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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2021-06-23 09:01
本文通過(guò)對(duì)產(chǎn)品通用質(zhì)量特性（環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、測(cè)試性、維修性、保障性、安全性）的研究，提出了如何對(duì)質(zhì)量特性進(jìn)行指標(biāo)論證，如何將通用質(zhì)量特性設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中去，如何評(píng)估產(chǎn)品的通用質(zhì)量特性，以及如何搞好和提高產(chǎn)品的通用質(zhì)量特性。
上期先介紹“指標(biāo)論證”相關(guān)內(nèi)容，本期介紹產(chǎn)品通用質(zhì)量特性的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與評(píng)估。
產(chǎn)品通用質(zhì)量特性的設(shè)計(jì)
產(chǎn)品的通用質(zhì)量特性與產(chǎn)品的其它特性一樣首先是設(shè)計(jì)進(jìn)去的，設(shè)計(jì)奠定產(chǎn)品的固有通用質(zhì)量特性。設(shè)計(jì)是提高產(chǎn)品通用質(zhì)量特性的根本途徑，它可以發(fā)現(xiàn)隱患與薄弱環(huán)節(jié)，并采取設(shè)計(jì)預(yù)防和設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，以便有效地消除隱患和薄弱環(huán)節(jié)。
01、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)
環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)就是通過(guò)增強(qiáng)產(chǎn)品自身耐環(huán)境應(yīng)力的能力和減緩各種環(huán)境應(yīng)力對(duì)產(chǎn)品的影響使其達(dá)到研制總要求、合同、協(xié)議書(shū)中的各項(xiàng)環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)。
環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)措施很多，主要有：熱設(shè)計(jì)、抗振緩沖設(shè)計(jì)、三防設(shè)計(jì)等。在具體設(shè)計(jì)時(shí)要注意盡量采用成熟的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)技術(shù)、進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠嗔吭O(shè)計(jì)、采用防止瞬態(tài)過(guò)應(yīng)力作用的措施、選用耐環(huán)境能力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)、材料、元器件和工藝等；
02、可靠性設(shè)計(jì)
1）定量設(shè)計(jì)
可靠性預(yù)計(jì)與分配
2）定性設(shè)計(jì)
熱設(shè)計(jì) 降額設(shè)計(jì) 冗余設(shè)計(jì) 參數(shù)設(shè)計(jì)
優(yōu)化設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì) 瞬態(tài)電路設(shè)計(jì) 容差設(shè)計(jì)
系統(tǒng)設(shè)計(jì) 健壯設(shè)計(jì) 軟件可靠性設(shè)計(jì) 潛在通路抑制設(shè)計(jì)
03、維修性設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)指標(biāo)：例如：平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）：≯ 30min。
平均預(yù)防性修復(fù)時(shí)間:MPMT≤3min （起飛前）。
1）定量設(shè)計(jì)
①修性建模，維修性模型與產(chǎn)品功能、原理、工程圖等相協(xié)調(diào)。
②維修性預(yù)計(jì)分配，采用故障率分配法進(jìn)行維修性分配。
2）定性設(shè)計(jì)
①采用單元體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)的快卸機(jī)箱，便于外場(chǎng)快速拆裝。
②故障頻率高、預(yù)防性維修頻繁的設(shè)備均具有良好的可達(dá)性。
③產(chǎn)品的維護(hù)點(diǎn)便于觀察、接近、操作及維護(hù)。
④所用電纜接頭形狀、大小、插針數(shù)量等“錯(cuò)位裝不上”的措施。
⑤產(chǎn)品上設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)記及安裝注意事項(xiàng)等，且標(biāo)記明確、醒目。
04、測(cè)試性設(shè)計(jì)
1）設(shè)計(jì)指標(biāo)，例如：
①故障檢測(cè)率（FDR）：不小于 90%。
②故障隔離率（FIR）：
隔離到 1 個(gè) LRU 不小于 90%，
隔離到 2 個(gè) LRU 不小于 95%，
隔離到 3 個(gè) LRU 不小于 98%。
③虛警率（FAR）：不大于 5%。
