機械可靠性技術(shù)

機械可靠性技術(shù)第1頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月1目錄可靠性基礎(chǔ)2.機械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計方法2.1機械產(chǎn)品可靠性設(shè)計基本原則2.2應(yīng)用環(huán)境分析2.3工作平臺環(huán)境分析2.4產(chǎn)品任務(wù)剖面2.5產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性分析2.6產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性失效摸式2.7產(chǎn)品安全性與可靠性系統(tǒng)設(shè)計2.8結(jié)構(gòu)失效機理與設(shè)計準則2.9可靠性指標與經(jīng)濟性問題2.10原材料、原器件及工藝選擇2.11環(huán)境防護技術(shù)2.12機械加工工藝、裝配、安裝、使用與維護質(zhì)量控制3.結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計準則3.1結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計總則3.2結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計細則3.3機構(gòu)可靠性設(shè)計原則4.可靠性試驗5.可靠性設(shè)計管理5.1可靠性設(shè)計管理體系5.2生產(chǎn)過程質(zhì)量管理5.3物料質(zhì)量可靠性選型與認證結(jié)束2第2頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月1.可靠性基礎(chǔ)1952年美國國防部成立AGREE；1955年AGREE給政府提出了電子元件可靠性的9項建議；1957年提出了著名的AGREE報告《電子裝備的可靠性》；FMEA/FTA；機械可靠性開展；軟件可靠性研究開展。可靠性簡史3第3頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1可靠性定義可靠性：規(guī)定時間內(nèi)、規(guī)定條件下，完成規(guī)定功能的能力。規(guī)定條件：環(huán)境條件、使用條件、維護條件、操作條件等；規(guī)定時間：是指動作次數(shù)、循環(huán)次數(shù)、運行周期；規(guī)定功能：是技術(shù)性能、使用要求；4第4頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用分類定義在標準條件下，設(shè)計和生產(chǎn)中采用的元器件和材料、及由此形成的設(shè)備整機中能控制的故障事件所達到的水平。用于描述元器件和整機的制造水平。指應(yīng)用可靠性設(shè)計技術(shù)在綜合考慮產(chǎn)品設(shè)計、制造安裝環(huán)境、維修策略和修理等因素后，產(chǎn)品所達到的水平；用于描述產(chǎn)品在計劃的環(huán)境中使用的可靠性水平。5第5頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月實際使用條件下，產(chǎn)品機械材料、元器件、整機、配附件的可靠性指標；失效模式與可靠性指標；預(yù)示環(huán)境條件下，產(chǎn)品機械材料、元器件、整機、配附件的可靠性指標；失效模式與可靠性指標；基礎(chǔ)可靠性6第6頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)注點與度量指標考慮要求保障的所有故障的影響，用于度量產(chǎn)品無需保障的工作能力，包括與維修和供應(yīng)有關(guān)的可靠性通常用MTBF表示。僅考慮造成人物失敗的故障影響，用于描述產(chǎn)品完成任務(wù)的能力；常用任務(wù)可靠度（MR）和致命性故障間隔任務(wù)時間（MTBCF）來度量。7第7頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月基本原理任務(wù)可靠性指標特性：故障模式（信息來源、失效分析技術(shù)與故障再現(xiàn)）環(huán)境條件（預(yù)示環(huán)境、實際環(huán)境以及環(huán)境的可控制特性）轉(zhuǎn)移特性與控制技術(shù)（繼承性技術(shù)及其設(shè)備的客觀可靠性指標與故障轉(zhuǎn)移頻率特性、新技術(shù)與新設(shè)備的設(shè)計可靠性與故障轉(zhuǎn)移頻率特性；總體布局、設(shè)備安裝、細節(jié)設(shè)計、氣動作用、動力學(xué)特性、控制方式、環(huán)境設(shè)計以及特殊的措施8第8頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2可靠性與耐久性、安全性、保障性的區(qū)別與聯(lián)系可能性與概率的區(qū)別與聯(lián)系可能性：元器件、部組件、整機、分系統(tǒng)、系統(tǒng)或產(chǎn)品的客觀屬性；概率：一定環(huán)境條件所誘發(fā)的事件統(tǒng)計特性可能性與概率在數(shù)學(xué)上采用相同的表示形式?？煽啃耘c耐久性、安全性、保障性的區(qū)別與聯(lián)系9第9頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3常用術(shù)語MTBF（MeanTimeBetweenFail）失效率λ

