RAMS基础教程

RAMS技术教程－可靠性、维修性、可用性和安全性主讲人：陈晓彤–现在•北京运通恒达科技有限公司－总工程师–曾经•1995～2000航天第三研究院总体设计部－可靠性主任工程师•1990～1992沈阳黎明发动机制造公司－可靠性工程师–联系•[e-mail]•010-82561200-230；13910672145内容安排•RAMS基本概念（2小时）•RAMS技术参数（1小时）•RAMS工作项目（3小时）•讨论（1小时）RAMS概念介绍•Reliability－可靠性•Availability－可用性•Maintainability－维修性•Safety－安全性“五性”＝可靠性＋维修性＋保障性＋测试性＋安全性可靠性－ReliabilityReliability－可靠性Thecapabilitythatadevicewillperformanintendedfunctionforaspecifiedintervalunderdefinedconditions(orperformancedegradation)产品在规定条件下和规定时间内，完成（或保持）规定功能的能力。规定条件规定条件环境条件工作条件工作应力温度湿度振动盐雾….工作负荷循环周期对于机车产品来说…•规定的条件–铁路条件–气候条件•规定的时间–行驶里程–行驶时间–日历时间•规定的功能–不发生安全性事件－致命的–能够正常行驶－严重的–不降低功能－一般的–不会引起维修－轻微的可靠性与质量的关系•可靠性到底要解决哪些问题，是否能归入质量管理一并解决？•产品出现的问题哪些要归罪于质量，哪些应归罪与可靠性？•可靠性工作系统的工作重点是设计管理还是质量控制？•可靠性专业小组应归属质量部门还是设计部门？质量与可靠性的同•可靠性是质量的核心–提高产品的可靠性，减少故障的发生，是从根本上保证产品质量的措施，因此可靠性是产品质量的技术核心，这个观点是近几年提出的并被广为接受。换句话说，为了保证产品的质量水平，最根本的工作是提高产品的可靠性。•可靠性是质量的有力补充–TQM、PDCM、APQP、主次图、鱼骨图、SPC等是广为人之的质量管理工具，但是这些工具并不适合在设计过程中对产品的质量和可靠性进行有效控制，而质量和可靠性的潜在问题需要尽早发现并控制，这样就需要专门的可靠性设计和分析工具进行控制，例如可靠性预计、FMEA、FTA、可靠性设计准则等等。可靠性与质量的异•工作重点不同–质量强调的是“管理”，通过各种各样的管理手段对人、机、料、法、环等因素进行管理，保证设计、生产和工艺的稳定性，通常不深究设计和工艺的技术细节；–可靠性强调的是“设计和分析”，寻找可能发生故障的技术源头，从根本上解决问题，必须深究设计和工艺的技术细节。•工作范围不同–产品出现的一切不符合质量要求的状况（如外观）均属质量问题，但仅有影响到产品功能的问题才属可靠性问题，因此可靠性主要是保证产品能够在规定的功能下运行。•工作方法不同–质量管理虽然强调全员管理，通常状况下设计工艺人员需遵守质量方面的相关要求和规定，一般不需开展专门的质量工作，专门的质量工作一般由质量管理人员借助于一些统计分析工具进行；而可靠性的专项可靠性工作需要第一线的设计和工艺人员进行，需要借助于一些可靠性的专业工具将可靠性设计到产品中去。机车产品的可靠性•可靠性是产品质量的核心，但是质量工作不能代替可靠性工作•产品的可靠性主要是由产品的设计决定的，设计决定了产品的固有可靠性•产品可靠性工作的核心是可靠性管理维修性－Maintainability产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力。维修性的概率度量亦称维修度。维修性要素•可修–可修产品－故障–不可修产品－失效•能修–能检测–能定位–能到达–能更换•易修–修得快－定位快、维修快、确认快–修得好－修如旧、修如新维修•维修＝修复性维修（故障）＋预防性维修（保养）•维修活动隔离启动准备分解更换结合调整检验可用性－Availability•产品在任一随机时刻需要和开始执行任务时，处于可工作或可使用状态的程度。•可用性的概率度量亦称可用度。