以可靠性为中心的维修(RCM)软件分析设计
以可靠性为中心的维修（RCM）软件分析设计
摘要
随着RCM在国际上的推广和应用，其理论和方法的研究逐渐受到人们的重视。本文从RCM的定义和基本思路出发，概述了其发展过程，并从七个方面介绍了RCM的发展动态。最后介绍了RCM在我国的应用现状，并就RCM的下一步研究方向进行了讨论。
关键词：RCM；故障后果；综述
1 引言
“以可靠性为中心的维修”译自英文“Reliability Centered Maintenance”，简称“RCM”。它是目前国际上流行的、用以确定设备预防性维修工作、优化维修制度的一种系统工程方法，也是发达国家军队及工业部门制定军用装备和设备预防性维修大纲的首选方法。随着RCM技术的发展，在不同领域其定义也不同，但最主要、最基本的定义仍属John Moubray教授的定义：RCM是确定有形资产在其使用背景下维修需求的一种过程。
美军通过在80年代推行“以可靠性为中心的维修”(RCM)维修改革，使其装备保持了较高的完好率。美军所作的工作在1991年的海湾战争和1999年轰炸科索沃的战斗中得到了回报。据统计，海湾战争中，多国部队总共进行了38天空袭，每天出动飞机2600架次，飞机的完好率保持在85%以上。在科索沃战争中，北约进行了77天空袭，参战飞机1200余架，先后共出动38000多架次。英国、日本等国家通过应用RCM分析技术为其设备制定维修策略，避免了“多维修、多保养、多多益善”和“故障后再维修”的传统维修思想的影响，使维修工作更具科学性。实践证明：如果RCM被正确运用到现行的维修系统中，在保证生产安全性和资产可靠性的条件下，可将日常维修工作量降低40%至70%，大大提高了资产的使用效率。
由此可见，RCM作为一种分析方法，它表现出来的特点已引起各国对它的重视，主要集中在理论研究和应用方面。本文通过对以可靠性为中心的维修（RCM）的发展过程分析，结合97年版的《RCMⅡ》，从理论和应用的角度综述了RCM的发展动态。
2 RCM发展历程
RCM技术在60年代末起源于美国航空界，首次应用RCM制定维修大纲的是波音747飞机。70年代中期，RCM引起美国军方的重视，美国防部明确命令在全军推广以可靠性为中心的维修（RCM）。70年代后期RCM开始在美国陆、海、空三军装备上获得广泛应用。到80年代中期，美国陆、海、空三军分别就RCM 的应用颁布了标准和规范。例如：1985年2月美空军颁布的MIL-STD-1843，1985年7月美陆军颁布的AMCP750—2，1986年1月美海军颁布的MIL—STD—2173等都是关于RCM应用的指导性标准或文件。美国国防部指令和后勤保障分析标准中，也明确把RCM分析作为制定预防性维修大纲的方法。为了更好的应用RCM，美三军除制定明确的指令和标准外，还制定了各自的RCM工作规划。其中美陆航88-92年的RCM工作规划简要内容包括：①审查修订大修规划：按RCM 原理对现有大修规程进行审定，首批审定40个，然后对其余规程进行审定；②应用RCM制订现役飞行维修大纲及维修计划，包括进行故障模式、影响及危害度分析；确定维修项目、方式、修理间隔、要求等。现役主要机型（AH-64，UH-60，CH47D，OH-58）均在应用之列；③应用RCM制订在研飞机（LHX）维修大纲及维修计划；④研究、改进RCM有关方法：包括研制故障模式、影响及危害度分析（FMECA）自动化软件；⑤改进RCM决断逻辑，改进“机体状况评价”、“飞机腐蚀分析评价”的技术和设备等；⑥更新技术文件，组织RCM培训；⑦建立和扩大RCM数据库，加强RCM数据的利用等。
结合RCM推广应用的成果，美国陆军实施了多方面的维修改革。首先是改革陆军战斗车辆（坦克、装甲车辆）的送厂大修规定，改变过去的定程修理规定，实行类似于陆航飞机视情送修的办法。美陆军规程（AR750-1）《陆军装备维修原则与方针政策》（1978年版）中明确规定：选送“战斗车辆进厂大修的规则只应基于车辆状况，行驶里程不作为确定送修的因素”；“选送的规则应以根据RCM原则确定的因素为依据”。从美军1977年到1982年实际调查情况看，采用视情送修，比原来定程大修减少送修车辆70%左右，大修费节约是可观的。陆军维修改革的其它途径还有：采用RCM分析方法审查日常维护保养规定，使维修项目、时间间隔趋于合理，以节约维修人力物力；按RCM原理对大修规程进行修订，改变过去大拆大卸的做法，只进行必需项目、必要深度的修理。目前美
军几乎所有重要的军事装备（包括现役与新研装备）的预防性维修大纲都是应用RCM方法制订的。
RCM不仅被军事领域所重视，而且在商界也具有广泛的应用。进入90年代后，RCM逐渐在工业发达国家兴起并应用于生产设备的维修管理。1991年英国Aladon维修咨询有限公司的创始人John Moubray 在多年实践RCM的基础上出版了系统阐述RCM的专著《以可靠性为中心的维修》。目前美国、英国、日本等国的很多大中型企业都在采用这项技术制定其生产设备的维修策略。其中英国Aladon维修咨询有限公司，从90年代开始就为40多个国家的1200多家大中型企业成功地进行过RCM的咨询、培训和推广应用工作。据统计，这些企业中大约25%的高级管理人员受到了RCM初级培训，约10%的企业至少在一个工厂的所有设备上应用了RCM，65%的企业对其所属的部分设备进行过审查，大部分企业计划继续应用RCM来分析其绝大部分的设备。
3 当前RCM发展动态
3.1 应用范围逐渐扩大
RCM最初应用于飞机及其航空设备，后应用于军用系统与设备，现已广泛用于其它各个行业，如核电企业、电力公司、汽车制造厂等，逐渐扩展到企业的生产设备与民用设施。为了更准确地反映RCM的应用对象与范围，《RCMⅡ》把RCM 定义为：确定有形资产在其使用背景下维修需求的一种过程。从其定义可以看出RCM的适用对象为有形资产（phsical assets），而不仅仅是传统RCM规定的大型复杂系统或设备。这里有形资产主要是相对于无形资产（资金或软件）而言，它可以是军用装备、生产设备，也可以是民用设施。这样的定义使RCM的适用范围大大扩展。从《RCMⅡ》（97年版）公布的Aladon公司已推广应用RCM的行业清单中可以看出：目前的RCM应用领域已涵盖了航空、武器系统、核设施、铁路、石油化工、生产制造、甚至大众房产等各行各业。
3.2 用7个基本问题概括RCM分析过程
1994年，美军采办政策改革后，美国三军的RCM标准被废止或不再具有强制性，而民用企业领域存在多种RCM版本，承包商使用哪些标准才能代表真正意义上的RCM过程？1999年国际汽车工程师协会（SAE）颁布的RCM标准《以可靠性为中心的维修过程的评审准则》（SAE JA1011）给出了正确的RCM过程
应遵循的准则，如果某个大纲制定过程满足这些准则，那么这个过程就可以被称为“RCM过程”。反之，则不能称之为“RCM过程”。按照SAE JA1011第五章的规定，只有保证按顺序回答了标准中所规定的七个问题的过程，才能称之为RCM过程。
（1）功能：在具体使用条件下，设备的功能标准是什么？
（2）故障模式：什么情况下设备无法实现其功能？
（3）故障原因：引起各功能故障的原因是什么？
（4）故障影响：各故障发生时，会出现什么情况？
（5）故障后果：各故障在什么情况下至关重要？
（6）主动故障预防：做什么工作才能预防各故障？
（7）非主动故障预防：找不到适当的主动故障预防措施应怎么办？
