本标准规定了符合HART、FF、PROFIBUS、LONWORKS等协议的现场总线智能仪表的可告性指标体系及可靠性设计、评审的内容、程序和方法。 JB/T 10390-2002 现场总线智能仪表 可行性设计 JB/T10390-2002 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 25.040.40
中华人民共和国机械行业标准
JB/F10390——2002
现场总线智能仪表
可靠性设计方法
Kellablllty design methods
forfieldbus intelligenceinstrument2002-12-27发布
2003-04-0t实施
中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前言
Ｅ范用
2 规范性引用文件
术语和定义
4智能仪表可靠性特征母改措标体弃4.[替能仪表的可案性特征量
4.2智能仪表可非性指标体系
5可第件设计
可鼎性设计技术措施
5.2元器件选择与控制...
可举性预计与分配，
降额没计
可草的电路设计
故障分析
维修性设计，
软件时非性设计
5.9其他设计方法..
6可轻性设计评市
可求性圾计评审的作用
评市吕标
评审细织机构
6.4，评审内容皮要求
6.5评市径厅
6.6评资料
6.7评审报告
案A（资解附录）望能仪表可靠性预计示A.1智能仪表功能框网及可非性逻辑框图.A.2流虽计整机及功能单工可非性数学模型拆录B（资料性附录）智能收表可靠性分配示例++
张录（资料性附录）智能仪表故序分析示例C.1论制涡衔流量计可靠性功能分绒循图C.2放漳模式
图A！智能殊量计【.作原埋框图图A.2流重计可非性柜图,bzxZ.net
图 A.3传感器靠性低图
图A.4敏大板靠性他图
图A.5转换板可浆性框图
流显计可靠件分级框
JB/T 10390- 2002
B/110390--2002
走1智能仪表可性指标
表2元器件应力分析计算表
表3可带性评审人员及职宽，
表B.1整机到功能单元的可露性指标分配统计衣表B.2以转换板单元级到部件级的可非性指标分配统计表故障模式汇总表.
表C.2撼器部分FMEA分析表，
本标准的站格和表达方法按GB/T1.1—2000的规是端片。术标准的附录A，附录B、附求C为资料性渐录，本标准中中国机城工业联合会援出：本标准出企国工业过理测量利控制标化技术委员会归。JB/Tf03902002
标造由重庆工业自动化仪表研究所负盘起荣，上海工业自动化仪表研究所、上海白动化仪表股份有限公司、北京远东义表有限公司、重庆川仅总厂有裳公司参加起草木标土要起草人：致怀义、李佳嘉、渐银兴、首国孕、刘渝薪、刘琴、博艳珍。1范围
现场总线智能仪表
可靠性设计方法
JB/T 10:90—2002
本标准规定T符合HART、TF、PROFTRIJS、LONWORKS等协议的现场总绒智能仪表以下简格智董仪表）的可靠性指标体系及可带性设计、评市的内穿，程序和方法.本标程造市于符合各科协议的臂能仪表在研侧过程中（括》案设计，详罚设计、定型设计等价段）的可求性设计与评审：其他仪表及儿部件的设计和评市也可参照境用，2规范性引用文件
下列文件中的条款通差本标准的引而成为本标硅的条缺。凡是注已期的用文件、其骑后所有的修改单（不包活脚认的内容）或悠订版均不置用于本标准，然而，数励根据交标准达应协设的各方研究是否可使用这些文件的最新游本，凡尺不注H拥的用文件，其录影版本适用丁本标准。0B/T318？可探性，维像性定义
G乃7R28可靠性设计评审
