GB/T 34071-2017 物联网总体技术 智能传感器可靠性设计方法与评审 GB/T34071-2017 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS25.040
中华人民共和国国家标准
GB/T34071-—2017
物联网总体技术
智能传感器可靠性设计方法与评审General technology for internet of things-Reliability design method and review for intelligent sensor2017-07-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-02-01实施
规范性引用文件
术语和定义
可靠性设计方法
硬件可靠性设计
软件可靠性设计
数据通信的设计要求
可靠性评审
可靠性设计评审概念
可靠性设计评审的作用
评审目标
评审组织机构
评审内容及要求
设计评审程序
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
评审组成员职责
设计评审检查清单中的问题
设计评审计划表
GB/T34071—2017
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本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。GB/T34071—2017
本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。本标准起草单位：上海工业自动化仪表研究院，北京瑞普三元仪表有限公司、天信仪表集团有限公司、绵阳市维博电子有限责任公司、西安东风机电有限公司、北京国电智深控制技术有限公司。本标准主要起草人：谢亚莲、李振中、李孝评、阮赐元、张鹏、麻贵峰。m
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1范围
物联网总体技术
智能传感器可靠性设计方法与评审GB/T34071—2017
本标准规定了物联网总体技术中智能传感器在研制过程中的可靠性设计以及对可靠性设计进行评审的方法和要求。
本标准适用于物联网总体技术中智能传感器在硬件方案论证阶段、技术设计阶段、详细设计阶段、试生产（生产定型）阶段的可靠性设计工作和评审工作，以及在产品需求分析阶段，软件需求分析阶段、软件概要设计阶段、软件详细设计阶段和软件实现阶段的可靠性设计工作和评审工作。各企业可以根据产品的特点和研制需要，适当增减内容。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2900.13可靠性、维修性的基本术语和定义GB/T34068物联网总体技术智能传感器接口规范3术语和定义
GB/T2900.13界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
物联网internetofthings
基于互联网，传统电信网等信息载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化是其三个重要特征。3.2
物联网智能传感器intelligent sensor in internetof things位于物联网的感知识别层的信息生成设备，将被测量转换为物联网可传送的标准化输出信号的传感器。
可靠性设计评审reliabilitydesign reviews对现有的或建议的设计所作的正式的和独立的检查，用以找出可能影响可靠性、可维修性的设计薄弱环节以及提出可能的改进措施，以加速设计成熟的一种审核。3.4
可靠性工作项目reliabilityworkitem仪表研制过程中完成的可靠性设计报告、性能与功能测试报告、环境试验报告、可靠性增长试验报告，可靠性鉴定试验报告和现场试运行报告的总称。1
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平均修复时间meantimetorepairMTTR产品从发现故障到恢复规定功能所需要的时间的平均值（即故障检测、故障定位、故障诊断、故障维修时间之和的平均值）。
平均故障间隔时间
meantimebetweenfailure;MTBF
可修复产品的一种可靠性参数，是故障间隔时间的平均值。4可靠性设计方法
4.1概述
物联网智能传感器（以下简称产品）由硬件和软件构成，完整的物联网可靠性设计包括硬件可靠性设计、软件可靠性设计和通迅的可靠性设计。4.2硬件可靠性设计
4.2.1可靠性设计要求
4.2.1.1产品在研制任务书中应明确规定可靠性的定性或定量要求。4.2.1.2可靠性设计的定性要求包括成熟设计、简化设计、模块化设计、抗环境干扰设计、EMC设计、测试性和维护性设计等。