2）定量設(shè)計(jì)
①建立測(cè)試性模型（給出框圖），與產(chǎn)品功能、原理、故障模式等相協(xié)調(diào)。
②裝備測(cè)試性預(yù)計(jì)與分配
3）定性設(shè)計(jì)
將產(chǎn)品的測(cè)試性定量要求逐層分配到規(guī)定的產(chǎn)品層次，明確各層次產(chǎn)品的定量要求。
依據(jù)產(chǎn)品測(cè)試性設(shè)計(jì)需求等，確定每種機(jī)內(nèi)自檢測(cè)方式條件下的測(cè)試性定量要求。
05、保障性設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)指標(biāo)：例如：備件利用率：不小于 95%。
設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)化備件品種和數(shù)量，盡量通用化、系列化、組合化，提高利用率，滿足指標(biāo)要求。
06、安全性
設(shè)計(jì)指標(biāo)：例如：事故率 PA：不大于 10−6。
設(shè)計(jì)時(shí)：要進(jìn)行故障危險(xiǎn)分析、功能危險(xiǎn)分析、故障樹(shù)分析、區(qū)域安全性分析等，盡量減少危險(xiǎn)品要求與危險(xiǎn)品隔離要求；滿足指標(biāo)要求。
產(chǎn)品通用質(zhì)量特性的試驗(yàn)與評(píng)估
試驗(yàn)與評(píng)估是產(chǎn)品研制過(guò)程中完善設(shè)計(jì)、暴露生產(chǎn)工藝缺陷、評(píng)價(jià)考核產(chǎn)品各項(xiàng)性能是否符合合同要求是必不可少的手段。經(jīng)驗(yàn)證明，即使使用了各種可以提高產(chǎn)品質(zhì)量的設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，也不可能沒(méi)有缺陷，而且這些設(shè)計(jì)缺陷僅靠對(duì)圖面的檢查、原理的演示、技術(shù)評(píng)審，通常也只能檢查出30%左右，約有70%的設(shè)計(jì)缺陷需通過(guò)研制過(guò)程中的各種試驗(yàn)、檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)使用等才能找出。然后組織技術(shù)攻關(guān)，摸清機(jī)理，通過(guò)改進(jìn)-試驗(yàn)-再改進(jìn)-再試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)估。
01、環(huán)境適應(yīng)性
1）實(shí)驗(yàn)室考核
通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、基地試驗(yàn)等測(cè)試產(chǎn)品是否達(dá)到和通過(guò)所規(guī)定的環(huán)境適應(yīng)性要求。
2）使用評(píng)估
例如對(duì)某信息系統(tǒng)的評(píng)估報(bào)告，是從以下幾方面進(jìn)行的：
①設(shè)計(jì)輸入滿足了研制總要求中對(duì)環(huán)境適應(yīng)的規(guī)定規(guī)定；
②試驗(yàn)考核證實(shí)達(dá)到了研制總要求中的環(huán)境適應(yīng)性要求；
③基地試驗(yàn)和使用試驗(yàn)證明可以滿足實(shí)際使用要求；
④現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證實(shí)際所經(jīng)受到的振動(dòng)沖擊等各項(xiàng)環(huán)境應(yīng)力低于試驗(yàn)考核的要求。
結(jié)論：該產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性水平完全能滿足實(shí)際使用要求。
02、可靠性
可靠性試驗(yàn)與評(píng)估是要給出定量數(shù)值的。
1）實(shí)驗(yàn)室考核
對(duì)軍用裝備依據(jù)GJB 899A進(jìn)行，對(duì)民品依據(jù)GB/T 5080進(jìn)行。二者的主要區(qū)別，軍品給出的是MTBF的最低可接受值θ1（MTBF檢驗(yàn)下限值θL）和規(guī)定值θ0（MTBF檢驗(yàn)上限值θU），民品給出的是可接受的MTBF值m0和不可接受的MTBF值m1。如果將二者對(duì)比，則軍品的θ0（可靠性試驗(yàn)報(bào)告給出的θL）相當(dāng)于民品的m0；軍品的θ1（可靠性試驗(yàn)報(bào)告給出的θL）相當(dāng)于民品的不可接受的MTBF值m1。如果該產(chǎn)品是軍民融合產(chǎn)品，從民用角度出發(fā)給出的指標(biāo)就是m0，從軍用角度出發(fā)要的是θ1。二者相差主要是鑒別比上。
2）評(píng)估
在研制階段，對(duì)各項(xiàng)可靠性試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，以驗(yàn)證試驗(yàn)的有效性；在定性階段，根據(jù)可靠性鑒定段試驗(yàn)的結(jié)果評(píng)估其可靠性水平是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求；在使用階段，收集現(xiàn)場(chǎng)使用數(shù)據(jù)，分析評(píng)估其能否達(dá)到使用要求，及改進(jìn)提高的要求和措施。
03、測(cè)試性評(píng)估
1）定性評(píng)估，評(píng)估方式和內(nèi)容（可同時(shí)采用仿真評(píng)估和試驗(yàn)測(cè)試評(píng)估）：
