估六性评估报告19个附件之一设计定型文件输出输出依据GJB1362A-2007《军工产品定型程序和要求》8讲课课件2“六性”策划9讲课课件“六性”策划依据GJB9001B-2009《质量管理体系要求》7.1“产品实现的策划”：“组织应确定产品可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等要求。”10讲课课件工作重点：确定“六性”要求输出：“六性”大纲工作内容：“六性”策划确定“六性”要求确定“六性”质量管理模式确定“六性”工作项目编制“六性”大纲11讲课课件确定“六性”要求“六性”要求包括定量要求和定性要求。依据研制总要求、研制合同或相关文件。依据GJB1909A-2009《装备可靠性维修性保障性要求论证》等对项目“六性”的定量与定性要求进行补充。12讲课课件可靠性要求定量要求：通常包括基本可靠性要求和任务可靠性要求。基本可靠性：产品在规定的条件下，规定的时间内，无故障工作的能力。常见参数如平均故障前时间（MTTF）（不可修复产品）、平均故障间隔时间（MTBF）（可修复产品）等。任务可靠性：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。常见参数如平均严重故障间隔时间（MTBCF）、任务可靠度（R(t)）等。定性要求：对产品设计、工艺、软件及其他方面提出的非量化要求，如采用成熟技术、简化、冗余和模块化设计等设计要求、有关元器件使用、降额和热设计方面的要求等。13讲课课件维修性要求定量要求：反映系统战备完好性、任务成功性、保障费用和维修人力等目标或约束，体现在保养、预防性维修、修复性维修和战场抢修等诸方面。参数可分为以下三类：维修时间参数，如平均修复时间（MTTR）、系统平均恢复时间（MTTRS）、平均预防性维修时间（MPMT）等。维修工时参数，如维修工时率（MR）。测试诊断类参数，如故障检测率（FDR）、故障隔离率（FIR）、虚警率（FAR）、故障检测隔离时间（FIT）等。定性要求：为使产品维修快速、简便、经济，而对产品设计、工艺、软件及其他方面提出的要求，一般包括可达性、互换性与标准化、防差错及识别标志、维修安全、检测诊断、维修人素工程、零部件可修复性、减少维修内容、降低维修技能要求等方面。14讲课课件保障性要求定量要求：一般分为三类：针对装备系统的系统战备完好性要求，如使用可用度、能执行任务率等。针对装备的保障性设计特性要求，主要包括可靠性、维修性、测试性要求，它们由系统战备完好性要求导出，一般用与系统战备完好性、维修人力和保障资源要求有关的可靠性、维修性、测试性使用参数描述。针对保障系统及其资源的要求，如平均延误时间、备件利用率等。定性要求：一般包括针对装备系统、装备保障性设计、保障系统及其资源等几方面的非量化要求。装备系统的定性要求主要是指标准化等的原则性要求。装备保障性设计方面的定性要求主要是指可靠性、维修性、测试性、运输性的定性要求和需要纳入设计的有关保障考虑。保障系统及其资源的定性要求主要是指在规划保障时要考虑、要遵循的各种原则和约束条件。15讲课课件测试性要求定量要求：包括故障检测率、故障隔离率、故障检测时间、故障隔离时间和虚警率等。定性要求：包括测试可控性、测试观测性和被测单元（UUT）与测试设备的兼容性等。16讲课课件安全性要求安全性要求必须与质量管理、可靠性、维修性、人素工程、健康保障等工作综合权衡与协调，已达到最佳的费用效益。17讲课课件环境适应性要求确定合理的环境适应性要求，并以合理的费用确保装备满足规定的环境适应性要求。18讲课课件对“六性”要求进行分配明确产品的组成结构层次，确定进行“六性”要求分配的最低层次。将“六性”要求按结构层次分配给各组成部分。19讲课课件建立项目“六性”质量管理组织，明确其组成和主要工作职责。组成：设计生产部门代表、管理部门代表、质量部门代表、用户代表等。职责：信息收集和分类纠正过程跟踪故障趋势分析纠正措施实施效果分析对重大故障、频繁出现的故障进行分析对悬而未决的问题进行追查确定“六性”质量管理模式20讲课课件依据GJB841-90《故障报告、分析和纠正措施系统》下图是该系统的工作框图示例：故障报告、分析和纠正措施系统（FRACAS）21讲课课件应在产品整个生命周期中进行“六性”信息的收集，并根据“六性”信息的特点，明确有关信息可通过哪些工作或其结果中获得。信息来源主要有：设计过程中的“六性”分析、FMECA等。各类试验。包括测试与装配、湖海试验、环境适应性试验、可靠性试验等。各类故障。使用信息。明确“六性”信息收集的时机22讲课课件在合同中对分承制方提出“六性”定量与定性要求。要求分承制方按照“六性”大纲制定的工作计划执行，并对其工作实施监督和检查。参加分承制方的“六性”评审。对分承制方的产品故障分析和纠正措施进行评审和监督。对分承制方的监督和控制23讲课课件选择和确定“六性”工作项目，以可接受的寿命周期费用，实现规定的“六性”要求。