回答上述七个问题，必须对设备的功能、功能故障、故障原因及影响有清楚明确的定义，通过“故障模式及影响分析（FMEA）”对设备进行故障审核，列出其所有的功能及其故障模式和影响，并对故障后果进行分类评估，然后根据故障后果的严重程度，对每一故障式做出“是采取预防性措施、还是不采取预防性措施待其发生故障后再进行修复的”决策。此外，还应明确如果采取预防性措施，应选择哪种办法。RCM分析中对故障后果的评估分类和预防办法的选择是依据逻辑决断图进行的。
3.3 对安全与环境性后果更加重视
RCM认为：故障后果的严重程度影响着我们采取预防性维修工作的决策。即如果故障有严重后果，就应尽全力设法防止其发生。反之除了日常的清洁和润滑外，可以不采取任何预防措施。RCM过程把故障后果分成下列４类：（1）隐蔽性故障后果。隐蔽性故障没有直接的影响，但它有可能导致严重的、经常是灾难性的多重故障后果；
（2）安全性和环境性后果。如果故障会造成人员伤亡，就具有安全性后果；如果由于故障导致企业违反了行业、地方、国家或国际的环境标准，则故障具有环境性后果；
（3）使用性后果。如果故障影响生产（产量、产品质量、售后服务或除直接维修费用以外的运行费用），就认为具有使用性后果；
（4）非使用性后果。划分到这一类里的是明显功能故障，它们既不影响安全也不影响生产，它只涉及直接维修费用。
环境性后果已成为预防性维修决策的重要因素之一。将环境性后果引入RCM决策过程是RCMⅡ的重要贡献，也是RCMⅡ与其它RCM版本最显著的区别。
3.4 预防性维修工作的分类更加科学
RCMⅡ把预防性维修工作定义为预防故障后果而不仅仅是故障本身的一种维修工作，这样的定义使预防性维修的范畴大大扩展。这样划分后RCMⅡ把预防性维修分为两大类，即：
3.4.1 主动性工作
为了防止产品达到故障状态，而在故障发生前所采取的工作。它们包括传统的预计性维修和预防性维修，包括：定期恢复、定期报废和视情维修等；
（1）定期恢复与定期报废。定期恢复要求按一个特定的工龄期限或在工龄期限之前，重新加工一部件或翻修一组件，而不管当时其状态如果。与此相同，定期报废工作要求按一个特定的工龄期限或在工龄期限之前报废，也不顾其状态；（2）视情维修。视情维修是通过监控掌握装备的状况，对其可能发生功能故障的项目进行必要的预防维修。视情维修适用于耗损故障初期有明显劣化症侯的装备，但需要适当的检测手段，如功能检测和先进的技术等。
3.4.2 非主动性工作
当不可能选择有效的主动性工作时，选择非主动性对策处理故障后的状态，它包括故障检查、重新设计和故障后修理。
（1）故障检查。在RCMⅡ中故障检查工作是指定期地检查隐蔽功能以确定其是否已经发生故障，从预防故障的时机上讲，它是在隐蔽功能发生故障发生后为防止多重故障的后果而进行的一项检查工作。故障检查工作需要定期地检查隐蔽功能以确定其是否故障（这里基于状态的工作是检查是否已发生故障）；
（2）重新设计。重新设计需改变系统的固有能力，它包括硬件的改型和使用操作程序的变化两个方面；
（3）无预定维修。如其名称所指，这种对策对所研究的故障模式不需进行预计或预防，因此只是简单地允许这些故障发生并进行修理，这种对策也称为故障后修理。
3.5 对RCM逻辑决断图进行改进
RCMⅡ的逻辑决断图的基本流程与传统的RCM逻辑断决断图（MSG-3，MIL—STD1843，GJB1378）相比，有了一定的改进，主要体现在以下几点：（1）增加了对环境问题的考虑，把隐蔽性后果与其它后果并列使故障后果有四个分支，即隐蔽性故障后果、安全性和环境性后果、使用性后果和非使用性后果；
（2）使用“技术可行性”和“值得做”，代替传统的决断准则用语“适用性”与有效性。因为RCMⅡ的提出者认为后两个术语的使用方式在维修领域不为人们所熟悉，需要经常做大量的解释；
（3）图中增加了各项具体工作的“技术可行性”和“值得做”的详细准则；
（4）图中未单独把保养/润滑列为一项预防性维修工作，但RCMⅡ要求对集中润滑系统作完整的RCM分析，把各独立的润滑点看作是单独的故障模式。
（5）把故障检查看作是非主动性工作，排在各项主动性工作之后，而在传统的决断图中故障检查工作排在了定期恢复、定期报废等主动性工作之前。
3.6 注重RCM实施过程的管理
尽管RCM的应用属于技术层面的问题，但它产生的结果对装备的使用以及维修制度产生直接的影响，没有决策部门的支持参与，RCM的推广应用不可能取得理想的结果。当前在RCM的实施过程中比较注重加强管理，具体表现在：
3.6.1 成立RCM指导小组
RCM指导小组由熟悉并能对装（设）备维修制度运行产生影响的有关领导、熟悉RCM原理与分析过程的专家和熟悉装（设）备结构与维修的人员共同组成。主要负责RCM分析的管理与协调工作；负责RCM技术推广、人员培训，对装（设）备RCM分析小组给予技术支持。
3.6.2 组织RCM培训
培训是投资回报率最高的一项工作，目的是在尽可能短的时间内把专家的经验传给别人。通过对RCM相关人员的培训使他们增强对RCM的认识，从而促进RCM 的推广应用。
3.7 强调数学模型对RCM决策的支持作用
RCM是一种复杂的系统工程方法，为保证成功的实施，不仅需要有一套科学的方法理论作指导，还需要方便有效的技术工具（模型）作基础。当前的RCM研究和应用非常注重数学模型的支持作用，从不同角度对RCM的模型进行了分类。（1）按预防性维修工作的类型分
使用检查模型、功能检测模型和和定期更换模型；
（2）按RCM建模的目的分
故障风险模型、可用度模型和费用模型；
（3）按产品的复杂程度分
单部件模型和复杂部件模型；
（4）按建模的时间基准分
无限基准模型和有限基准模型。
上述数学模型强调了RCM逻辑决断的有效性定量评估，增强了RCM决策的准确程度，对RCM的推广将起到非常积极的作用。
4 RCM作用及其在我国的应用现状
通过RCM分析可产生如下四项具体的结果：
（1）供维修部门执行的维修计划；
（2）供操作人员使用的改进了的资产使用程序；
（3）对不能实现期望性能的资产，列表指出了哪些地方需改进设计或改变操作程序；
（4）完整的RCM分析记录文件，为以后资产维修制度的改进提供了可追综的历史信息和数据，也为企业内维修人员的配备、备件备品的订购与储备、生产时间与维修时间的预计提供基础数据。
5 RCM下一步的研究方向
尽管RCM分析方法的基本体系结构已基本形成，但还有许多问题有待于进一步的完善，尤其是实用性、针对性和精确性等方面。
（1）改进分析过程，突出实用性
RCM分析技术本身的发展方向将是，在保持RCM最初的本意的和回答7个基本问题的基础上，增加部分设备关键性能因素（如环境的完整性和定量化风险等）
或省略部分分析步骤，改进RCM适用性准则、有效性准则和逻辑决断图等，力求使RCM分析更贴近实际，具有更强的实用性。
（2）引入定量分析，提高精确性
当前对RCM的理论分析和应用研究主要集中在定性的分析，定量研究工作不多。目前已开发出绝大多数的RCM支持模型，包括：不同时间基准、不同复杂程度、不同决策目标下的使用检查模型、功能检测模型和定期更换模型等。英国SALFORD大学正在进行智能化的RCM决策支持模型的开发。如何把相关的支持模型引入RCM逻辑决断过程，提高分析决断的精确性，将是下一步的主要研究工作。
（3）结合具体问题分析，强调针对性
应用是理论研究的根本目的，在进行RCM分析时，如何根据资产所处的不同工作环境，对RCM分析方法中的相关内容进行充分的理解和扩展，也是一项非常重要的工作。
（4）研制计算机辅助RCM分析系统，提高分析效率