①故障檢測(cè)率和故障隔離率的分配；
②故障檢測(cè)率的分配模型；
③故障檢測(cè)率、故障隔率和虛警率離的預(yù)計(jì)；
④機(jī)內(nèi)檢測(cè)（BIT）設(shè)計(jì)；
⑤外場(chǎng)更換單元（LRU）的失效模式與BIT檢測(cè)響應(yīng)評(píng)估；
⑥ 裝備所有LRU必須進(jìn)行失效模式分析，列出可能發(fā)生的各種失效模式，并對(duì)每種失效模式的發(fā)生頻數(shù)比作出評(píng)估。
2）定量評(píng)估，評(píng)估報(bào)告與結(jié)論：
點(diǎn)估計(jì)值
①故障檢測(cè)率
②故障隔離率
③虛警率
經(jīng)評(píng)估：×××裝備故障檢測(cè)率評(píng)估值為 96.3%，滿足指標(biāo)要求。其中：
①隔離到 1 個(gè) LRU 的故障隔離率評(píng)估值為92.8%，
②隔離到 2 個(gè) LRU 的故障隔離率評(píng)估值為96.8%，
③隔離到 3 個(gè) LRU 的故障隔離率評(píng)估值為98.7%，
④評(píng)估期間發(fā)生××次虛警。在測(cè)試性試驗(yàn)虛警率評(píng)估值為 1.1%，滿足指標(biāo)要求。
04、維修性評(píng)估
預(yù)防性維修，評(píng)估應(yīng)覆蓋維修效能，維修工作的技術(shù)內(nèi)容，資源的充分性，運(yùn)行、安全和環(huán)境程序。修復(fù)性維修的全面評(píng)估要給出與工作條件、供應(yīng)商問(wèn)題和質(zhì)量問(wèn)題有關(guān)的重復(fù)失效和趨勢(shì)。
1）維修性定性評(píng)價(jià)
①維修通道寬敞，具備良好的可達(dá)性；
②采取錯(cuò)位裝不上設(shè)計(jì)，具有完善的防差錯(cuò)措施及識(shí)別標(biāo)記；
③同型號(hào)產(chǎn)品可直接互換，具有良好的互換性；
④ 具備自檢測(cè)能力，可以檢測(cè)到設(shè)備的 LRU 級(jí)別。
2）維修性定量評(píng)估
維修性樣本量需大于等于30。平均修復(fù)時(shí)間的點(diǎn)估計(jì)值計(jì)算如下：
05、保障性評(píng)估
經(jīng)評(píng)估，×××裝備，備件利用率評(píng)估值為 98%，滿足指標(biāo)要求。安全性評(píng)估是裝備試驗(yàn)和交付前，對(duì)裝備安全性和風(fēng)險(xiǎn)水平的綜合評(píng)估，同時(shí)考核裝備是否與規(guī)定的要求相符。
經(jīng)評(píng)估，×××裝備，備件利用率評(píng)估值為 98%，滿足指標(biāo)要求。
06、安全性評(píng)估
1)定性評(píng)估：
主要指安全性評(píng)估和符合性評(píng)估。
2)定量評(píng)估:
① FTA方法：以一不希望發(fā)生的故障事件作為分析目標(biāo):
經(jīng)評(píng)估，×××裝備事故率評(píng)估值為 0，滿足指標(biāo)要求。
②PRA方法：概率（指數(shù)）評(píng)估，即劃分出可能發(fā)生危險(xiǎn)的等級(jí)。
結(jié) 論
產(chǎn)品的通用質(zhì)量特性是決定產(chǎn)品能否生存的重要特性，但要真正解決好，還需做到：
（1）應(yīng)建立民品通用質(zhì)量特性的標(biāo)準(zhǔn)體系
當(dāng)前軍品的通用質(zhì)量特性已有許多標(biāo)準(zhǔn)，形成了標(biāo)準(zhǔn)體系，但民品方面除產(chǎn)品規(guī)范外，還應(yīng)有相應(yīng)的通用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與之配套，靠一系列標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范。一個(gè)行業(yè)要發(fā)展，，首先規(guī)劃和建設(shè)好標(biāo)準(zhǔn)體系，抓好規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制定也是當(dāng)前的一項(xiàng)重要工作，可以說(shuō)愈早愈好。
（2）應(yīng)將民品通用質(zhì)量列入民品的頂層設(shè)計(jì)中
通用質(zhì)量特性工作覆蓋產(chǎn)品全壽命過(guò)程。應(yīng)將其列入頂層設(shè)計(jì)的內(nèi)容中，即在方案論證階段就應(yīng)提出和對(duì)其進(jìn)行論證，然后在設(shè)計(jì)中落實(shí)，在研制生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)，在使用中發(fā)揮和體現(xiàn)、保持和提高。
（3）通用質(zhì)量特性需列入檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)內(nèi)容
對(duì)通用質(zhì)量特性的檢測(cè)，例如：環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、電磁兼容性均已進(jìn)入了檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)能力表中了。但對(duì)維修性、測(cè)試性、保障性、安全性，目前用戶(hù)找到檢測(cè)單位，他們面臨著也不知如何檢測(cè)，能不能檢測(cè)，能不能出報(bào)告等問(wèn)題，這也是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。
來(lái)源：環(huán)境技術(shù)核心期刊