根据项目“六性”要求，可以增加工作项目。确定完成每项“六性”工作项目所需资源与完成时间。确定每项工作项目的输出。确定“六性”工作项目24讲课课件依据GJB450A-2004《装备可靠性工作通用要求》（32项）可靠性工作项目可靠性及其工作项目要求的确定（100系列）确定可靠性要求（101）确定可靠性工作项目要求（102）可靠性管理（200系列）制定可靠性计划（201）制定可靠性工作计划（202）对承制方、转承制方和供应方的监督和控制（203）可靠性评审（204）建立故障报告、分析和纠正措施系统（205）建立故障审查组织（206）可靠性增长管理（207）可靠性设计与分析（300系列）建立可靠性模型（301）可靠性分配（302）可靠性预计（303）故障模式、影响及危害性分析（304）故障树分析（305）潜在分析（306）电路容差分析（307）制定可靠性设计准则（308）元器件、零部件和原材料选择与控制（309）确定可靠性关键产品（310）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（311）有限元分析（312）耐久性分析（313）可靠性试验与评价（400系列）环境应力筛选（401）可靠性研制试验（402）可靠性增长试验（403）可靠性鉴定试验（404）可靠性验收试验（405）可靠性分析评价（406）寿命试验（407）使用可靠性评估与改进（500系列）使用可靠性信息收集（501）使用可靠性评估（502）使用可靠性改进（503）25讲课课件研制阶段工作项目输出方案设计确定可靠性要求（101）可靠性大纲确定可靠性工作项目要求（102）制定可靠性工作计划（202）建立故障审查组（206）建立故障报告、分析和纠正措施系统（205）对分承制方的监督和控制（203）可靠性大纲评审（与方案设计审查同时进行）（204）方案设计审查意见初样机研制建立可靠性模型（301）可靠性设计报告可靠性分配（302）可靠性预计（303）故障模式、影响及危害性分析（304）制定可靠性设计准则（308）元器件、零部件和原材料选择与控制（309）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（311）可靠性设计报告评审（与初样机设计审查同时进行）（204）初样机设计审查意见正样机研制环境应力筛选试验（401）环境应力筛选试验大纲环境应力筛选试验报告可靠性鉴定试验（404）可靠性鉴定试验大纲可靠性鉴定试验报告设计定型可靠性分析评价（406）可靠性分析评价报告可靠性设计定型评审（与设计定型审查同时进行）（204）设计定型审查意见26讲课课件依据GJB368B-2009《装备维修性工作通用规范》（22项）维修性工作项目维修性及其工作项目要求的确定（100系列）确定维修性要求（101）确定维修性工作项目要求（102）维修性管理（200系列）制定维修性计划（201）制定维修性工作计划（202）对承制方、转承制方和供应方的监督和控制（203）维修性评审（204）建立维修性数据收集、分析和纠正措施系统（205）维修性增长管理（206）维修性设计与分析（300系列）建立维修性模型（301）维修性分配（302）维修性预计（303）故障模式及影响分析——维修性信息（304）维修性分析（305）抢修性分析（306）制定维修性设计准则（307）为详细的维修保障计划和保障性分析准备输入（308）维修性试验与评价（400系列）维修性核查（401）维修性验证（402）维修性分析评价（403）使用期间维修性评价与改进（500系列）使用期间维修性信息收集（501）使用期间维修性评价（502）使用期间维修性改进（503）27讲课课件研制阶段工作项目输出方案设计确定维修性要求（101）维修性大纲确定维修性工作项目要求（102）制定维修性工作计划（202）建立维修性数据收集、分析和纠正措施系统（205）对分承制方的监督和控制（203）维修性大纲评审（与方案设计审查同时进行）（204）方案设计审查意见样机研制建立维修性模型（301）维修性设计报告维修性分配（302）维修性预计（303）故障模式及影响分析——维修性信息（304）制定维修性设计准则（307）维修性设计报告评审（与初样机设计审查同时进行）（204）初样机设计审查意见设计定型维修性分析评价（403）维修性分析评价报告维修性设计定型评审（与设计定型审查同时进行）（204）设计定型审查意见28讲课课件依据GJB3872-99《装备综合保障通用要求》（13项）保障性工作项目综合保障的规划与管理制定综合保障计划制定综合保障工作计划综合保障评审对转承制方和供应方的监督与控制规划保障规划使用保障规划维修规划保障资源研制与提供保障资源研制保障资源提供保障资源装备系统的部署保障保障系统的试验与评价保障性设计特性的试验与评价保障资源试验与评价系统战备完好性评估29讲课课件研制阶段工作项目输出方案设计确定保障性要求（增加）保障性大纲确定保障性工作