GHT7829教障树分折程席
GJB1391故章模式、影响及危害洗分新强序GJB/Z299A电子设备可靠性预计于册JB/T10380--2002现场.总线智能仪表可荒性设计评计MT：HF>RK217n美回率共手班“电F设备可靠性预计\3术语和定义
GET3187确文的以及下列语和定义适用于本标准，3.1
可靠性设计评审
可靠性没斗评审：以下简将设计评市）是为保证设计行合可靠性要求，出非直接加没计的有关方面（计、生产、使用等）的家维成的评章机构对产品的设计方案，以可靠性的角度按事前确定的设计和评审表进行的审查。
可靠性指标体系
可靠性指标应够定量地衡量在定条件下使用的智能仪表在其逐步完普的过程中使其可案性不断握高的定母化要求。这此：可靠性指标成的体系你为可靠性标休系.3.3
软件可高性
软件可求性是指获件在规定的时间内利规定的条件下，能按规定的设计规范要求提供可用服务的据避。3.4
平均修邀时间（MTIR）
产品从发现战障到偿复爆定功能所需要的时间的平均值（即故障检测、故库定位、故障诊断，故障难修时间之和的乎均值）
JB/T10390—2002
4智能仪表可靠性特征量及指标体系可带性特征蛋指标能完量地衡量在规定条件下使用的产品的可靠准。对智能议表推荐采用HIHH（平均故睡问隔时向)作为必额考核的可整性特征盘指标。也可提据产品的特点选择儿也可靠性特正量，可靠性指标的规定不是一成不变的，是将理论分析站贝利实辰应用况进行分折综合所得：医市在产品片发研御逐步或熟的划程中，变进行不新的补充和完善。本指标体系适用于智能仪考在产品研制过程中和批生产中求可靠性指标的选吸，或，需议方在签定合叫时对产品提出可京性娶求时逆用。4.1暂能议表的可靠性特征量
，平均故障间隔时间MTBF（即平均无故障工作时间）MTBF=
独惊性品变可定性试验方法规定的考核试验托品个数。第抽梭祥品（或考核试验的样品）的暴计1作时而-一被捆整或被考核的样品在使用或试验时间内止现的慕计故降次瑟，b）可带度（)
智能仪表在划定的衡用亲件下，使到蒸一对刻时，仪害还能充或规定功骼的概率R O -A
仪表失懿率。
c）有效度A（）
智能仪表在规定的他用条件下，在某个觉时间内，能保持比规定功能的能力A
式中：
产品的平均修复时间。
MIHF +MTTR
4.2智能仪表可靠性指标体系
4.2.1暂能化表可靠性指标推荐从表1中选取表1智能仪表可靠性指标
可靠性特征量
实验室
-8000b
F-4000m
4马,2指标件系的选取应考应下列固率u）产品技术成熟程度：
b）产品质量保证务件：
c）应用要求。
5可掌性设计
指标体系
25×10°h
25x10%
50×10%h
1c0x tor6
为了确保产品的固有可节性，必须进行可举性分析和预计，运用可靠性设计技术进行可靠增设计，5.1可靠性设计技术措施
a？元器件选择与控制：
b）可靠性预计与分配：
）元避件降额没计：
d）司带的电路没计让：
e）完余段计：
）耐外境设计：
g故障分析：
h.）维修性设计：
1）软件可靠性没：
j）容错设计与收障纳化设计。
5.2元船件选择与控制
JA/T10390—2002
元器件是组成产品的苯本单元。产品的可靠性水平首先依赖于元器件的可克性水平。对元器件的选择与控制：
a）选择有可靠性指标的元器件
元器件采购采用“三定”原则、即定型号规格，定采购厂家、定采购渠道。bi
“）元器件应进行“三检”，即人」检验。人库检验（核对型号规格）和使再前验证（核对型号规格）：
d）元踏件经过100%的老练筛选，以游汰掉部分川靠性较差的元器件。老练筛选以电应刀和热应小为主要应力源.
