六性工程技术概要

打造可靠的中国装备！北京运通恒达科技有限公司大唐移动六性技术培训六性工程技术概要陈晓彤2015年1月内容安排23安全性工程技术测试性工程技术4维修性工程技术1可靠性工程技术5保障性工程技术6环境适应性工程技术可靠性工作流程产品设计设计FMEA设计验证计划(DVP&R)可靠性建模可靠性预计验证试验仿真过程FMEA控制计划验证要求用户要求技术规范关键项目清单容差分析降额分析FRACAS故障模式根本原因纠正措施可靠性评估可靠性增长可靠性分配可靠性设计准则可靠性关键工作项目•验证•评价•预测•目标故障率MTBF可靠度可用度故障识别风险控制定量分析定性分析可靠性建模可靠性分配可靠性预计可靠性评估故障模式影响分析可靠性设计准则可靠性工作流程产品设计设计FMEA设计验证计划(DVP&R)可靠性建模可靠性预计验证试验仿真过程FMEA控制计划验证要求用户要求技术规范关键项目清单容差分析降额分析FRACAS故障模式根本原因纠正措施可靠性评估可靠性增长可靠性分配可靠性设计准则可靠性设计准则序号名称目的1元器件、零部件的选择与控制元器件、零部件是产品的基本组成单元，它们的可靠性直接影响产品的可靠性，设计过程中应严格选择和控制，以满足产品可靠性要求2降额设计元器件、零部件的故障率与其承受的应力有关，降低其应力可提高其使用中的可靠性，降额是相对于它们能承受的额定应力而言的3热设计产品（特别是电子产品）周围环境温度过高是造成其故障率增大的重要原因，因此利用热传导、对流、辐射等原理进行合理的热设计，将大大提高产品的可靠性4简化设计产品越复杂，其可靠性越低，因此在确保满足其功能及不会给其零部件造成过高应力的情况下，采用简化设计技术，可以提高产品的可靠性5余度设计用一套以上的设备（线路、管路、能源等）来完成规定的任务。采用余度设计可提高产品的任务可靠性，而降低其基本可靠性，增加体积、重量和费用，因此采用余度技术时要根据产品研制的目标及限制条件进行综合权衡6环境防护设计当产品在冲击、振动、潮湿、高低温、盐雾、霉菌、核辐射等恶劣环境下工作时，其中部分单元难以承受这种环境应力的影响而产生故障。因此需要采取环境防护设计以提高其可靠性7人素工程设计将人和机器看成一个“人机系统”共同完成规定的任务。从提高系统使用效能和可靠性角度出发，在系统设计时，解决人——机间相互协调的问题8电磁兼容设计电子设备的内、外部都存在着电磁干扰，当干扰电平超过允许值时，就会使电子设备性能降低或根本不能工作，进行电磁兼容设计，以提高电子设备的可靠性可靠性工作流程产品设计设计FMEA设计验证计划(DVP&R)可靠性建模可靠性预计验证试验仿真过程FMEA控制计划验证要求用户要求技术规范关键项目清单容差分析降额分析FRACAS故障模式根本原因纠正措施可靠性评估可靠性增长可靠性分配可靠性设计准则可靠性分配和验证将产品的可靠性指标，由上到下、由整体到局部逐级分配到规定的产品层次（分系统、设备、软件等），以此作为可靠性设计和提出外协、外购产品可靠性定量要求的依据。可靠性分配方法–等分配法–评分分配法–比例组合法–考虑重要度和复杂度的分配方法–余度系统的比例组合法可靠性分配–可靠度的再分配法可靠性验证方法–使用验证–试验验证–计算验证–其他验证1.总体可靠性指标分配•分配给各系统•按可靠度进行分配2.系统可靠度分配•分配给个分系统或设备•按MTBF进行分配3.分系统可靠性分配•分配给设备•按MTBF进行分配工程实例可靠性工作流程产品设计设计FMEA设计验证计划(DVP&R)可靠性建模可靠性预计验证试验仿真过程FMEA控制计划验证要求用户要求技术规范关键项目清单容差分析降额分析FRACAS故障模式根本原因纠正措施可靠性评估可靠性增长可靠性分配可靠性设计准则可靠性建模和预计可靠性模型表示系统与单元之间的可靠性逻辑关系。通过可靠性模型是对产品或者系统的可靠性进行定量的估计，推测其可能达到的可靠性水平。