GB/T 15174-1994
标准分类号
标准ICS号:机械系统和通用件>>21.020机器、装置、设备的特性和设计
中标分类号:电子元器件与信息技术>>电子元器件与信息技术综合>>L05可靠性和可维护性
出版信息
出版社:中国标准出版社
页数:平装16开, 页数:19, 字数:36千字
标准价格:13.0 元
相关单位信息
首发日期:1994-08-20
复审日期:2004-10-14
起草单位:机械电子工业部电子标准化所
归口单位:全国电工电子可靠性与维修性标准化技术委员会
发布部门:国家技术监督局
主管部门:信息产业部(电子)
标准简介
本标准规定了编制可靠性增长大纲的要求和导则。本标准适用于通过试验进行可靠性改进的场合,其一般原则也同样可适用于其他活动。 GB/T 15174-1994 可靠性增长大纲 GB/T15174-1994 标准下载解压密码:www.bzxz.net
标准内容
中华人民共和国国家标准
可靠性增长大纲
Programmes for reliability growth本标准等效采用国际标准IEC1014(1989)可靠性增长大纲》。1主题内容和适用范围
GB/T 1517494
本标准规定了编制可靠性增长大纲的要求和导则。为使可靠性增长,需暴露和排除在硬件和软件中的薄弱环节。当规范要求设备(电子、机电、机械硬件及软件)有一个可靠性大纲,或者已知设计不成熟,若不进行改进便不能满足验证试验的要求时,使用本标准是合适的。在阐述基本概念之后,接着叙述了所要求的管理、计划、试验(实验室和现场试验)、失效分析和改进技术。为了估计增长后达到的可靠性水平,还简要概述了数学模型。
本标准适用于通过试验进行可靠性改进的场合,其一般原则也同样可适用于其他活动。改进工作可以在以下各项结果的基础上进行:理论研究例如故障模式及影响分析);一现场试验;
——使用者的经验;
一主要自的不是致力于可靠性改进的项目。2引用标准
GB3187可靠性、维修性术语
总要求
GB5080.1设备可靠性试验
GB5080.2设备可靠性试验
试验周期设计导则
GB5080.4设备可靠性试验可靠性测定试验的点估计和区间估计方法(指数分布)GB6992可靠性和维修性管理
GB7288.2设备可靠性试验推荐的试验条件固定使用在有气候防护场所设备精模拟3术语
本标准所用的基本可靠性术语符合GB3187。要求在本标中专门定义或说明的术语叙述如下。除非另有说明,这些术语既适用于只有硬件构成的产品,也适用于含有软件或以软件为主的产品。区分开GB3187中的“失效强度”(failureintensity)(对可修复的产品)和“失效率”(failurerate)(对不修复或一次性产品)两个术语是非常重要的。3.1可靠性改进reliability improvement通过排除系统性失效的原因和(或)减少其他失效发生的概率来实现改进可靠性特征量的一种过程。
注:①本标准所描述的方法是进行纠正性更改,以达到减少系统性薄弱环节的目的。②对任何产品而言,由于可行性、经济性等原因,能获得的增长都是有限度的。国家技术监督局1994-08-20批准1995-04-01实施
3.2可靠性增长reliabilitygrowthGB/T 15174—94
表示产品可靠性特征量随时间逐渐改进的-·种过程。3.3薄弱环节失效weaknessfailure当施加的应力在产品规定能力之内时,由于产品本身的薄弱环节而引起的失效。注:①薄弱环节可以是固有的,也可以是诱发的。②薄弱环节是产品中任一种已知或未知的缺陷,它可以引起一个或多个薄弱环节失效。③在统计意义上假设每种类型的薄弱环节是相互独立的。3.4系统性薄弱环节systematicweakness只有通过更改设计、制造工艺、操作方法、文件或其他有关因素,或者通过排除劣质的元器件批,才能排除的或减少其影响的薄弱环节。注:①)没有改进措施,只作修理和更换(在软件情形作重复运行)很可能导致同类失效再现。②软件薄弱环节都是系统性的。3.5残余性薄弱环节residualweakness非系统性薄弱环节。
注:①)这种情况下,在预期的试验时间内,同类失效再现的风险可以忽略不计。②软件的薄弱环节不可能是残余性的,3.6关联失效relevant failure
在解释试验或运行结果时,或在计算可靠性特征量值时应包括的失效。注:①应列出关联失效的判据。②关联失效的判据见7.2条:
