国军标六性技术与管理培训（下）,第4部分,通用质量特性设计与分析,四、通用质量特性设计与分析,（一）可靠性设计与分析 1、关键产品的识别与控制 关键产品是指对系统可靠性、安全性、性能、可用性和费用具有重大影响的产品。 关键产品的识别与控制应当在方案阶段实施，在技术设计阶段完成。 关键产品识别技术主要有：相似产品系统历史数据分析、安全性分析、可靠性分析、故障模式及影响分析、故障树分析等技术。,（一）可靠性设计与分析,2、降额设计 降额设计是指通过降低产品应力或增加产品强度及安全系数的方法，使产品能够经受所有预期的使用环境，提高产品的固有可靠性和安全性。 降额设计的准则应当在方案阶段确定，并落实在“RMS设计准则”中。,（一）可靠性设计与分析,电子元器件的降额设计 对大部分电子元器件，可靠性是电应力和热应力的函数，降低应力条件对电路参数性能影响不大，但可以提高使用寿命和可靠性。 电子元器件的电应力为：工作电压除以额定电压。 电应力=工作电压/额定电压,（一）可靠性设计与分析,机械和结构部件的降额设计 对机械和结构部件，降低应力或增加强度都是增加了产品的安全系数，可以提高产品的使用寿命和可靠性。根据应力/强度干涉方法，有4种降额设计方法： 增加平均强度；降低平均应力； 降低应力变化（使用限制）； 降低强度变化（加工控制）。,（一）可靠性设计与分析,3、冗余和容错设计 （1）冗余设计 冗余设计是通过增加额外的软件、硬件单元、功能或设备，保证系统发生特定故障的情况下，仍能完成规定功能的一种设计特性。冗余设计应当在方案阶段实施，在技术设计阶段完成。,（一）可靠性设计与分析,（2）容错设计(安全性设计技术) 容错设计是指系统在其组成部分出现特定故障或差错的情况下仍能执行规定功能的一种设计特性。 与冗余设计相比，容错设计包含的内容更为广泛，设计中通过采取容差识别、故障检测、定位、隔离，以及系统重构等手段，提高系统安全性和可靠性的目标。 容错设计应当在方案阶段实施，在技术设计阶段完成。,（一）可靠性设计与分析,4、故障模式及影响分析（FMEA） 严酷度：故障模式所产生后果的严重程度 类：引起人员死亡或系统毁坏的故障； 类：引起人员严重伤害或重大经济损失或导致任务失败的系统损坏的故障； 类：引起人员轻度伤害或一定的经济损失或导致任务延误或降级的系统轻度损坏的故障； 类：不足以导致人员伤害、一定的经济损失或系统损坏的故障，但它会导致非计划性维护或修理。,（一）可靠性设计与分析,5、故障树分析（FTA）（安全性、维修性） 故障树分析是通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境、人为因素等进行分析，画出故障树，从而确定产品故障原因的各种可能组合发生和（或）其发生概率的一种分析技术。故障树分析也是产品安全性分析的重要方法。,（一）可靠性设计与分析,8、软件可靠性 美国2000年统计： 软件产品在交付时通产残留15%的缺陷； 软件失效率往往比硬件高一个数量级。 某型潜艇首舰的作战系统： 2001.6-2001.11 陆上联调试验，发生154个故障，其中软件138个，占89.6%； 2002.5-2002.6 在建造厂做陆上联调试验，发生36个故障，其中软件31个，占86%。,（1）软件可靠性的重要地位,（一）可靠性设计与分析,8、软件可靠性 软件需求论证不充分 软件开发过程不规范 软件文档不完整，软件透明度差 软件测试不充分 配置管理不严格,（2）软件研制过程的主要问题,（一）可靠性设计与分析,8、软件可靠性,（3）提高软件可靠性的工程方法,四、通用质量特性设计与分析,（二）维修性设计与分析 1、维修性设计 标准化和互换性设计 可达性设计：检查、测试、修理 测试性设计与分析 防差错设计与标识 人的因素,四、通用质量特性设计与分析,（三）测试性设计与分析 测试性设计工作 被测参数及测试点的选择与配置 传感器选择与布置 指示数据、显示方式 警告方式、告警装置 诊断程序 接口装置（及程序） 外部测试设备（ETE），包括专用、通用和自动化测试设备（ATE） 有关测试的规定、程序、方法和技术的文件、手册等。,（四）安全性设计与分析,安全性分析方法 （1）危险分析技术； （2）故障模式、影响及危害性分析（FMECA）; （3）故障树分析（FTA）； （4）事件树分析（ETA）； （5）报警时间分析； （6）警示与报警分析。,（四）安全性设计与分析,危险控制方法 能量控制； 内在安全设计：容错设计，结构设计； 隔离措施：物理隔离，如惰性气体隔离，漫水隔离，温度隔离； 闭锁、锁定和连锁：防止误操作； 故障-安全设计：单个故障不引起安全事故； 安全系数：材料、结构； 告警装置：监测与报警； 安全标记：警告靠近、触摸、拆卸等； 减少和遏制伤害和损伤：防护措施。如安全帽、安全带、气囊； 逃逸和营救：逃逸设施、营救接口。,（五）环境适应性设计与分析,自然环境适应性设计：如 1、温度防护：冷、热是化学和物理变化的媒介 对稳定热源，必须使散热效率与发热效率相等。 材料的热胀和冷缩引起的零件之间的公差配合。 2、潮湿防护：湿气是所有化学损坏因素中重要一员 采取排水和空气循环消除湿气； 采取干燥气除湿； 采用气密部件、密封器件； 采用耐腐蚀、防霉、防潮材料等。,（五）环境适应性设计与分析,自然环境适应性设计：如 3、沙尘防护：沙尘导致部件磨损 增加空气、油、液的过滤器； 过滤器应当易于更换清洗。 