RCM分析内容复杂、工作量较大，针对此情况，应组织有关人员研制开发RCM辅助决策软件。该项工作可以提高RCM分析的效率，提高分析的准确度，减少重复性工作。此外对于以往已进行RCM分析的RCM数据也可以作为案例放到系统的数据库中，在对类似装备进行RCM分析时，可以通过索引进行调用数据，这样能大大减少分析的工作量。
什么是以可靠性为中心的维修
以可靠性为中心的维修（RCM）综述 ?摘?要：随着RCM在国际上的推广和应用，其理论和方法的研究逐渐受到人们的重视。本文从 RCM的定义和基本思路出发，概述了其发展过程，并从七个方面介绍了RCM的发展动态。最后介绍了RCM在我国的应用现状，并就RCM的下一步研究方向进行了讨论。 关键词：RCM；故障后果；综述 1引言 “以可靠性为中心的维修”译自英文“ReliabilityCenteredMaintenance”，简称“RCM”。以可靠性为中心的维修（RCM 维修大纲的首选方法。按国家军用标准定 防性维修要求的过程或方法”。 (RCM)维修改革，使其装备保持了较高的完 1999年轰炸科索沃的战斗中得到了回报。据统计， 天空袭，每天出动飞机2600架次，飞机的完好率保持在85% 77天空袭，参战飞机1200余架，先后共出动38000多架次。英国、日本等国家通过应用RCM分析技术为其设备制定维修策略，避免了“多维修、多保养、多多益善”和“故障后再维修”的传统维修思想的影响，使维修工作更具科学性。实践证明：如果RCM 被正确运用到现行的维修系统中，在保证生产安全性和资产可靠性的条件下，可将日常维修工作量降低40%至70%，大大提高了资产的使用效率。 由此可见，RCM作为一种分析方法，它表现出来的特点已引起各国对它的重视，主要集中在理论研究和应用方面。本文通过对以可靠性为中心的维修（RCM）的发展过程分析，结合97年版的《RCM Ⅱ》，从理论和应用的角度综述了RCM的发展动态。 1)只有损耗性故障才与时间有关,而随机性故障是 与时间无关的,再多的定期维修也无济于事,而可靠性是 设备设计后所具有的固有特性; (2)复杂设备和系统(除某些主导性损耗故障外)多
可靠性设计的主要内容
可靠性设计的主要内容 1、研究产品的故障物理和故障模型 搜集、分析与掌握该类产品在使用过程中零件材料的老化、损伤和故障失效等（均为受许多复杂随机因素影响的随机过程）的有关数据及材料的初始性能（强度、冲击韧性等）对其平均值的偏离数据，揭示影响老化、损伤这一复杂物理化学过程最本质的因素，追寻故障的真正原因。研究以时间函数形式表达的材料老化、损伤的规律，从而较确切的估计产品在使用条件下的状态和寿命。用统计分析的方法使故障（失效）机理模型化，建立计算用的可靠度模型或故障模型，为可靠性设计奠定物理数学基础，故障模型的建立，往往以可靠性试验结果为依据。 2、确定产品的可靠性指标及其等级 选取何种可靠性指标取决于产品的类型、设计要求以及习惯和方便性等。而产品可靠性指标的等级或量值，则应依据设计要求或已有的试验，使用和修理的统计数据、设计经验、产品的重要程度、技术发展趋势及市场需求等来确定。例如，对于汽车，可选用可靠度、首次故障里程、平局故障间隔里程等作为可靠性指标，对于工程机械则常采用有效度。 3、合理分配产品的可靠性指标值
将确定的产品可靠性指标的量值合理分配给零部件，以确定每个零部件的可靠性指标值，后者与该零部件的功能、重要性、复杂程度、体积、重量、设计要求与经验、已有的可靠性数据及费用等有关，这些构成对可靠性指标值的约束条件。采用优化设计方法将产品（系统、设备）的可靠性指标值分配给各个零部件，以求得最大经济效益下的各零部件可靠性指标值最合理的匹配。 4、以规定的可靠性指标值为依据对零件进行可靠性设计 即把规定的可靠性指标值直接设计到零件中去，使它们能够保证可靠性指标值的实现。
可靠性维修为中心(RCM)管理
设备主动性维修、预先维修与以可靠性为中心的维修RCM管理 1 引言 “以可靠性为中心的维修”译自英文“Reliability Centered Maintenance”，简称“RCM”，它是国内外维修行业已经非常熟悉的一个用词，是受到世界各国普遍承认的科学的维修理论。在发达国家，RCM的推广应用已经取得了显著成效，并且还在继续扩展。 主动性维修或主动维修，源于Proactive Maintenance （缩写为Promaint或PaM，也可译为“预先维修”），从上世纪90年代开始，在西方国家逐渐发展和应用。2002年欧洲维修联盟（EFNMS）第16次会议曾将Promaint 作为会议主题。但是“主动性维修”到底是什么，各国是“仁者见仁，智者见智”，存在不同的理解，就是在Promaint发源地，对其概念、原理和具体技术也有着截然不同的观点。本文将在分析有代表性的两种主动性维修观点的基础上，研究如何应用主动性维修，丰富和完善现有的RCM理论和方法。 2 两种不同的“主动性维修”（PaM） 2.1 狭义的“主动性维修” 1992年美国资深的液压系统设计专家E.C.Fitch，在其著作《Proactive Maintenance for Mechanical Systems》[1]中详细论述了Proactive Maintenance的概念、原理和技术。这种维修在理论和实践上有其重要的意义，它提出了“故障根源”（Boot Causes of Failure）的概念，给出了故障根源的种类（材料变形、超常液体污染、液体泄漏、液体化学不稳定、液体物理不稳定、液体气蚀、液体温度不稳定、严重的磨损状况等），认为通过对可能引起设备产生故障的“故障根源”进行系统化的识别，在系统的性能和材料退化之前采取措施进行维修，可以有效地减少系统的整体维修需求，延长系统的使用寿命。Fitch的“主动性维修”认为，在实际的维修工作中不但要重视零部件的损伤，还应重视相关介质（如油液等）的“条件性故障”。Fitch的“主动性维修”实际是狭义的主动性维修。 2.2 广义的“主动性维修” 1997年，国际著名的RCM专家J.Moubray在其名著《RCMⅡ》第二版[3]中提出了主动性（Proactive ）维修和非主动性（Reactive）维修的概念，并进行了解释。他认为主动性维修工作是为了防止产品达到故障状态，而在故障前所采取的工作。他把原来的三类预防性维修工作（视情（即预测性）维修、定期修复和定期报废）都归属于主动性维修，认为这些工作均是在故障发生前进行的主动工作。当不可能选择有效的主动性工作时，应根据故障后果选择非主动性维修，非主动性维修包括修复性维修、故障检查和改进设计。这里的主动性维修实际上是广义的主动性维修，该主动性维修不仅预防故障本身，更重要的是避免故障后果。 2.3 两种主动性维修的比较 为了进一步对两种主动性维修进行比较，这里分析二者与其他维修策略之间的关系， 非主动性维修 John Moubray 主动性维修（广义的）：预测性维修（视情维修）和预防性维修（定期恢复、定期报废） 故障检查、故障后修理（修复性维修）和改进设计 E.C.Fitch 主动性维修（狭义的） 预测性维修、预防性维修、修复性维修
通用的可靠性设计分析方法