3.7非关联失效non-relevant failure在解释试验或运行结果时,或在计算可靠性特征量值时不应包括的失效。注:①应列出非关联失效的判据。②非关联失效的判据见7.1条。
3.8系统性失效
systematic failure
与某种原因直接有关的失效,而这些失效只能采取更改设计、制造工艺、操作方法、文件或其他相关因素的方法才能排除。
注:①没有更改的修复性维修通常不能排除失效原因。②用模拟失效原因的方法能诱发系统性失效。③在本标准中,系统性失效被认为是由系统性薄弱环节引起的失效。3.9残余性失效residual failure由残余性薄弱环节引起的失效。3.10A类失效failurecategoryA
由于费用、时间、技术上的限制或其他原因,由管理者决定不作纠正性更改的那类系统性失效。3.11 B类失效 failure category B由管理者决定需作纠正性更改的那类系统性失效。3.12瞬时可靠性量度instantaneous reliability measure在可靠性增长程序中的某一给定时刻(过去或现在)对产品进行的可靠性量度。注:(D常用的可靠性量度为(瞬时)失效强度或平均失效间隔时间(MTBF>以及瞬时失效率或平均失效前时间(MTTF)。
②用可靠性增长模型估计得到这些量度值。3.13外推可靠性量度extrapolated reliability measure在可靠性增长的全过程中,能及时进行纠正性更改的产品,在未来某一给定时刻估计获得的可靠性量度。bZxz.net
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注:DGB3187中的修饰词“外推的\定义适用于此,但仅限于时间外推。②假设前面的试验条件和纠正性更改程序维持不变。③假设今后有问样的趋势,可以利用以往的数据用可靠性增长模型来估计可靠性特征量。()常用可靠性量度为(瞬时)失效强度或平均失效间隔时间(MTBF)以及(瞬时)失效率或平均失效前时间(MTTF)。
3.14计划的可靠性量度projected reliability measure同时引入多个纠正措施后所预测到的产品可靠性量度。注:①更改往往是在增长大纲的两个连续阶段之间进行。②常用的可靠性量度为(瞬时)失效强度或平均失效间隔时间(MTBF)以及(瞬时)失效率或平均失效前时间(MTTF)。
③用可靠性增长模型估计得到这些量度值。4基本概念
在可靠性增长大纲中,通常采取实验室或现场试验来激发并暴露产品的薄弱环节以便改进系统、设备、元器件或类似产品的可靠性。如果出现了失效,就要进行诊断、修理或更换,然后继续进行试验。与此同时对于已经出现的失效,应该进行分析并找出其失效的根本原因,当找到了确实的原因之后,就要对其设计、其他有关程序或可靠性增长发展过程中的结果进行适当的更改,从而促使产品的可靠性逐步增长。这种程序既适用于纯硬件,也适用于与之配套的软件。对于不修理的或一次性使用的产品或元器件的可靠性增长程序,应该提供不断改进的样品,而每次改进设计后的样品都应该比以往的样品更为可靠。软件的可靠性增长不受实际环境(例如温度和湿度)的制约,不受可靠性筛选的影响,但可能会受其他环境(例如使用和维护)的影响。硬软件可靠性特征量的估计,只能通过对失效的观测、监控和记录来获得。可靠性特征量的估计会受到为暴露薄弱环节而进行的性能试验能力的影响。为了包含各种特殊的和未知条件的以及在实际使用中可能遇到的各种组合条件,可靠性增长试验应尽可能采用在实际使用中可能出现的综合环境条件。4.1薄弱环节与失效
在没有出现失效以前,薄弱环节通常是未知的。在一些对产品有影响的操作中,由于无意识的人为差错,薄弱环节可能在一个可观察到的失效发生以前已经存在了。换句话说,产品的薄弱环节是材料固有的,或者是由于制造工艺不完全受控而造成的。产品的可靠性增长通常只与降低系统性薄弱环节的影响有关。系统性薄弱环节与残余性薄弱环节从开始到被排除的过程如图1所示。301
4.2系统性薄弱环节
增长过程
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紧统性薄弱环节
系统性失效
经理或更换(相间类型失
效可能会重复出现)
采取改进措施
降低失效强度
可靠性增长
仅作修理
残余性薄弱环节
残余性失效
修理或更换(相同类型失
效术可能重复出现
可靠性无增长
图1、增长与修理过程的比较
系统性薄弱环节一般与设计或类似的程序有关。各种类型的薄弱环节往往受下列因素的影响:规定使用环境或条件的准确性;a.
