可靠性和维修性设计
可靠性设计要求
可靠性设计要求(总6页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-可靠性设计要求1适用范围本标准规定了可靠性设计的一般要求和详细要求。
本标准适用于公司所有产品的可靠性设计工作。
2引用标准IEC60300-2-1992 可靠性管理第2部分可靠性程序元素和任务GB6993-86 系统和设备研制生产中的可靠性程序GJB 450－88 装备研制与生产的可靠性通用大纲GJB 451－90 可靠性维修性术语GJB 437-- 88 军用软件开发规范GB 4943-1995 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全3名词术语3.1可靠性 reliability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。
3.2可信性 dependability产品在任一时刻完成规定功能的能力。
它是一个集合性术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、保障性。
在不引起混淆和不需要区别的条件下，与可靠性等同使用。
3.3测试性 testability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），并隔离其内部的一种设计特性。
3.4维修性 maintainability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。
3.5可靠性要求（目标）产品可靠性的高低是由一系列指标来描述的，包括MTBF值、环境应力范围、EMC应力范围等等。
这一系列指标就是对产品的可靠性要求或产品的可靠性目标。
3.6可靠性（设计）方案为实现产品可靠性目标而制定的技术路径和方法。
3.7可靠性（设计）报告为实现产品可靠性目标而实施的技术路径和方法。
3.8可靠性设计从制定可靠性目标到提供可靠性（设计）报告的全过程。
3.9工作项目组成可靠性设计的相对独立的工作内容和过程。
3.10可靠性设计评审由不直接参加设计的专家对可靠性设计进行论证和确认的过程。
4一般要求可靠性设计是产品设计的一部分，应与产品设计同时进行。
浅议机械可靠性维修性优化设计方法与应用
环 境 影响 ， 例如 装 配 、运 输 时的 冲击 ， 振动 影 响， 存 时的 温度 、湿 度 、霉 贮 菌 等影 响， 用时 的气 候、沙 尘振 动等 影响 。因此 ， 使 必须 慎重 选择 设计 方案， 采 取必 要 的保 护措 施， 减少 或 消除 有 害环境 的 影 响。具 体地 讲， 在条 件 允许 时， 应在小 范围 内为所 设计 的零部 件创造 一个 良好 的工作环 境条 件， 或人为地 改变对 产 品可 靠 性不 利 的环 境 因素 。在无 法 对所 有 环境 条 件进 行人 为 控制 时， 在设 计方 案 、材料 选择 、表 面 处理 、涂层 防 护等 方 面采 取措 施，以提 高 机 械 零 部件 本 身环 境 抗 性 的能 力 。 ３３ 人机 结合 设计 ． 人机结合 设计 的 目的是 为减少使用 中人的 差错， 发挥人 和机器 各 自的特 点 以提 高机 械产 品的 可靠 性 。 当然 ， 为差 错 除 了人 自身 的 原 因外， 纵 台 、 人 操 控 制及 操纵环 境 等也 与人 的误操 作 有密 切的 关系 。因此 ， 人机 工程 设计 是要 保 证系 统 向人 传达 的住 处的可 靠性 。