项目要求（增加）制定保障性工作计划对分承制方的监督和控制保障性大纲评审（与方案设计审查同时进行）方案设计审查意见样机研制保障性分析（增加）保障性设计报告规划使用保障规划维修规划保障资源保障性设计报告评审（与初样机设计审查同时进行）初样机设计审查意见设计定型保障性分析评价保障性分析评价报告保障性设计定型评审（与设计定型审查同时进行）设计定型审查意见30讲课课件依据GJB2547-95《装备测试性大纲》（7项）测试性工作项目测试性工作的监督与控制（100系列）确定测试性工作计划（101）测试性评审（102）制定测试性数据收集和分析计划（103）设计与分析（200系列）诊断方案和测试性要求（201）测试性初步设计与分析（202）测试性详细设计与分析（203）试验与评定（300系列）测试性验证（301）31讲课课件研制阶段工作项目输出方案设计确定测试性要求（增加）测试性大纲确定测试性工作项目要求（增加）制定测试性工作计划（101）制定测试性数据收集和分析计划（103）测试性大纲评审（与方案设计审查同时进行）（102）方案设计审查意见样机研制测试性设计与分析（203）测试性设计报告测试性设计报告评审（与初样机设计审查同时进行）（102）初样机设计审查意见设计定型测试性分析评价（301）测试性分析评价报告测试性设计定型评审（与设计定型审查同时进行）（102）设计定型审查意见32讲课课件依据GJB900-90《系统安全性通用大纲》（27项）安全性工作项目管理与控制（100系列）制定系统安全性工作计划（101）对转承制方、供应方和建筑工程单位的安全性综合管理（102）安全性大纲评审（103）对系统安全性工作组的保障（104）建立危险报告、分析和纠正措施跟踪系统（105）试验的安全性（106）系统安全性进展报告（107）设计与分析（200系列）初步危险表（201）初步危险分析（202）分系统危险分析（203）系统危险分析（204）使用和保障危险分析（205）职业健康危险分析（206）工程更改建议的安全性评审（207）订购方提供的设备和设施的安全性分析（208）验证与评价（300系列）安全性验证（301）安全性评价（302）安全性符合有关规定的评价（303）安全性培训（400系列）系统安全性主管负责人的资格（401）培训（402）软件系统安全性（500系列）软件需求危险分析（501）概要设计危险分析（502）详细设计危险分析（503）软件编程危险分析（504）软件安全性测试（505）软件与用户接口分析（506）软件更改危险分析（507）33讲课课件研制阶段工作项目输出方案设计确定安全性要求（增加）安全性大纲确定安全性工作项目要求（增加）制定安全性工作计划（101）建立危险报告、分析和纠正措施跟踪系统（105）对分承制方的安全性综合管理（102）试验的安全性（106）安全性大纲评审（与方案设计审查同时进行）（103）方案设计审查意见样机研制系统危险分析（204）安全性设计报告使用和保障危险分析（205）软件危险分析（501）安全性设计报告评审（与初样机设计审查同时进行）（103）初样机设计审查意见设计定型安全性分析评价（302）安全性分析评价报告安全性设计定型评审（与设计定型审查同时进行）（103）设计定型审查意见34讲课课件依据GJB4239-2001《装备环境工程通用要求》（20项）环境适应性工作项目环境工程管理（100系列）制定环境工程工作计划（101）环境工程工作评审（102）环境信息管理（103）对转承制方和供应方的监督和控制（104）环境分析（200系列）确定寿命期环境剖面（201）编写使用环境文件（202）确定环境类型及其量值（203）确定实际产品试验的替代方案（204）环境适应性设计（300系列）制定环境适应性设计准则（301）环境适应性设计（302）环境适应性预计（303）环境试验与评价（400系列）制定环境试验与评价总计划（401）环境适应性研制试验（402）环境响应特性调查试验（403）飞行器安全性环境试验（404）环境鉴定试验（405）批生产装备（产品）环境（验收和例行）试验（406）自然环境试验（407）使用环境试验（408）环境适应性评价（409）35讲课课件研制阶段工作项目输出方案设计确定环境适应性要求（增加）环境适应性大纲确定环境适应性工作项目要求（增加）制定环境适应性工作计划（101）对分承制方的监督和控制（104）环境适应性大纲评审（与方案设计审查同时进行）（102）方案设计审查意见初样机研制确定寿命期环境剖面（201）环境适应性设计报告制定环境适应性设计准则（301）环境适应性设计报告评审（与初样机设计审查同时进行）（102）初样机设计审查意见静水压力试验（增加）静水压力试验大纲静水压力试验报告正样机研制环境试验（405）环境试验大纲环境试验报告电磁兼容性试验（增加）电磁兼容性试验大纲电磁兼容性试验报告设计定型环境适应性分析评价（409）环境适应性分析评价报告环境适应性设计定型评审（与设计定型审查同时进行）（102）设计定型审查意见36讲课课件编写“六性”大纲也就是编制“六性”工作计划。