4、静电防护：静电对MOS等集成电路造成破环,（五）环境适应性设计与分析,诱发环境适应性设计：如 1、振动、冲击防护： 采用粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、空气阻尼器等阻尼装置，减少震荡峰值； 采用具有较高固有频率的弹簧冲击隔振器，抗击冲击； 提高强度、减少惯性等。 2、电磁防护： 避开电磁辐射源； 采用金属等结构屏蔽； 采取滤波器等手段。,四、通用质量特性设计与分析,（六）装备综合保障 1、保障性分析 保障性分析是指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。 保障性分析是一个反复迭代、有序进行的过程。保障性分析的主要任务： 制定保障性要求；制定和优化保障方案； 确定保障资源要求；评价新研装备的保障性； 建立保障性分析数据库,四、通用质量特性设计与分析,（六）装备综合保障 2、保障性分析记录 保障性分析记录是指保障性分析过程产生的数据的记录，包括有关装备保障资源需求的详细数据。 装备保障性分析记录将所需的保障信息按功能类别划分为大十类，每一类又按不同保障数据属性划分成数量不等的关系表。GJB3837推荐了41个保障性分析记录关系表。,四、通用质量特性设计与分析,（六）装备综合保障 5.计算机资源保障 规划计算机软件和硬件保障资源，通过分析系统和设备所用计算机的硬件系列、总线体制和接口方式；计算机软件使用的计算机语言和操作系统，按照下表记录汇总该舰使用的所有计算机软件和硬件资源。,7、装备保障方案,（六）装备综合保障,8.舰船综合保障信息管理系统 舰船在研制过程，总体、系统和设备分别利用其相似装备的保障信息，通过自下而上的进行保障性分析工作，形成使用和维修保障性分析记录、各级所需的保障资源和保障方案；这些信息不仅为建立经济有效的舰船保障体系提供了依据，而且为今后部队的使用、维修管理提供了依据。,四、通用质量特性设计与分析,（七）RMS综合 RMS都是装备固有特性，是设计出来的、 生产出来的、管理出来的，它们之间相互关 联，必须在研制过程中综合考虑。,（七）RMS综合,（1）在设计过程中： 通过历史信息、FMEA、FAT确定薄弱环节、关键产品、提出改进措施； 重点对影响系统安全和任务的关键产品开展可 靠性设计和安排可靠性试验； 对于影响安全和任务的系统和设备开展测试性设计，监视和报警设计； 对难以提高可靠性的产品，加强维修性设计； 在维修性设计的同时，考虑备品备件的配置，保障设备、设施、维修人员的配置；,（七）RMS综合,（2）工程研制过程中： 开展各项试验，对发现的故障采取纠正措施； 对难以解决的故障，改进设计，提高维修性； 根据部件的寿命，配置备品备件、保障设备。,四、通用质量特性设计与分析,（七）RMS综合 （3）各项试验过程中： 借助性能、环境等各项试验，综合考核装备的可靠性、维修性和保障性； 利用各项试验信息评估装备的可靠性、维修性和保障性水平。 利用各项试验信息确定装备的易损件、有寿件，确定维护保养项目、周期和规程。,第5部分,通用质量特性试验与评价,五、通用质量特性试验与评价,（一）试验与评价目的 （1）暴露装备RMS存在的问题，以便采取纠正措施； （2）验证装备RMS要求； （3）为确定装备的易损件、有寿件，确定维修保养项目、周期和规程提供依据。,五、通用质量特性试验与评价（一）试验与评价方法分类,五、通用质量特性试验与评价,（二）可靠性试验与评价 环境应力筛选 可靠性研制试验 可靠性增长试验 可靠性鉴定验收试验 加速寿命试验 可靠性分析评价 寿命试验,五、通用质量特性试验与评价,（二）环境应力筛选试验,五、通用质量特性试验与评价,（二）可靠性鉴定试验,五、通用质量特性试验与评价,（二）可靠性鉴定试验,五、通用质量特性试验与评价,（二）可靠性分析评价 可靠性仿真 可靠性综合评估 零部件寿命分析,五、通用质量特性试验与评价,（二）可靠性分析评价,五、通用质量特性试验与评价,（二）可靠性分析评价,五、通用质量特性试验与评价,（二）可靠性分析评价,五、通用质量特性试验与评价,（二）加速寿命试验示例,五、通用质量特性试验与评价,（二）加速寿命试验示例,五、通用质量特性试验与评价,（二）加速寿命试验示例,第6部分,通用质量特性管理,（一）通用质量特性管理要点,（一）通用质量特性管理要点,在每个型号中重点的管理工作： 制定六性的工作计划 建立故障报告、分析和纠正措施系统 对转承制方和供应方的监督和控制 加强六性工作的评审和审查 建立故障审查组织 实施装备的六性信息的收集与管理,（一）通用质量特性管理要点,（一）通用质量特性管理要点,（一）通用质量特性管理要点,（一）通用质量特性管理要点,小结,装备的通用质量特性是在论证中确立的，研制和生产中实现的，试验和评价中验证的、使用和维修中保持的，改进和改装中完善的。搞好装备通用质量特性工作应遵循以下原则： （1）遵循自上而下推动的原则； （2）遵循过程控制的原则； （3）遵循系统研究的原则； （4）遵循全员参与的原则； （5）遵循全寿命管理的原则。,相关标准 概念与内涵 相互关系 要求论证确定质量特性指标、建立模型 选定工作项目 质量特性与设计与分析 质量特性与试验与评价 通用质量特性概念,谢 谢！,