例 如， 示系统 不仅显 示器 靠， 指 而且显 示 的方 式 、显示器 的配置 等 都使人 易 于无 误 地接 受 ； 控制 、操 纵系 统可 靠， 不 仅 仪器 及机械 有 满意 的精 度， 且适 于人 的使用 习惯 ， 于识别 操作， 而 便 不易 出 错。 与安全 有 关 的， 更应 有 防误 操作 设计 ］ 。 ３４ 安 全降额 设计 ． 降额 设计 是使零 部件 的使用 应力 低于其 额定 应力 的一种 设计方 法 。降额 设计可 以通过 降低 零件承 受 的应力 或提 高零件 的强度 的办 法来实 现 。一般 来 说大多 数机械 零件 在低于 额定 承载应 力条件 下工 作时， 其故 障率 较低， 可靠 性 较高 。为 了找到 最佳 降额 值， 需做大 量 的试验 研究 。当机 械 零部件 的载 荷应 力以及承 受这些应 力的具体 零部 件的强度 在某一 范围 内呈 不确定分 布时， 以 可 采用提 高平 均 强度 、降低平 均应 力， 减少 应力 变化 和减 少强度 变化 等方 法来 提高可靠性 。 结语 随着现 代科 学技术 的发 展和对产 品质量 要求的 日益提高， 可靠 性逐步成 为 科学和 工程 中一个 非常 重要 的概念 。机械 结构 的可靠 性及 其设计 直接 决定 了 机械 结构 的可靠度 ， 国的工程机 械产 品要 提高竞 争力， 我 首先 应从提 高 其机 械 可靠性 和使 用寿 命进行研 究 ， 整个产 品 的生命周 期 内， 在 运用 全生命 周期设 计 方法 来推动 我 国机 械行 业 的发展， 降低 能耗， 高性能 ， 提 以此 增加 国际竞 争力 。 在进 行机械 可靠 性设计 时， 要确 定机械 可靠 性设计 应遵 循的 原则， 然后根据 机 械产 品 的具体 情况 制定流 程 、方案 ， 照步 骤一 步一 步 的完成 整个设 计和 制 按
维修性设计与分析
维修性设计与分析维修性设计是指在产品设计中考虑到产品的可维修性，以便在产品遇到故障时能够更快、更方便地进行维修和修复。
一个好的维修性设计可以降低产品维修的难度和成本，提高产品的可靠性和使用寿命。
本文将介绍维修性设计的原则和影响因素，并对其进行分析和评估。
一、维修性设计的原则1.易损零部件的可更换性：将易损零部件设计为可更换的，以便在损坏时能够快速更换，减少维修时间和成本。
2.维修点的易识别性：将维修点设计为易于识别的位置，方便维修人员快速找到，减少维修时间。
3.维修工具的使用便利性：设计维修工具时要考虑到使用的便利性，以提高维修效率和质量。
4.维修信息的准确性和完整性：提供准确和完整的维修信息，包括维修手册、维修指导和维修故障代码等，方便维修人员进行维修工作。
5.维修人员的培训和技术支持：为维修人员提供必要的培训和技术支持，以确保他们能够熟练掌握产品的维修技能和知识。
二、维修性设计的影响因素1.设计的模块化程度：模块化程度高的产品更容易进行维修和更换部件，因为各个模块之间的耦合度低，可以独立进行维修。
2.零部件的可替代性和可供性：设计中要选择易于替代和易于购买的零部件，以便在维修时能够方便地进行更换。
3.维修的诊断和监测工具：产品设计中要考虑到维修的诊断和监测工具的使用，以方便对产品故障进行快速定位和修复。
4.维修过程的简化和标准化：设计中要将维修过程简化和标准化，减少维修步骤和操作，提高维修效率和质量。
5.维修环境的考虑：考虑到维修环境的特殊性，例如温度、湿度、尘埃和振动等因素，以确保维修人员能够在艰苦的环境下进行维修工作。
三、维修性设计的分析和评估在产品设计阶段，可以使用一些工具和方法对维修性进行分析和评估。
常用的方法包括故障模式与影响分析（FMEA）、可靠性、可维修性和可用性分析等。