4.2.1.3产品可靠性的定量要求包括可靠度R（t）、失效率入，平均故障间隔时间MTBF、可用度A。4.2.1.4可靠性设计是产品设计的一部分，应与产品设计同时进行。4.2.2可靠性各阶段设计要求
4.2.2.1方案论证阶段
4.2.2.1.1方案设计阶段的可靠性设计要求包括：应明确产品的可靠性设计指标要求值，如R（t）、MTBF、MTTR，A、A等。a
应明确在产品设计中采用的可靠性技术措施，包括可靠性建模、预计和分配，热设计，EMC设b
计，安全性设计，测试性、维修性设计，故障模式影响分析（FMEA），元器件和电路的容差分析等。可以根据产品的实际需求选择其中的儿种。应明确产品使用环境，说明产品的工作温度、电磁干扰、防潮、防震、贮存及运输等环境条件的要求。
制订产品研制计划、试验计划和费用分析等。d)
4.2.2.1.2方案设计阶段形成的文件资料包括：产品总体设计技术方案；
产品可靠性设计可行性分析报告。4.2.2.2
技术设计阶段
技术设计阶段的可靠性设计要求包括：4.2.2.2.15
建立可靠性数学模型；
完成产品的可靠性分配，将产品的可靠性指标值逐层分解；b)
初步完成产品的可靠性预计，可采用元器件计数法或相似设备法；c
完成关键件的失效判据、失效模式和效应分析，确立薄弱环节。d)
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4.2.2.2.2技术设计阶段应提交的技术文件资料包括：a）可靠性分配方案；
b）初步可靠性预计报告；
关键件可靠性分析报告。
4.2.2.3详细设计阶段
4.2.2.3.1详细设计阶段的可靠性设计要求包括：GB/T34071—2017
a）在产品的可靠性设计中可采用简化设计、模块化设计、余设计、热设计、环境防护设计、抗冲击，振动设计等；
b）电路的可靠性设计中可采用简化方案，避免片面追求高性能指标和过多的功能，合理划分软硬件功能和合理的元器件使用：亦可综合热设计、容差与漂移设计、电气互连的可靠性设计、电磁兼容设计、故障诊断设计等；
c）元器件级的可靠性设计应关注器件的选择与使用，可采用降额设计、器件面向使用电应力设计和失效机理分析；
d）应完成产品的可靠性预计；
e）应完成产品的失效模式、影响和危害度分析。4.2.2.3.2详细设计阶段的应提交的技术文件资料包括：a）产品设计说明；
b）产品可靠性预计报告；
c）产品失效模式、影响和危害度分析报告。4.2.2.4
试生产阶段
试生产阶段的可靠性设计要求包括：4.2.2.4.1www.bzxz.net
a）应编制关键件明细表，规定重点控制元器件、零部件；b）对选用的原材料、元器件、外协件的质量控制；c）解决影响产品可靠性所有薄弱环节；d）批试的产品应经过各种环境试验、可靠性试验和工业现场使用的评定。4.2.2.4.2试生产阶段的应提交的技术文件资料包括：试生产暴露的问题和解决的措施；a)
b）环境试验、可靠性试验的试验记录和试验报告；c）工业用户现场使用工作报告、失效分析和失效记录；d）使用和维护说明书。
4.3软件可靠性设计
4.3.1软件可靠性设计要求
4.3.1.1产品在研制任务书中应明确规定软件可靠性设计的定性要求，若有软件可靠性指标，应规定软件可靠性指标的要求。
4.3.1.2软件可靠性设计的定性要求包括执行软件需求分析、软件危险分析。4.3.1.3软件可靠性设计的定性要求包括可靠性设计方法，如结构设计，模块化设计、余设计、接口设计、健壮设计、简化设计、余量设计、防错程序设计、编程要求、更改要求。4.3.1.4若有软件可靠性指标，应确定软件可靠性模型和软件可靠性的评估方法。3
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软件可靠性各阶段设计要求
4.3.2.1产品需求分析阶段
4.3.2.1.1产品需求分析阶段的可靠性设计要求包括：a）对具有高可靠性和安全性要求的功能，应分析用硬件实现还是软件实现的利，作出决策：分配的软件可靠性指标应与硬件的可靠性指标大体相当；b）
应自动记录产品故障：
d）应规定防止越权或意外地存取或修改软件的保密性设计；e）对可靠性要求高的功能应考虑软件的容错设计。4.3.2.1.2产品需求分析阶段应提交的技术文件资料包括：产品需求分析。软件需求分析阶段
软件需求分析阶段的可靠性设计要求包括：4.3.2.2.1
软件需求规格说明应无歧义性、完整性、可验证性，致性、可修改性、可追踪性；a)
b）对关键软件，应列出可能的不期望事件，分析导致这些不期望事件的可能原因，提出相应的软件处理要求；
对有可靠性指标的软件，在确定了软件的功能性需求之后，应考虑软件的可靠性指标是否能够达到以及是否能够验证，还应与用户密切配合，确定软件使用的功能部面，并制订软件可靠性测试计划；