系统SystemRel=f(SubsysRel)设备AsmRel=f(CompRel)零部件/元器件CompRel=f（故障率)分系统SubSysRel=f(AsmRel)可靠性分配可靠性预计可靠性模型SubsystemARA(t)SubsystemCRC(t)SubsystemBRB(t)SystemRs(t)SYSTEM系统的可靠度RS(t),i是下属分系统的可靠度RA(t),RB(t),RC(t)的函数可靠性框图模型ABC串联模型SystemsuccessifAandBandCaresuccessful并联模型CBASystemsuccessifAorBorCissuccessful串并联模型CBASystemsuccessifAand(BorC)issuccessfulCBASystemsuccessif(AandB)orCissuccessfulSwitchedredundancyandmoutofnconfigurationsarealsopossibleRBD是分层次构建的CBADD342D343D341D344D34D31D33D32D1D3D2图4-2系统内可靠性框图的展开部件级分组件极组件级分系统级系统功能分系统组件功能分组件功能通用可靠性预计方法通用的可靠性预计方法适用于所有类型的产品，包括以下两种方法–相似产品预计法-根据相似产品的评估结果，进行适当修正作为当前产品的预计结果，前提是有相似产品并有足够的数据。是首选的方法；–数据手册预计法-根据查询NPRD/EPRD数据手册进行预计；–经验系数预计法-根据类比产品的MTBF，对比其复杂性、成熟性以及环境特征进行类比预计，是万不得已的预计方法，前提是有类比产品的MTBF可靠性工作流程产品设计设计FMEA设计验证计划(DVP&R)可靠性建模可靠性预计验证试验仿真过程FMEA控制计划验证要求用户要求技术规范关键项目清单容差分析降额分析FRACAS故障模式根本原因纠正措施可靠性评估可靠性增长可靠性分配可靠性设计准则故障模式影响及危害性分析（FMECA）故障模式影响及危害度分析（FailureModeEffectsandCriticalityAnalysis，简记为FMECA）是分析系统中每一产品所有可能产生的潜在故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、发生频度予以分类的一种归纳分析方法。是一个系统化的过程，利用表格方法，同时也是用于解决问题的工具，来识别潜在的故障及其影响。系统描述理想功能错误状态控制因子输入信号干扰因子ABCHFGED功能分解映射关系物理分解A1产品A1-F-28燃油系统A1-F-28-04燃油储存A1-F-28-04-01内部存储A1-F-28-04-02辅助存储……A1-F-28-04-01A1-F-28-04-01A1-F-28-04-01A1-F-28-04-01A1-F-28-04-01A1-F-28-04-01A1-F-28-04-01A1-F-28-04-01A1-F-28-04-01A1-F-28-04-02A1-F-28-04-02A1-F-28-04-02A1-F-28-04-02FT002-791AFT-009-G-21G0135991G05H32110VG7-1206FT002-791…………FT002-791…………FT102-591-A…………FT102-591-A…………A1产品FT002-791油箱01AFT-009-G-21胶皮油箱G0135991油箱盖G05H32110堵塞器VG7-1206放泄阀FT002-791油箱02FT102-591-A辅机01FT102-591-A辅机02FT002-791油箱03进行功能FMEA硬件和功能的FMEA信息传递进行硬件FMEA设计FMEA故障原因故障原因分析产品本身、接口、环境等原因产品本身原因借助FTA来自于：P图中的干扰因子产品本身原因时间因素环境因素接口因素序号成件故障模式故障影响故障原因故障检测方法当前