使用故障模式与影响分析（FMEA）可以对产品设计中可能发生的故障进行分析和评估，以确定可能导致故障的原因、故障的后果和相应的控制措施。
产品六性工作计划
产品六性工作计划在当今竞争激烈的市场环境中，产品的质量和性能是企业立足的关键。
而产品的“六性”，即可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性，更是衡量产品质量的重要指标。
为了确保我们的产品在这六个方面达到卓越水平，特制定以下产品六性工作计划。
一、工作目标在接下来的具体时间段内，我们的目标是显著提升产品的六性水平，使产品在可靠性方面，故障间隔时间延长X%；维修性方面，平均修复时间缩短X%；保障性方面，保障资源的供应效率提高X%；测试性方面，故障检测准确率达到X%以上；安全性方面，杜绝重大安全事故；环境适应性方面，产品能够在更广泛的环境条件下稳定运行。
二、工作原则1、以用户需求为导向深入了解用户对产品六性的期望和要求，将其作为工作的出发点和落脚点，确保产品能够满足用户在各种实际应用场景中的需求。
2、预防为主通过设计阶段的优化和验证，提前预防可能出现的六性问题，而不是在产品出现问题后再进行补救。
3、全过程管理将六性工作贯穿于产品的全生命周期，从研发、生产、销售到售后服务，每个环节都要严格把控六性指标。
4、持续改进建立六性数据收集和分析机制，根据实际运行情况不断总结经验教训，持续优化产品的六性设计和管理措施。
三、具体工作内容1、可靠性工作（1）开展可靠性设计在产品设计阶段，采用可靠性预计和分配技术，合理确定产品的可靠性指标，并将其分解到各个零部件和子系统。
选用高可靠性的元器件和材料，优化电路和结构设计，降低产品的故障概率。
（2）进行可靠性试验制定全面的可靠性试验计划，包括环境应力筛选试验、可靠性增长试验等。
通过试验发现产品潜在的可靠性问题，并及时采取改进措施。
（3）建立可靠性数据库收集和整理产品在研发、生产和使用过程中的可靠性数据，包括故障模式、故障原因、维修时间等，为可靠性分析和改进提供数据支持。
2、维修性工作（1）优化维修性设计采用模块化、标准化设计，方便产品的拆卸和更换。
合理布局零部件，提供良好的维修操作空间和可达性。
可靠性和维修性——现代设计的关键因素(一)
Ａｃ Ｇ ・ ｓ ＣＧ ・ Ａ Ｃｃ ・ Ｔ Ｃｃ ＝Ａ Ｂ Ｃｃ ・ Ｐ ＣＧ ・ Ｌ ＣＧ ・ ｖ
个 实用 的模 型必须 提供对 设备 的可 靠性 进行
预计 的能 力 ，这 可 以通 过考 虑实 际使 用环 境下 预期 的失 效模式 来实 现 。可靠性 预计 的过 程是 一个非 常 复杂 的过程 ，因为机械 装置 往往 是 多个部 件 同时工 作 ，载荷状 态也 经常处 于 变化之 中 ，而且 材料性 能
方 案／ 行 性 设 计 ／ 制 生 产／ 用 可 研 使
口 消 耗 的寿 命 周 期 费用
方法 ，既包 括 了上 述 所有 功 能 ，又 能对 可 靠性 和 图 １ 在 设备 的寿命 周期 内寿命 周期 费用 的影 响和 消耗 维 修性 进行评 估 和保证 。
到可靠 性和维 修性 在核工 业 、航空业 和加 工业
重要 的故 障模 式 、期望 的设备 性能 、备 件要 求 和资
的事故原 因和损失 。
在 整个 产 品的全部 寿命 中 ，寿命 周期 的早 期 阶 段 通常 是花 费最小 的 阶段 ，这 一 阶段 也是 制定 、实
源再分 配 的信 息 。在进行 可靠 性分 析时 ，一 般要 对 三种故 障进行讨 论 ：早期 故 障 ，偶 然故 障和 耗损 故
以及 其他一 些失 效会造 成严重 后果 （ 效常 常造 成 失 人员 的伤亡 以及重 大 的经济损 失 ）的行业 ，其 重要