（Failurerate）MTTF（MeanTimeToFail）PPM（PartsPerMillion）Fit（FailureInTime）10第10頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月11第11頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月可靠性分布K形狀參數(shù)

α位置參數(shù)b尺度參數(shù)指數(shù)分布正態(tài)分布威布爾分布12第12頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月整機失效率元器件平均失效率(1~3)*10-5降額因子(1~10)*10-2環(huán)境因子老練篩選效果因子0.1~0.5機械結(jié)構(gòu)因子1.5~2.5制造工藝因子1.5~3.5元器件個數(shù)試驗室0.5~1室內(nèi)1.1~10陸地固定5~10車載13~30艦船載10~22機載50~8013第13頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)可靠性串聯(lián)模型和并聯(lián)模型導(dǎo)通為正常截流為正常14第14頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月可靠性預(yù)計和分配可靠性設(shè)計可靠性試驗可靠性管理1.4可靠性工作范疇15第15頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月干涉模型應(yīng)力篩選測試數(shù)據(jù)的可用性試驗樣本的確定預(yù)示環(huán)境與實際環(huán)境的聯(lián)系與區(qū)別產(chǎn)品可靠性控制要點互換性與可靠性的矛盾環(huán)境設(shè)計與減振器的作用可靠性工程活動現(xiàn)代設(shè)計中基于測試性的軟件可靠性作用機械可靠性的幾個問題：返回目錄16第16頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1機械產(chǎn)品可靠性設(shè)計基本原則強度和載荷干涉模型的可靠性設(shè)計原則17第17頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月壽命周期費用產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)，為其論證、研制、使用和保障，至產(chǎn)品生命周期終結(jié)所付出的一切費用之和。使用與保障在LCC中所占的比例最大，約占60%研制費用、生產(chǎn)費用運輸費用、運行費用、維護費用、備件費用、訓(xùn)練費用、技術(shù)數(shù)據(jù)費用退役費用返回目錄18第18頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2應(yīng)用環(huán)境分析溫度、濕度、風(fēng)沙、雷暴、生物、鹽霧的機械失效因素分析返回目錄19第19頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3工作平臺環(huán)境分析誘發(fā)環(huán)境機械失效因素分析：力學(xué)環(huán)境（沖擊振動過載噪聲）電磁環(huán)境（EMC）工作環(huán)境返回目錄20第20頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4產(chǎn)品任務(wù)剖面從產(chǎn)品交付到壽命終結(jié)所經(jīng)歷的關(guān)注條件21第21頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)品生命周期過程設(shè)計（出廠后）22第22頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)品生命周期過程設(shè)計（出廠前）返回目錄23第23頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性分析載荷性質(zhì)與作用時空特征：物體運動、結(jié)構(gòu)響應(yīng)和局部損傷的載荷性質(zhì)；環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計專題：緊固件環