通用的可靠性设计分析方法 1.识别任务剖面、寿命剖面和环境剖面 在明确产品的可靠性定性定量要求以前，首先要识别产品的任务剖面、寿命剖面和环境剖面。 （1）任务剖面“剖面”一词是英语profile的直译，其含义是对所发生的事件、过程、状态、功能及所处环境的描述。显然，事件、状态、功能及所处环境都与时间有关，因此，这种描述事实上是一种时序的描述。 任务剖面的定义为：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。它包括任务成功或致命故障的判断准则。 对于完成一种或多种任务的产品，均应制定一种或多种任务剖面。任务剖面一般应包括：1）产品的工作状态； 2）维修方案； 3）产品工作的时间与程序； 4）产品所处环境（外加有诱发的）时间与程序。 任务剖面在产品指标论证时就应提出，它是设计人员能设计出满足使用要求的产品的最基本的信息。任务剖面必须建立在有效的数据的基础上。 图1表示了一个典型的任务剖面。 （2）寿命剖面寿命剖面的定义为：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。寿命剖面包括任务剖面。 寿命剖面说明产品在整个寿命期经历的事件，如：装卸、运输、储存、检修、维修、任务剖面等以及每个事件的持续时间、顺序、环境和工作方式。 寿命剖面同样是建立产品技术要求不可缺少的信息。 图2表示了寿命剖面所经历的事件。
（3）环境剖面环境剖面是任务剖面的一个组成部分。它是对产品的使用或生存有影响的环境特性，如温度、湿度、压力、盐雾、辐射、砂尘以及振动冲击、噪声、电磁干扰等及其强度的时序说明。 产品的工作时间与程序所对应的环境时间与程序不尽相同。环境剖面也是寿命剖面和任务剖面的一个组成部分。 2.明确可靠性定性定量要求 明确产品的可靠性要求是新产品开发过程中首先要做的一件事。产品的可靠性要求是进行可靠性设计分析的最重要的依据。 可靠性要求可以分为两大类：第一类是定性要求，即用一种非量化的形式来设计、分析以评估和保证产品的可靠性；第二类是定量要求，即规定产品的可靠性指标和相应的验证方法。 可靠性定性要求通常以要求开展的一系列定性设计分析工作项目表达。常用的可靠性定性设计工作项目见表1。
系统可靠性设计与分析
可靠性设计与分析作业 学号：071130123 姓名：向正平一、指数分布的概率密度函数、分布函数、可靠度函数曲线 （1）程序语言 t=(0:0.01:20); Array m=[0.3,0.6,0.9]; linecolor=['r','b','y']; for i=1:length(m); f=m(i)*exp(-m(i)*t); F=1-exp(-m(i)*t); R=exp(-m(i)*t); color=linecolor(i); subplot(3,1,1); title('指数函数概率密度函数曲线'); plot(t,f,color); hold on subplot(3,1,2); title('指数函数分布函数函数曲线'); plot(t,F,color); hold on subplot(3,1,3); title('指数指数分布可靠度函数曲线 plot(t,R,color); hold on end （3）指数分布的分析 在可靠性理论中，指数分布是最基本、最常用的分布，适合于失效率为常数 的情况。指数分布不但在电子元器件偶然失效期普遍使用，而且在复杂系统和整 机方面以及机械技术的可靠性领域也得到使用。 有图像可以看出失效率函数密度f(t)随着时间的增加不断下降，而失效率随 着时间的增加在不断的上升，可靠度也在随着时间的增加不断地下降，从图线的 颜色可以看出，随着m的增加失效率密度函数下降越快，而可靠度的随m的增加 而不断的增加，则失效率随m的增加减小越快。 在工程运用中，如果某零件符合指数分布，那么可以适当增加m的值，使零 件的可靠度会提升，增加可靠性。 二、正态分布的概率密度函数、分布函数、可靠性函数、失效率函数曲线 （1）程序语言 t=-10:0.01:10; m=[3,6,9]; n=[1,2,3]; linecolor=['r','b','y'];
什么是可靠性为中心的维修RCM
什么是可靠性为中心的维修RCM？ 以可靠性为中心的维修管理（英文为Reliability Centered Maintenance，简称RCM），属于第三代维修管理的最具有代表性的模式。这一设备管理模式强调以设备的可靠性、设备故障后果，作为制定维修策略的主要依据。按照以可靠性为中心的维修管理模式，首先应对设备的故障后果进行结构性评价、分析并综合出一个有关安全、运行经济性和维修费用节省的维修策略。另外，在制定维修策略时，自觉地以故障模式的最新探索成果作为依据。也就是说，以可靠性为中心的维修管理，是综合了故障后果和故障模式的有关信息，以运行经济性为出发点的维修管理模式。下面介绍一下这一维修体系的基本要点。 1．关于故障后果的评价 以可靠性为中心的维修管理，对设备故障后果进行结构性评价。这种评价是以下面的顺序来排列其重要程度的。 1）潜在故障问题。目前对设备无直接影响，而故障一旦发生则后果严重。 2）安全故障问题。故障一旦发生，会造成人身或生命安全。 3）运行故障问题。故障一旦发生，影响生产运行和修理的直接费用。 4）非运行故障问题。此故障一般不影响生产运行，但影响修理费用。 按照以可靠性为中心的维修管理策略，如果设备故障后果严重，则应采用预防维修。否则除日常维护和润滑外，不必进行预防维修。在评价故障后果以便制定维修策略时，每个设备的所有功能和故障模式都应加以考虑，并进行分析，制定出每一设备的维修方针。其故障后果与维修策略关系如表1所示。 表1 故障后果与维修策略的选择
2．对于故障特性的研究 预防维修是根据设备故障特征曲线或浴盆曲线，在设备进入耗损故障期之前安排进行的维修活动。当今的设备比以往要复杂得多，而且故障模式也有了新的变化。美国民航在过去30年间，作了大量关于设备可靠性的研究，发现在设备从使用到淘汰（包括无形磨损造成的设备报废），其故障特征曲线呈六种不同形状，如图1所示。 从图中可以看出，模式B开始为恒定或逐渐略增的故障率，最后进入耗损期；模式C 显示了缓慢增长的故障率，但没有明显的耗损故障期；模式D显示了新设备刚出厂时的低故障率现象，很快增长为一个恒定的故障率；模式E在整个寿命周期都保持恒定的故障率；模式F在开始时有较高的初期故障率，很快降低为恒定或增长极为缓慢的故障率。研究表明，模式A，B，C，D，E，F的发生概率分别为4%，2%，5%，7%，14%和68%。显然，在设备越来越复杂的情况下，更多的设备遵循E和F所代表的模式。这一研究表明，原来认为设备使用时间越长磨损越严重，而且会使故障率迅速上升，这样一种观点不一定正确。对于某种故障模式起主导作用的设备，故障率可能与使用时间长短有关。而对于大多数设备而言，使用时间长短对于设备可靠性的影响不大。也就是说，经常修理设备或定期大修，不一
以可靠性为中心的维修(RCM)
一、什么是以可靠性为中心的维修 以可靠性为中心的维修（RCM）是目前国际上通用的用以确定设(装)备预防性维修需求、优化维修制度的一种系统工程方法。按国家军用标准GJB1378-92《装备预防性维修大纲的制定要求与方法》，RCM定义为：“按照以最少的资源消耗保持装备固有可靠性和安全性的原则，应用逻辑决断的方法确定装备预防性维修要求的过程或方法”。它的基本思路是：对系统进行功能与故障分析，明确系统内各故障后果；用规范化的逻辑决断程序，确定各故障后果的预防性对策；通过现场故障数据统计、专家评估、定量化建模等手段在保证安全性和完好性的前提下，以最小的维修停机损失和最小的维修资源消耗为目标，优化系统的维修策略。 [ 转自铁血社区 ] 二、RCM分析的输出是什么 对于民用设备，RCM分析的结果给出的是设备的预防性维修工作项目、具体的维修间隔期、维修工作类型（或方法）和实施维修的机构。对于军用装备而言，RCM分析的结果是针对于该装备的预防性维修大纲。装备预防性维修的大纲是规定装备预防性维修要求的汇总文件，是关于该装备预防性维修要求的总的安排。其主要内容包括： 需要进行预防性维修的产品或项目（WHAT）；
