五性工程

可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性概论公杰2015.10一、可靠性与可靠性工程概述二、维修性与维修性工程概述三、保障性与综合保障概述四、测试性与测试性工程概述五、安全性与安全性工程概述可靠性与可靠性工程概述可靠性GJB451A定义：可靠性指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性的分类基本可靠性与任务可靠性基本可靠性考虑费用及所有引起维修的故障（排除故障维修）。任务可靠性仅考虑那些影响完成任务的故障（产品功能故障）寿命剖面与任务剖面寿命剖面：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。例某武装直升机寿命剖面内的事件验收调整试飞工厂库存放转场或运输部队机库存放任务剖面日常维修野外待命任务剖面战场修理特殊使命定期检查翻修退役任务剖面任务剖面：产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述，它还包括任务成功或致命故障的判断准则1234567891011飞行高度60mH=200m作战时间：1h（使用火箭、航炮）作战半径：100km~150km30km对地火力支援典型飞行剖面1起飞；2、8爬升；3、9平飞；4下滑；5、7贴地飞行；6战斗；10下降；11着陆基本可靠性与任务可靠性基本可靠性指产品在规定条件下，规定的时间内，无故障工作的能力。a.与规定的条件有关。环境条件、应力条件、寿命周期，也就是与“寿命剖面”确定的条件有关。b.无故障工作的能力，它说明产品经过多长的时间可能要发生故障需要维修（排除故障）。这里时间是一个广义的概念，可以是小时，可以是千米或次数等其他寿命单位基本可靠性与任务可靠性任务可靠性：指产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。任务可靠性为产品作战效能的分析提供了依据固有可靠性与使用可靠性固有可靠性。指产品在设计和制造过程中赋予的，并在理想的使用和保障条件下所具有的可靠性。对于具体产品设计、工艺确定后其固有可靠性是固定的。使用可靠性。产品在实际环境中使用时所呈现的可靠性，反映了产品设计、制造、使用、维修、环境等因素的综合影响工作可靠性和不工作可靠性有些产品工作时间极短，而不工作时间（待命、储存等时间）较长，为此可分为工作可靠性与不工作可靠性。工作可靠性指工作状态所呈现出的可靠性。如飞机的飞行、导弹的发射过程。不工作可靠性是指产品在不工作的状态下所呈现出的可靠性。不工作模式包括储运、待机等，虽然此时装备不工作，但由于环境或诱导环境应力等的影响，装备也可能故障。例如弹药、导弹、电子设备在储运过程中由于高温、潮湿等因素影响而造成失效。硬件可靠性和软件可靠性“硬件”是指在传统上被看做是从完全相同的器件总体中取出的若干部分的一种组合，前面所述的可靠性定义均指硬件可靠性。“软件”是指计算机程序过程、规则及与这些程序过程、规则有关的文档和从属于计算机系统运行的“数据”。软件可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内，软件不引起系统故障的能力。软件可靠性不仅与软件存在的差错（缺陷）有关，而且与系统输入和系统使用有关。可靠性工程可靠性工程是指为了确定和达到产品可靠性要求所进行的一系列技术与管理活动。可靠性工程的内容很多，其基本任务概括起来就是：确定产品可靠性和获得产品的可靠性。在时间上，这两个基本任务是交织在一起的。确定产品可靠性就是通过各种途径如：可靠性预计、试验、系统可靠性分析等来确定产品的失效（故障）机理、失效模式及各种可靠性特征量的全部数值或范围等。获得产品的可靠性是通过产品寿命周期中的一系列技术与管理措施来得到并提高产品可靠性，从而实现产品可靠性的最优化。可靠性工程可靠性工程的内容不同著作有不同的含义，我们这里根据GJB450A《装备可靠性工作通用要求》，将其分为三部分。