一 悯一一究性分，要析 。 一一 可靠性要求论证方法 如原性 求的靠 性论进 靠求改 对性定 要证可 可要 、 性 靠 眵 可 文／陈志田段鸿杰王利军 响靠以 论 、技 可求何 开性及 影可径 是品途 证产术 姘 珐 技 数 参 性 靠 可 为有效地提高产品可靠性水 始，逐步细化到零部件、元器件， 平，在产品寿命周期各阶段需对可 以确保产品整体的可靠 陛。 靠性要求进行论证，并进行严密的 整，相互协调配合，并确保最终提 出的可靠性要求与产品设计方案、 价要靠 割 的产求 作 、要 评量可 工求性 ～ 趣 口∞论 进 告 持 正 沧 第四，对软件产品或产品的软 使用方案相协调。 监控，才能达到预期的目的，尤其 件部分的可靠性应作专题论证，提 在产品设计时，需根据设计依据提 出软件部分的定性和定量的可靠性 三．可靠性要求的定量原则 ｌ、产品可靠性要求的主要参数 产品可靠性要求主要参数的名 出在规定的条件下和规定的时间 个大内，对主要性能参数的具体指标的 问合理性和变化范围要进行反复评价 题，要求。 可证 靠报 第五，可靠性论证报告须经专 性告 称、符号及定义见附表。 家评审，并作为产品立项报告和可 要的 产品可靠性要求参数分为可靠 全 论证。通常包括可靠性要求的论证 求行性研究报告的一部分。 本的过 性参数、维修性参数和测试性参 原则、可靠性要求的确定，包括定 文定程 二、可靠性要求的确定原则 通性进 数，主要包括以下内容。 量和定性参数的确定、可靠性要求 过要行 多求了 年 、深 在确定可靠性要求时应遵循下 ａ）可靠性参数主要有：ＭＴＢＦ、 论证报告的编写等通用程序。 一、在对可靠 眭要求进行论证时应 从产品的使用需求出发，使最终产 ＭＴＴＲ、Ｍ（ｔｌ，ｔ２）、ｘ。 遵循的总原则如下。 第一，产品可靠性要求与产品 品满足可靠性的要求。 ｃ）测试性参数主要有：入、 可靠性要求论证的原则 研靠的 第一，提出可靠性要求，应 一 一 的列原则。可入 Ｏｒ、Ｒ、Ｌ、Ｔｒ、ｎ。 ｂ）维修性参数主要有： ｔ）、入（ｔ）。 第二，应对可靠性要求进行可 Ｆ（使用功能要求一样重要，因此产品 行性分析，包括科学性、技术先进 立项报告和研制开发策划均应包括 性和经济可行性。 可靠性要求论证的内容。 ２．可靠性要求参数的确定 依据产品的使用情况分别确定 第三，提出的可靠性参数数量 可靠性要求的参数如下。 ａ）长期连续使用的可修复产品 第二，产品可靠 性论证应根据 应尽量少，定量要求应有明确的 产品满足顾客要求的能力，并达到 定义，是可测量、可追溯和可验证 主要参数有：平均无故障工作时 顾客满意为出发点，通过对产品的 的，有明确的验证时机、内容、条 间、使用可靠性、故障率、平均修 结构分析、系统分析、功能分析提 件和方法；定性要求应以明确的语 复时间、维修度。 出并评价产品可靠 陛要求。 言表达出各项要求，可评估、可检 ｂ）长期连续使用的不可修复产 第三，产品可靠性论证，从产 查，并有检查清单和检查方法。 品整体（系统、设备、工程）开 品主要参数有：可靠度、累计失效 第四，提出的可靠性要求应完 概率、失效率、使用寿命。 《质量与认证》２０１５・１ Ｉ ４９ 专题 ■■■＿Ｓｕ ｂｊｅｃｔ ———————————。编辑徐航Ｉ—————］ 附表 产品可靠性要求主要参数的名称、符号及定义 Ｉ潮 ■盎薯蚕 ！