T-SZUAVIA 011-2019 多旋翼無人機系統(tǒng)可靠性評價方法

T/SZUAVIA

011—2019 前言

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II1

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12 規(guī)范性引用文件

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13 術語和定義

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14 評價目標的確定

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25

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26 試驗方案

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37 試驗條件

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38 故障判定

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49 數(shù)據(jù)采集

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510 可靠性評價指標

...................................................................

5附錄

A（資料性附錄） 可靠性試驗運行記錄..............................................

8附錄

B（資料性附錄） 可靠性試驗故障記錄..............................................

9附錄

C（資料性附錄） 故障分析報告表.................................................

10T/SZUAVIA

011—20191 范圍關術語和定義、抽樣、試驗方案、試驗條件、故障判定、數(shù)據(jù)采集和指標評價等。本標準適用于多旋翼無人機系統(tǒng)的可靠性評價。2 規(guī)范性引用文件件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GJB

450A-2004

裝備可靠性工作通用性要求GJB

899A-2009

可靠性鑒定和驗收試驗GB/T

2828-2012

計數(shù)抽樣檢驗程序GB/T

可靠性試驗

第1:試驗條件和統(tǒng)計檢驗原理GJB

5433-2005

無人機系統(tǒng)通用要求3 術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1多旋翼無人機系統(tǒng)

aircraft

system

with

multi-rotors機系統(tǒng)。3.2可靠性

Reliability產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能力。3.3故障

Fault產(chǎn)品不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)。預防性維修或者其他計劃性活動或缺乏外部資源的情況下除外。3.4關聯(lián)故障

Relevant

FaultT/SZUAVIA

011—2019在解釋試驗或工作結果或者計算可靠性量值時應計入的失效。3.5可靠性評價

Reliability

Evaluation析、預計和認定其符合可靠性準則程度的過程。3.6平均故障間工作時間

mean

operating

time

failures，MTBF相鄰故障間工作時間的數(shù)學期望。3.7平均首次故障前工作時間

Mean

operating

time

to

first

failures，

經(jīng)過磨合期以后的無人機產(chǎn)品首次進入可用狀態(tài)直至首次故障發(fā)生的持續(xù)工作時間。3.8試驗場試驗

lab

test試驗條件可以人工設定、控制、調整、監(jiān)控的試驗，包括外場試飛和內場等可靠性試驗。3.9外場跟蹤試驗

field

tracking

test無人機產(chǎn)品在用戶實際的使用環(huán)境下的故障跟蹤統(tǒng)計試驗。3.10定時截尾試驗

fixed

time

test試驗前規(guī)定產(chǎn)品的試驗時間，試驗前進行到規(guī)定的試驗時間，就終止試驗。3.11有替換試驗

test間，然后終止試驗。3.12無替換試驗

non-substitutional

test時間。4 評價目標的確定T/SZUAVIA

011—2019從整體上描述多旋翼無人機系統(tǒng)的系統(tǒng)工作的可靠性（MTBF、MTTF）水平。5 抽樣5.1 抽樣原則抽樣原則如下：a)

應從合格批次且為近兩年內生產(chǎn)的無人機產(chǎn)品中進行抽樣；b)

推薦采用隨機抽樣的方式，或按GB/T

2828要求進行抽樣。5.2 抽樣數(shù)量抽樣數(shù)量應不小于3臺。6 試驗方案6.1 分類可靠性試驗分類如下：a)

按執(zhí)行方式（試驗場所）：分為試驗場試驗和外場跟蹤試驗；b)

按試驗截止情況：采用定時截尾試驗，可根據(jù)樣機的替換情況分為有替換截尾和無替換截尾兩種。6.2 基本要求可靠性試驗方案應滿足以下要求：a)

新研發(fā)的無人機產(chǎn)品采用試驗場試驗，其他產(chǎn)品可選擇試驗場試驗或外場跟蹤試驗；b)

試驗截尾時間應不少于50倍產(chǎn)品續(xù)航時間；7 試驗條件7.1 預檢預檢應滿足以下要求：a)

試驗前按有關產(chǎn)品技術規(guī)范對無人機樣機進行檢驗（即預檢）；b)

預檢結果為不合格的樣機應進行更換；c)

試驗前可按產(chǎn)品技術規(guī)范對無人機樣機進行維護、處理，但不應進行任何質量方面的處理。7.2 試驗場試驗條件試驗場試驗條件如下：a)

應根據(jù)無人機壽命周期的各種信息事先確定任務剖面和環(huán)境剖面；b)

可根據(jù)任務剖面的信息編制一個或一系列典型程序，以便于在試驗場試驗中模擬任務剖面；c)

試驗環(huán)境應按無人機的環(huán)境剖面布置；d)

試驗時任務剖面的模擬程序和環(huán)境剖面的模擬環(huán)境應同時施加，以充分暴露系統(tǒng)故障；e)

如采用加速方法進行試驗，應滿足下列要求：1)

加速方法應具有明顯的加速性；T/SZUAVIA

011—20192)

加速方法不應改變故障模式和故障機理；3)