械 的可靠性 是 当一 个部 件 、装置或 系统 被正 确地使
用时 ，在规 定 的时间 内 、规 定 的环 境 中完成 规定 的 功能 而不 出 现失 效 的概率 Ｉ 。对产 品可靠 性 的估 ｌ ｌ ”
最全解析国军标要求的产品“六性”到底是什么？
最全解析国军标要求的产品“六性”到底是什么？前言可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性统称“六性”，这是GJB9001中明确提出做为产品实现策划必须要考虑和满足的要求，是武器装备产品开发中除功能特性外要满足的质量特性。
我们搜集整理了这份资料，分两部分为大家详细的解读“六性”的基本概念和相互关联。
产品全特性质量特性1、六性基础知识1 可靠性•1.1 可靠性的由来o飞机上的电子管故障•1.2 可靠性的发展•1.3 产品质量与可靠性的关系o质量管理与可靠性的关系•1.4 可靠性的定义与内涵o规定条件、规定时间、规定功能、能力o固有可靠性和使用可靠性o基本可靠性和任务可靠性•1.5 关联故障与非关联故障o责任故障与非责任故障•1.6 产品故障浴盆曲线o早期故障期o偶然故障期o耗损故障期2 维修性•2.1 基本概念o维修性和时间相关的概念o规定的条件、规定的程序和方法o现场可更换单元（LRU）o车间可更换单元（SRU）•2.2 维修的分类o预防性维修o修复性维修•2.3 维修级别o基层级维修o中继级维修o基地级维修•2.4 维修性要求o维修性定量要求o维修性定性要求3 保障性•3.1 基本概念o设计特性、保障资源o平时战备需求、战时使用需求o战备完好性o保障系统•3.2 保障性参数o可用度•3.2 保障性与可靠性、维修性的关系o保障性与战备完好性的关系产品全特性质量特性4 测试性•4.1 测试性定义测试性是产品（系统、子系统、设备或组建）能够及时而准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能降低），并隔离其内部故障的一种设计特性。
o设计特性：测试性是一种设计特性，它既包括了对主装备（任务系统）自身的要求，又包含了对测试设备的性能要求。
o状态确定能力o故障隔离能力•4.2 测试性参数o故障检测率o关键故障检测率o故障隔离率o虚警率o不能复现率o平均故障检测时间o平均故障隔离时间o平均虚警间隔时间o平均诊断时间o诊断有效性等等……现对其中重要参数进行详细讲解：5 安全性•5.1 基本概念安全性是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。
“四性”设计与试验
（二）维修性要求
维修方式和体制；
可达性；
互换性；
定性要求
防差错； 维修安全； 快速、准确诊断； 可修复性； 良好的人机工程。
维修方式:
定时维修 视情维修 状态监控
维修体制—三级维修
一级（外场级）：主要利用系统的BIT，检测、隔离 有故障的LRU，并予以更换。 二级（内场级）：利用ATE和BIT，对故障LRU进行检 测，将故障隔到SRU，并予以更换。 三级（工厂级）：更换元器件和部件，修复有故障的 SRU。
抽样特性曲线（OC曲线）
1 接 收 概 率 1 1-α 接 收 概 率 β 0 θ0 0
理想OC曲线
θ
ห้องสมุดไป่ตู้
θ1
θ0 实际OC曲线
θ
点估计、区间估计、置信度
点估计：
∧
θ= —
T r
式中：T—总试验时间（h）； r—责任故障数。
区间估计：对产品MTBF真值θ，通过样本 观测值，估计出一个具体区间，使该区间包含 θ的置信水平为γ。
序贯试验方案。
概率比序贯试验方案