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計返回目錄24第24頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性失效摸式應(yīng)力疲勞損傷與疲勞破壞應(yīng)變疲勞破壞白點與氫脆應(yīng)力腐蝕斷裂高溫疲勞熱疲勞與龜裂蠕變與老化剝離雷擊損傷接觸疲勞與微動磨損靜載破壞與結(jié)構(gòu)失穩(wěn)安全裂紋尺寸與裂紋失穩(wěn)擴展結(jié)構(gòu)失效特征25第25頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月常見故障從故障統(tǒng)計來看，主要表現(xiàn)在早期故障和責(zé)任故障兩類電子器件、電氣設(shè)備、液壓系統(tǒng)的故障都基本屬于單元級帶到系統(tǒng)的早期故障；控制系統(tǒng)屬于責(zé)任故障，也存在一些設(shè)計故障26第26頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月故障判據(jù)產(chǎn)品或其中一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)稱為故障；27第27頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月典型的故障模式緊固件的松動、結(jié)構(gòu)件和電路板的變形、破裂及失效聯(lián)結(jié)器、繼電器、傳感器、閥門及開關(guān)的瞬間斷開電子器件、固定電路、微電子元件的引線、管腳和導(dǎo)線的磨損和折斷電子插件的性能下降、電器功能下降、粘層、鍵合點斷開、電路瞬間短路和斷路陀螺漂移增大、精度降低、甚至發(fā)生故障控制失靈、結(jié)構(gòu)損傷28第28頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)故障管路系統(tǒng)異常、電纜拉斷、結(jié)構(gòu)失效；管路系統(tǒng)的故障形式是泄露和堵塞；泄漏（焊縫破裂、焊縫缺陷導(dǎo)致強度降低、密封部位缺陷導(dǎo)致密封缺陷、過熱破壞等）堵塞（燃氣雜質(zhì)沉積過多或管路有多余物）29第29頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月故障分析的兩個模型物論性模型：關(guān)注發(fā)生故障的部位、形式及其成因，手段是從物理、化學(xué)和材料等方面，從微觀角度進行機理的模式；概率論模型：注重故障和時間的關(guān)系，用數(shù)理統(tǒng)計的方法，研究其故障時間的概率分布，是宏觀模式。30第30頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月故障的影響工作能力下降或功能的喪失昂貴的保障費用安全問題高頻發(fā)生故障對有冗余設(shè)計和替代工作模式的設(shè)計需要考慮雙重故障模式的影響，如應(yīng)急裝置同時故障造成的后果31第31頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月主次分析主次分析是用統(tǒng)計的方法找出所分析對象影響最大的因素從故障頻數(shù)、故障原因、故障后果、責(zé)任、發(fā)現(xiàn)時間等進行分析；故障頻數(shù)：組成產(chǎn)品的各系統(tǒng)，按主次排列，找出故障最多的系統(tǒng)，以系統(tǒng)為對象，按故障頻數(shù)做主次分析，找出故障最多的分系統(tǒng)；依次逐級分析，直到找出故障頻數(shù)最多的設(shè)備和單元；確定薄弱環(huán)節(jié)。通過主次分析找到影響產(chǎn)品故障的主要原因和責(zé)任；將故障影響后果與發(fā)生頻數(shù)綜合一起得到主次分析結(jié)果，可以確定故障頻數(shù)并非最高但造成的影響卻很大的關(guān)鍵系統(tǒng)和設(shè)備32第32頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月故障影響層次自身影響：產(chǎn)品有故障征候，產(chǎn)品功能下降，到產(chǎn)品功能完全喪失；對上一級的影響：無影響，由故障征候，系統(tǒng)功能下降，到系統(tǒng)功能完全喪失；最終影響：影響執(zhí)行任務(wù)，一般等級事故到嚴重等級事故。33第33頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)系可靠性控制的故障應(yīng)當(dāng)計入系統(tǒng)可靠性評估的故障包括組成系統(tǒng)后發(fā)生的一切故障；可控故障是可靠性控制的主要對象；可靠性控制設(shè)計的目標是把故障水平和轉(zhuǎn)移概率控制到系統(tǒng)能接受的水平。