1.可靠性设计与分析可靠性设计与分析就是通过可靠性预计、分配、分析、改进等一系列可靠性工程技术活动，把可靠性定量要求设计到产品的技术条件和图样中去，从而形成产品的固有可靠性。它包括建立系统可靠性模型，进行可靠性预计、可靠性分配和各种可靠性分析（故障模式、影响与危害性分析、故障树分析、潜在通路分析、电路容差分析、储备分析、耐久性分析、有限元分析，确定测试、储存、装卸、包装、运输及维修的影响分析，并提出必要的对策），以及选择和控制元器件、零部件和原材料，确定可靠性关键产品、制定可靠性设计准则等。可靠性工程2.可靠性试验可靠性试验是指对产品的可靠性进行调查、分析和评价的工程活动。其作用是通过对试验结果的统计分析和失效分析，评价产品的可靠性，找出可靠性的薄弱环节，推荐改进建议以便提高产品的可靠性。GJB450A（装备可靠性工作通用要求）规定的可靠性试验包括：环境应力筛选、可靠性研制试验、可靠性增长试验、可靠性鉴定试验、可靠性验收试验、寿命试验与加速寿命试验、耐久性试验、可靠性强化试验、高加速应力试验等。可靠性工程3.可靠性管理可靠性管理是指为确定和满足产品可靠性要求而必须进行的一系列计划、组织、协调、监督等工作。它包括制定可靠性计划、可靠性工作计划、对承制方和供应方产品的可靠性监督与控制，可靠性过程管理，可靠性评审，建立故障报告、分析和纠正措施系统（FRACAS），建立故障审查组织，可靠性增长管理，收集可靠性信息和进行可靠性教育及驻厂（所）军事代表对可靠性工作的监督等。可靠性工程内容涵盖了产品研制、生产、使用阶段的可靠性工作，以上三部分基本内容在不同阶段有不同的重点和要求，维修性与维修性工程维修性是指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，保持和恢复到规定状态的能力。规定的条件主要是指维修的机构和场地（如工厂或维修基地、专门的维修车间、维修场所以及使用现场等）及相应的人员与设备、设施工具、备件、方法。显然能否完成维修还同维修时间有关。维修性同可靠性一样都是产品的固有属性，它是设计奠定的，生产和管理保证的。维修性主要表示维修的难易程度，它不仅决定于产品本身，而且还决定于与维修有关的其它因素，例如，维修人员的素质、维修的设施、维修方式和方法，以及组织管理水平等。维修性的分类固有维修性和使用维修性固有维修性是理想条件下的维修性，它取决于设计与制造。使用维修性是实际使用维修活动中表现出来的维修性，不但包括产品设计生产质量的影响，而且包括安装和使用环境，维修策略、保障延误等因素的综合影响。维修的有关概念维修是指产品保持或恢复到规定状态所进行的全部活动。维修性与维修有联系，都是为了减少和排除产品的故障。但也有区别，主要表现为维修性是一种设计特性，而维修是一种排除故障的作业活动。维修的有关概念1、预防性维修。指通过系统检查、检测和消除产品故障征兆，使产品保持在规定状态所进行的全部活动。包括预先维修、定时维修、视情维修和故障检查等。2、修复性维修。是指产品发生故障后，使其恢复到规定状态所进行的全部活动。它包括下述一个或多个步骤：故障定位、故障隔离、分解、更换、组装、调校及检测等，也称修理。3、计划维修与非计划维修。计划维修指按预定的安排所进行的维修；非计划维修指不是按预定安排，而是根据产品的某些异常状态或某种需要而进行的维修。4、定时维修与视情维修。定时维修是指产品使用到预先规定的间隔期时，即按事先安排的内容进行的维修，它是预防维修的一种方式；视情维修是指对产品进行定期或连续监测，发现其有功能故障征兆时，进行有针对性的维修，它是预防维修的一种形式。5、预先维修。指针对故障根源采取的识别、监视和排除活动。6、维修级别。指根据产品维修时所处的场所或实施维修的机构来划分的等级，一般分为基层级（O级）、中继级（T级）和基地级（D级）7、软件维护。指软件产品交付后，为纠正错误、改变性能和其它属性，或使产品适应改变了的环境所进行的修改活动。8、战场损伤修复。指在战场环境中损伤的设备迅速恢复到能执行全部或部分任务的工作状态或自救的一系列活动。