确定各工作项目完成的阶段、时间、完成形式、需要的资源等，必要时确定完成工作项目的负责人。完成在“六性”大纲中输出的工作项目。明确不在“六性”大纲中输出的工作项目的实施办法。明确“六性”的评审点。编制“六性”大纲37讲课课件3可靠性设计38讲课课件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。工作目标：确保新研和改型的装备达到规定的可靠性要求，保持和提高现役装备的可靠性水平，以满足系统战备完好性和任务成功性要求，降低对保障资源的要求，减少寿命周期费用。39讲课课件可靠性设计建立可靠性模型可靠性分配可靠性预计故障模式、影响及危害性分析制定可靠性设计准则元器件、零部件和原材料选择与控制确定功能测试、包装、贮存、装卸、运输和维修对产品可靠性的影响40讲课课件可靠性定量要求基本可靠性：产品在规定的条件下，规定的时间内，无故障工作的能力。常见参数：平均故障前时间（MTTF）：在规定的条件下和规定的期间内，产品寿命单位总数与故障产品总数之比。（不可修复产品）平均故障间隔时间（MTBF）：在规定的条件下和规定的期间内，产品寿命单位总数与故障总次数之比。（可修复产品）任务可靠性：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。常见参数：平均严重故障间隔时间（MTBCF）：在规定的一系列任务剖面中，产品任务总时间与严重故障总数之比。任务可靠度（R(t)）：任务可靠性的概率度量。41讲课课件寿命剖面分析寿命剖面：产品从交付到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。说明产品在整个寿命周期所经历的事件，包括：采购、包装、运输、贮存检测、发送、任务剖面、维修和运输等。分析每个事件的顺序、持续时间、环境和工作方式。42讲课课件任务剖面分析任务剖面：产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。对产品应制定一种或多种任务剖面，一般应包括：产品的工作状态。产品的维护、维修方案。产品的工作时间与顺序。产品所处的环境的时间与顺序。任务成功或主要故障的定义。43讲课课件故障判据分析故障判据：判断是否属于故障的依据，也称故障判断准则。规定产品失效定义，必须对成功的产品性能进行定义，这些参数必须采用在验证时可以测量的术语进行表示。对系统的每一种被测试的基本性能必须明确成功失败的界限，这些界限必须要用明确的、不含糊的术语定义。44讲课课件为分配、预计、分析或估算产品的可靠性所建立的框图和数学模型。可靠性模型有如下几种形式：串联模型：多台设备同时工作，其中任意一台设备工作失效，都使得整个系统失效的系统。并联模型：多台设备同时工作，其中一台设备工作正常，即表示系统工作正常的系统。冗余（贮备）系统模型：一台设备处于工作状态，同时有一台或多台设备处于贮备状态，用转换开关检测工作设备的失效、并能在工作设备发生失效瞬间，自动转向备用设备的系统。表决系统模型：多台设备同时工作，其中部分设备工作正常，即表示系统工作正常的系统。可靠性模型45讲课课件依据GJB813-90《可靠性模型的建立和可靠性预计》（1）可靠性框图：应以产品功能框图、原理图、工程图为依据且相互协调。建立可靠性模型（2）可靠性数学模型本产品的所有组成单元中任一单元的故障都会导致整个系统失效，是典型的串联系统，其数学模型为：失效率与MTBF的关系为：由以上公式可以看出，要提高系统的可靠性，必须提高各单元的可靠性，降低其失效率46讲课课件为了把产品的可靠性定量要求按照给定的准则分配给各组成部分而进行的工作。自上而下，由小到大，从整体到局部，逐步分解。产品复杂程度、技术成熟程度、产品使用环境、任务时间长短、产品重要程度成为可靠性分配的参考标准。可靠性分配47讲课课件无约束可靠性分配法是系统以满足规定的可靠性指标为目的，除了可靠性指标外，没有约束条件。无约束可靠性分配法应用较广，包括等分配法、评分分配法、比例组合法和重要度分配法等。有约束条件下分配的可靠性指标的必要条件是用一些数据或公式将约束条件与可靠性联系起来。有约束条件的系统任务可靠性分配法，如拉格朗日乘数法、动态规划法和直接寻找查法等。这些方法由于比较复杂，在实际应用中使用较少。可靠性分配方法48讲课课件评分分配法：通过对影响可靠性的几种因素评分，并对评分值进行综合分析以获得各单元产品之间的可靠性相对比值，再根据相对比值给每个分系统或设备分配可靠性指标的分配方法。影响可靠性的因素包括产品复杂程度、技术水平、工作时间、条件环境等，需要确定各种因素评分值的范围，分值越高说明可靠性越差。可靠性分配方法49讲课课件单元名称复杂程度

技术水平

工作时间

环境条件

各单元评分数

各单元评分系数

分配给各单元失效率