34第34頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月指數(shù)分布：具有恒定故障率的部件和設(shè)備，無余度的復(fù)雜系統(tǒng)，經(jīng)老練試驗并經(jīng)定期維修的部件和設(shè)備威布爾分布：某些電容、繼電器、開關(guān)、斷路器、電子管、電位計、陀螺、電動機、電纜、電池、材料疲勞、滾珠軸承等對數(shù)正態(tài)分布：電機繞組絕緣、半導(dǎo)體器件、晶體管、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和金屬疲勞正態(tài)分布：輪胎磨損、機械產(chǎn)品等符合典型分布的產(chǎn)品類型返回目錄35第35頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7產(chǎn)品安全性與可靠性系統(tǒng)設(shè)計可維修性、保障性、安全防護與可靠性的綜合設(shè)計36第36頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備，裝局部電源安全開關(guān)；齒輪/葉片/皮帶等機械運動零件，加防護板；機箱/門圓邊圓角，向外伸出的邊緣短；外突的邊、毛刺、尖角，包墊或標明；把手凹入；門/抽斗裝鎖，免松開；防護設(shè)施應(yīng)不用卸去即可進行檢查；設(shè)支撐桿或插銷，維修操作時固定住鏈接和滑動部分；可抽出或折疊伸縮裝置配限制器；會產(chǎn)生危險操作的開關(guān)或控制器，例如點燃、吊裝開關(guān)或控制器等，應(yīng)事先調(diào)整或鎖定控制；重型彈簧的安裝設(shè)計應(yīng)不能錯位、脫開傷人或元件；在承受恒應(yīng)變和載荷的機械組件中，聯(lián)動裝置和彈簧應(yīng)安有告警片。防機械危害的安全設(shè)計規(guī)范返回目錄37第37頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.8結(jié)構(gòu)失效機理與設(shè)計準則故障現(xiàn)場保護失效殘骸收集與宏觀特征斷口處理與保護取樣程序掃描電鏡試樣低倍金相返回目錄38第38頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.9可靠性指標與經(jīng)濟性問題案例分析通過設(shè)計與制造賦予產(chǎn)品的可靠性指標和經(jīng)濟指標

返回目錄39第39頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.10原材料、器件及工藝選擇原材料、元器件及工藝的失效模式與基于失效機理的設(shè)計準則返回目錄40第40頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.11環(huán)境防護技術(shù)電氣裝置的機械可靠性與安全防護專題返回目錄41第41頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月2.12機械加工工藝、裝配、安裝、使用與維護質(zhì)量控制案例分析返回目錄42第42頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計總則保持結(jié)構(gòu)設(shè)計的傳統(tǒng)性重視理論設(shè)計的指導(dǎo)了解使用條件和任務(wù)環(huán)境合理使用新技術(shù)采集客戶使用維修信息43第43頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月3、偶然出現(xiàn)的外界應(yīng)力造成失效1、失效件的設(shè)計、材料、工藝、檢驗。失效的性質(zhì)是個別（偶然的）的還是批次性（可再現(xiàn)）的？2、誤用是不按規(guī)定條件使用產(chǎn)品引起的失效；占的比例較大4、供應(yīng)商出廠檢驗合格，客戶篩選入庫驗收時卻不合格，可能的原因是客戶在入檢過程篩選中將產(chǎn)品損壞44第44頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計細則優(yōu)化設(shè)計余度設(shè)計防錯設(shè)計環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計維修性設(shè)計45第45頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3機構(gòu)可靠性設(shè)計原則功能正常設(shè)計備份設(shè)計防卡滯設(shè)計防磨設(shè)計46第46頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月4可靠性試驗可靠性測試問題：時間樣本量設(shè)備定量指標實驗方法環(huán)境應(yīng)力篩選試驗可靠性增長試驗可靠性測定試驗可靠性驗證試驗（包括可靠性驗收試驗與可靠性鑒定試驗）47第47頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月高溫測試（高溫運行、高溫貯存）；低溫測試（低溫運行、低溫貯存）；高低溫交變測試（溫度循環(huán)測試、熱沖擊測試）；高溫