b。设计、制造过程或使用的新颖性、复杂性或关键性;c约束条件,如研制或生产时间过紧、经费不足、尺寸重量或性能要求过严;d.人员培训水平和技术熟练程度。系统性薄弱环节会同时存在于硬件和软件中,也会产生广泛的影响,同一原因可能会使产品带来相似的薄弱环节。用来消除系统性薄弱环节的改进措施本身也有可能会引进新的系统性薄弱环节。4.3残余性薄弱环节
残余性薄弱环节通常只与产品或零部件的制造有关。上述4.2条所述的因素对产生残余性薄弱环节也有影响,但这些影响可以通过对人员培训、不断熟练的过程以及质量控制来减少。残余性薄弱环节只存在于硬件中。与系统性薄弱环节不同,残余性薄弱环节可局限于单件产品上。产品中的大部分残余性薄弱环节可以通过可靠性筛选来加以排除。而剩余的薄环节将会保留下来,在产品的寿命期内可能随机地引起失效。任何大范围的修理、更换或改进都隐含着引入新的残余性薄弱环节的风险。
4.4可靠性增长过程的失效模式
可靠性增长过程中,由于产品的故障强度随着每次成功的改进而降低,所以不能用恒定失效率的假设来估计增长过程的故障强度或MTBF。本标准叙述了用来估计已有的增长和作计划的可靠性数学模型的原理。在可靠性改进计划中,为了达到规定的可靠性目标,可以采用有关的技术来估计试验所需要的时间。各种可靠性评估方法的准确性都取决于如何有效地控制试验环境、监控程序、失效报告以及被记录的试验时间,因此实验室数据比现场试验或“非正式”试验方案所获得的数据更加可靠。如果对控制程度有怀疑,即控制不得力就不要使用数学模型,然面即使是在控制不得力,不得不放奔数学模型时,本标准310
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所描述的改进过程,总会使可靠性得以增长,认识到这-一点很重要,因此,即使对增长结果不能进行定量估计,仍然要执行可靠性增长大纲。在图2中,曲线(1)是一条理想化的阶梯曲线,它表示了各种系统性薄弱环节所产生的首次失效的累积数目相对于试验时间的曲线,这条曲线呈指数型,反映了一定数量的固有系统性薄弱环节所形成的曲线趋势。曲线(2)是残余性薄弱环节相对于观测时间的特性曲线,在早期失效期结束后,它是呈直线型的。曲线(3)是曲线(1)和曲线(2)之和,它表示了产品关联失效的总数,曲线(3)最终趋向于直线化。如果改进措施不力或推迟,相同类型系统性失效可能会重复出现。图2的曲线是基于下列假设条件的:a。已经排除了早期失效,否测曲线(2)在开始时将会呈现非线性;b。不包括在增长期因修理或更改等原因产生新的薄弱环节。例如在修理或更改中可能引入这种新的薄弱环节;
c.不包括由正常或容许的磨损而产生的失效;d.在整个增长过程中,环境、工作方式、试验的纵深程度都保持不变任何试验周期应是短期的,而前后保持一致;
e.准确监控试验时间。
累计关联试验时间
图2关联失效与试验时间的关系图曲线(1)-各类系统性薄弱环节的首软失效:曲线(2)-残余性失效;曲线(3)--曲线(1)和曲线(2)之和5管理概述
为执行可靠性大纲,应建立管理程序,并且在试验活动与相应的纠正性更改活动之闻建立重要的信息联络网。
5.1管理程序
管理程序的框图如图3所示。
制订计划
训练人员
建立信息
联络网
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性能监测
发效检测、诊断
及修理
失效分发
失效谢查与纠正
数学模型
图3可靠性增长大纲总体图
文件及记求
镇、跟踪经增