实施的维修工作类型或“方式”（HOW）； 维修工作的时机即维修期（WHEN）； 实施维修工作的维修级别（WHERE）。 [ 转自铁血社区 ] 装备预防性维修大纲对于我们的维修管理来说是一个新的术语，它是装备全系统、全寿命维修管理的产物。按着现代维修工程的要求，装备在研制过程中就要规划其维修保障系统，而维修大纲是规划维修保障系统的顶层文件，是纲目性的资料。因为只有搞清了装备的维修工作需求才能进一步有针对性地设计和优化维修保障系统。[NextPage] 三、RCM的产生与发展背景 RCM的产生与装备维修方式的多样化与人们对维修实践的不断认识有直接的关系。二十世纪50年代末以前，在各国装备维修中普遍的做法是对装备实行定时翻修，这种做法来自早期对机械事故的认识：机件工作就有磨损，磨损则会引起故障，而故障影响安全，所以，装备的安全性取决于其可靠性，而装备可靠性是随时间增长而下降的，必须经常检查并定时翻修才能恢复其可靠性。基于这种认识，人们认为：预防性维修工作做得越多、翻修周期越短、翻修深度越大，装备就越可靠。但是，对于复杂装备或产品来说，传统的做法常常会遇到两个重大问题，一是随着装备的复杂化，无论机件大小都进行定时翻修其维修费用不堪重负；二是有些产品或项目，不论其翻修期缩到多短、翻修深度增到多大，其故障率仍然不能有效控制。 60年代初，美国联合航空公司通过收集大量数据并进行分析，发现航空机件的故障率曲线有六种基本形式，符合典型的“浴盆曲线”的仅占4%，且具有明显耗损期的情况也并不普遍，没有耗损期的机件约占89%。通过分析他们得到两个重要结论，即：对于复杂装备，除非具有某种支配性故障模式，否则定时翻修无助于提高其可靠性；对许多项目，没有一种预
可靠性设计的基本概念与方法
4．6 可靠性设计的基本概念与方法 一、结构可靠性设计概念 1．可靠性含义 可靠性是指一个产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力；而一个工业产品(包括像飞机这样的航空飞行器产品)由于内部元件中固有的不确定因素以及产品构成的复杂程度使得对所执行规定功能的完成情况及其产品的失效时间(寿命)往往具有很大的随机性，因此，可靠性的度量就具有明显的随机特征。一个产品在规定条件下和规定时间内规定功能的概率就称为该产品的可靠度。作为飞机结构的可靠性问题，从定义上讲可以理解为：“结构在规定的使用载荷／环境作用下及规定的时间内，为防止各种失效或有碍正常工作功能的损伤，应保持其必要的强刚度、抗疲劳断裂以及耐久性能力。”可靠度则应是这种能力的概率度量，当然具体的内容是相当广泛的。例如，结构元件或结构系统的静强度可靠性是指结构元件或结构系统的强度大于工作应力的概率，结构安全寿命的可靠性是指结构的裂纹形成寿命小于使用寿命的概率；结构的损伤容限可靠性则一方面指结构剩余强度大于工作应力的概率，另一方面指结构在规定的未修使用期间内，裂纹扩展小于裂纹容限的概率．可靠性的概率度量除可靠度外，还可有其他的度量方法或指标，如结构的失效概率F(c)，指结构在‘时刻之前破坏的概率；失效率^(()．指在‘时刻以前未发生破坏的条件下，在‘时刻的条件破坏概率密度；平均无故障时间MTTF(MeanTimeToFailure)，指从开始使用到发生故障的工作时间的期望值。除此而外，还有可靠性指标、可靠寿命、中位寿命，对可修复结构还有维修度与有效度等许多可靠性度量方法。 2．.结构可靠性设计的基本过程与特点 设计一个具有规定可靠性水平的结构产品，其内容是相当丰富的，应当贯穿于产品的预研、分析、设计、制造、装配试验、使用和管理等整个过程和各个方面。从研究及学科划分上可大致分为三个方面。 (1)可靠性数学。主要研究可靠性的定量描述方法。概率论、数理统计，随机过程等是它的重要基础。 (2)可靠性物理。研究元件、系统失效的机理，物理成固和物理模型。不同研究对象的失效机理不同，因此不同学科领域内可靠性物理研究的方法和理论基础也不同． (3)可靠性工程。它包含了产品的可靠性分析、预测与评估、可靠性设计、可靠性管理、可靠性生产、可靠性维修、可靠性试验、可靠性数据的收集处理和交换等．从产品的设计到产品退役的整个过程中，每一步骤都可包含于可靠性工程之中。 由此我们可以看出，结构可靠性设计仅是可靠性工程的其中一个环节，当然也是重要的环节，从内容上讲，它包括了结构可靠性分析、结构可靠性设计和结构可靠性试验三大部分。结构可靠性分析的过程大致分为三个阶段。 一是搜集与结构有关的随机变量的观测或试验资料，并对这些资料用概率统计的方法进行分析，确定其分布概率及有关统计量，以作为可靠度和失效概率计算的依据。
软件可靠性技术发展与趋势分析
软件可靠性技术发展及趋势分析 1引言 1)概念 软件可靠性指软件在规定的条件下、规定的时间内完成规定的功能的能力。 安全性是指避免危险条件发生，保证己方人员、设施、财产、环境等免于遭受灾难事故或重大损失。安全性指的是系统安全性。一个单独的软件本身并不存在安全性问题。只有当软件与硬件相互作用可能导致人员的生命危险、或系统崩溃、或造成不可接受的资源损失时，才涉及到软件安全性问题。由于操作人员的错误、硬件故障、接口问题、软件错误或系统设计缺陷等很多原因都可能影响系统整体功能的执行，导致系统进入危险的状态，故系统安全性工作自顶至下涉及到系统的各个层次和各个环节，而软件安全性工作是系统安全性工作中的关键环节之一。 因此，软件可靠性技术解决的是如何减少软件失效的问题，而软件安全性解决的是如何避免或减少与软件相关的危险条件的发生。二者涉及的范畴有交又，但不完全相同。软件产生失效的前提是软件存在设计缺陷，但只有外部输入导致软件执行到有缺陷的路径时才会产生失效。因此，软件可靠性关注全部与软件失效相关的设计缺陷，以及导致缺陷发生的外部条件。由于只有部分软件失效可能导致系统进
入危险状态，故软件安全性只关注可能导致危险条件发生的失效。以及与该类失效相关的设计缺陷和外部输入条件。 硬件的失效，操作人员的错误等也可能影响软件的正常运行，从而导致系统进入危险的状态，因此软件安全性设计时必须对这种危险情况进行分析，井在设计时加以考虑。而软件可靠性仅针对系统要求和约束进行设计，考虑常规的容错需求，井不需要进行专门的危险分析。在复杂的系统运行条件下，有时软件、硬件均未失效，但软硬件的交互 作用在某种特殊条件下仍会导致系统进入危险的状态，这种情况是软件安全性设计考虑的重点之一，但软件可靠性并不考虑这类情况。2）技术发展背景 计算机应用范围快速扩展导致研制系统的复杂性越来越高。软硬件密切耦合，且软件的规模，复杂度及其在整个系统中的功能比重急剧上升，由最初的20%左右激增到80%以上。伴随着硬件可靠性的提高，软件的可靠性与安全性问题日益突出。 在军事、航空航天、医疗等领域，核心控制软件的失效可能造成巨大的损失甚至威胁人的生命。1985年6月至1987年1月，Therac-25治疗机发生6起超大剂量辐射事故，其中3起导致病人死亡。1991年海湾战争。爱国者导弹在拦截飞毛腿导弹中几次拦截失败，其直接原因为软件系统未能及时消除计时累计误差。1996年阿里亚娜5型运载火箭由于控制软件数据转换溢出起飞40秒后爆炸，造成经济损
以可靠性为中心的维修(RCM)--应用现状与发展趋势
