可靠性 下
2.可靠性試驗(yàn) 　　可靠性試驗(yàn)是對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行調(diào)查、分析和評(píng)價(jià)所使用的一種手段。它可 以是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)，也可以是使用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。 　　進(jìn)行可靠性實(shí)驗(yàn)的主要目的是為了詳細(xì)地分析產(chǎn)品在試驗(yàn)中發(fā)生的每一個(gè)失效 的原因和后果，并研究可能采取的有效改進(jìn)措施。 　　可靠性試驗(yàn)分類的方法很多，根據(jù)試驗(yàn)的目的、方式或用途不同、可以有不同 的分類方法。如： 　　根據(jù)產(chǎn)品在試驗(yàn)中所處的狀態(tài)，可分為工作壽命試驗(yàn)和貯存壽命試驗(yàn)。 　　根據(jù)樣品在試驗(yàn)中承受應(yīng)力的強(qiáng)度，可分為正常壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)。 　　按照壽命試驗(yàn)的目的術(shù)同，它可分為可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)和可靠性測(cè)定試驗(yàn)。前者 是為了確定產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)或合同中規(guī)定的要求；后者則是用來評(píng)估產(chǎn) 品的可靠性特征量，只需按規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，并把試驗(yàn)結(jié)果寫成試驗(yàn)報(bào)告。 　　按照統(tǒng)計(jì)方法對(duì)可靠性數(shù)據(jù)要求不同，又可分為余數(shù)壽命試驗(yàn)和截尾壽命試驗(yàn) 。前者需相當(dāng)長的試驗(yàn)時(shí)間；后者又可根據(jù)截尾的方式分為定數(shù)截尾、定時(shí)截尾和逐次 截尾壽命試驗(yàn)。 　　定數(shù)截尾試驗(yàn)是事先規(guī)定一個(gè)失效數(shù)字，當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到出現(xiàn)規(guī)定的y臺(tái)失效時(shí)就 停止試驗(yàn)。它常用于價(jià)格昂貴或要求失效時(shí)間較準(zhǔn)確的情況。 　　定時(shí)截尾試驗(yàn)是事先規(guī)定一個(gè)試驗(yàn)截止時(shí)間，當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到規(guī)定的截止時(shí)間時(shí) ，無論是否發(fā)生失效或失效多少，均停止試驗(yàn)。 　　逐次截尾試驗(yàn)就是逐步地使用部分試樣，在不同的時(shí)間內(nèi)停止試驗(yàn)，它多用于 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。 　　無論那種截尾方式，根據(jù)樣品失效后是否替換好的樣品繼續(xù)試驗(yàn)，又分為有替換試 驗(yàn)和無替換試驗(yàn)。這樣，就可組合成下列八種常用的可靠性試驗(yàn)類型： 　?、贌o替換定時(shí)截尾壽命試驗(yàn)； 　?、跓o替換定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)； 　?、蹮o替換定時(shí)逐次截尾壽命試驗(yàn)； 　　④無替換定數(shù)逐次截尾壽命試驗(yàn)； 　?、萦刑鎿Q定時(shí)截尾壽命試驗(yàn)； 　?、抻刑鎿Q定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)； 　?、哂刑鎿Q定時(shí)逐次截尾壽命試驗(yàn)； 　?、嘤刑鎿Q定數(shù)逐次截尾壽命試驗(yàn)。 　　上述可靠性試驗(yàn)方法，凡是已有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法的，如 GB1772《電子元器件失效率試驗(yàn)方法》，GB5080《設(shè)備可靠性試驗(yàn)》等，應(yīng)優(yōu)先采用。 　　3·可靠性分析 　　最常用的可靠性分析方法是失效模式和效應(yīng)分析（FMEA）及故障樹分析（FTA）。失 效分析是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，分析各種可能的失效對(duì)其可靠性的影響。國際電工委員會(huì)（IE C）在1985年制定國際標(biāo)準(zhǔn)IEC812，以統(tǒng)一失效分析程序。我國已于1987年等同采用IEC 812發(fā)布為GB7826《失效模式和效應(yīng)分析（FMEA）程序》，該標(biāo)準(zhǔn)不僅闡述了 FMEA，而且也闡述了 FMEA的擴(kuò)展即失效模式效應(yīng)及危害度分析（FMECA），所有用于FMEA的一般定性分析均可 適用于FMECA。 　　