高濕測試（濕熱貯存、濕熱循環(huán)）；機械振動測試（隨機振動測試、掃頻振動測試）；汽車運輸測試（模擬運輸測試、碰撞測試）；機械沖擊測試；開關(guān)電測試；電源拉偏測試；冷啟動測試；鹽霧測試；淋雨測試；塵砂測試；接口輸入輸出極限條件測試可靠性測試項目48第48頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月可靠性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的質(zhì)與量真實性（對產(chǎn)品故障的描述、故障發(fā)生的時機、原因、故障現(xiàn)象及造成的影響均應(yīng)有明確地記錄；連續(xù)性（產(chǎn)品在工作中所有事件發(fā)生的時間記錄及過程的描述）完整性（故障產(chǎn)品本身的使用情況及該產(chǎn)品的歷史及送修、報廢等應(yīng)盡可能清楚49第49頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月如何制訂試驗要求用途（任務(wù)剖面）控制的期望目標相關(guān)產(chǎn)品的研制水平標準條件下的特性參數(shù)使用環(huán)境下的可能問題和故障模式實驗類型與研制階段匹配了解產(chǎn)品制訂試驗試驗要求：試驗種類、試驗設(shè)備、量程、精度、控制方式、載荷水平等50第50頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境應(yīng)力篩選受篩產(chǎn)品的組裝等級（單元、分組件、模件），技術(shù)狀態(tài)，物理尺寸重量，復(fù)雜程度等設(shè)備及狀態(tài)說明檢測儀器及精度說明方法（應(yīng)力類型、應(yīng)力參數(shù)、通電斷電要求、檢測要求、故障界定等）性能檢測項目（前、中、后）篩選過程及故障記錄要求詳細的操作規(guī)程51第51頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)力篩選原則每增加一道工序就會引入新的缺陷；高一級的篩選可以代替低一級的篩選，低一級的不能代替高一級的；印制電路板進行不通電的溫度循環(huán)可篩選出大部分元器件缺陷；從技術(shù)效果、故障可探測性、費效比等方面進行評估52第52頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月篩選試驗要求環(huán)境應(yīng)力篩選是一種工藝，而不是一種試驗；明顯缺陷、潛在缺陷明顯缺陷通過常規(guī)檢測手段和相應(yīng)的質(zhì)量工序即可排除；潛在缺陷不能通過常規(guī)檢測手段發(fā)現(xiàn)和排除，會在實際使用中以早期故障的形式暴露，因此要求100%篩選試驗53第53頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月組件級篩選優(yōu)點：缺陷篩選成本低；不通電即可批篩選，效率高；熱慣性小，能以較高的溫變率進行篩選，篩選效率高；缺點：因為不通電，篩選尋找故障效率低；可以發(fā)現(xiàn)的缺陷：漏檢的元器件缺陷；組裝工藝缺陷、剝離、破裂；元器件與電路板焊點分離；焊接缺陷（開口、裂縫）參數(shù)漂移、超出容差54第54頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月單元級篩選篩選期間進行通電和檢測；檢測效率高；能篩選出各種類型的潛在缺陷包括單元各級間的接口；發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷；篩選效率較低，成本較高；55第55頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月單元級篩選可篩選缺陷印制電路板組件連接缺陷（接點松動、彎曲、裂口、污染和連接器碎裂）導(dǎo)線連接缺陷（連接松動、插針彎曲、導(dǎo)線絕緣受損及多余殘留物）輸入輸出連接缺陷但愿內(nèi)部電纜敷設(shè)缺陷；組裝中使用了未經(jīng)篩選組件而引入缺陷56第56頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月篩選類型選擇溫度循環(huán)和隨機載荷篩選應(yīng)力組合有振動——溫度循環(huán)——振動，第一次振動后必須有5個循環(huán)的溫度篩選篩選應(yīng)力擬選用加速應(yīng)力，但不超過設(shè)計的極限應(yīng)力；溫度循環(huán)合理確定參數(shù)（低溫極值、高溫極值、溫度變化速率、極限溫度上的停留時間、循環(huán)次數(shù)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測性能等）57第57頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月準則選擇溫度極限的關(guān)鍵：考慮儲存溫度和最高工作溫度，達到析出缺陷又不損壞好的產(chǎn)品，溫度極限一般低于上述溫度；溫變率以復(fù)雜的方式影響篩選效果，其選擇取決于受篩產(chǎn)品的特性和預(yù)期的缺陷性質(zhì)；溫變率不小于5℃/min;溫度達到穩(wěn)定的時間（D1）取決于選用的準則，浸泡時間（D2）一是保證發(fā)生蠕變和完成功能測試，找出一般溫度下不會顯示的故障。