以可靠性为中心的维修（RCM）--应用现状与发展趋势 摘要：对以可靠性为中心的维修（RCM）在国内外的应用现状进行了分析，对应用中应注意的一些的问题进行了探讨，最后对该分析技术的发展前景和方向进行了预测。 关键词：以可靠性为中心的维修（RCM）；预防性维修大纲；故障后果 1 引言 以可靠性为中心的维修（Reliability Centered Maintenance简称“RCM”）是目前国际上流行的、用以确定设备预防性维修需求的一种系统工程方法，也是发达国家军队及工业部门制定军用装备和设备预防性维修大纲、优化维修制度的首选方法。 美军通过在80年代推行“以可靠性为中心的维修”(RCM)维修改革，使其装备保持了较高的完好率。美军所作的工作在1991年的海湾战争、1999年科索沃战争和2003年的伊拉克战争中得到了回报。英国、日本等国家通过应用RCM分析技术为其设备制定维修策略，避免了“多维修、多保养、多多益善”和“故障后再维修”的传统维修思想的影响，使维修工作更具科学性。实践证明：如果RCM被正确运用到现行的维修装（设）备中，在保证生产安全性和资产可靠性的条件下，可将日常维修工作量降低40%至70%，大大提高了资产的使用效率。 RCM作为一种分析方法，它表现出来的优势引起了各国的高度重视，这些国家普遍开展了RCM的应用研究。本文对RCM当前在国内外的应用情况进行了研究，对相关问题进行了探讨。 2 RCM在国外的推广应用与维修改革 70年代中期，RCM引起美国军方的重视，美国防部明确命令在全军推广以可靠性为中心的维修（RCM）。1978年，美国国防部委托联合航空公司在MSG-2的基础上研究提出维修大纲制订的方法。诺兰(Nowlan,F.S.)与希普(Heap,H.F.)合著的《以可靠性为中心的维修》在此背景下出版。书中正式推出了一种新的逻辑决断法--RCM法。它克服了MSG-1/2中的不足，明确阐述了逻辑决断的基本原理，对维修工作进行了明确区分，提出了更具体的预防性维修工作类型。自此，RCM理论在美国陆、海、空三军装备上获得广泛应用。到80年代中期，美国陆、海、空三军分别就RCM的应用颁布了标准和规范。例如：1985年2月美空军颁布的MIL-STD-1843，1985年7月美陆军颁布的AMCP750—2，1986年1月美海军颁布的MIL—STD—2173等都是关于RCM应用的指导性标准或文件。美国国防部指令和后勤保障分析标准中，也明确把RCM分析作为制定预防性维修大纲的方法。RCM推广应用取得成功。 结合RCM推广应用的成果，美国陆军实施了多方面的维修改革。（1）陆航飞机维修制度的改革。把过去的定期送厂大修改为视情检查送修，称为“机体状况评价（ACE）”计划。具体做法是改变过去定期（五年）送修的规定，每年对飞机进行一次检查评定，根据一套严密的评定方法，确定飞机的“整体状况指数”，状况不良超过规定限值的飞机就送厂修理。实施以来，收到了良好的效果，1980年美陆军后勤副参谋长说，74年以来这项改革节约维修经费达三亿美元。目前这项制度仍在执行，并增加了对机体腐蚀程度的专门评定制度，被称为“飞机腐蚀分析评价（AACE）”计划。（2）美陆军装备维修制度的改革。改革陆军战斗车辆（坦克、装甲车辆）的送厂大修规定，改变过去的定程修理规定，实行类似于陆航飞机视情送修的办法。美陆军规程（AR750-1）《陆军装备维修原则与方针政策》（1978年版）中明确规定：选送“战斗车辆进厂大修的规则只应基于车辆状况，行驶里程不作为确定送修的因
软件可靠性和安全性设计指南
软件可靠性和安全性设计指南 (仅供内部使用) 文档作者：_______________ 日期：___/___/___ 开发/测试经理：_______________ 日期：___/___/___ 产品经理： _______________ 日期：___/___/___ 管理办：_______________ 日期：___/___/___ 请在这里输入公司名称 版权所有不得复制
软件可靠性和安全性设计指南 1 范围 1 .1主题内容 [此处加入主题内容] 1 .2适用范围 [此处加入适用范围] 2 引用标准 GBxxxx 信息处理——数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定。 GB/Txxx 软件工程术语 GB/Txxxxxx 计算机软件质量保证计划规范 GB/T xxxxx 计算机软件配置管理计划规范 GB/T xxxxx 信息处理——程序构造及其表示的约定 GJBxxxx 系统安全性通用大纲 GJBxxxxx 系统电磁兼容性要求 GBxxxx 电能质量标准大纲 GBxxxxx 电能质量标准术语 3 定义 [此处加入定义] 3 .1失效容限 [此处加入失效容限] 3 .2扇入 [此处加入扇入] 3 .3扇出 [此处加入扇出] 3 .4安全关键信息 [此处加入安全关键信息] 3 .5安全关键功能 [此处加入安全关键功能]
3 .6软件安全性 [此处加入软件安全性] 4 设计准则和要求 4 .1对计算机应用系统设计的有关要求 4 .1.1 硬件软件功能的分配原则 [此处加入硬件软件功能的分配原则] 4 .1.2 硬件软件可靠性指标的分配原则[此处加入硬件软件可靠性指标的分配原则] 4 .1.3 容错设计 [此处加入容错设计] 4 .1.4 安全关键功能的人工确认 [此处加入安全关键功能的人工确认] 4 .1. 5 设计安全性内核 [此处加入设计安全性内核] 4 .1.6 记录系统故障 [此处加入记录系统故障] 4 .1.7 禁止回避检测出的不安全状态[此处加入禁止回避检测出的不安全状态] 4 .1.8 安全性关键软件的标识原则 [此处加入安全性关键软件的标识原则] 4 .1.9 分离安全关键功能 [此处加入分离安全关键功能] 4 .2对硬件设计的有关要求 [此处加入对硬件设计的有关要求] 4 .3软件需求分析 4 .3.1 一般要求 [此处加入一般要求] 4 .3.2 功能需求 [此处加入功能需求] 4.3.2.1输入 [此处加入输入] 4.3.2.2处理 [此处加入处理] 4.3.2.3输出 [此处加入输出]
可靠性方法在维修规划中的应用
可靠性方法在维修规划中的应用 随着现代科技的发展，高技术含量设备的迅速增加，设备维修在企业生产中的重要作用已逐渐显现。设备的可靠性，维修性，安全性，经济性等问题，已经为企业设备管理工作的重点，实践证明，仅仅采用计划维修，现情维修和事后维修已不能适应生产的需求，要寻求既经济，又能保证安全生产，充分发挥设备效能的维修策略。正确选择维修方式是保证机械系统的可靠性和降低维修费用的关键。近年来，部分发达国家在进行预防性维修实践的过程中，引入了经济性的概念，进一步发展了一种以可靠性为中心的维修模式，它合理地对关键部位加以区分，以可靠性为前提，以经济适用性为原则对故障类别，维修手段，是否进行改造进行分档，它以动态管理为主，充分发挥不解体检测，不解体保养技术特长，不断指导使用者采取合理措施，适时改善薄弱部件，使维修工作获得最大的经济效益。 "以可靠性为中心"的维修（reliability-centered maintenance,RCM）理论认为，一切维修活动，归根到底是为了保持和恢复机械系统的固有可靠性，并提高使用可靠性。即根据机械系统及其零部件的可靠性状况，以最小的维修资源消耗，运用逻辑决策分析法确定所需的维修内容，维修类型，维修周期和维修级别，制定出机械系统预防性维修大纲，从而达到优化的目的。 下面从几个方面具体分析可靠性方法在维修规划中的应用： 1，“以可靠性为中心”维修理论在柴油机维修管理中的应用 1.1柴油机的维修级别： 柴油机的维修活动会涉及到各种级别的不同类型的维修活动，而维修级别按所用的维修工具，检测能力和维修技术水平，划分为三个级别：现场级，中间级和基地级。 1.2柴油机维修成本： 柴油机的维修成本可简单地分为直接成本和间接成本。直接成本一般包括两大类：运行维修和送修成本。间接维修成本指因柴油机维修而引起的其它损失。从维修级别来看，现场级维修水平较低，中间级维修和基地级维修专业化程度较高，技术难度较大，主要完成柴油机复杂机械故障的维修及小修中修大修，一般都需要对柴油机进行解体，其花费成本为送修成本和间接维修成本。