序号
判断风险（%） α、β
鉴别比 d
判断所需时间（θ1的倍数） 最小值 预期值
最大截尾 时间
5
8
10
30
3
2
3.75
1.72
6.0
2.6
10.35
4.5
序贯试验方案5判别标准
失效数
试验时间（θ1的倍数） 拒收（≤） 接收（≥） 3.75 5.40 7.05 8.70
* “四性”指标是可以检验、验证的
一、可靠性设计与试验
（一）可靠性设计
设计依据 —合同规定的指标
系统可靠性维修性分配软件设计
系统 可 靠 性 维 修 性 分 配 软 件 设 计
张玉刚，薛红军 ，苏润娥
（ 西北工业大学 航空学 院，陕西 西安 ７ ０７ ） １０ ２
摘
Hale Waihona Puke 要 ：设 计的系统可靠性维修性分配 软件是为 工程人员进行 系统 可靠 性维 修性分 配计算 提供 的软件 平 台 ，
采用 了扩展二叉 树（ 左父右子树） 算法 、Ｏ Ｅ技术 、数 据库技术等 ，通过ｃ＋ Ｌ ＋语言 ，完成 了分 配模 型建立 、可 靠性分 配算法 、维修性分配算法 、报表输 出 、数据库操作 等模块的编制 工作。从 软件 工程 的角度分别对 各个 开发 阶段 的工作 ，及其功能实现做了具体的阐述。最后 ，对本 系统 进行 了综合 测试 ，获得 了较好 的效果 ，满
ｓ ｏ ｅ ａ ｅｓｓｅ ｍｅ ｔ ｅｅ ｇｎ ｅ ｎ ｃ ｕａ ｙｒｑ ｉ ｍｅ ｔ ａ ｄｐｏ ｉｅ ｍｐｏ ｅ ｙ ｔｍ ｅｉ ｈ ｗ ｄ ｔ ｔ ｙｔｍ ｅｓｔ ｎ ｉｅ ｒ ｇａ ｃ ｒｃ ｅ ｕｒ ｈ ｔ ｈ ｈ ｉ ｅ ｎｓ ｎ ｒｖｄ ｓｉ ｒｖ ｄ ｓｓｅ ｒｌ －
ｂ ｌ ｄｓ ｉｕｉ ｆｃｅ ｃ ． ａ ｉ ｔ ｉｔ ｂ ｔ ｎ ｅ ｆ ｉｎ ｙ ｉ ｙ ｒ ｏ ｉ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
可靠性和维修性设计
Prepared on 22 November 2020
第六章可靠性和维修性设计
可靠性和维修性是产品的固有属性，它们由设计所决定。
“产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。”
第一节可靠性设计
一、可靠性设计的内容或程序
1.可靠性设计：“赋予产品可靠性为目的进行的设计”或
“用最少的费用设计出所要求的可靠性，
并使其得以保持的一系列程序”
2.可靠性设计的两种情况
◇根据给定的可靠性目标值进行设计
如对可靠性有特殊要求的新产品的设计开发，
要求在设计阶段能定量地预测和评估产品的可靠性。
典型的设计程序如下图所示。
明确可靠性指标建立系统的可靠性模型可靠性分配
可靠性分析(FMEA、FMECA和FTA)可靠性预测
设计评审可靠性试验
◇在原型基础上的改进设计
保留设计部分：根据原型产品使用数据和经验反馈，
针对薄弱环节应用可靠性设计方法加以改进提高，
达到可靠性增长的目的。
功能扩充部分：应重点进行可靠性的分析和预测，
以保证达到要求的可靠性指标。
二、可靠性设计方法
1.概率设计方法
应力-强度干涉模型
和FMECA
三、可靠性设计准则
1.简单化和标准化：减少零部件发生失效的概率。
◇减少零部件的规格和数量
◇简化结构
◇采用成熟或标准化的零部件或元器件
2.零部件或元器件的选择和控制
◇供应商的控制
◇使用有良好使用纪录或试验数据的零部件或元器件
◇零部件或元器件的进厂检验
◇储存环境控制
2.冗余设计：工作储备或非工作储备系统
如重要系统的备用电源、汽车的备用轮胎及两个前灯等。
◇在较低层次而非较高层次上使用硬件冗余
◇采用冗余技术时，应注意避免诸冗余硬件的共因失效
如诸冗余硬件共用一个电源或同一通信通道。