釬料松弛所需的時間一般5min，功能測試的時間取決于測試的參數(shù)量；溫度循環(huán)次數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、無故障循環(huán)次數(shù)、隨即振動譜形、量值、振動軸向要求、檢測儀表測試設(shè)備參照標準和產(chǎn)品特性制定。58第58頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境應(yīng)力容差箱內(nèi)溫度梯度應(yīng)小于1℃/m；箱內(nèi)溫度不超過篩選溫度的±2℃；振動試驗控制點譜形和按功率譜計算的容差分貝數(shù)應(yīng)按照環(huán)境預(yù)示的譜形執(zhí)行，一般為±3dB，高頻部分±6dB，計算公式：dB=10lgW/W0；均方根加速度容差不大于1.5dB（dB=20lgGRMS/GRMS0）；試驗時間的允差為標稱值的±1%.59第59頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月常規(guī)篩選用于可靠性增長、鑒定驗收試驗的預(yù)處理手段和生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制定量ESS是篩選的高級階段（對產(chǎn)品提出定量的可靠性目標要求，對篩選后產(chǎn)品中無可篩選卻顯得概率和置信度提出定量要求；對篩選成本提出閾值要求，并且要求具備定量ESS所必需的數(shù)據(jù)）篩選功用60第60頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月主要變量：引入缺陷密度、篩選檢出度、缺陷析出密度、殘留缺陷密度引入缺陷密度（DIN）決定于制造過程中從元器件和制造工藝兩方面引入的潛在缺陷密度；篩選檢出度（TS）決定于篩選所選用的應(yīng)力把引入的潛在的缺陷加速發(fā)展成故障的能力（已與該應(yīng)力對應(yīng)的篩選度SS度量）和所用監(jiān)測儀表把這些故障檢測出來的能力（以檢出效率DE度量）；殘留缺陷度（DR）和缺陷析出密度（F）取決于引入缺陷密度和篩選檢出度；定量篩選61第61頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月可靠性驗證試驗包括可靠性鑒定試驗及可靠性驗收試驗；（摸底和可靠性試驗）可靠性篩選試驗的基礎(chǔ)環(huán)境適應(yīng)性的依據(jù)驗證試驗62第62頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月由于產(chǎn)品的復(fù)雜性和新技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)品設(shè)計需要一個不斷深化的過程設(shè)計和工藝的缺陷導(dǎo)致試驗和初始使用中，故障和問題較多，需要有計劃針對性地采取糾正措施，根除隱患，實現(xiàn)可靠性增長，貫穿于產(chǎn)品的壽命周期內(nèi)；可靠性增長試驗63第63頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月通過分析和試驗發(fā)現(xiàn)故障源（在研制階段產(chǎn)品性能基本達到規(guī)定要求之后進行暴露缺陷的試驗和分析）發(fā)現(xiàn)問題的反饋根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題，所采取的行之有效的措施概括為：試驗——分析——改進（TAAF）過程。實現(xiàn)可靠性增長的三個因素64第64頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月依靠分析、設(shè)計實施可靠性增長；依靠試驗實施可靠性增長（專門安排在實驗室中所作的可靠性增長試驗；利用性能試驗、功能試驗、環(huán)境試驗、環(huán)境應(yīng)力篩選等實驗發(fā)現(xiàn)問題；內(nèi)場試驗和外場試驗相結(jié)合）；依靠生產(chǎn)經(jīng)驗實施可靠性增長；依靠使用經(jīng)驗實施可靠性增長；可靠性增長的方法65第65頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月故障≠缺陷；即使是合格品，也可能存在缺陷；故障缺陷的關(guān)系和區(qū)別：NASA規(guī)定空間項目的器件管理和控制要求的標準中規(guī)定，不作特殊說明時，用于壽命保證和任務(wù)完成所不可缺少的或關(guān)鍵性應(yīng)用場合的么一批元器件類型，都應(yīng)做DPA；歐洲空間局（ESA）在ESA空間系統(tǒng)的器件選型、采購和控制的標準中規(guī)定，承包商應(yīng)對器件按統(tǒng)一日期代號的種類各取3只做DPA，承包商不得委托生產(chǎn)廠承擔(dān)DPA或者委托有資質(zhì)的第三方獨立實驗室。