FMECA是從裝配等級(jí)最低的硬件單元開始，對(duì)每一個(gè)潛在的故障模式分類，區(qū)分發(fā)生 的概率，分析其對(duì)系統(tǒng)任務(wù)和安全產(chǎn)生的影響，最終列出故障模式及故障原因表，給予 消除或遇到可能的故障模式或減少其發(fā)生概率的FECA報(bào)告。 　　故障樹分析方法（FTA）與FMECA或FMEA的順序相反，是從產(chǎn)品系統(tǒng)到部件，再到元 器件分析其失效原因與結(jié)果的邏輯關(guān)系。我國也已制定為GB7829《故障樹分析程序》。現(xiàn) 根據(jù) GB7826和 GB7829對(duì) FMEA與 FTA作些概要的介紹。 　?。╨） FMEA和 FMECA 　　1950年，美國的飛機(jī)制造業(yè)首先把FMEA應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)操縱系統(tǒng)的可靠性分析上，爾 后，又?jǐn)U展應(yīng)用于不同的機(jī)械產(chǎn)品中。它一般只進(jìn)行定性分析，使用簡便，不需很多的 數(shù)據(jù)。后來，F(xiàn)MEA又發(fā)展為FMECA，可以進(jìn)行定量分析，并制定為美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL－ST D－785B，廣泛應(yīng)用于可靠性設(shè)計(jì)分析。 　　GB7826－IEC812標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了 FMEA與FMECA的基本分析步驟。 　?、俣x系統(tǒng)及其功能和最低的工作要求。 　　一個(gè)系統(tǒng)的完整定義包括它的主要和次要功能、用途、預(yù)計(jì)的性能、系統(tǒng)的約束條 件和構(gòu)成失效的條件等，還應(yīng)包括系統(tǒng)工作的每個(gè)模式及其持續(xù)工作期內(nèi)的功能說明。 定義要求包括定義功能要求，即工作和不工作狀態(tài)下所規(guī)定的特征、所有相關(guān)的時(shí)間周 期和全部環(huán)境條件；定義環(huán)境要求，即系統(tǒng)預(yù)期的工作環(huán)境、貯存環(huán)境，如溫度、濕度 、輻射、振動(dòng)、壓力等。此外，還要考慮到所有適用于生產(chǎn)管理、使用時(shí)的副產(chǎn)品以及 有關(guān)其它影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)的因素。 　?、跀M定功能和可靠性框圖以及其它圖表或數(shù)學(xué)模型，并作文字說明。 　　方框圖至少要說明： 　　·將系統(tǒng)分解為包含功能關(guān)系的若干主要的子系統(tǒng)； 　　·對(duì)每個(gè)單元都適當(dāng)?shù)貥?biāo)明其輸入端、輸出端和識(shí)別代碼； 　　·能提供“故障一安全”措施的所有冗余，替換信號(hào)通路和其它工作特性。 　?、鄞_定分析的基本原則和用于完成分析的相應(yīng)文件。 　　GB7826的附錄A推薦了表1分析文件格式： 　　　　　　　　　　　　　　表1 失效模式效應(yīng)及危害度分析表 |設(shè)備名稱 |功能 |識(shí)別代碼 |失效模式 | |1 |結(jié)構(gòu)失效（破損 |18 |錯(cuò)誤動(dòng)作 | | |） | | | |2 |捆結(jié)或卡死 |19 |不能動(dòng)機(jī) | |3 |振動(dòng) |20 |不能開機(jī) | |4 |不能保持正常位 |21 |不能切換 | | |置 | | | |5 |打不開 |22 |提前運(yùn)行 | |6 |關(guān)不上 |23 |滯后運(yùn)行 | |7 |誤開 |24 |錯(cuò)誤輸入（過大 | | | | |） | |8 |誤關(guān) |25 |錯(cuò)誤輸入（過小 | | | | |） | |9 |內(nèi)部編輯 |26 |錯(cuò)誤輸出（過大 | | | | |） | |10 |外部編輯 |27 |錯(cuò)誤輸出（過小 | | | | |） | |11 |超出允差（上限 |28 |無輸入 | | |） | | | |12 |超出允差（小限 |29 |無輸出 | | |） | | | |13 |意外運(yùn)行 |30 |短路（電的） | |14 |間歇性工作 |31 |開路（電的） | |15 |漂移性工作 |32 |漏泄（電的） | |16 |流動(dòng)不暢 |33 |對(duì)于系統(tǒng)特征、 | | | | |要求和運(yùn)行限制 | |17 |錯(cuò)誤指示 |　　 |的其它獨(dú)特失效 | | | | |條件 | 　?、菡页鍪У臋z測(cè)、隔離措施和方法。 　　說明失效模式的檢測(cè)方法，列出并分析與正在考慮的失效模式具有相同表現(xiàn)的其它 失效模式。還應(yīng)考慮工作期間冗余單元是否需要單獨(dú)的失效檢測(cè)。 　?、拚页鲈O(shè)計(jì)和工作中的預(yù)防措施，以防止發(fā)生特別不希望發(fā)生的事件。 　?、叽_定事件的危害度（FMEA）。 　　GB7826的附錄B提供了危害度的4級(jí)尺度。 　?。