維修性設計與分析.doc

可靠性設計準則 可靠性設計準則是設計人員在長期的設計實踐中積累起來的、能提高產(chǎn)品可靠性的行之有效的經(jīng)驗和方法，并歸納、總結形成具有普遍適用價值的設計原則。它是設計人員進行產(chǎn)品設計時必須遵循的準則，以避免重復發(fā)生過去已發(fā)生過的故障或設計缺陷。 可靠性設計準則一般是針對某個具體產(chǎn)品制定的。但也可以將產(chǎn)品的可靠性設計準則的共性部分上升為某類產(chǎn)品的可靠性設計準則。如：HB7251-95直升機可靠性設計準則、HB7232-95軍用飛機可靠性設計準則、GJB2635-96軍用飛機腐蝕防護設計和控制要求等。維修性設計與分析1.維修性模型的建立 維修性模型用來表達系統(tǒng)與各單元維修性的關系，維修性參數(shù)與各種設計及保障要素參數(shù)之間的關系，供維修性分配、預計及評定用。 建立維修性模型的一般程序可如圖1所示。首先明確分析的目的和要求，對分析對象進行描述，找出對欲分析參數(shù)有影響的因素，并確定其參數(shù)。然后建立數(shù)學模型，通過收集數(shù)據(jù)和參數(shù)估計，不斷對模型進行修改完善。圖1 建立維修性模型的一般程序2.維修性分配 維修性分配是為了把產(chǎn)品的維修性定量要求按給定準則分配給各組成單元而進行的工作。 （1）維修性分配的一般程序1）進行系統(tǒng)維修職能分析，確定每一個維修級別需要行使的維修保障的職能和流程。 2）進行系統(tǒng)功能層次分析，確定系統(tǒng)各組成部分的維修措施和要素。 3）確定系統(tǒng)各組成部分的維修頻率。 4）將系統(tǒng)維修性指標分配到各單元，研究分配方案的可行性，進行綜合權衡。 （2）維修性分配方法 常用方法見表1。表1 維修性分配的常用方法 方 法適 用 范 圍簡 要 說 明 等值分配法 各單元相近的系統(tǒng)；缺少維修性信息時做初步分配 取各單元維修性指標相等 按故障率分配法 已有可靠性分配值或預計值 按故障率高的維修時間應當短的原則分配 按故障率和設計特性的綜合加權分配法 已知單元可靠性值及有關設計方案 按故障率及預計維修的難易程度加權分配 利用相似產(chǎn)品數(shù)據(jù)分配法 有相似產(chǎn)品維修性數(shù)據(jù)的情況 利用相似產(chǎn)品數(shù)據(jù)，通過比例關系分配 保證可用度和考慮單元復雜性加權分配法 有故障率值并要保證可用度的情況 按單元越復雜可用度越低的原則分配可用度，再計算維修性指標 3.維修性預計 維修性預計是為了估計產(chǎn)品在給定工作條件下的維修性而進行的工作。它的目的是預先估計產(chǎn)品的維修性參數(shù)，了解其是否滿足規(guī)定的維修性指標，以便對維修性工作實施監(jiān)控。 （1）維修性預計的一般程序 1）收集資料。首先要收集并熟悉所預計產(chǎn)品設計資料和可靠性數(shù)據(jù)。還要收集有關維修與保障方案及其盡可能細化的資料。 2）系統(tǒng)的職能與功能層次分析。 3）確定產(chǎn)品設計特征與維修性參數(shù)的關系。 4）預計維修性參數(shù)值。利用各種預計模型，估算各單元和系統(tǒng)的維修性參數(shù)值。 （2）維修性預計方法 維修性預計的方法有多種，常用的維修性預計方法要點見表2。表2 常用的維修性預計方法 方 法適 用 范 圍簡 要 說 明概率模擬預計法 機載電子和機電設備、系統(tǒng)外場修復時間等參數(shù) 通過基本維修作業(yè)時間分布估計，逐步計算、累加，求得系統(tǒng)停機時間分布參數(shù)值抽樣評分預計法 電子系統(tǒng)與設備的修復時間預計 利用隨機抽樣原理，結合以經(jīng)驗數(shù)據(jù)為基礎的專用核對表評分和計算停機時間運行功能預計法 各種系統(tǒng)與設備維修時間預計 將修復性維修與預防性維修結合在一起，把任務過程分為若干運行功能，利用所建模型計算維修時間時間累計預計法 各種電子設備的維修參數(shù)值預計。