（10-6/h）MTBF（h）电源发射机接收机信号处理机换能器水密结构总计50讲课课件为了估计产品在给定工作条件下的可靠性而进行的工作。自下而上，从局部到整体。电子产品依据GJB/Z299C-2006《电子设备可靠性预计手册》中提供的方法和数据进行可靠性预计。机械产品预计可参考：美国、英国、加拿大和澳大利亚等国出版的《机械设备可靠性预计手册》和《非电子零部件可靠性数据》。可靠性预计51讲课课件电子产品可靠性预计方法较多，常用方法有：相似产品法、评分计数法、元器件计数法、应力分析法、故障预计法等。机械产品可靠性预计方法包括修正系数法、相似产品法等。应根据电子设备的实际情况选用国内或国外元器件数据进行预计。可靠性预计方法52讲课课件产品的失效率为各个单元的失效率之和，各单元的失效率为组成单元的各个节点的失效率之和，各节点的失效率为组成节点的各个元件、部件的失效率之和。序号单元名称单元失效率（10-6/h）数量总失效率（10-6/h）1电源2发射机3接收机4信号处理机5换能器6水密结构合计53讲课课件可靠性预计的结果相对于可靠性分配时应考虑留出25%的余量，为在设计过程中增加新的功能单元留下余地。由于可靠性预计要求留25%的余量，所以各单元的可靠性预计结果如果大于其可靠性分配值的1.25倍，则证明各单元的可靠性预计结果满足要求。若系统的可靠性预计结果大于可靠性定量要求的1.25倍，则证明可靠性预计结果满足要求。可靠性预计结果分析54讲课课件依据GJB/Z1391-2006《故障模式、影响及危害性分析指南》分析产品中每一个可能的故障模式并确定其对产品的影响，同时考虑故障发生概率与故障危害程度的一种分析技术。分析应用于“六性”设计的各个方面。工作内容：定义约定层次故障模式分析故障原因分析故障影响及严酷度分析故障检测方法分析危害性分析生成FMECA表设计改进与补偿措施分析故障模式、影响及危害性分析（FMECA）55讲课课件约定层次：根据FMECA的需要，按产品功能关系或组成特点进行FMECA的产品所在的功能层次或结构层次。一般是从复杂到简单依次进行划分，相继的约定层次表明了直至较简单的组成部分的有顺序的排列。初始约定层次：要进行FMECA总的、完整的产品所在的约定层次中的最高层次。它是FMECA最终影响的对象。最低约定层次：约定层次中最底层的产品所在的层次。它决定了FMECA工作深入、细致的程度。定义约定层次56讲课课件按约定层次的定义，把初始约定层次定义为产品本身，中间的约定层次定义为现场维修的功能置换件，最低约定层次定义为返厂维修的功能置换件，同时也是可以完成基本功能的零部件。57讲课课件故障模式分析：找出产品所有可能出现的故障模式。故障原因分析：找出每个故障模式产生的原因，进而采取针对性的有效改进措施，防止或减少故障模式发生的可能性。故障影响及严酷度分析：找出产品的每个可能的故障模式所产生的影响，并对其严重程度进行分析。故障模式的影响分为三级：局部影响、高一层次影响和最终影响。严酷度类别严重程度定义Ⅰ类(灾难的)引起人员死亡或产品毁坏、重大环境损害Ⅱ类(致命的)引起人员的严重伤害或重大经济损失或导致任务失败、产品严重损坏及严重环境损害Ⅲ类(中等的)引起人员的中等程度伤害或中等程度的经济损失或导致任务延误或降级、产品中等程度的损坏及中等程度环境损害Ⅳ类(轻度的)不足以导致人员伤害或轻度的经济损失或产品轻度的损坏及环境损害，但它会导致非计划性维护或修理58讲课课件故障检测方法分析：为产品的维修性与测试性设计、以及维修工作分析等提供依据。危害性分析：对产品每一个故障模式的严重程度及其发生的概率所产生的综合影响进行分类，以全面评价产品中所有可能出现的故障模式的影响。故障模式概率等级个体总体A（频繁）频繁发生连续发生B（很可能）在寿命期内会出现若干次经常发生C（有时）在寿命期内可能有时发生发生若干次D（极少）在寿命期内不易发生，但有可能不易发生但有理由预期可能发生E（不可能）很不容易发生以至于可以认为不会发生不易发生，但有可能发生59讲课课件序号单元名称功能工作模式故障模式故障原因局部影响最终影响故障检测严酷度故障模式概率等级1电源为所有部件供电供电电压不足电源电压不足声纳工作不正常声纳性能下降性能测量ⅣD2无电压输出电源失效声纳不工作声纳不工作性能测量ⅢD3发射机产生发射功率信号发射信号无输出元件失效无发射信号产生发射机不工作性能测量ⅢD4工艺缺陷无发射信号产生发射机不工作性能测量ⅢD5接收机将换能器接收信号放大调理接收信号无接收信号元件失效通道数据错误接收机不工作性能测量ⅢD6工艺缺陷通道数据错误接收机不工作性能测量ⅢD7信号处理机信号处理信号处理数据错误或无数据元件失效数据错误或无数据声纳不工作性能测量ⅢD8工艺缺陷数据错误或无数据声纳不工作性能测量ⅢD9换能器电声转换电声能量转换基元不工作元件老化意外事故基元不工作基阵性能下降外观检测性能测量ⅣD10渗漏工艺缺陷意外事故基阵性能下降换能器不工作外观检测性能测量ⅢD11水密结构密封水密支撑渗漏工艺缺陷意外事故电路损坏电子舱不工作外观检测ⅢE60讲课课件设计改进与补偿措施分析：针对每个故障模式的影响在设计与使用方面采取了哪些措施，以消除或减轻故障影响，进而提高产品的可靠性。