维修性工程与维修工程1维修性工程为使装备具有良好的维修性，需要从论证开始，就进行产品的维修性管理分析、设计、试验、评定等各种工程活动。这些工程活动就构成了维修性工程。所以维修性工程是指为了确定达到产品的维修性要求所进行的一系列技术和管理活动。技术活动主要指维修性的设计、研制、生产和试验等工作，除上述活动外，还要进行维修性的监督与控制等管理工作。维修性工程的重点在于产品的研制（或改进、改型）过程，在于产品的设计、分析与验证。维修性工程与维修工程维修工程维修工程是指为了使系统在其全寿命周期内处于正常状态而进行的一系列维修保证活动的总体，即提出在系统的全寿命期内进行维修活动的概念、准则和技术要求；为各种维修活动拟定政策性指导原则，从技术管理上给以指导，拟定维修大纲，使系统的维修时充分的、省时的和经济的。维修性工程、维修工程与维修维修性工程是在设计阶段如何把系统设计的便于维修的全部活动的总体，它是设计单位主要由设计师参加的设计活动的总体，包括维修性分析、分配、预测、评审、试验、鉴定等活动，其任务是赋予产品维修性。维修工程是在使用阶段如何组织管理实施，使系统保持和恢复工作能力的全部活动的总体，包括计划管理、维修管理、后勤保障、维修作业等行政、财物、技术活动，其任务是以最少的费用、最少的设备和人员等完成维修作业。而维修则是在使用阶段，直接从事使系统保持和恢复工作能力的作业，可以在工作现场也可以在修理厂实施。我国将其分为基层级维修（O级）、中继级维修（T级）以及基地级维修（D级）三种维修级别。保障性与综合保障概述保障性的定义保障性是指装备的设计特性与计划的保障资源满足平时战备完好性和战时利用率要求的能力，此定义包含以下概念：1设计特性是指与装备保障有关的设计特性，如可靠性、维修性、运输性等，以及使装备便于操作、检测、维修、装卸、运输、消耗品（油、水、气、弹）补给等方面的设计特性。这些设计特性都是通过设计途径赋予装备的硬件和软件。装备具有满足使用与维修要求的设计特性，才是可保障的。此外，装备的保障方案和所能达到的战备完好性水平，也是通过对装备保障系统的规划和设计来实现的。从某种意义上来讲，还需要用保障方案的规划与设计来约束主装备的设计。2保障性中计划的保障资源是指为保证装备实现平时战备完好性和战时使用要求所规划的人力、物资和信息资源。保障资源的满足程度有两方面的含义：一是指数量与品种上的满足；二是保障资源要与装备相互匹配。二者都需要通过保障性分析和保障资源的设计与研制来实现。3战备完好性是指装备在平时和战时使用条件下，能随时开始执行预定任务的能力。4战时利用率是指装备在规定的日历期间内所使用的平均寿命单位数或执行的平均任务次数，如飞机的出动架次率等。保障性的特点保障性是指装备系统的重要质量特性，是装备性能的重要组成部分，它具有如下特点。1保障性具有广义性和综合性。保障性包含了所有与“保障”有关的因素，既涉及诸多与“保障”有关的设计特性，如可靠性、维修性、运输性等，又涉及各保障资源及其管理，它最终反映了各种因素的综合能力。由于其广义性和综合性，需用一系列不同层次、不同侧面、不同用途的参数或要求来描述。2保障性是装备系统的属性。装备系统的保障性要求（战备完好性）是武器装备采办的主要目标之一。保障性是直接反映使用要求的高层次特性，其他与保障有关的要求由此导出，如从战备完好性要求导出装备的可靠性维修性等要求。3保障性具有明显的军事特征。保障性是出于军事需求，为表达武器装备满足平时和战时战备完好性要求而建立的特性，它的定义本身就含有明显的军事目的。4保障性是降低寿命周期费用的关键特性。战备完好性与可承受的费用是需求与可能的关系，而保障性就是这种需求与可能最佳平衡的结果。保障性包含了设计特性和计划资源两个方面，在确定和实现保障性要求的过程中5保障性强调装备自身的保障设计特性和外部的保障条件。一方面，装备的设计容易保障和便于保障（好保障）；另一方面要为装备的保障提供必要的资源和条件（保障好），且应在两者之间协调匹配，综合权衡。综合保障综合保障是指在装备