也可用于其他裝備 以某個維修時間已知的單元為基準，通過對比確定其他單元的維修時間，再按維修頻率求均值，得到修復性或預防性維修時間 （3）工程應用中注意事項 1）預計的組織實施。低層次產(chǎn)品的維修性估計與產(chǎn)品設計過程結合緊密，通常由設計人員進行。系統(tǒng)、設備的正式維修性預計，涉及面寬且專業(yè)性強，應由維修性專業(yè)人員進行。 2）預計的方法和模型的選用。要根據(jù)產(chǎn)品的類型、所要預計的參數(shù)、研制階段等因素，選擇適用的方法。同時，對各種方法提供的模型進行考察，分析其適用性，可作局部修正。 3）基本數(shù)據(jù)的選取和準備。產(chǎn)品故障及修復時間數(shù)據(jù)是維修性預計的基礎。要從各種途徑準備數(shù)據(jù)并加以優(yōu)選利用。首先是本系統(tǒng)或設備的數(shù)據(jù)，類似系統(tǒng)或設備的數(shù)據(jù)，然后是有關手冊數(shù)據(jù)，再是使用和設計保同經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 4）預計結果的修正和應用。要隨著研制過程對維修性預計結果加以修正。應用時應將預計值與維修性合同指標的規(guī)定值相比較，一般說，預計值應優(yōu)于規(guī)定值，并有適當余量。 4.維修性分析 維修性分析是一項內(nèi)容相當廣泛和關鍵性的維修性設計工作。它包括研制過程中對產(chǎn)品要求、約束、研究與設計等各種信息進行的反復分析、權衡，并將這些信息轉(zhuǎn)化為詳細設計手段或途徑，以便為設計與保障決策提供依據(jù)。 （1）維修性分析內(nèi)容 主要內(nèi)容包括： 1）維修性定量要求，如維修時間和工時等。 2）測試性定量要求，如故障檢測率等。 3）采用的診斷技術及資源。 4）預防維修的時間、頻率及工作量。 5）非工作狀態(tài)的維修性問題，例如儲存期的檢測與送修間隔及工作量等。 （2）維修性分析技術 1）故障模式及影響分析（FMEA）。它是一項基本的可靠性工作項目。通過這項分析，可以明確產(chǎn)品可能發(fā)生的故障及故障原因和危害程度，為維修性及保障性設計提供依據(jù)。 2）維修性模型。選取或建立維修性模型，分析各種設計特征及保障因素對維修性的影響，找出關鍵性因素或薄弱環(huán)節(jié)，提出最有利的維修性設計和測試分析系統(tǒng)設計。 3）費用分析。在進行維修性分析時必須把產(chǎn)品壽命周期費用（LCC）作為主要考慮因素。要運用LCC模型確定某一決策因素對LCC的影響，進行有關費用估算，作為決策的依據(jù)之一。 4）比較分析。將新產(chǎn)品與類似產(chǎn)品相比較，利用現(xiàn)有產(chǎn)品已知的特性或關系，包括使用維修中的經(jīng)驗教訓，分析產(chǎn)品的維修性及有關保障問題。分析可以是定性的，也可以是定量的。 5）風險分析。無論在考慮維修性設計還是保障要求與約束時，都要注意評價其風險，不能滿足這些要求與約束的可能性與危害性，并采取措施預防和減少其風險。 6）權衡技術。各種權衡是維修性分析中的重要內(nèi)容，要運用各種綜合權衡技術。如利用數(shù)學模型和綜合評分、模糊綜合評判等方法。 5.維修性設計準則 維修性設計準則是為了將系統(tǒng)的維修性要求及使用和保障約束轉(zhuǎn)化為具體的產(chǎn)品設計而確定的通用或?qū)Ｓ迷O計準則。 （1）維修性設計準則的一般內(nèi)容 1）簡化設計。產(chǎn)品的設計應在滿足功能要求和使用要求的前提下，盡可能采用最簡單的結構和外形。簡化使用與維修人員的工作，降低對使用和維修人員的技能要求。 2）可達性設計。所有零件、部件應具有可達性，即對于發(fā)生故障的零部件能夠容易找到，并易于拆卸和更換。 3）標準化、互換性、模件化。優(yōu)先選用標準件，提高互換性和通用化程度，盡量采用模塊化設計。以簡化維修作業(yè)，節(jié)約備品備件費用，實現(xiàn)部件互換通用和快速更換修理。 4）防差錯措施及識別標志。要從產(chǎn)品結構上采取措施消除發(fā)生差錯的可能性。 5）維