“六性”设计从不同的角度，对FMECA分析的结果采取设计改进与补偿措施。针对故障模式进行可靠性设计：采购符合可靠性要求的电源。采购符合设计要求等级的元器件，必要时进行二次筛选试验。进行环境应力筛选试验，检验电路焊接工艺。换能器晶片采取涂高强度绝缘漆措施，提高绝缘强度；基元经测试精选组阵，保证基阵阵元相幅特性一致性。进行静水压力试验。采取运输、贮存装箱保护，在使用维护说明书中明确保护措施等方案，减少意外事故的发生。61讲课课件（1）采用成熟的技术和工艺充分继承已经经过考验、验证的技术设计方案。新增的几项技术都有技术基础，并且在设计上都留有余量，以保证可靠性。（2）简化设计优先选用标准件。尽可能地减少元器件、零部件的种类、数量。采用模块化设计。（3）降额设计：依据GJB/Z35-93《元器件降额准则》元器件使用中承受的应力低于其额定值，以达到延缓其参数退化，提高使用可靠性的目的。明确进行降额设计的元器件类别、降额参数和降额等级。制定可靠性设计准则62讲课课件（4）容错、冗余设计通过设计，避免因单点故障导致的任务中断和人员损伤，或使设计对故障的原因不敏感（即健壮设计）或采用容错设计技术。（5）电路容差设计关键电路的设计，应设法使由于器件退化而性能变化时，仍能在允许的公差范围之内，满足所需的最低性能要求。（6）防瞬态过应力设计通过设计，防止瞬态电压、电流等超过额定值，以确保电路稳定、可靠。（7）热设计：依据GJB/Z27-92《电子设备可靠性热设计手册》对热敏感的产品实施热分析，通过分析来核实并确保不会有元器件会暴露在超过线路应力分析和最坏情况分析所确定的温度环境中。制定可靠性设计准则63讲课课件（8）环境防护设计温度防护设计。三防设计。冲击和振动防护设计。电磁兼容性设计。耐压设计。（9）人的因素设计防止调试测试中的人为错误。防止使用中的人为错误。防止维修、拆装中的人为错误。制定可靠性设计准则64讲课课件（10）软件可靠性设计：依据GJB/Z102-97《软件可靠性和安全性设计准则》软件需求分析软件危险分析：依据GJB900-90《系统安全性通用大纲》安全关键功能的设计冗余设计：软件冗余设计；信息冗余设计。接口设计：内外部接口设计，人机交互设计。软件健壮性设计：配合硬件进行。简化设计：强调模块独立性，使用单入口和单出口的控制结构。余量设计：保留不少于20%的余量。数据要求防错程序设计编程要求多余物的处理软件更改要求制定可靠性设计准则65讲课课件编制和修订元器件、零部件和原材料优选目录。制定元器件降额准则和零部件的安全系数、关键材料的选取准则。在设计时要考虑元器件的淘汰、供货和替代问题，以避免影响使用、保障及导致费用的增加。加强对采购和检验的控制。对不合格品按有关规定进行处理。需要控制的原材料，要求提供材质单。元器件、零部件和原材料选择与控制66讲课课件针对FMECA的薄弱环节，对产品在功能测试、包装、贮存、装卸、运输和维修过程中可能遇到的各种问题进行分析，并提出对产品的保护措施。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67讲课课件4“六性”设计68讲课课件数据：战争中空军数据对比飞机出动强度大二战中平均4天出动1次朝鲜战争中平均3天出动1次越南战争中平均1天出动1次海湾战争中平均每天出动3次日平均出动飞行时间长越南战争中平均每天飞行1.8小时海湾战争中平均每天飞行5.3小时飞机损失率小海湾战争中飞机损失率为0.04%常规损失率为0.5%69讲课课件常规设计有RM设计有RMS设计早期开展六性设计工作能大大降低寿命周期费用70讲课课件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。工作目标：确保研制、生产或改型的装备达到规定的维修性要求，以提高装备的战备完好性和任务成功性，减少维修人力及其他维修保障资源要求，降低寿命周期费用，并为装备全寿命管理和维修性持续改进提供必要的信息。71讲课课件维修性设计建立维修性模型维修性分配维修性预计故障模式及影响分析——维修性信息制定维修性设计准则72讲课课件维修级别分析确定维修级别：舰员级维修、岸基维修、返厂维修确定每个级别的维修方式确定每种维修方式的维修时间本分析应用于维修性设计、保障性设计和测试性设计73讲课课件依据GJB/Z145-2006《维修性建模指南》（1）维修性框图本产品的维修性模型为典型的并行作业模型，即多组人可同时进行维修，以缩短维修时间。建立维修性模型74讲课课件每项维修作业都是进行功能置换件的置换操作，包括故障诊断、故障隔离、单元拆卸、单元更换、单元装配、单元测试和系统检验七种维修活动。维修活动为典型的串行作业模型。（2）维修性数学模型本产品的维修性模型为典型的并行作业模型，系统的维修时间应是各维修作业时间中的最大值：T总=max{T1,T2,T3,T4}维修作业中的各项维修活动之间是串行的作业模型：Tn=t1