•简单地说：可用性就是产品处于可工作状态的可能性安全性•安全性是不发生危险事件的能力•导致以下后果发生的事件为危险事件–人员伤亡–财产损失–环境破坏•安全性与危险•安全性与可靠性RAMS的工程地位系统效能系统效能就是系统在规定的条件下满足给定定量特征和服务要求的能力。它是系统可用性、可信性及固有能力的综合反映，一般可以表示为：E=A·D·C式中：E—系统效能（Effectiveness）A—可用性（Availability）D—可信性（Dependability）C—固有能力（Capability）全寿命周期费用系统的寿命周期费用（LifeCycleCosts，以下简称LCC），是指在系统的整个寿命周期内，为获取并维持系统的运营（包括处置）所花费的总费用。系统寿命周期费用构成示意图现代设计思想的转变•性能向效能的延伸•采购费用向寿命周期费用的延伸可靠性工程发展世界可靠性工程发展：•1940s年，起源于美国–重点在于电子管和真空管的可靠性研究–成立AGREE，电子设备可靠性顾问委员会•1950s年，推广发展–美国制定了一系列军用可靠性标准–AGREE在1957年发表的《军用电子设备的可靠性》报告成为后来全世界可靠性工作的指南–前苏联、日本、英国等国家开始介入可靠性研究–可靠性由电子设备拓展到电力、机械、动力等方面（续前）•1960s，可靠性工程的系统化–阿波罗项目全面采用的可靠性工程技术，极大地推动了可靠性技术在全世界的推广–可靠性工程已经成为系统工程的一部分，日益系统化–可靠性统计试验逐步完善•1970s，进入可靠性保证阶段–可靠性管理的作用突出显现，美国将可靠性管理作为质量管理的核心–日本全面引进可靠性技术，推行全面质量管理，取得巨大效益（续前）•1980s，可靠性体系完善–美国建立了完备的可靠性标准体系，如可靠性通用大纲、可靠性预计、FMEA等–可靠性工作项目不断丰富，例如电路容差设计、潜在电路分析、随机有限元分析等–波音公司建立了完备的故障信息闭环管理体系•1990s年，可靠性工程深度拓展–ISO9000将可靠性列入研制过程的必要工作项目–民用产品全面建立可靠性要求体系–机械、结构、机构的可靠性分析方法成熟–诞生了大量可靠性软件工具中国可靠性的发展历程•1960s年，可靠性引入到中国•1970s年，可靠性引进和研究阶段–诞生了大量可靠性标准–翻译了一些可靠性书籍–产生了一些可靠性报告（续前）•1980s年，可靠性工程的应用–1985年，诞生了中国质量与可靠性信息中心–1986年，在高校中诞生了可靠性的专门学科–1988年，GJB450-88《武器装备可靠性通用大纲》推行，成为军工和民用产品的可靠性工作标准–大量研究课题取得突破性进展–运七飞机成功地运用可靠性技术，极大地提高了可靠性–教8飞机从方案阶段起，全过程推行可靠性工程技术–电视机、机车等民用产品开始采用可靠性技术，提高产品的寿命和可靠性（续前）•1990s年，–中国航空航天可靠性技术成熟，全面推广可靠性技术的应用–华为、中兴、大唐等通讯行业企业陆续开始推行可靠性技术–出口产品的可靠性工作极大地推动了可靠性工程技术的应用–一些外资企业在中国建立的研发和生产机构可靠性应用技术普及，间接地推动了我国可靠性技术的普及–机车行业推出QS9000，强制采用可靠性工程控制–电力系统可靠性工程框架逐步建立–船舶行业可靠性工程工作陆续开展•现在–可靠性工作成为产品质量的核心–可靠性技术需求迫切中国交通行业的可靠性中国可靠性的模范可靠性全面开展局部可靠性项目领先注重工作实效性系统的可靠性已开展RAMS的工作目标•改善产品的可靠性水平，提高市场竞争能力•提高产品的任务成功率•提高系统的安全性，减少法律纠纷•降低产品全寿命周期费用•保持产品的型号/批次的性能稳定性效能任务效能能力可用性设备性能人的能力可靠性保障性维修性后勤保障系统技术系统RAMS关系可用性可靠性保障性维修性•器件质量•应力和负载•环境•结构•容差•发生二级故障的概率•设备的运输等RAMS关系可用性可靠性保障性维修性技术系统后勤保障系统•故障识别•故障原因判定•可达性•模块化•部件维修时间•部件更换时间•部件的运输•测试性•维修资源的要求RAMS关系可用性可靠性保障性维修性技术系统后勤保障系统•备件供应•保障体系•运输策略•维修时间•备件订货/交货时间•保障设备的可利用性•专业人员•工具谢谢！