长监挖
阶段性报告与最
终报告
为了安排计划应有-一个准备阶段(见第6章),需要让所有工作人员熟悉受试设备,并要求在试验机构与设计机构之间建立正式的或非正式的信息联络网(见5.2条)。在第6章中详述了试验的要求,在第7章中详述了失效分类,第8章中详述了纠正措施,图5归纳了这三部分内容。只有发生了具有统计意义的失效数之后,才可以应用数学模型(见第9章)。由于改进过程比增长估计更加重要,因此,若不具备建模条件,就不要建模,以免胃得出错误结论的风险。构成报告的基础应该由详细日常记录、对设计的反馈和用户报告所组成。关于这部分的详细内容可见第10章。
5.2信息联络网
单靠文件本身往往不会有效地促成采取必要的措施,因此旨在消除系统性薄弱环节的纠正性更改通常都需要可靠性工程师亲自去督促和实施。可靠性工程师应与失效信息有关人员及负责排除系统性薄弱环节的工作人员保持密切的联系。失效数据的主要来源有:
可靠性改进试验;
可靠性筛选;
可靠性验证;
环境鉴定试验;
验收试验;
现场试验;
操作使用。
可靠性改进试验可认为是最有意义的信息来源,由于它的目的在于改进,它要求对环境及数据收集进行严格控制。但就失效分类方面,其他方面的信息也能提供有益的背景材料。具有检索分类功能的计算机数据库,能够对各种不同来源的相同失效类型进行归类。需要跟踪的范围包括:
设计研制;
元器件供应方及转承包单位;
绘图室;
技术规范;
生产计划;
制造;
可靠性筛选;
验收试验:
技术手册;
操作维护说明书;
培训;
运输装卸;
用户。
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图4说明了信息联络网的基本联络关系。设计和生产1.程师
失效数据的其他
来源(例如生
试验[.程师
儿器件试验
可靠性改进
叫靠性验证
5.3人力及费用
可靠性1程师
川靠性的般性建议
预计与其他分析
火效分析与跟踪
其他职能范府
例如维护保障等
失效分析和较件
功能试验
理化分析
伤真模拟
组件试验
图4联络网与功能示意图
由于产品以及工程的种类和规模相当广泛,所以这里只能给出一-般的原则。就小工程而言,可靠性工程师只需要利用部分时间就可以完成上述5.2条叙述的任务,预在其他场合,还需要有其他有关人员来协助他的工作。
对人力的安排,应考虑可靠性工程师和查找薄弱环节所需设计能力这两方面的力量,如果没有可靠性增长大纲,有些薄弱环节是难以发现的,在失效分析及改进设计方面应该能够吸收设计和其他方面有意义的成果。
一般来说,受试产品及试验设备是可以回收的,如果这些产品可以交货或修整后可充作其他用途,则他们对总的试验费用并没有什么影响。没有使用过的备件同样也是可以回收的。5.4费用效益
对可靠性增长计划进行投资,可以大大节省产品在整个寿命周期内的维护费用。这些节省取决于许多因素,其中包括产品总数(或单个产品的失效单元数),延长寿命周期、降低平均修理费用以及减少对现场维护设施的投资等等。
6可靠性增长大纲计划
应该承认,在一定的有效时间内经过努力,并不能消除所有的薄弱环节。某些系统性的和残余性的薄弱环节仍然存在并将影响着工程实际的失效强度。用于可靠性改进的总试验时间的长短与所要求的改进程度有关,通常是在几干台时之内。为了及时地交付所需完成的产品和设备,应在可靠性增长大纲的早期阶段就着手制订试验计划。在制订试验计划时应确定以下内容:a、每类受试产品的数量和它们的设计标准;b.试验设备(标准和规范);
备用产品(组合件和元器件);c.