5.3可掌性预计与分配
5.3.1可象性预计
可单性预计品指产品在设计阶段，根据产品使用的元器件、动能，使片环境以及它们的拒互关系推产品未来工作状惩的方法
通过可非性预计，叫判断设计是咨达到要求的可非性标值：找出设计申的薄粘环节，分析最势可能导致产品失获的原因等，以便收进智能仪表可靠性预计程予
·根括产品的功能、各功能单元之问的物理联系，画出产品的动能；根据产出各单元的可靠性关系，画出产品的可靠性逆辑框图，并建立可求性数学燃型：确定元器性的可靠性：
预计部件的可靠性，以后逐级进行预计；“预许整机的可点性。
b）智能性表车性模型与方法
智能仪表可荣性预引采用元器作业力分析法元器件失效率模型：国外进口器件采用M一HDBK一217E：内器件采用GJB/Z2994.利用申联奠型须计山功能单元的可带性，再根据各功能单元之间的可靠性关系和造守的可菲性效学概型，预计出暂能仪丧可靠性。以符台协议的哲能涡衍流世计为进行预计，参见附录A：
将以上谷功能单元所组皮的孔器件接照表2格式，计算出各单元的失效率、再和用上述方法及数学模型即再计出替能涡街洗其计的可菲性水平表2元器件应力分析计算表
可最性分析
殊本失
静止系
应历类
JB/T 10390—2002
投备名表
虾境染件：
5.3.2可等性分配
件冬称：
表人员：
表2【续】
功能单元名标，
创农日期：
可靠世分
基本失
静正系
应用失
可整性分配是将规定的产品可案性指标合理地分配给产品中每一个部件的-种方法，是叫靠性通计的逆程，通过可举性分配，可以使设计人的明确所设计的各部件乃范所选用的元器件的可性水平应达到何种程度，再与预计结果比较，找出设计时可靠性考虑不足的部分，讲行改进计，捉商产品的高有可靠性。
可靠性分配方港主要有：
）平均分配法：
b）阿林斯分配法：
代缴法：
d）重要度分配法：
）径加权分配钛：
f）税态有效度分配法等。
智能仪表可举性分配推荐来同工程加权分配造。该方法考虑的因索有复杂程避，技术水平，维修因子、致命度等多种加权因子，根据产品的具体情说各西在1~-10范固内选报。算公式为,n
MTBF-台H
武中：
分配到单元的可靠性指标：
智能仗表可靠性设目标值：
表求第个单元第渊的抵极子
…·衣示共有个加权因子：
表示共有用个单元。
加权因的取值以是否有利工提高可带性水为依据，提高叫带性越有利，加权因子最值越小联值范函在1--10之间，如上逆四种因索的加校因子取值为：a
复杂程度
机据组成功能单无所需元器竹或大致数见米确定：或根据装配这些元件的复杂程来评定：最简单功能单元等级定为！，高度复杂的功能单元等级定为10。考虑功能单元月前的技术水平和成熟程度：水平低的设计或方法等级定为，最63
技术水平
先进的设计或方法等级定为1
致命度一
专虑功能单元故障对于产显功能的影响，最关键能单元的等级定为！，最不关链功能单元的等级定为[0。
继修因子
将可达性、可更换性及维整的难易性统称为维静因于：继修性好的功能单元的等级为1，差的单元为10：
认符合HF协效智能润街微益计为例进行可靠性分配，参见附录用，5.4降颜设计
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降微设计尺使元器件应用于比顾定值低的应小状盗卜的一种设计技术。对丁不种类的元器件，降额的方法不同：电附器降低功车比，电器降低1作电压：半导休需件将下作动耗保持在额定功耗内：数学集成电站降低周围环境温度利电负荷等：降额设计有州神方法
a）降低应用应力。
在产品设计中-一般采用的应力求平是额定成力的0.3--0.5b）选拓较尚强度的元器件
选择较高强度的元器件是最实用的方法。6.5可尊的电路设计