d）对安全关键软件，在软件开发的各个阶段进行有关的软件危险分析；应规定接口设计，包括硬件接口的软件设计、人机界面设计，报警设计、软件接口设计：e
应规定在哪个方面进行软件健壮性设计，如电源失效防护，加电检测，电磁干扰，错误操作等：应考资源分配和时序安排的余量设计；g）
应规定数据要求。
软件需求分析阶段应提交的技术文件资料包括：软件需求分析报告。4.3.2.2.2
软件概要设计阶段
软件概要设计阶段的可靠性设计要求包括：4.3.2.3.1
对安全关键软件，应进行软件危险分析；a
对安全关键软件的设计应遵循规定的原则；b)
若需究余设计，概要设计余：
概要设计接口设计；
概要设计软件健壮性设计：
设计模块的简化设计；
实现余量设计；
实现数据要求；
在软件设计中应实现防错程序设计：j）
应规定并执行软件更改的要求。4.3.2.3.2软件概要设计阶段应提交的技术文件资料包括：软件概要设计说明书；
b）车
软件危险分析；
软件更改影响分析报告（若存在软件更改）。c
4.3.2.4软件详细设计阶段
4.3.2.4.1软件详细设计阶段的可靠性设计要求包括：a）对安全关键软件，应进行软件危险分析；b）对安全关键软件应遵循规定的原则进行详细设计：c）进行详细的元余设计；
d）进行详细的接口设计；
进行详细的软件健壮性设计；
模块的简化设计原则进行详细的模块设计；g）在软件详细设计中应满足数据要求：h）在软件详细设计中应实现防错程序设计；在软件详细设计中应满足编程要求：i
在软件详细设计中应满足多余物的处理的要求；k）应执行软件更改的要求。
4.3.2.4.2软件详细设计阶段应提交的技术文件资料包括：a）软件详细设计说明书；
b）软件危险分析；
c）软件更改影响分析报告（若存在软件更改）。4.3.2.5软件实现阶段
4.3.2.5.1软件实现阶段的可靠性设计要求包括：GB/T34071—2017
a）应进行软件的检查和测试，采取自检、互检和专检的软件检查，并按规定的要求进行软件测试；b）若存在软件可靠性指标，应确定软件可靠性模型，执行软件可靠性评估和预计程序。4.3.2.5.2软件实现阶段应提交的技术文件资料包括：a）软件测试计划和测试报告；
b）软件可靠性评估报告。
4.4数据通信的设计要求
智能传感器产品的数据通信的设计应按照GB/T34068的要求进行。应估算通信过程中的失效量（例如残余错误率），包括传输错误，重复，删除，插人，重新排序，误用延时和伪装。在估算由于随机硬件失效时应该考虑上述的失效量。数据通信应提交的技术文件资料包括：a）接口数据通信设计详细说明书：b）数据通信概率测试计划；
c）数据通信概率测试报告。
5可靠性评审
5.1可靠性设计评审概念
智能传感器产品在设计的各阶段，尤其是在设计决策的关键时刻，组织非直接参加设计的各有关方面专家，对设计进行及时的、详细的论证过程。5
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5.2可靠性设计评审的作用
进行设计质量控制，在设计阶段及时发现和纠正潜在的设计缺陷实现智能传感器的可靠性。5.3评审目标
设计评审的主要目标是通过对设计依据、设计方法和设计结果的分析、审查，从而揭露可靠性和维修性设计上的不足和薄弱环节，以便为设计改进提示方向。设计评审的具体目标是：
a）检查可靠性设计的正确性；
b）提出产品设计中存在的薄弱环节；提出改进可靠性、可维修性的建议；c）
d）评审智能传感器结构工艺，降低成本的可能性。5.4评审组织机构
成立评审组。评审组人员及职责参见附录A。5.5评审内容及要求
5.5.1硬件可靠性设计评审
设置评审点
可分别选择方案论证阶段、技术设计阶段，详细设计阶段、试生产（生产定型）阶段参照表1设置评审点、选择评审项目。
表1设计阶段与设计评审类型的示例设计阶段
方案论证阶段
技术设计阶段
详细设计阶段
生产定型阶段
确定产品的可靠性指标要求，采取的可靠性设计措施，及产品的使用环境建立产品的可靠性模型，完成产品的可靠性分配，初步完成产品的可靠性预计以及关键件的失效分析
在产品的设计中采用可靠性设计措施，完成可靠性预计，以及失效模式、影响和后果分析
应编制关键件明细表，规定重点控制元器件，零部件：对选用的元器件，外协件的质量控制；批试产品经过各种环境试验、可靠性试验和现场使用已证明符合规定要求
评审类型
设计输入评审
方案设计评审
详细设计评审
生产定型设计评审
评审时机示例
a）收到设计合同或授权后。
方案论证完成后
a）在完成方案设计后。
为了给计划和成本评估提供
足够详细的信息时
在完成详细设计后。
通过原型试验来验证设计
完成整个产品设计后
注：在不同的节点进行的设计评审要设定不同的名称，如“方案论证评审”和“详细设计评审”。这些名称对于不同的组织机构是不相同的。在表中给出的名称只是举例并非权威性的，在使用时按实际设计项目来确定名称。
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