d.试验条件和环境试验设备;
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e.预期的大纲持续时间,包括工作时间和日历时间;f.投入调试、试验、联络、修理、分析、调查和更改的人力。6.1受试产品的数量
增加同时受试产品的数量,使其对总体更具有代表性。通常对那些简单的和不太复杂的产品具有较低的费用和较高的可靠性。因而在一适当的时间闪,为产生足够的失效数需投入更多的受试样品进行试验。因为每个产品费用较低而且实际尺寸较小,所以可以接受这一方案。6.2试验应力
通常由于只有出现失效才能揭示薄弱环节,可靠性改进大纲的工作既包括激发失效又包括排除暴露出的系统性薄弱环节。然而,般情况下在试验室有计划的激发失效比在现场激发失效好。用于激发失效所选用的环境应力应以GB5080.1、GB5080.2、GB7288.2中的内容作为指导。为使激发失效尽可能快,应采用设计规范所允许的最严酷的环境和强化使用条件(是运行状态,而不是贮存状态)。同样,产品重复进行一系列真实的功能试验,以便设计给出产品的最大允许应力。环境应力和工作模式并不要求严格对应于产品的实际使用条件,而应采用能加速激发潜在薄弱环节的使用条件。应注意不得引入在正常使用中不典型的失效机理,以免使数学模型不能反映实际情况。如果执行极限环境条件下单独的鉴定试验,可以提供附加的失效数据。采用的激发类型和严酷程度,随产品的不同结构层次而异。
6.3大纲持续时间
为保证检测出所有失效,根据试验规范列出综合性的和经常性的性能试验进度表。这里产品包括软件,此试验进度表应包括所有期望的工作模式和它们的可能组合。借助于可靠性增长模型,根据过去的经验(公开或秘密的),可以预测出为达到一个给定可靠性目标所要求的持续时间。数学模型为预测关联失效数提供了方法,它是根据以前经验假设的模型参数的基础上作出的,然后采用附加失效数(如,非关联失效,以及仍然存在的由薄弱环节引起的系统性失效的重复)来加以修正。估计用于修理和更改的平均日历时间,同时也估计设备偶然发生的损坏所需的平均日历时间。
整个大纲的日历时间总数构成如下:要求的总工作时间,根据每周(或每月)最大的工作小时数转变成日历时间;a.
修理所有预期故障的总停工时间;b.
对所有预期系统性薄弱环节进行更改所需总的停工时间;c.
d.允许发生偶然事件的日历时间。6.4计划的增长和增长监控
受试设备可靠性量度的目标值通常由用户规定。在大纲执行过程中,为了评估可靠性增长水平的进展情况,应拟定一计划的增长曲线。这条曲线可以用日历时间或试验时间指出大纲中某些时刻预期的可靠性水平。如果在不同的时间阶段执行大纲,那么增长曲线的这些点应与每个相应的阶段的末尾重合。绘制计划的整个增长模式或绘制“理想的增长曲线”,通常可用一个可接受的数学模型来构成(见第9章),模型中的参数要结合过去经验反映出实际的增长率。若有不同的阶段,须确定每一阶段的各个目标,见图8。在大纲中的规定时刻应根据模型估计出实际可靠性增长并与计划的增长(增长监控)进行比较。
6.5对不修理的或一次性使用产品以及对元器件的特殊考虑一般而言,用于可修理产品的可靠性增长大纲的原则,通常也适用于不修理的或·一次使用产品或元器件的可靠性增长大纲。然而这些产品的可靠性增长大纲与设备的可靠性增长大纲有一些不同。在此314
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情况下,常用的可靠性量度是失效率和MTTF。用于试验的间一型号产品的每个样品,经受试验的项目应尽可能多。不提供样品去更换失效样品时,大体上样品数不会有明显减少。为『进一步暴露出未发现的固有薄弱环节,在试验的同时应进行系统性失效分析。通常在出现系统性失效后接着要对产品采取改进措施。对所有受试样品都要立即更改为改进型式,并重新开始试验以验证更改的有效性并进一步暴露新的未知的薄弱环节。如果产品的磨损是严重的,改进工作可以延长产品的寿命期。因为许多系统性薄弱环节的数量和更改数未必有统计意义,所以用可靠性增长数学模型评估并不一定是切实可行的或可靠的。然而,如果样品数足够多,其他的方法,如威布尔分析也是适用的(见GB5080.4)。7失效分类