・｜禹Ｉ露曩鞭 ａ ● ｌ ２ ＭＴＢＦ 平均无故障工作时间 相邻两次故障之间的平均工作时间，它仅适用于可修复产品 产品在实际的环境中使用时所呈现的可靠性，它反映产品设计、制造、使用、维修、环境等因素的综 Ｏｒ 使用可靠性 合影响 在时刻ｔ尚未发生故障的产品，在ｔ时刻后单位时间内发生故障的概率，用来描述在各个时刻仍在正常 ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ｌ１ １２ 故障率 ＭＴＴＲ 平均修复时间 Ｍ（ １，ｔ２） 维修度 Ｒ Ｆｆｔ１ （ｔ Ｌ ｎ Ｔ 可靠度 累计失效率 失效率 使用寿命 修复率 成功率 可靠寿命 工作的产品发生故障的可能性，有时也称失效率 修复时间的数学期望 在规定的条件下并按规定的程序和手段进行维修时，产品在规定的条件下和规定的时间区间内保持或 恢复能执行规定功能的概率 在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率 产品在规定的条件下和规定的时间内，丧失规定功能的概率，有时也称累计故障率 产品工作到ｔ时刻后的单位时间内发生失效的概率 产品在规定的条件下，从规定时刻开始，到失效密度变到不可接受或产品的故障被认为不可修理时为 止的时间区间 产品维修性的一个基本参数。在规定的条件下和规定的时间内，产品在规定的级别上被修复的故障总 数，与在该级别上修复性维修总时间之比 产品在规定的条件下完成规定功能的概率或在规定的条件下试验成功的概率 产品在规定的条件下，规定的可靠度所对应的产品工作时间 １０ Ｘ ｃ）反复间断使用的可修复产品 的确定，应从产品软件的特点提出 主要参数有：平均无故障工作时 要求，如果不能提出定量要求，则 间、平均修复时间、修复率。 ｄ）反复间断使用的不可修复产品 主要参数有：失效率、使用寿命。 应提出定性要求。 ：维修性定性要求 产品可靠性要求论证时，应 提出如下维修性定性要求。 ａ）不易用定量指标描述的维修 根据确定的可靠性要求参数， 通过反复综合分析赋予可靠性要求 性要求，如对需便于拆装的零部 ｅ）一次性使用可修复产品主要参 参数一定的量值，即确定可靠性要 件的要求。数有：成功率、平均修复时间、修复 求指标，一般由系统指标到分系统 率。 指标，综合指标到单项指标。 ｂ）具体产品的维修性设计要 求，如具体部件的维修安全性 要求。 Ｄ一次性使用不可修复产品主 要参数有：失效率、可靠寿命。 注意事项 ａ）根据产品的类型、使用特点 四、可靠性要求的定性原则 ｉ可纛性定性要求 ｃ）对软件提出的可维护性方面 的要求，如软件结构、编程语言 产品可靠性要求论证时，应提 等。 确定合理的可靠性要求的参数，如 出如下可靠性定性要求。可修复产品，或是不可修复产品。 ｄ）工作现场抢修的要求，如风 ａ）不易用定量指标来描述的可 电电机抢修等。３．ｂ）根据产品的复杂程度对参数 靠性要求，如紧固件应可靠的锁紧 进行取舍，对于复杂产品，应选择 要求。测试性定性要求 产品可靠性要求论证时，应 多方面的参数以反应产品的综合 ｂ）有关使用操作的可靠性要 提出如下测试性定性要求。 ａ）对产品内部测试设备和外部 测试设备的功能要求，如非电子 性；对于简单的零部件可选择少数 求；如操纵件与人的因素有关的要 可靠性参数。 ｃ）根据产品特点选择有关参数， 求。 ｃ）对危及或可能危及到产品安 产品内部测试设备应满足功能检 对于机械产品应选择可靠寿命、平均 全的故障提出的保护或预防措施的 测的要求等。 修复时间，而对电子产品应选择测试 要求。ｂ）对可更换单元划分的要求。 ｃ）被测试的设备应有测试接口 的要求。 性参数失效率、成功率等。 ｄ）软件可靠性要求应高于所嵌 ｌ生要求。 ｄ）对于系统的可靠性要求参数 入硬件的可靠 ５０ Ｉ《质量与认证》２０１５・ｌ ｄ）其他特殊要求。 