可靠性-可靠性設(shè)計(jì)

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1、4?？煽啃栽O(shè)計(jì)提高系統(tǒng)的可靠性，要從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)著手。要使系統(tǒng)的元器件工作在正常狀態(tài)下，沒有過載超負(fù)荷等現(xiàn)象的發(fā)生，并且要有一定的裕度。也可以采用冗余貯備，使系統(tǒng)即使有個(gè)別元器件或設(shè)備出現(xiàn)故障仍能正常工作，譬如大型客機(jī)擁有四個(gè)發(fā)動機(jī)，中型客機(jī)擁有兩個(gè)發(fā)動機(jī)。也就是說有一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障，有另一個(gè)設(shè)備頂替它工作。因此，設(shè)計(jì)人員必須明確可靠性設(shè)計(jì)的目的并掌握可靠性設(shè)計(jì)的方法。4。1可靠性設(shè)計(jì)的概念和意義可靠性設(shè)計(jì)是為了在設(shè)計(jì)過程中挖掘和確定隱患(和薄弱環(huán)節(jié))，并采取設(shè)計(jì)預(yù)防和設(shè)計(jì)改進(jìn)措施有效地消除隱患(和薄弱環(huán)節(jié))，即是研究在設(shè)計(jì)階段如何預(yù)

2、測和預(yù)防各種可能發(fā)生的故障和隱患?？煽啃栽O(shè)計(jì)是可靠性工程的核心，主宰著產(chǎn)品的固有(內(nèi)在)可靠性。產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用、維修各階段中所出現(xiàn)的許多可靠性問題取決于設(shè)計(jì)階段的可靠性工作。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮到全壽命過程中與可靠性有關(guān)的諸因素。例如，各階段中可能遇到的各種環(huán)境應(yīng)力(包括工作環(huán)境、自然環(huán)境以及運(yùn)輸、貯存等環(huán)境的應(yīng)力)對產(chǎn)品可靠性的影響；防護(hù)、維修影響；操作時(shí)失誤等各種影響?！翱煽啃栽O(shè)計(jì)”的理解中是十分廣義的，JSI標(biāo)準(zhǔn)定義為“賦予產(chǎn)品可靠性為目的的設(shè)計(jì)技術(shù)”。它既包括了應(yīng)用可靠性理論設(shè)計(jì)的方法，也包括了傳統(tǒng)的和從實(shí)踐總結(jié)出的有

3、利于提高可靠性設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。基本上，可靠性為產(chǎn)品的重要質(zhì)量特性之一，也是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)之一。在產(chǎn)品壽命周期的整個(gè)研發(fā)設(shè)計(jì)過程中，由設(shè)計(jì)人員努力所建立植入產(chǎn)品中。基于現(xiàn)代產(chǎn)品對可靠性的重視與要求，特別是現(xiàn)代精密的產(chǎn)品，缺乏完善的可靠性設(shè)計(jì)與分析技術(shù)和作業(yè)能量，是無法在競爭激烈的市場上占有一席之地的。為達(dá)到此一目標(biāo)，首先要確定產(chǎn)品的可靠性需求，然后運(yùn)用各種適切的設(shè)計(jì)方法與程序，導(dǎo)入各種分析手法，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中將可靠性需求轉(zhuǎn)換成各層次的設(shè)計(jì)特性參數(shù)，如此才能事先預(yù)防在使用時(shí)可能發(fā)生的失效現(xiàn)象，達(dá)到確保產(chǎn)品可靠性水平的目的，此即所謂[