产品的电降设计有，简化设计，标准件设计：过应力保护设计等产品的可军性是产品营杂性的函教，降低杂性、简化电路没计就能扰高其可靠性.简化设计的提是不能增加其他部件所承受的应力来用经过验证和已知可靠性的电路可以提高产品设计的可能性，采用标准电子模块够减少设计和制造时简，有利于进行可靠性预计等工作。电子部件有时会截时的过应力破体而导效产品失效，在设对时要查点考虑部分元器件的瞬态抗下抗能力。
5.6故障分析
智能仪表详细设计阶段应逆行故障分析，议采用故障模式及影响分析FMB（C)A或放障树（FTA）处析的可票性分析技术，
FME（C）A尺采用“白下而上”的逆灯纳法，从产品基础级（元器件）开始，对等个元器件的失效模式进行熙踪直到产品级，以决定每个故摩模式对产品性能所造成的影响，并找出补偿利消除的方法：具体分析方法可象见GB1391进行。5.8.1FM正（C）A分析的作用
智能仪表在进行可靠性预计之前成完成上M业A分析，这是设计的基本组成部分。随者更详纫的设计信息的获得，更进一步扩展和改进，从市使没计出的产品更加完首。日）查出带在的利巨知的放库模式：b）查明每一放降模式的原因及后架：C）根据担坏概率，找出关键故障模式：1针对发现的问题提出改进措。
5.6.2分析方法
以符合FF协议的臀能型测衡随量计为例进行分析，参见附录C。5.6.3FTA分析
FTA分析溢即成障树分析法，是将产品最不霜望发生的故障状态作为故障的分析目标，然后自【而下池寻找直接异致故降发生的全部因求，包指硬件、救件、环境及人为案等，把这些因素根据拒互关系构成一个树形结构图的分析方法。FTA分法的主要作用是对产品故障进行预诞和诊断，找出产品的游弱环节，以便在设计中来放相应的改逆措施，实现产品没计的层优化，在改障发生后，用以分析故障原固和划行故障定位：FIA分析法程序：
）巡择预事件
在FA分析中：放不看望的事件为“顶事件”，从1：到下近究故障发牛的原因直到无法再追究的串件为“底串件”，介十函者之间的事种为“中间事件”。5
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b）分析导致发生项举件的“中间尹件”，再分析导致“中间事件”的下一级“中而事件”直至“底事件1
）分析事件的关系，树造FTA图
具，依分析可套见家标推GBT7829.d）提出政迹设计建议。
5.7维修性设计
为了提高智能仪表的有效性，不仅要进行提商固有可节性的设计，还要采取损高维偿性的设计措范，维臂性权计包招发生战障时的故障诊断，故障部件的能理、更换，调磁等，对智能仪表的维修性设计出以下定性要求：
a）结构的简单性：
b）功能单元或部件安装的整体性c）缝静时的可达性；
d）可整别：
）标准化、通用化及五换性：
）易拆装性：
g）晶检测性、易校准性：
h）维整作业的安全性，
5.8软件可靠性设计
软件可案性极计的方法司采用四个类型a）避错设计足在款件设过程中不发生或必发牛谐误的一种议计方法，土要有控制和减心程序点杂性的方法；提高变换精确性的方：改誉信息联络的方法：迅廖查找和改止处换错误的方法。6）查错投计是指在设计中赋下经序某些特殊的功能，能使程予在运行中白动查错的一种设计力法
改错设计是指在找计过程中端予程序一定的自我改正错误和减少错误危存程度的一种设计方运容错设计定指在设计过径中欧子程序某种特殊的块能：使程字在错识已触发的情况下，察统们d
然其有正带运行靠力的一和设计方法，软件可靠性投计方法卡较为普逼采用的定结构轻序设计它的物点是从1.到下程序设计和模决式结持。
一从1到下程序设计法（简称下行法？以提高级的产品设计非始将整个软件分解成若干个独立模快，分别进衍没计描述：将模块内作选一步分解：直到每个最后分解的模决可以用比较简单、育现的法综写为止，利这种方达没计的款件，控结构游晰，有较好的可滤性、可罪修性和可靠性，将产品软件分解成茗十个模块，每个税块相对独立（即功能单·日只有一个进山口）：各模决可以独立地被理解、缩写，测试、非崇和整改，使复效的研制工作系统化。特点：授块相对独立，可有效地防止借误在模块之间扩散传播，从而提高软件可非性，5.9其他设计方法