嵌入式软件可靠性设计规范checklist
嵌入式软件可靠性设计规范汇总
43.高级报警显示：红色，1.4Hz～ 2.8Hz，信占比率20%～60%开 44.中级报警显示：黄色，0.4Hz～0.8Hz，信占比率20%～60%开 45.低级报警显示：蓝绿色或者黄色，常开，信占比率100% 46. 高优先级和中优先级的报警上、下限设置值，一旦超出可能引起较严重后果的非合理报警数值区域时，均需加单独的对话弹出框予以提醒操作者 47. 默认的报警预置不允许修改，并提供让用户能恢复到出厂默认报警设置的操作途径 48.做报警日志记录，为以后的故障分析、维修检查或商业纠纷提供依据 与硬件接口的软件49. 数据传输接口的硬件性能限制了数据传输速率的提高，在确定波特率前，要确认硬件所能承受的最高传输率，光耦、485、232、CAN、传输线上有防护 器件（TVS或压敏电阻）的端口 50.硬件端口读进来的数据必须加值域范围的判断 51.硬件端口读取数据，必须加可控时间或次数的有限次限制 52.A/D的位数比前端放大电路的精度要求略高即可，并通过数学计算验证 53. 对运动部件的控制，正向运动突然转向反向运动时，必须控制先正向减速到0，然后再反向加速的控制方式 54. 运动部件停机后、再快速启动的工作控制方式是不允许的。须停机、开机、delay延时、再启动执行机构，以确保执行机构先释放原来运动状态的惯性，然后再从静态下启动 55. 运动部件都有过渡过程特性，软件驱动时的上升沿和下降沿的过渡特性会 直接影响到硬件的安全和执行效果 56. 板卡启动时，先initMCU、然后Delay、然后initIO，以确保各芯片的上电 电源都已经稳定下来再启动工作 57. 对采集自有可能受到干扰的模拟端口输入的数字量数据，一定要加上、下 限、Δ/Δt、规律性干扰的滤波措施三个方面的容错性机制 58. 对数字端口传输数据可以连续传输两遍，以防范随机性偶发干扰，实时性要求较高的，可以连续传三遍，2：1判定 59. 模块之间的数据通信联络，用周期性读取的方式、或请求-应答的方式传送 数据，一旦超出周期性时间要求，或未应答，则判定硬件失效，需有软件的
人机系统可靠性设计基本原则(设备改善遵循的原则)
人机系统可靠性设计基本原则 1．系统的整体可靠性原则 从人机系统的整体可靠性出发，合理确定人与机器的功能分配，从而设计出经济可靠的人机系统。 一般情况下，机器的可靠性高于人的可靠性，实现生产的机械化和自动化，就可将人从机器的危险点和危险环境中解脱出来，从根本上提高了人机系统可靠性。 2．高可靠性组成单元要素原则 系统要采用经过检验的、高可靠性单元要素来进行设计。 3．具有安全系数的设计原则 由于负荷条件和环境因素随时间而变化，所以可靠性也是随时间变化的函数，并且随时间的增加，可靠性在降低。因此，设计的可靠性和有关参数应具有一定的安全系数。 4．高可靠性方式原则 为提高可靠性，宜采用冗余设计、故障安全装置、自动保险装置等高可靠度结构组合方式。 (1)、系统“自动保险”装置。自动保险，就是即使是外行不懂业务的人或不熟练的人进行操作，也能保证安全，不受伤害或不出故障。 这是机器设备设计和装置设计的根本性指导思想，是本质安全化追求的目标。要通过不断完善结构，尽可能地接近这个目标。 (2)、系统“故障安全”结构。故障安全，就是即使个别零部件
发生故障或失效，系统性能不变，仍能可靠工作。 系统安全常常是以正常的准确的完成规定功能为前提。可是，由于组成零件产生故障而引起误动作，常常导致重大事故发生。为达到功能准确性，采用保险结构方法可保证系统的可靠性。 从系统控制的功能方面来看，故障安全结构有以下几种： ①消极被动式。组成单元发生故障时，机器变为停止状态。 ②积极主动式。组成单元发生故障时，机器一面报警，一面还能短时运转。 ③运行操作式。即使组成单元发生故障，机器也能运行到下次的定期检查。 通常在产业系统中，大多为消极被动式结构。 5．标准化原则 为减少故障环节，应尽可能简化结构，尽可能采用标准化结构和方式。 6．高维修度原则 为便于检修故障，且在发生故障时易于快速修复，同时为考虑经济性和备用方便，应采用零件标准化、部件通用化、设备系列化的产品。 7．事先进行试验和进行评价的原则 对于缺乏实践考验和实用经验的材料和方法，必须事先进行试验和科学评价，然后再根据其可靠性和安全性而选用。
需求分析与软件可靠性保证
需求分析与软件可靠性保证 摘要：通过对软件测试过程中产生的数据进行分析，对照软件设计过程中需求分析中的错误或缺陷，对有关可靠性指标进行反复度量，明确软件错误的分布以减少其对软件需求分析可靠性的影响，进而对相关的错误或缺陷进行控制。 关键词：需求分析；测试；可靠性评估；模型 requirements analysis and software reliability assurance pang hongbiao (information central of china north industries group corp,beijing100089,china) abstract:the data generated by the software testing process analysis,control errors or defects in the software design process needs analysis,repeated measure of the reliability index of explicit software error distribution in order to reduce the reliability of the software requirements analysis impact,and thus control the errors or defects. keywords:needs analysis;test;reliability;model 需求分析是使用技术手段分析识别软件面向客户的实际需要，并且通过特性的系统描述待开发软件需要实现的功能和解决的问题，以此定义软件所有的操作指令和特征，并最终形成软件的使用说明。因此需求分析在软件设计计划的基础之上，从最先客户的原始
软件可靠性设计与分析
软件可靠性分析与设计 软件可靠性分析与设计 软件可靠性分析与设计的原因?软件在使用中发生失效(不可靠会导致任务的失败,甚至导致灾难性的后果。因此,应在软件设计过程中,对可能发生的失效进行分析,采取必要的措施避免将引起失效的缺陷引入软件,为失效纠正措施的制定提供依据,同时为避免类似问题的发生提供借鉴。 ?这些工作将会大大提高使用中软件的可靠 性,减少由于软件失效带来的各种损失。 Myers 设计原则 Myers 专家提出了在可靠性设计中必须遵循的两个原则: ?控制程序的复杂程度