控制措施故障风险评估控制措施建议采取措施后的风险评估备注产品本身接口环境使用中台架试验组装测试单元显式呈现设计预防检测控制严重度发生度检测度RPN严重度发生度检测度RPN名称或标识产品功能故障模式编号故障率特性分类ACPU板CPU处理无法启动01-01发动机发射失败（注：发动机没出发射箱）A-D4-1、A-D4-2电源电压过大、过小，MPU阵列板启动异常温度过高、过低；振动或冲击过大；电磁干扰CPU板干扰因素产品本身原因接口影响因素环境影响因素时间影响因素操作影响因素控制因素输入信号理想输出/功能错误状态电源模块供电；1553信号温度过高、过低；振动或冲击过大；测试时供电错误存储器D1、处理器D4、驱动芯片D14、滤波电容C1、FPGA芯片D9、连接器XP8、1553B接口芯片D17、驱动芯片D18故障接插件之间（XP8）接触不良；1553信号缺失或错误；电源电压过大、过小CPU处理与存储1553B总线控制弹内总线控制内部并行总线控制元器件筛选老化；加大测试强度和边界条件的覆盖性；在规定的温度范围和振动条件下存储、运行CPU处理：无法启动CPU存储：数据丢失1553B总线控制：无法通信弹内总线控制：无法通信内部并行总线：无法通信参数漂移退化FMEA工作一体化分析层次XXXFMEA工作表故障模式故障原因故障后果风险评估控制措施系统分系统零件说明：方案设计阶段FMEA工作初步设计阶段FMEA工作详细设计阶段FMEA工作序号工作项目从设计获取的主要信息返回设计的信息2设计FMEA产品分解结构-产品结构树产品组成清单-BOM产品功能结构-功能图产品接口关系-边界图设计验证计划设计更改计划预防和控制措施4工艺FMEA关键特性矩阵关键工艺工艺流程图工艺控制计划FMEA信息与产品设计开发信息的交互FMEA工作流程FMEA输入FMEA分析FMEA输出设计反馈产品结构产品功能故障信息FMEA发动机总成零件产品接口影响安全故障清单关键重要故障模式清单高风险（高RPN）故障模式清单风险控制需求1.设计更改需求2.设计验证需求设计更改计划与报告设计验证计划与报告风险控制措施功能FMEA可靠性工作流程产品设计设计FMEA设计验证计划(DVP&R)可靠性建模可靠性预计验证试验仿真过程FMEA控制计划验证要求用户要求技术规范关键项目清单容差分析降额分析FRACAS故障模式根本原因纠正措施可靠性评估可靠性评估/增长可靠性分配可靠性设计准则设计验证计划和报告是一种制订贯穿于产品开发过程的试验活动计划和文件化的方法。设计验证是一种严格的并以文件形式开展的活动，由具备规定资格和资历的人客观地去执行。产品设计师负责提出所设计产品的验证需求和验证项目，负责订一个为保证部件或系统符合所有工程要求所需的试验的全面完整的计划，以便安排出合理的试验程序。风险控制需求产品需求、技术规范设计FMEA试验验证计划DVP验证试验产品仿真计算验证结果设计反馈试验验证报告DVR设计验证需求设计更改需求设计更改计划与报告“九新”因素设计验证计划确定验证方法序号风险控制项控制方法设计更改仿真计算高温试验低温试验振动试验电磁兼容电源拉偏试验湿热试验其它1D内总线控制：间歇通信1）确定为双冗余应用方式2）更改为BIT测试项目进行D内总线系统通讯的线上信息密度仿真计算√高温工作极限试验√低温工作极限试验（含启动）√制定控制芯片三级试验控制措施：晶片试验、出厂试验、入所试验2CPU处理：间歇故障更改为BIT测试项目√高温工作极限试验√低温工作极限试验（含启动）√31555B总线控制：间歇通信1）提高芯片质量等级2）更改为BIT测试项目√√√………………………………………………………设计验证计划设计验证计划序号项目名称验证方法接收准则地点样本数测试结果开始日期结束日期责任人备注1弹内总线数据流分析、验证计算、仿真、测试D内总线系统通讯的线上信息密度，适当确定信道冗余数和错误信息重发次数余量保持50%以上余量为55.6%，以重发三次为标准，确定为双冗余通道，通