DPA66第66頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月歐洲檢測項目14個：外部目檢、機械性能電性能測試、X射線照相、密封性檢測、可焊性、抗溶性、引線牢固性、開帽、微剖面、內(nèi)部目檢、鍵合強度、掃描電子顯微鏡、芯片剪切（美標增加：顆粒碰撞噪聲檢測、內(nèi)部水汽含量監(jiān)測和內(nèi)部結(jié)構(gòu)）DPA項目增刪的依據(jù)是出現(xiàn)問題的頻率和用較少的樣品獲得較多的質(zhì)量和可靠性信息；DPA要求67第67頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月簡化、普通、壽命試驗和全項四個等級；簡化級項目占普通級的75%，占壽命試驗級的69%，占全項的56%，提高等級的原則是以簡化級項目為基礎(chǔ)，再增加新的項目，不是任意組合項目達到一定數(shù)量后等級就提高。IC簡化級包括7個項目（必做外部目測、開帽、內(nèi)部目檢、鍵合強度、芯片剪切；選做機械和電測）DPA等級返回目錄68第68頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1可靠性設(shè)計管理體系目的：通過審查分析，發(fā)現(xiàn)疑點和薄弱環(huán)節(jié)，糾正潛在設(shè)計缺陷，為設(shè)計改進指明方向，加速設(shè)計成熟；作用：評價設(shè)計是否滿足合同要求，是否符合可靠性規(guī)范、標準和準則；發(fā)現(xiàn)和確定設(shè)計的薄弱環(huán)節(jié)可高風(fēng)險區(qū)域；對研制試驗、檢查程序、維修資源預(yù)先考核；檢查和監(jiān)督可靠性保障大綱的實施；減少設(shè)計修改，縮短研制周期，降低生命周期費用?？煽啃栽O(shè)計評審69第69頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月可靠性設(shè)計規(guī)范

EMC設(shè)計規(guī)范熱設(shè)計規(guī)范降額設(shè)計規(guī)范結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計規(guī)范環(huán)境設(shè)計規(guī)范防爆設(shè)計規(guī)范可靠性測試技術(shù)規(guī)范物料編碼管理及物料圖文檔工具軟件……結(jié)構(gòu)設(shè)計基本準則防腐蝕設(shè)計準則鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計準則焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計準則符合公差原則要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計準則遵循力學(xué)原理的結(jié)構(gòu)設(shè)計準則軸支承結(jié)構(gòu)設(shè)計準則塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計準則切削件結(jié)構(gòu)設(shè)計準則鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計準則陶瓷件設(shè)計準則熱脹冷縮的結(jié)構(gòu)設(shè)計準則薄板件的結(jié)構(gòu)設(shè)計準則可靠性要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計準則符合裝配要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計準則70第70頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月低級故障（責(zé)任故障、軟硬件技術(shù)狀態(tài)管理失誤、崗位檢查不到位、檢查項目有遺漏或信息傳遞不暢通或文件管理上的脫節(jié)現(xiàn)象）重復(fù)性故障（主要在故障原因查明之前，對待故障設(shè)備或系統(tǒng)單元的狀態(tài)控制所出現(xiàn)的問題或重新又投入使用導(dǎo)致的故障）可靠性管理71第71頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月在任一時刻當(dāng)任務(wù)需要時，系統(tǒng)處于可工作狀態(tài)的概率；在可用度模型中，只要系統(tǒng)處于維修狀態(tài)就認為系統(tǒng)是不可用的；在設(shè)備完好率模型中，即使系統(tǒng)因故障處于維修狀態(tài)，只要其維修的時間在系統(tǒng)戰(zhàn)備允許的范圍內(nèi)，認為該次維修不影響戰(zhàn)備完好；可用度與設(shè)備完好率72第72頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月裝備在任一時刻需要和開始執(zhí)行任務(wù)時，處于可工作或可使用狀態(tài)的程度；可用形式構(gòu)成裝備效能的關(guān)鍵要素之一，同時又是影響裝備作戰(zhàn)能力的主要特性，他把裝備的可靠性、維修性、測試性和保障性綜合成為使用部門所關(guān)心的各種裝備使用參數(shù)；可用性通常使用可用度（A0）、能執(zhí)行任務(wù)率（MCR）、儲存可用度（SA）、能工作時間比（UTR）、在軌可用度（OA）等參數(shù)度量?？