ｃ）初步的可靠性定性要求。 各分系统的持续时间、综合环境 试验条件等，试验剖面的设计应 五、产品可靠性要求的确定 １可靠性要求确定过程 从产品需求到确定产品的可靠 ２）改进可靠性的技术途径分析 改进途径分析的内容主要有以 与任务剖面相协调。下方面。 ｄ）对不能或不适宜用统计试 第一，现有同类产品影响质量 验方案验证的参数应提出评估验 证的要求，有的指标可采用演示 性要求是一个分析权衡的过程，本 的主导因素分析。 文给出确定可靠性要求的基本程序 ａ）拟定改进质量降低费用等可 试验的方法进行验证，有的指标 和主要方法，对具体产品的可靠性 要求论证可以根据产品的实际情况 进行适当剪裁。 ２．确定可靠性要求的依据 （１）明确顾客需求，特别是顾 客抱怨。 （２）产品可靠性存在的不足 ａ）根据国外同类产品现状和发 展趋势，分析我国可靠性方面存在 的差距。 ｂ）在使用中存在的缺陷和不 足，影响产品质量的主要问题。 ３．明确产品初步设计方案 初步设计方案作为进一步确定 可靠性要求的依据，包括如下内 容：产品应具备的使用功能要求 及必要的使用功能清单。明确与 现有同类产品相比所具有的新的 功能项目。 提出最低限度的必要的分类系统 清单，确定各分系统在完成功能要求 中的作用。明确与现有产品相比所具 有的新的分系统或部件。 ４．提出初步的可靠性使用要求 （１）主要内容 ａ）根据现有产品使用情况参照基 准比较系统和可能的技术改进，确定 新产品的性能和功能指标，并建立相 应的计算模型，如可用度等。 ｂ）根据能完成功能的概率， 确定成功率和可靠度等。 能的技术途径及其风险分析。 ｂ）拟采用的新技术对产品可靠 性的影响分析。 ｃ）拟采用可以缩短不能工作时 间的新方法和新技术。 第二，应对提出的可靠性使用 要求进行可验证性分析。可验证性 分析是确定提出各项可靠性指标能 否得到验证的过程。通过可验证分 析，应明确如下主要内容。 ａ）需要验证参数的定义和内 涵，包括验证时应记录的数据、如 何利用数据计算参数量值的方法。 ｂ）产品的故障判断准则，包括 关联和非关联（责任和非责任）故 障判断准则等。有耐久性要求的 产品，应明确极限状态（耐久性破 坏）的判断准则。故障判断准则应 写入研制总要求，并应进一步明确 故障计算准则、时间确定的准则 （指哪些时间属于维修时间，哪些 时间不应列入统计范围）。 ｃ）验证试验方案。根据有关标 准规定的原则确定试验方案时，应 明确指标的统计含义，说明所提 指标是用置信下限（或上限）还是 均衡来度量；应规定检验的统计 准则，包括试验的判决风险、样本 数、试验总时间、置信水平等。当 有多种任务剖面时，还应明确试验 剖面，规定试验剖面的持续时间、 （如小子样的成功率）可利用不 同层次的数据通过建模仿真或其 他综合的方法进行评估。 ｅ）产品可靠性使用要求的验 证。产品可靠性使用要求的验证 应在产品实际使用条件下通过使 用试验来验证。在不具备使用验 证条件的情况下，可以利用定型 试验期间收集的数据和产品设计 过程中的数据，利用仿真等技术 进行分析评估，以评估使用要求 的实现情况。 第三，产品可靠性要求的可验 证性分析应反复进行。在产品立项 综合论证和研制总要求综合论证 时，应分别进行一次可验证性分 析，并将可验证性分析的过程和结 论写入可靠性要求论证报告。 六、可靠性要求论证报告 １ 产品可靠性要求论证报告的 内容 产品可靠 陛要求论证报告主要 包括以下内容。 ａ）概述。主要说明产品可靠性 要求论证的作用、目标和意义等。 ｂ）产品的使命和任务。使命和 任务主要包括新研制产品担负的 主要任务、辅助任务和使用环境 条件，以及国内外相似产品可靠 性现状分析。 