产品设计五性：可靠性、维修性、安全性、测试性及保障性

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 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