–使系统中的各个模块具有最大的独立性 –使程序具有合理的层次结构 –当模块或单元之间的相互作用无法避免时,务必使其联系尽量简单, 以防止在模块和单元之间产生未知的边际效应 ?是与用户保持紧密联系 软件可靠性设计 ?软件可靠性设计的实质是在常规的软件设计中,应用各种必须的 方法和技术,使程序设计在兼顾用户的各种需求时, 全面满足软件的可靠性要求。 ?软件的可靠性设计应和软件的常规设计紧密地结合,贯穿于常规 设计过程的始终。?这里所指的设计是广义的设计, 它包括了从需求分析开始, 直至实现的全过程。 软件可靠性设计的四种类型
软件避错设计 ?避错设计是使软件产品在设计过程中,不发生错误或少发生错误的一种设计方法。的设计原则是控制和减少程序的复杂性。 ?体现了以预防为主的思想,软件可靠性设计的首要方法 ?各个阶段都要进行避错 ?从开发方法、工具等多处着手 –避免需求错误 ?深入研究用户的需求(用户申明的和未申明的 ?用户早期介入, 如采用原型技术 –选择好的开发方法
?结构化方法:包括分析、设计、实现 ?面向对象的方法:包括分析、设计、实现 ?基于部件的开发方法(COMPONENT BASED ?快速原型法 软件避错设计准则 ? (1模块化与模块独立 –假设函数C(X定义了问题X 的复杂性, 函数E(X定义了求解问题X 需要花费的工作量(按时间计,对于问题P1和问题P2, 如果C(P1>C(P2,则有 E(P1> E(P2。 –人类求解问题的实践同时又揭示了另一个有趣的性质:(P1+P2>C(P1 +C(P2 –由上面三个式子可得:E(P1+ P2> E(P1+E(P2?这个结论导致所谓的“分治法” ----将一个复杂问题分割成若干个可管理的小问题后更易于求解,模块化正是以此为据。 ?模块的独立程序可以由两个定性标准度量,这两个标准分别称为内聚和耦合。耦合衡量不同模块彼此间互相依赖的紧密程度。内聚衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。 软件避错设计准则 ? (2抽象和逐步求精 –抽象是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节 ?举例
以可靠性为中心的维修概述
RCM技术在60年代末起源于美国航空界，首次应用RCM制定维修大纲的是波音747飞机。70年代中期，RCM引起美国军方的重视，美国防部明确命令在全军推广以可靠性为中心的维修（RCM）。70年代后期RCM开始在美国陆、海、空三军装备上获得广泛应用。到80年代中期，美国陆、海、空三军分别就RCM的应用颁布了标准和规范。例如：1985年2月美空军颁布的MIL-STD-1843，1985年7月美陆军颁布的AMCP750—2，1986年1月美海军颁布的MIL—STD—2173等都是关于RCM应用的指导性标准或文件。美国国防部指令和后勤保障分析标准中，也明确把RCM分析作为制定预防性维修大纲的方法。为了更好的应用RCM，美三军除制定明确的指令和标准外，还制定了各自的RCM工作规划。其中美陆航88-92年的RCM工作规划简要内容包括：①审查修订大修规划：按RCM原理对现有大修规程进行审定，首批审定40个，然后对其余规程进行审定；②应用RCM制订现役飞行维修大纲及维修计划，包括进行故障模式、影响及危害度分析；确定维修项目、方式、修理间隔、要求等。现役主要机型（AH- 64，UH-60，CH47D，OH-58）均在应用之列；③应用RCM制订在研飞机（LHX）维修大纲及维修计划；④研究、改进RCM有关方法：包括研制故障模式、影响及危害度分析（FMECA）自动化软件；⑤改进RCM决断逻辑，改进“机体状况评价”、“飞机腐蚀分析评价”的技术和设备等；⑥更新技术文件，组织RCM培训；⑦建立和扩大RCM数据库，加强RCM数据的利用等。 结合RCM推广应用的成果，美国陆军实施了多方面的维修改革。首先是改革陆军战斗车辆（坦克、装甲车辆）的送厂大修规定，改变过去的定程修理规定，实行类似于陆航飞机视情送修的办法。美陆军规程（AR750-1）《陆军装备维修原则与方针政策》（1978年版）中明确规定：选送“战斗车辆进厂大修的规则只应基于车辆状况，行驶里程不作为确定送修的因素”；“选送的规则应以根据RCM原则确定的因素为依据”。从美军1977年到1982年实际调查情况看，采用视情送修，比原来定程大修减少送修车辆70%左右，大修费节约是可观的。陆军维修改革的其它途径还有：采用RCM分析方法审查日常维护保养规定，使维修项目、时间间隔趋于合理，以节约维修人力物力；按RCM原理对大修规程进行修订，改变过去大拆大卸的做法，只进行必需项目、必要深度的修理。目前美军几乎所有重要的军事装备（包括现役与新研装备）的预防性维修大纲都是应用RCM方法制订的。 RCM不仅被军事领域所重视，而且在商界也具有广泛的应用。进入90年代后，RCM逐渐在工业发达国家兴起并应用于生产设备的维修管理。1991年英国Aladon维修咨询有限公司的创始人John Moubray 在多年实践RCM的基础上出版了系统阐述RCM的专著《以可靠性为中心的维修》。目前美国、英国、日本等国的很多大中型企业都在采用这项技术制定其生产设备的维修策略。其中英国Aladon维修咨询有限公司，从90年代开始就为40多个国家的1200多家大中型企业成功地进行过RCM的咨询、培训和推广应用工作。据统计，这些企业中大约25%的高级管理人员受到了RCM初级培训，约10%的企业至少在一个工厂的所有设备上应用了RCM，65%的企业对其所属的部分设备进行过审查，大部分企业计划继续应用RCM来分析其绝大部分的设备。 [编辑]
软件可靠性和安全性设计报告
数字音频信息系统(AudioMIS) 软件可靠性和安全性设计报告 作者：AudioMIS 项目开发小组 完成日期：2005年9月1日 签收人： 签收日期： 修改情况记录：
软件可靠性和安全性设计报告 (1) 1 范围 (1) 1.1主要内容 (1) 1.2适用范围 (1) 2 引用标准 (1) 3 定义 (2) 3.1扇入 (2) 3.2扇出 (2) 3.3可靠性 (2) 3.4软件可靠性 (2) 3.5M C C ABE指数 (2) 4 设计准则和要求 (3) 4.1对计算机应用系统设计的有关要求 (3) 4.1.1 硬件软件功能的分配原则 (3) 4.1.2 硬件软件可靠性指标的分配原则 (3) 4.1.3 容错设计 (3) 4.1.4 安全关键功能的人工确认 (3) 4.1.5 记录系统故障 (3) 4.1.7 禁止回避检测出的不安全状态 (4) 4.1.9 分离安全关键功能 (4) 4.2软件需求分析 (4) 4.2.1 一般要求 (4) 4.2.2 功能需求 (4) 4.2.3 性能需求 (5) 4.2.3.1 精度 (5) 4.2.3.2 容量 (5) 4.2.3.3 时间特性 (5) 4.2.3.4 灵活性 (5) 4.2.4 接口需求 (6) 4.2.4.1 与外部设备的接口 (6) 4.2.4.2 与其他系统的接口 (6) 4.2.4.3 人机接口 (7) 4.2.5 数据需求 (7) 4.2.6 环境需求 (7) 4.2.6.1 硬件 (7) 4.2.6.2 软件 (7) 4.2.7 软件可靠性和安全性需求 (8) 4.2.8 其他需求 (8) 4.2.8.1 数据库 (8) 4.2.8.2 操作 (8) 4.3软件设计 (8) 4.3.1 一般要求 (8)