捎眯?3第73頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月僅與工作時間和修復(fù)維修時間有關(guān)的一種可用性參數(shù)；可達可用度使用可用度儲存可用度在軌可用度固有可用度74第74頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月裝備效能是系統(tǒng)可用性、可信性和固有能力的綜合反映；可用性（可靠性、維修性、測試性、人為因素、保障資源）可信性（任務(wù)可靠性、任務(wù)維修性、安全性、生存性）固有能力（運輸能力、發(fā)射能力、運載能力、精度）效能75第75頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月定費用設(shè)計的概念（DTC）是用于保障的DTC指標一般以使用與保障費用的主宰參數(shù)表示；控制住這些費用的主宰參數(shù)就可控制住使用與保障費用；裝備的RandMandS是影響使用與保障費用的主宰因素，提高武器裝備的RandMandS是降低LCC的有效途徑?？刂茐勖芷谫M用的方法76第76頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月可靠性與維修性系數(shù)（MTBF、MTTR）備件數(shù)量維修工時保障設(shè)備的工作時間人員數(shù)量與勞動力價格其他消耗性資源的數(shù)量為降低使用保障費用和LCC，必須在裝備研制中充分重視RandMandS的設(shè)計與管理工作主宰參數(shù)77第77頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月控制用于產(chǎn)品硬件、軟件、人為因素對產(chǎn)品可靠性造成的影響，預(yù)防設(shè)計缺陷、選擇不恰當(dāng)?shù)脑骷驮牧弦约皽p少生產(chǎn)過程中的波動等；采用可靠性增長與控制技術(shù)；采用規(guī)范化的工程途徑，開展有效的可靠性工程活動；可靠性工程的工作重點78第78頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月可靠性要求（分定性和定量要求）是進行可靠性設(shè)計、分析、制造、試驗、驗收的依據(jù)；定性分析要求：功能危險分析（FHA），目的是檢查系統(tǒng)功能障礙，確定設(shè)計方案的可行性發(fā)現(xiàn)設(shè)計中潛在的問題，提出改進措施；故障模式與影響分析，自下而上，評價設(shè)備及其以下各級別的故障模式對產(chǎn)品的影響，確定其嚴酷度，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，提出改進措施；可靠性要求（1）79第79頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月故障樹與事件樹分析（FTA、ETA），自下而上，分析造成系統(tǒng)某種故障狀態(tài)的各種原因和條件，已確定各種原因或原因組合，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，提出改進控制措施；區(qū)域安全性分析（ZSC），判斷是否由于系統(tǒng)的安裝不當(dāng)而產(chǎn)生不可接受的風(fēng)險，或是否會由于該區(qū)域中某系統(tǒng)的設(shè)備故障而引起另外系統(tǒng)的故障（關(guān)聯(lián)故障）可靠性要求（2）80第80頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月準則：將可靠性設(shè)計要求及使用中的約束條件轉(zhuǎn)換為可靠性設(shè)計的邊界條件；簡化設(shè)計：余度設(shè)計：用多于一種的途徑來完成規(guī)定的功能米高產(chǎn)品的任務(wù)可靠性和安全性；降額設(shè)計：降低元器件、零部件的故障率，提高產(chǎn)品的基本、任務(wù)可靠性和安全性；制定和實施元器件可靠性大綱可靠性定性設(shè)計要求（1）81第81頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2月確定關(guān)鍵件和重要件環(huán)境防護設(shè)計熱設(shè)計軟件可靠性設(shè)計包裝、裝卸、運輸儲存等設(shè)計工程保證及生產(chǎn)質(zhì)量保證可靠性定性設(shè)計要求（2）82第82頁，課件共94頁，創(chuàng)作于2023年2