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t775讲课课件由于本产品维修是并行作业模型，每项维修作业的维修时间都不能超过系统的维修时间。维修性分配76讲课课件依据GJB/Z57-94《维修性分配与预计手册》由于本产品维修是并行作业模型，每项维修作业所包含的维修活动近似，有些维修活动更是完成相同的工作内容，所以可以以一个维修作业的过程为例，进行维修性预计。维修性预计功能层次故障诊断（h）故障隔离（h）单元拆卸（h）单元更换（h）单元装配（h）单元测试（h）系统检验（h）维修时间（h）某维修作业t1t2t3t4t5t6t7Tn77讲课课件FMECA表中，故障检测、故障排除措施、故障模式概率等级等内容属于维修性信息。由于FMECA分析到最低约定层次，越复杂的单元，产生故障的概率越高。设计要求：所有故障模式都能被检测到。故障概率高的单元，维修可达性更好。故障模式及影响分析——维修性信息78讲课课件依据GJB/Z91-97《维修性设计技术手册》（1）简化产品设计与维修简化功能：消除产品不必要乃至次要的功能。合并功能：把相同或相似的功能结合在一起来执行。减少元器件、零部件的品种与数量。改善产品检测、维修的可达性。产品与其维修工作协调设计：以简化使用、维修人员的工作为目标。改进维修作业程序：故障隔离到可更换单元，并可在短时间内进行更换。制定维修性设计准则79讲课课件（2）可达性：有足够的检测、观察和维修空间常维修的产品的布置应易于接近，不受结构单元或其他产品的阻碍。需维修的产品的布置应能够为使用测试探头和其他所需的工具提供足够的空间。所有弃件式产品的布置应使得在拆卸它们时无需拆掉其他部分。每个组件的设计应使得无需拆卸该组件即可对其他元器件进行故障诊断。尽可能使用插入式模块。将质量和尺寸大的产品的机罩设计成可拆卸的，以便能够对其进行彻底检查。制定维修性设计准则80讲课课件（3）标准化和互换性标准化：最大限度地采用标准零部件、元器件。将所需的零部件、元器件的品种、规格数减到最低限度。通过简化产品，将供应、储存问题减少到最低限度。简化零部件、元器件的编号、编码，以简化维修与管理工作。最大限度地采用现成的或不做大的改动即符合要求的工具和设备。互换性：具有相同功能的零部件、元器件或单元体应能互换。产品内各单元之间的零件、紧固件与连接件、管线、缆线等应标准化。应该避免功能可互换的单元在形状、尺寸、安装和其他形体特征方面的差异。不要求功能互换的单元就不应有实体互换，能实体互换的单元应能功能互换，以免安装差错引起使用中的故障或危险。产品的修改，不应改变其安装和联接方式以及有关部位的尺寸，使新旧产品可以互换安装。制定维修性设计准则81讲课课件（4）模块化应尽量使产品中的模块可用产品自身或携带的检测装置来进行故障隔离。每个模块本身应具有尽可能高的故障自检和隔离能力。模块的分解、更换、结合、连接等活动应不需使用专用工具。模块本身的调校工作应尽可能的少。一般应对模块进行封装设计，以提高其环境适应能力。制定维修性设计准则82讲课课件（5）防差错设计与识别标志防差错设计：对于维修、拆装中的关键步骤，要有防错措施，以保证合理、正确的操作顺序。功能不同、位置相近、外形相似、容易安装错的零部件、组件、印制电路板等，从结构上加以区别和限制，并（或）加明显标志，使之不能装错。经常拆装的连接器、口盖、紧固件等，应有必要的防错措施。对称配置零部件应尽可能设计成能互换的，若功能上不互换，则应在结构、联接上采取措施，使之不会装错。贵重零部件与维修有关的物理性质，应在技术文件中说明，并尽量在零部件上作出标志。互相靠近的控制器要有明显的区别和标志，以免在忙乱中出错；应设计专门装置，以免无意间触动控制器。识别标志：标志应十分准确，不会产生不正确的理解。应尽量简短而确切。标志应直接标在产品上，务必避免与相邻产品标志相混淆。应保证标志的耐久性，其牢固程度应与所标记部件的寿命相当。制定维修性设计准则83讲课课件（6）测试性和诊断技术固有测试性设计：仅取决于产品的硬件设计，不受测试激励和响应数据影响的测试性。机内测试（BIT）设计自动测试设备（ATE）设计（7）有关预防性维修的维修性：依据GJB1378A-2007《装备以可靠性为中心的维修分析》保养操作人员监控使用检查功能检测定时拆修定时报废制定维修性设计准则84讲课课件（8）人的因素人体量度，又称人体测量学：工作空间尺寸、维修通道窗口尺寸、设备布局位置、操作把手尺寸位置、维修工具器材的形状尺寸和固定位置。人的力量：操作力、搬运能力。身体姿势、用力部位、施力方向、施力位置、是否有支撑、持续时间和用力快慢等。人的感觉能力：视觉、听觉、触觉。心理因素：安全感、信心、环境、能力要求。（9）环境因素温度影响。潮湿、盐雾、霉菌影响。