《质量与认证》２０１５・１ ｌ ５１ 专题 ■■■＿———— Ｓｕｂｊｅｃｔ ｃ）产品使用方案和设计方案。 ｇ）产品可靠性要求可验证性 靠性综合参数，通常用使用值表 使用方案主要说明产品将如何使 分析。列出产品可靠性要求可 示。经组织评审后，应将有关要 求纳入 产品立项的综合论证报 告 。 （（产品立项综合论证报告 应 用，还应包括产品的寿命剖面；设 验证性分析结果，包括验证的参 计方案简述产品的基本组成，列出 数、验证时机和方法等。 产品必要的功能清单和相应的分系 ｈ）产品可靠性专项经费预计 统清单。 分析。通过寿命周期费用影响的 包括以下内容。 ａ）现有相似产品达到的可靠 性水平及在可靠 性方面存在的缺 陷和不足。 ｄ）故障定义和判断准则。说明 分析，列出产品可靠性专项经费 在试验过程中对故障原因和后果进 要求分析结果、支付进度和要求 行分类所需的指导原则。故障分类 等。 的结果将用来评价产品的可靠性。 ２．产品立项综合论证中的可靠 确定的初步可靠性定性定量 ｂ）确定产品可靠性要求的依 ｅ）产品可靠性定性定量要求及 性使用要求论证报告 约束条件。列出产品可靠性定性和 据（使用方案、初步设计方案） 和约束条件。 ｃ）产品初步的可靠性使用要 定量要求，可靠性定量要求参数及 要求经可验证性分析后，应形成 其计算方法。 ｆ）产品可靠性要求确定的过程 产品可靠性要求论证报告 。 求（定性和定量）或约束条件。 ｄ）产品可靠性的专项经费概 算。 ｅ）产品可靠性要求的技术风 （（产品可靠性要求论证报告 应 和分析方法。列出确定产品可靠性 符合有关规范要求。产品立项综 要求的过程、所使用的分析方法和 合论证中提出的可靠性使用要 理由。 求，一般是较高产品层次的可 险和经济可行性分析结论。．．． （上接第４８页） ｃ）根据选定的成功率级别和 Ａ。，查出作接收判决时所要求的 超出部分从批量生产并经过出厂检 当累积试验次数ｎ 达到或超过 了作接收判决时所要求的试验数 验合格的产品中随机抽取（供抽样 的产品数量应不少于超出部分的１０ 倍）。 ｇ）统计所有试品总失效次数 （ｒｄ—ｒｌ＋ ２）；式中ｒｌ为拒动次数， ｒ２为误动次数。 ｈ）统计累积试验次数ｎ ，统 试验数ｎ 。 ｄ）选定试品的试验截止次数 ｎｆ，推荐选＝１０次～３０次。 ｅ）根据ｎｆ、ｎ２及 由式（３） 确定试品数ｎｆ： ｎ， ｎｆ，而总失败次数ｒｄ未达到截尾失 效数ｒ （即 ｄｓＡ。），则判为试验合 格（接收）；而总失败次数ｒｄ达到 或超过截尾失效数ｒ。（ｒｄ＞Ａ。即）， 则判为试验不合格（拒收）。 ２。可靠性评价 根据可靠性验证试验结果所确 ｎ＝— ＋ ，， （３） Ｄ由公式（３）计算的试品数 计时应注意，任一试品通以约定 不脱扣电流至约定时间未脱扣， 定的操作可靠性级别、瞬动保护可 靠性级别和过载保护可靠性级别， 对小型断路器的可靠性级别进行评 价，见附表。 ｎ若小于操作可靠性验证试验中不 进行瞬动保护可靠性验证试验的试 之后立即将电流上升至约定脱 扣电流，在约定时间内能正常脱 品数，则本试验的试品由操作可靠 性验证试验中不进行瞬动保护可靠 性验证试验的试品中进行抽取；若 由公式（３）计算的试品数ｎ大于操 作可靠性验证试验中不进行瞬动保 护可靠性验证试验的试品数，则 扣，则该试品的试验次数应按２次 进行累积；任一试品通以 附表小型断路器可靠性级别的评价表 ２．５５Ｉ 电流，在规定时间范 围内断开，该试品的试验 次数应按１次进行累积。 ｉ）试验结果判定 ５２ ｌ《质量与认证》２ｏ１５・１