ㄒ姳?） 　　　　　　　　　　　　　表3 失效效應(yīng)危害度一覽表 |危害度等級(jí) |危害狀態(tài) | |4 |可能成為主要系統(tǒng)喪失功能，從而導(dǎo)| | |致系統(tǒng)或其環(huán)境重大損壞的潛在原因| | |或造成人身傷亡潛在原因的任何事件| |3 |可能成為主要系統(tǒng)喪失功能，從而導(dǎo)| | |致該系統(tǒng)或其環(huán)境的重大損壞的潛在| | |原因，而又幾乎不危及人身安全的任| | |何事件 | |2 |能造成系統(tǒng)功能、性能的退化而對(duì)系| | |統(tǒng)成人員的生命或肢體沒有可感覺的| | |損傷的任何事件 | |1 |可能成為系統(tǒng)功能，性能退化的原因| | |而對(duì)系統(tǒng)或其環(huán)境幾乎無損壞，對(duì)人| | |身安全無損害的任何事件 | 　?、喙烙?jì)失效概率（適用 FMECA）。 　　每種假定的失效模式發(fā)生的概率是通過使用分析的方法導(dǎo)出的。估計(jì)在特定工作環(huán) 境下，一種特定的失效模式發(fā)生的概率。 　?、釋?duì)考慮的多重失效的特定組合進(jìn)行調(diào)查（選作）。 　　⑩分析報(bào)告（即提出建議）。 　　FMEA或FMECA的分析報(bào)告應(yīng)包括一個(gè)詳細(xì)的分析記錄和摘要。 　　摘要中應(yīng)寫明對(duì)分析方法、分析級(jí)別、假設(shè)和基本規(guī)定的簡短說明。此外還應(yīng)有： 　　·為設(shè)計(jì)師維修計(jì)劃和使用人員提出的建議； 　　·最初單獨(dú)發(fā)生而又引起嚴(yán)重效應(yīng)的失效； 　　·已經(jīng)作為FMEA或FMECA的結(jié)果被采納的設(shè)計(jì)變更。 　?。?）故障樹分析（FTA） 　　故障樹分析方法（FTA）與FMEA分析順序相反，是從產(chǎn)品系統(tǒng)到部件，再到元器件， 分析其失效原因與結(jié)果的邏輯關(guān)系。 　　故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖，它用事件符號(hào)、邏輯的符號(hào)和 轉(zhuǎn)移符號(hào)描述產(chǎn)品系統(tǒng)中各種事件之間響果關(guān)系。 　　FTA于1961年提出，首先應(yīng)用于“民兵”導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)，后來推廣到核能、化工等 領(lǐng)域，成為分析復(fù)雜系統(tǒng)可靠性和安全性的有力工具和有效方法。 　　FTA包括定性分析和定量分析。前者的主要目的是尋找與系統(tǒng)有關(guān)的故障事件發(fā) 生的原因和原因的組合，即尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有故障模式；后者的主要目的是當(dāng) 給定所有底事件發(fā)生概率時(shí)，求出項(xiàng)事件發(fā)生的概率及其它定量指標(biāo)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)， FTA可幫助判明潛在的故障，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)。 　　GB7829《故障樹分析程序》告訴我們，在繪制故障樹時(shí)，要熟悉產(chǎn)品系統(tǒng)，列出 故障事件，分析各故障之間的邏輯關(guān)系，逐級(jí)有層次地放置基本的獨(dú)立的故障事件，采 用故障樹符號(hào)聯(lián)接表示因果關(guān)系，簡化和整理故障樹，消除任何反饋通道等。 表4表示各種故障樹的符號(hào)及其涵義。 　　　　表5： |分　類 |符　　　　　號(hào) |說　　明 | |事件 |[pic] |底事件以外的其他 | | | |事件，包括頂事件 | | | |和中間事件的說明 | | | |，一般在建樹時(shí)用 | | |[pic] |第事件，代表不見 | | | |失效或人為失誤等 | | |[pic] |未展開事件，其輸 | | | |入無須進(jìn)一步分析 | | | |或無法分析的事件 | | |[pic] |條件事件，當(dāng)給定 | | | |條件滿足時(shí)保留， | | | |否則刪去 | |子樹轉(zhuǎn)移 |[pic] |特別的一個(gè)完整部 | | | |分（小樹）轉(zhuǎn)移到 | | | |另一處復(fù)用，A是標(biāo)| | | |號(hào) | |邏輯門 |[pic] |與門，全部輸入存 | | | |在時(shí)才有輸出 | | |[pic] |或門，至少一個(gè)輸 | | | |入存在時(shí)即有輸出 | | |[pic] |異或門，僅當(dāng)一個(gè) | | | |輸入存在時(shí)才有輸 | | | |出 | | |[pic] |禁止門，若禁止條 | | | |件不成立，即使有 | | | |輸入也無輸出 | | |[pic] |表決門，n個(gè)輸入中| | | |至少有m個(gè)存在則有| | | ...
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