4、可靠性是設(shè)計(jì)入產(chǎn)品的]。定量計(jì)算和定性分析(例如FMEA、FTA)等主要是評價(jià)產(chǎn)品現(xiàn)有的可靠性水平或找出薄弱環(huán)節(jié)，而要提高產(chǎn)品的固有可靠性，只有通過各種具體的可靠性設(shè)計(jì)方法。隨著武器裝備的發(fā)展，裝備的自動化、智能化、電子化水平的不斷提高，系統(tǒng)工作環(huán)境更趨復(fù)雜和惡劣，因而帶來一系列新的問題。例如，由于存在“潛在通路”而引起系統(tǒng)功能異?；蛞种普９δ?，因此要進(jìn)行潛在通路的分析；由于系統(tǒng)、設(shè)備工作后產(chǎn)生的熱量積累，使它們周圍環(huán)境溫度急驟上升而導(dǎo)致元器件故障率的增大，從而降低了它們的可靠性，這就需要進(jìn)行熱設(shè)計(jì)；武器裝備上裝了許多完成不同功能

5、的計(jì)算機(jī)，如果它們的軟件發(fā)生故障，計(jì)算機(jī)就無法完成其規(guī)定的功能，這就需要進(jìn)行軟件可靠性的研究等等；此外，除了研究產(chǎn)品工作狀態(tài)的可靠性問題外，對于非工作狀態(tài)對產(chǎn)品可靠性的影響亦應(yīng)進(jìn)行研究?，F(xiàn)代產(chǎn)品的研發(fā)制造，主要是為了滿足顧客的需要。一般而言，顧客的需要通常是模糊的而且大多只是定性的描述，常見者如功能合理、操作方便、保證安全、容易維修等。設(shè)計(jì)人員的任務(wù)就是如何將顧客的需要轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品生產(chǎn)制造時(shí)所需要的零件、材料與過程規(guī)格。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，除了基本的功能之外，必須以顧客能夠理解的產(chǎn)品效能(performance)來表示，以便和顧

6、客溝通。所謂產(chǎn)品效能乃是產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)必須由設(shè)計(jì)人員所賦予的物品特性(characteristics)，也就是目前國際質(zhì)量系統(tǒng)ISO9000中對于產(chǎn)品質(zhì)量的定義。產(chǎn)品效能為產(chǎn)品所具有的能力，因產(chǎn)品不同而異，一般可從功能效能、實(shí)體效能、運(yùn)動效能、能源效能、使用效能、時(shí)間效能、安全效能、環(huán)保效能以及經(jīng)濟(jì)效能等方面加以考慮，一般產(chǎn)品效能架構(gòu)如圖1所示。功能效能為設(shè)計(jì)人員對于顧客需要的基本考慮項(xiàng)目，包括主要功能、輔助功能及美學(xué)功能。實(shí)體或結(jié)構(gòu)效能是功能載體對外界負(fù)載條件的承受能力，包括重量、精度、強(qiáng)度、剛度、耐磨性、耐蝕性、熱穩(wěn)定性、振動穩(wěn)定

7、性等。能源效能是工作條件的表現(xiàn)，包括負(fù)載種類、大小與性質(zhì)，消耗功率大小、效率高低。運(yùn)動效能是產(chǎn)品載體搬運(yùn)及運(yùn)動的需求，如速度大小、起動性、加速性、制動性、運(yùn)動平穩(wěn)性等。時(shí)間效能為產(chǎn)品能力在壽命周期中隨時(shí)間變化的表現(xiàn)，包括可用度、可靠性、測試度、維護(hù)度、支持度與耐久度等。安全效能是指產(chǎn)品對于人員與財(cái)物方面造成侵權(quán)行為的影響，包括系統(tǒng)安全、工業(yè)安全、公共安全等。環(huán)保效能為產(chǎn)品對社會環(huán)境方面的影響程度，如會產(chǎn)生多少污染物、噪音量，以及減廢與回收等。???這些使用者要求及產(chǎn)品效能需求，對于一個(gè)具體的契約型系統(tǒng)與設(shè)備而言，在其設(shè)計(jì)計(jì)劃書或契約

8、書中會有詳細(xì)的規(guī)定。若是市場型產(chǎn)品，則有賴市場開發(fā)部門與研發(fā)部門人員的共同努力。這些要求與需求，自然是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中必須考慮的重點(diǎn)問題。除此之外，在設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮產(chǎn)品的制造方法(可產(chǎn)度)與經(jīng)濟(jì)性(壽命周期成本)、并本著持續(xù)改善