本章所述的失效分类,不象第4章所述的按设计或结构等基本因素分,并与改进措施、增长模型和评价无关。进行分类的第一步是鉴别和排除非关联失效,第二步是将关联失效再分成系统性的和残余性的。
分类过程要求根据调查获得的许多信息进行工程判断。失效分类要力图追溯4.1条所述的失效概念的顺序,即根据失效到薄弱环节进一步追寻失效的原因。7.1非关联失效的划分
一般情况下的非关联失效已在GB5080.1的9.3条中描述。根据大纲的特殊要求(在相应的规范或计划中定义),列在下面的所有失效型式都可以划分在不要求纠正性更改类中。在可靠性增长评估中(见9章),也可以作为非关联失效。下面任一种扩大了的不可靠性因素,例如:界面、设备接口或试验装置等,即使在大纲中对主要产品是非关联的,对纠正性更改,它们可以是关联的。7.1. 1从属失效一一见 GB 5080. 1的 9.3. 1条如果认为从属失效是系统性的,那么这些失效是关联的。7.1.2误用失效——-见GB5080.1的9.3.2条如果认为误用失效是系统性的,那么这些失效是关联的。7.1.3纠正过程中的失效,或者通过设计更改已经排除的失效——见GB5080.1的9.3.3条当数学模型用于可靠性增长评估时,应单独说明这些失效是否排除。7.1.4间歇失效
任一种类型失效第一一次出现之后,这些失效可认为是非关联的。潜在薄弱环节如是系统性的,则是关联的。7.1.5需要操作人员调整或维护的失效(仅仅-般操作人员使用过程中发生的失效)通过调整和维护等手段可以纠正的失效可认为是非关联的。如果认为是系统性的,那么这些失效是关联的。7.1.6不满足试验规范要求但满足特定使用功能要求的元器件失效如果在整个运行中不影响设备的性能,在调查中可以检测出的失效,可认为是非关联的。7.1.7可接收寿命之后的失效
在规定最小寿命期之后,产品磨损失效,可认为是非关联的。7.1.8在可靠性筛选过程中的失效对可靠性增长评估而言,在可靠性筛选过程中出现的失效,是非关联的。但是,在可靠性筛选中暴露出来的新的系统性薄弱环节的失效,总是需要进行调查并尽可能采取纠正性更改。7.2关联失效的划分
把关联失效分为系统性的或残余性的,有两个目的:a,为了决定是否需要采取纠正性更改;315
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b.由于-些可靠性增长模型需要分别输入不同的失效类型。下述基本原则对失效分类是有用的:a.系统性失效
根据实际情况或设计分析之后,显示出有可能重复出现的失效,这可以在长时间试验后由真实再现的失效结果加以证实。例如,元器件在足够长时期内处于适度的过应力下可以显示出由于设计错误引起的重复失效。
b.残余性失效
残余性失效不会再现,假设它再现是不可能的。例如,偶而漏检的元器件或偶然的工艺失误造成的失效。
必须经常按最新发生的失效事件对失效分类进行审查,这样可为重新分类提供新的证据,特别是对B类系统性失效更应如此(见7.3条)。7.3关联失效的种类
系统性失效应按以下说明分为A类或B类:a.A类
按3.10条规定的那些不必进行纠正性更改的失效;b.B类
按3.11条规定的那些必需进行纠正性更改的失效,目的在于防止失效再现。8可靠性改进过程
图5表明了失效诊断、修理或更换、分类,以及在适当时候的进·-步调查及纠正性更改的顺序。当信息来源于一个非正式的大纲或一个与初始目标不同的活动时,上述流程是适用的。为了减少试验中断时间,试验进行到只要发生一个失效,足以诊断、修理或更换的时刻即可暂停。在进行试验的同时,应尽可能地对系统性失效作调查分析并加以改进。若薄弱环节仍然存在,就会冒相同类型失效重复出现的风险。