應確定加速系數(shù)。7.3 外場跟蹤試驗條件外場跟蹤試驗條件如下：a) 一般宜在無人機工作

3

期故障，可在無人機產(chǎn)品投入工作起進行可靠性外場跟蹤試驗；b) 外場使用工況應符合設計及無人機產(chǎn)品使用手冊（使用說明書）的相關要求；c) 選擇觀察的樣機應盡可能具有相似的工況條件。8 故障判定8.1 故障判據(jù)在試驗過程中，出現(xiàn)下列任何一種狀態(tài)時，應判定受試產(chǎn)品出現(xiàn)故障：a) 受試產(chǎn)品不能工作或部分功能喪失；b) 受試產(chǎn)品參數(shù)檢測結果超出允差范圍；c) 產(chǎn)品的機械、結構部件或元器件發(fā)生松動、破裂、斷裂或損壞。8.2 故障計數(shù)8.2.1

故障的統(tǒng)計原則故障的統(tǒng)計原則如下：a) 定為只產(chǎn)生了一個故障；b) 每一個獨立的故障均判定為一個故障；c) 如果在同一部位多次出現(xiàn)故障模式相同的間歇故障，則判定為只產(chǎn)生了一個故障；d)

1

倍產(chǎn)品續(xù)航時間，則判定為只產(chǎn)生了一個故障。8.2.2

計數(shù)原則計數(shù)原則如下：a) 在計算無人機可靠性指標時，只計關聯(lián)故障；b) 不符合規(guī)定程序進行的任何維修和保養(yǎng)，均作為關聯(lián)故障計數(shù)；c) 停機檢測、試驗中止及試驗終止時發(fā)現(xiàn)的關聯(lián)故障，應計入故障總數(shù)中。8.2.3

不計數(shù)原則不計數(shù)原則如下：a)

在計算無人機可靠性指標時，非關聯(lián)故障不計數(shù)但應作記錄。非關聯(lián)故障包括以下方面：1)

安裝不當引起的故障；2)

誤用故障；3)

誤操作故障；4)

維修不當引起的故障；5)

試驗裝置故障引起的故障；6)

試驗條件超過設計規(guī)定所造成的故障；T/SZUAVIA

011—20197)

除1）～6）外，其他外界因素引起的故障。b)

按規(guī)定程序進行的預防性維修不作為故障計數(shù)，包括：1)

按使用手冊（使用說明書）規(guī)定的易損件的更換或損壞；2)

必要的調整和調校。3)

在規(guī)定考核期截止范圍以外的故障不計數(shù)。9 數(shù)據(jù)采集9.1 試驗場試驗試驗場試驗的數(shù)據(jù)采集要求如下：a)

A應有記錄人的簽章和理由說明；b)

在試驗過程中一旦發(fā)生故障，檢驗人員應根據(jù)故障判定原則及計數(shù)原則立即對故障進行記錄，并填寫“故障記錄表”（參見附錄B“故障分析報告表”（參見附錄Cc)

如經(jīng)檢查確定故障是由達到壽命期限的易損件和配套件造成的，則該故障不計入總數(shù)，但應對相關信息進行記錄。9.2 外場跟蹤試驗外場跟蹤試驗的數(shù)據(jù)采集要求如下：a)

無人機可靠性外場跟蹤試驗的數(shù)據(jù)采集點應至少在兩個以上；b)

A凡有涂改，應有記錄人的簽章和理由說明；c)

由用戶進行數(shù)據(jù)采集時，應就相關定義和含義、故障判定原則等對用戶進行培訓；d)

試驗方應定期到用戶外場了解試驗情況，并對具體問題予以指導，同時應定期對用戶的記錄和報告進行回收并負責保存；e)

“故障記錄表”（參見附錄B“故障分析報告表”（參見附錄Cf)

如經(jīng)檢查確定故障是由達到壽命期限的耗損件和配套件造成的，則該故障不計入總數(shù)，但應對相關信息作記錄；g)

若試驗期間未發(fā)現(xiàn)故障，或中途停止試驗，應按有關方法處理中斷數(shù)據(jù)。10 可靠性評價指標10.1 平均首次故障前工作時間平均首次故障前工作時間的點估計的計算公式如下：式中：——所有樣品首次故障前工作時間之和，單位為小時（h）；N——樣品總數(shù)。10.2 平均故障間工作時間T/SZUAVIA

011—201910.2.1點估計平均故障間工作時間的點估計公式：∑ ∑∑式中：N——樣機總數(shù)；r——樣機發(fā)生故障總數(shù)；——評價周期內第i臺無人機的累積工作時間，單位為小時（h）；——評價周期內第i臺無人機的累積故障數(shù)。10.2.2無故障數(shù)據(jù)分析如果到定時截尾試驗時間，無人機產(chǎn)品沒有出現(xiàn)故障，則平均故障間工作時間的置信下限為：( )式中：T——定時截尾試驗所有樣機總試驗時間，單位為小時（h）?！眯哦取?0.2.2區(qū)間估計平均故障間工作時間的區(qū)間估計方法如下：式中：——平均故障間工作時間的置信下限；——平均故障間工作時間的置信上限；——定時截尾平均故障間工作時間的置信下限系數(shù)（見表2——定時截尾平均故障間工作時間的置信上限系數(shù)（見表2T/SZUAVIA

011—2019表1 定時