◇采用的元器件可靠性不高时，应优先考虑应用冗余技术
◇构成冗余所必需的差错比较检测器、切换装置或开关应是高可靠性的
3.降额设计：使零部件或元器件的工作应力小于额定应力或
提高零部件或元器件承载能力的安全裕度，
以降低零部件或元器件的失效概率。
4.失效安全设计：当系统的一部分发生失效时，
依靠系统的自身结构而确保系统安全的设计。
如压力表的防暴塞等。
5.人机工程设计：防止误操作、误装配的设计；
事故发生时的显示；
抗误用（防愚）设计。
6.特定产品的可靠性设计准则
◇印刷电路板的可靠性设计
◇电源的可靠性设计
◇静电防护设计
◇电磁兼容设计
◇热设计
◇振动、冲击防护设计
◇防潮、防盐雾和防霉菌的“三防”设计
◇机械安装设计
第二节维修性设计
一、维修性设计的内容
如何以最少的人力、物力和时间，取得最好的维修效果，
包括确定：维修时间的分布，
维修度、修复率、平均修复时间，
最佳维修方针、最佳维修周期，
以及最经纪的备件数等。
二、维修性设计准则
1.简化设计
◇设计时就考虑多种简化维修性的方案，从中选优
◇降低寿命周期内的维修频率及维修的复杂性
◇降低对维修人员的技术水平、熟练程度及人员数量的要求
◇减少维修所需的测试仪器、设备和工具的品种、规格和数量
◇尽可能地采用标准化的零部件或元器件，
标准化的工具、设备和仪器。
◇尽可能采用“单元化设计”：将若干零部件或功能件，
组合成一个可拆装的单元。
2.互换性设计
◇互换性的类型：尺寸的互换性；
功能的互换性。
◇互换性要求：来自不同厂家的同一种零部件或元器件；
在系统不同部位完成相同功能的零部件或元器件；
改进设计时沿用老设计部分涉及的零部件或元器件；
3.可达性设计
◇用目视检查和维修时，有目视空隙并设透明窗口或可快速开启的口盖
◇结构设计时考虑检测和维修对空间的需要
◇设计时考虑不经拆卸即可进行故障检测及故障定位
◇紧固件数量尽可能少，拆卸尽可能方便
4.模块化设计
◇根据需要与可能，将系统分为若干个机械、电气、电子和机电模块
◇模块应能单独进行检测和调整或装拆，而不会影响系统的其它部分
◇模块的设计应使其组成部分没有多余的无关功能
◇模块应设计的小而轻，便于携带
◇模块的装拆能使用标准工具
5.人机设计
◇系统的测试点、组成部分的调整和组成部分之间的连接
应便于识别与维修操作
◇维修操作应有充分的空间
◇维修场合的温、湿度应控制在规定范围内，
维修操作部位应有规定照度，
环境噪声应控制在规定水平。
◇维修操作工作点的振动应予控制
强烈振动下工作一般不可靠。
◇人的体力限度及维修操作的方便
如单人搬动的机件重量Kg16，双人搬动的机件重量Kg32。
人工搬运的机件应有把握。
重量超过Kg32的机件搬动应使用起重装置。
6.防错误设计
Murphy
定律：如果存在搞错的可能性，就肯定将会有个人搞错。
防错设计的指导思想：尽可能设计得不可能搞错；
尽可能减少出差错的可能性。
◇“能装上就装对了”和“不对就装不上”
对外形相近而功能不同的零部件，
应从结构上就能保证不能互换安装。
◇对可能出现安装错位或误装的零部件
必须有定位装置、定位标记或防错标志
7.标志设计
◇执行统一的图案、色彩、文字、符号和数码标志规定
一个产品或系统内不能有一种有几个不同意义的标志。
◇标志在产品寿命周期内应长期保持清晰耐用
◇标志的位置应能无可阻挡地充分辨识
◇常见的标志有：产品标志（铭牌），
控制器的运动方向，
系统的润滑点等。
8.其它
◇对常发、多发的维修项目进行时间研究(Timestudy),
制定出标准维修程序及标准维修时间。
◇产品设计应考虑易于维护
易于清洗、擦拭，易于填加燃料和易于补充润滑剂。
本章小结