对B类系统性失效应采取纠正性更改。当更改措施提出后,应尽早选择恰当时机(例如在发生另-一个失效后或出现其他原因中断时)对样品进行更改。然而,如果大纲分为不同阶段,而且某些(特别是工作量大时)更改推迟到每个阶段结束时进行,则可能收到更好的效果。图8给出了这样的示例。用备件去复原失效样品的性能,可以更换模块或其他可更换单元。允许对独立的备件单元进行更改,这样可以大大缩短试验停止时间。因此有一套这样的备用零件是有益的,备用零件必须是预先作好更改的,否则这些备件只能临时性使用。只有在试验时间几倍于这类特定的薄弱环节所造成的第一次失效时间后,才能了解更改的效果。这不仅表明是否已经成功地减少或消除了特定的薄弱环节的影响,而且也表明是否引进另一种系统性薄弱环节。为了暴露由于生产过程的差错和使用新的零部件所引入的新的残余性薄弱环节,也要求运行-个时期(它类似于可靠性筛选的时期)。2316
9数学模型
1见,1条
非美联发效
记录数据
(见1.3条)
残余性失效
记录数据
A类失效
无更改措施
记录数据
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(见第4章)
第-次分类
关联失效
(7.2条)
第二次分类
1括来可能的
重新分类
系统性发效
调食与分类
B类失效
设计更改
记录数据
【(见.2条)
图5可靠性改进流程图
继续试验
现察失效
暂停试验
修理或更换
试验终止
停止试验
实施更改
本章叙述了以失效强度或MTBF为可靠性特征量的数学模型。对于其他可靠性特征量,如失效率MTTF或成功率则可采用其他数学模型。可靠性增长模型使能以定量的方式估计增长计划结束时或过程中间点上已经达到或将要达到的可靠性特征量。这些可靠性特征量可用以下形式:a.大纲中给定点上的瞬时失效强度或MTBF;大纲中若干个未来点上的外推失效强度或MTBF;b.
延缓更改或停止改进之后的计划失效强度MTBF。在大纲进行过程中,瞬时或外推失效强度是最有用的,在每-一阶段或大纲结束时,计划度量值作为最终估计是最有价值的。
此外,可估计下列比值:
上面所列的量度值与大纲开始时的量度值的比值;a.
所暴露的系统性薄弱环节数与用模型估计的固有总数的比值;更改的系统性薄弱环节数与固有的总数比值。317
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早期失效期的长度可由失效数据通过观察失效数及时间的特性或通过其他手段来直接估计。在进行可靠性增长计算时,该时期内的失效和时间应不包括在内。9.1模型的性质与目标
可靠性增长模型使用数学函数,当它的变量或参数对一组数据有最优值时,这个函数可以准确地重现这组数据的特性。如图2所示,累计关联失效和对应于每一个失效的累积试验时间组成一个原始数据组,这个数据组可以最好地表达这样的函数与特性。模型的函数可分为连续型与离散型。离散型模型更真实地描述各阶段的失效,在评估时,离散型模型通常需要比连续型模型更多的试验阶段。选择模型时要在简单性、可评估性与真实性之间权衡。大多数模型不超过两个参数,因为参数多会使评估工作复杂化。为了获得参数的极大似然估计或最小二乘法估计,往往必须解方程,把参数估计值(方程的解)代入模型中,从而可以获得本章所叙述的可靠性特征量。增长模型的两个重要要求:
a.有充分的数据;
b.试验环境保持不变。
不能认为使用数学模型是绝对可靠的,应用模型时要慎重。使用模型仅作为统计工具来帮助工程上作判断。
9.2模型中所使用可靠性特征量的概念9.2.1瞬时失效强度
如图2的曲线(3)中已经表明的那样,总的关联失效相对于试验时间的特性一般可用图6中的实曲线表示。
在任何·点瞬时失效强度是曲线在该点的切线斜率,图6给出了起始点和中间点(t1,n)处的切线,这切线的斜率代表了这个产品(或一批产品)的瞬时失效强度。用数学模型进行拟合后,可以把斜率估计出来。
累计关联试验时间
图6瞬时失效强度和外推失效强度的特性原点与(t,n)处的切线斜率是瞬时失效强度;(t2·n2)处的切线斜率是外推失效强度然而,如果在整个试验时间的后期进行更改,可能得不到足够长的时间用模型来反映增长的结果。因此,真正的瞬时失效强度是低于估计值的。如果多数或全部更改被推迟到试验结束时(或特定的试验阶段)进行,则产生一个特别的问题,即,不能使用这种方法评估可靠性,只有按照下面所叙述的方法来估计计划失效强度。
9.2.2外推失效强度
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