冲击和振动影响。电磁辐射影响。制定维修性设计准则85讲课课件（10）不工作状态的维修性装备在处于不工作状态一段时间后投入使用时，不能带有影响功能的故障。重点应考虑减少和便于预防性维修的设计，要求装备在不工作期间尽量免除基层级的预防性维修，达到“无维修储存”，或预防性维修的时间间隔足够长。（11）静电危害及防护减少静电荷产生接地静电屏蔽（12）战场抢修与抢修性在预定的战场条件下和规定的时间内，采用可能的抢修手段与方法，能将损伤装备恢复到能执行某种任务状态的能力。制定维修性设计准则86讲课课件保障性装备的设计特性和计划的保障资源满足平时战备完好性和战时利用率要求的能力。工作目标：以合理的寿命周期费用实现系统战备完好性要求。87讲课课件保障性设计保障性分析规划使用保障规划维修规划保障资源88讲课课件（1）备件满足率模型备件满足率是在规定的时间周期内，某个维修级别能够提供使用的备件数之和与需要该级别提供的备件总数之比：（2）FMECA舰员级维修：通过更换功能置换件的方式进行舰员级维修，维修备件为FMECA中第二约定层次的内容。岸基保障维修：通过更换功能置换件的方式进行岸基保障维修，维修备件为FMECA中第三约定层次的内容。返厂维修：返厂维修备件为FMECA中最低约定层次的内容。备件品种和数量：依据生产产品数量和FMECA中的故障概率以及使用中的故障数据来决定。保障性分析89讲课课件延伸：从保障延误时间的计算，看备件数量的确定保障延误时间MLDT：式中：POS——现场能够完成必要维修的概率。当无法进行现场维修，需送后方进行修理时，本概率为0PSOS——在现场完成必要维修的情况下，能够提供必要的备件的概率MTTROS——现场平均修复时间MADMOS——现场维修时的平均管理延误时间，包括从维修现场获取备件的时间RESUP——从后方仓库获取备件所需时间的平均值TATOFF——设备送后方修理、运输的周转时间90讲课课件保障延误时间MLDT的图估计算法：注：返厂维修时间含双向运输、维修、备件供应时间等，此处取MRRT。延伸：从保障延误时间的计算，看备件数量的确定91讲课课件使用维护说明设备介绍，包括设备组成、与使用维护相关的性能指标。设备接口和布线。使用维护方法和需要注意的事项。使用维护人员的配备要求。主要备品备件和维修工具。技术说明设备总体介绍，包括设备组成、使用要求。设备技术介绍，包括技术指标、工作原理。分系统的技术介绍，包括分系统技术设计、结构设计。接口介绍，包括与外部设备的接口、分系统之间的接口。使用保障人员培训制定培训计划，确定人员要求、培训时间和培训周期。规划使用保障92讲课课件故障模式、影响及危害性分析（FMECA）主要确定装备可能存在的各种故障模式对自身及系统的影响，从而确定有关装备的修复性维修要求。以可靠性为中心的维修分析主要确定装备预防性维修工作类型以及维修的频度，确定装备的预防性维修要求。修理级别分析主要确定装备所属产品是否进行修理以及修理产品的修理级别，确定各维修级别上的维修工作量及工作范围。维修工作分析主要确定维修工作的具体步骤以及每一步骤所需的资源。损坏模式及影响分析主要确定装备在作战条件下可能产生的各种战斗损伤，确定对各种战斗损伤的抢修方法。规划维修93讲课课件（1）人力和人员平时和战时使用与维修装备所需人员数量、技术等级和专业类型等。（2）供应保障：依据GJB4355-2002《备件供应规划要求》确定初始备件品种和数量。供应技术文件。后续备件供应建议。供应程序及方法建议。（3）保障设备保障设备配套方案。研制与采购保障设备的建议。规划保障资源94讲课课件（4）训练与训练保障人员的训练方案建议。初始训练计划和教材编写计划。研制和采购训练器材的建议。（5）技术资料技术资料配套目录。（6）保障设施编制保障设施需求报告。（7）包装、装卸、贮存和运输设施：依据GJB1181-91《军用装备包装、装卸、贮存和运输通用大纲》制定包装、装卸、贮存和运输大纲，确定装备及其保障设备、备件、消耗品等的包装、装卸、贮存和运输的程序、方法和所需的资源。规划保障资源95讲课课件测试性产品能及时并准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降），并隔离其内部故障的能力。工作目标：确保系统和设备达到规定的测试性要求，以提高系统和设备的战备完好性和任务成功性，减少对维修人力和其他资源的要求，降低寿命周期费用，并为管理提供必要的信息。96讲课课件测试性设计测试性模型系统设计要求固有测试性设计97讲课课件故障检测率是用规定的方法正确检测到的故障数与故障总数之比，用百分数表示。它主要用于描述机内测试和外部测试设备正确发现产品内部故障的能力。其计算公式如下：测试性模型98讲课课件（1）测试设计的权衡确定各级维修如何进行故障检测，如何故障定位。（2）初始化能够快速地预置到初始状态，以确保对给定的故障进行重复测试时能得到相同的响应。（3）可控性提供专用测试输入信号、数据通路和电路，使测试系