产品设计五性：可靠性、维修性、安全性、测试性与保障性

3 “五性”的定义、联系及区别

3.1 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。可靠性的概率度量称为可靠度(GJB451-90)。

可靠性工程：为达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作。

(GJB451-90) 显然，这个定义适用于各种装备、设备、系统直至零部件的各个产品层次。可靠性是产品的一种能力，持续地完成规定功能的能力，因此，它强调“在规定时间内”；同时，产品能否可靠地完成规定功能与使用条件有关，所以，必须强调“在规定的条件下”。

为了使产品达到规定的可靠性要求，需要在产品研制、使用开展一系列技术和管理活动，这些工程活动就是可靠性工程。即：可靠性工程是为了达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作。(GJB451-90)。实际上，可靠性工程还应当包含产品使用、储存、维修过程中的各种保持和提高可靠性的活动。

3.1.1可靠性要求

3.1.1.1 定性要求

对产品的可靠性要求可以用定性方式来表达，满足这些要求使用中故障少、即使发生故障影响小即可靠。例如，耐环境特别是耐热设计，防潮、防盐雾、防腐蚀设计，抗冲击、振动和噪声设计，抗辐射、电磁兼容性，冗余设计、降额设计等。其中冗余设计可以在部件（单元）可靠性水平较低的情况下，使系统（设备）达到比较高的可靠性水平。比如，采用并联系统、冷储备系统等。除硬件外，还要考虑软件的可靠性。

3.1.1.2 定量要求

可靠性定量要求就是产品的可靠性指标。产品的可靠性水平用可靠性参数来表达，而可靠性参数的要求值就是可靠性指标。常用的产品可靠性参数有故障率、平均故障间隔时间以及可靠度。

故障率是在规定的条件下和规定的时间内，产品的故障总数与时间（寿命单位总数）之比。即平均使用或储存一个小时（发射一次或行驶100km）发生的故障次数。

平均故障间隔时间（MTBF）是在规定的条件下和规定的时间内，产品寿命单位（时间）总数与故障总次数之比。即平均多少时间发生一次故障。通常可以用故障率的倒数表示。

可靠度R(t)是可靠性的概率表示。即在规定的条件下和规定时间内，产品完成规定功能的概率。即：

R(t)=P{T>t}

⏹可靠度R（t）

⏹平均故障前时间（MTTF）

⏹平均故障间隔时间（MTBF）

⏹平均严重故障间隔时间（MTBCF）

⏹故障率（λ）

⏹使用寿命、贮存寿命、总寿命、首次大修期限等耐

久性指标

相关定义和统计评估方法可参考GJB451A《可靠性维修性保障性术语》

3.2 安全性

安全性描述装备对人员及其它装备或设备所具有的潜在危险。它是评价装备的效能需考虑的因素，通常用危险的严重性等级和危险的可能性等级来综合衡量。装备的安全性与可靠性是密切相关的，可靠性是安全性的基础和前提，但一个可靠的系统不一定是安全的。因此，安全性成为装备的又一重要特性。

3.3 维修性

维修与维修性是两个完全不同的概念。维修是一个很广的概念，是指保持和恢复产品规定状态的技术与管理活动。通常包

括修复性维修、预防性维修，以及日常保养等，其目的就是保持和恢复产品规定状态，能够完成规定的功能。

产品在规定的条件和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到其规定状态的能力，其概率度量亦称维修度(GJB451-90、GJB/Z91-97)。

这里的规定条件是规定的维修条件，如维修场所、设备、人员、器材、资料等；这里的规定时间是指规定的维修时间限度；同时，还要强调按规定的程序和方法，在这些前提下产品是否能够完成规定的维修任务，保持或恢复到规定状态取决于产品，是产品的一种能力，即产品的维修性。

维修性工程是为了达到产品的维修性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作。(GJB451-90)同样，维修性还应包含使用、维修过程的有关活动。

维修性与可靠性一样是产品的设计特性，维修性的好坏直接影响产品的维修工作量、维修工时和费用、维修测试设备的设计策略及对维修人员的要求。从装备（使用）完好性及寿命周期费用的观点出发，仅提高可靠性不是一种最有效的方法，必须综合考虑可靠性与维修性才能获得更好的结果。

3.3.1维修性（含测试性）要求

3.3.1.1 定性要求

要使维修简便、迅速、经济，需要在产品结构、连接等各方面

采取措施，这就对产品设计提出了若干定性要求。例如：产品简化设计，维修时的可达性，检测诊断迅速简便，互换性与标准化，具有完善的防差错措施和识别标记，维修的安全性，贵重件的可修复性，符合人机工程要求等。

3.5.1.2 定量要求

保障性参数包含一些综合参数、设计参数、保障系统参数。最重要的是可用度、能执行任务率等。可用度是装备在任一随机时刻需要和开始执行任务时，处于可工作或可使用状态的概率。就是可工作或可使用时间与总时间的比值。产品可靠性好（故障少，停机少），维修性好（维修时间短），保障资源充分、适用，可用度就高。所以，它是最常用的保障性的综合参数。

度量系统的保障性还有关于保障系统和资源方面的参数，如平均延误时间、备件的保障概率和利用率等。

3.6 可靠性维修性和保障性的重要性

可靠性维修性保障性是重要的装（设）备质量特性；可靠性维修性保障性是装（设）备效能的重要影响因素；可靠性维修性保障性是寿命周期费用的重要影响因素。

可靠性维修性保障性的作用；

提高武器装备的出动强度；是武器装备战斗力的“倍增器”；提

高武器装备的机动性和部署能力；提高武器装备的效能、降低寿命周期费用；装备尽快形成战斗力的基础。