随卷可靠性工程学小断新发感利完善，各种新的设计方法不断涌现。如励环境设上。答设计，放障游化设计技术等，均能有效提高产品的可常性。完众设！技术随者应用的日益广泛，起得判不断的完誉和补充6可靠性设计评审
智能仪表新产品在力案投计、设计定型、生产定型各阶段应进行可靠连设计评审：评审方法可参照GB/T7828进行。
6.1可非性设计评审的作用
a）提商没计质量，实现智能假表的可靠性日标。JH/10390—20D02
b？可举性设计评审不额代势为股行术声任而迟行的逐级审核，仪是对其审核的一个补充和监督。
5.2评审目标
4检查可靠性设计的正确性，如靠性指标、分配、预计、关键零部件的应力分折、环境要求和故障操式及其影响分析等，
h）评价设计最否满显设计方法和右美标准对可靠性的要求。心）提山产品设计中存在的薄期环节：d！提出改让可靠性、维修性的注议：，评审替能仪表在使用中所需要的备件、工具和维修性，）评审简化智能仪表结构和制造工艺、降低成衣的能性。6.3评审组织机构
6,3.1评审人员的组成
质文审红，评审纪主功月承托单位的主管部门负走红期评审组人员内非接参加该智能仪表设计的咨关方面经验的专家组底，股5一少人。设组长名，秘书名：约长一数也设计项且的主管技术额守或上一级议计师担任，秘书泌助组长作好评审的组织计划工作，：般由质里保证部门的代表担任（评审组成员及其资见阴表3：表全可靠性逆审组人员及职击
(.5-9,人
设计归（产品）
没计（司行）
乐创控制工受师
可能性下程所
标准化工母厅
生产工艺师
销鲁采斑工程师
酬试程
6.3.2评审组任务
制划，土持预中工作和评审会议，册出评审洁许，医器齐性计报告
协助组长作好开审的年织和计划工作，按评审程*组织评事活动类归设计：汇与关链料完站可带培设计报书剂失然分析据台：并根据计黄和试验的数*证明所作可靠生决策的正确性议审没计的性能良好：会税计算产品整合符合模术协议书和技本量务与所全部要求，关并是出审查意见
愉查设计，证验弃项下价安否行合质益控制的要录，保证存效的行检者、控制等能
对可靠性设计方案、可总性设计根告及关键件的失效分析和采取的指证进行评申，保证啡靠性指补达技术协议书或技术任务书的规定的要求、对设！图样文件否符合标准和有关规也出评中意划外设！是否能经济合理总进行加工先产报出评中意见对产品龄求场能售前乐作出我技，保还外安的零件和节起满定质量控制利生产远度的求
对计章器其利测试仪表选并的正确性利性用的型性进行中查a）对设计结按专业分别进行分析利事查，对有分垃的问题进行集许研讨，b）对设计是否满足合间和有关标准、方法的要求提出明确的评价意见利改违设计的具体建议c）按评分标准对评直项月进项打分。d）评事完或后写出评审报告。评审报告格式及要求mT103892002)6.4评审内容疫要求
替能仪表可率性设计评审工作可与其技术性能评事相结合进行。智能仪表各阶毁的可案性设计评审内容放求详见B10389—2002中5.1。6.5评审程序
完整的设评审包括准备、预审、召开正式评审会议和追踪誉理四个阶段：JB/T10390—2002
且本内容及要求见JB/T10389—2002中5.2。6.6评审资料
在可举性投计评审前，设计组吨提交包括下列内容的文件：设计依、可券硅目标及达到的水平：设计主要特点和改逃说明：
本阶段完改的可能性分折利试验结果对重要间题和海涡环节的分析和对策：d
提交中查的可常性技术报告、试验资料和有关原始资料6.7评审报告
可举性设计评审报告应包括：
深单红成员名单及分工：
提供审查的资料清单；
设计目标及达到的水乎：
d）评审结论：
不同息见备忘录：
主要领导左审决定。
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