可靠性設計技術工作規(guī)范

1、可靠性設計技術工作規(guī)范1. 范圍本規(guī)范規(guī)定了可靠性設計大綱、工作計劃編制的相關要求。本規(guī)范規(guī)定了可靠性設計準則、原則與方法的相關要求。2. 規(guī)范性引用文件GJB450A-2004裝備可靠性工作通用要求GJB841-1990故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)GJB899A-2009可靠性鑒定和驗收試驗GB/T7826-20012系統(tǒng)可靠性分析技術失效模式和影響分析（FMEA）程序3. 術語和定義3.1 可靠性可靠性（Reliability）指產品（包括零件和元器件、整機設備、系統(tǒng)）在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃灾笜酥饕从钞a品或設備的可靠性（Reliability），可靠性是

2、部件（Part）、元件（Component）、產品（Product）或系統(tǒng)（System）的完整性的最佳數(shù)量的度量。平均故障間隔時間又稱平均無故障時間（Mean Time Between Failure，MTBF）指可修復產品兩次相鄰故障之間的平均時間，是衡量一個產品的可靠性指標。3.2 可靠性設計可靠性設計（Reliability Design），即根據可靠性理論與方法確定產品零部件以及整機的結構方案和有關參數(shù)的過程。設計水平是保證產品可靠性的基礎。可靠性設計，在產品設計過程中，為消除產品的潛在缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，防止故障發(fā)生，以確保滿足規(guī)定的固有可靠性要求所采取的技術活動?？煽啃栽O計是可靠性工

3、程的重要組成部分，是實現(xiàn)產品固有可靠性要求的最關鍵的環(huán)節(jié)，是在可靠性分析的基礎上通過制定和貫徹可靠性設計準則來實現(xiàn)的。4. 可靠性設計大綱為了保證產品滿足規(guī)定的可靠性要求而制定的一套文件，包括可靠性設計組織機構及其職責，要求按進度實施的工作項目、工作程序和需要的資源等。4.1 可靠性設計大綱的構成目的和任務目標可靠性指標及定義工作組織及其職責可靠性工作項目及其實施表（見附表1）4.2 可靠性設計的目的和任務可靠性設計的目的是在綜合考慮產品的性能、可靠性、費用和設計等因素的基礎上，通過采用相應的可靠性設計技術，使產品的壽命周期內符合所規(guī)定的可靠性要求。系統(tǒng)可靠性設計的主要任務是：通過設計，基本實

4、現(xiàn)系統(tǒng)的固有可靠性。說“基本實現(xiàn)”是因為在以后的生產制造過程中還會影響產品固有可靠性。該固有可靠性是系統(tǒng)所能達到的可靠性上限。所有的其他因素（如維修性）只能保證系統(tǒng)的實際可靠性盡可能地接近固有可靠性。可靠性設計的任務就是實現(xiàn)產品可靠性設計的目的，預測和預防產品所有可能發(fā)生的故障。也就是挖掘和確保產品潛在的隱患和薄弱環(huán)節(jié)，通過設計預防和設計改進，有效地消除隱患和薄弱環(huán)節(jié)，從而使產品符合規(guī)定的可靠性要求。也可以說可靠性設計一般有兩種情況：一種是按照給定的目標要求進行設計，通常用于新產品的研制和開發(fā)；另一種是對現(xiàn)有定型產品的薄弱環(huán)節(jié)，應用可靠性的設計方法加以改進、提高，達到可靠性增長的目的。4.3

5、可靠性設計大綱要求4.3.1 預防為主，早期投入體現(xiàn)在各項可靠性設計分析工作應盡可能安排在產品研制的早期，可靠性設計、分析、管理工作越早投入效果越好。在產品設計過程中能解決的問題不要等到可靠性試驗時再去暴露，可靠性試驗是對優(yōu)質的可靠性設計的檢驗、完善和補充，而不是對劣質設計的補課。4.3.2 可靠性設計與性能設計同步進行可靠性設計必須融合滲透到性能設計中去，這樣會收到事半功倍的效果。否則，等到性能設計確定之后再做可靠性設計會形成“兩張皮”，難以提高產品的可靠性，費時費力效果不好。4.3.3 各類人員職責明確各級行政指揮、設計師系統(tǒng)、質量師系統(tǒng)、專職可靠性人員、兼職可靠性人員各負其責。根本的原則

6、是誰設計的產品，誰對該產品可靠性負責，誰來完成相應的可靠性設計、分析、試驗工作。4.4 制定可靠性設計大綱的原則4.4.1 針對性根據產品的具體特點，大綱應適用性強，針對性明確。不能“放之四海而皆準”。如果型號采用新技術多，系統(tǒng)復雜、研制風險大，可靠性指標高，則應盡可能全面貫徹各可靠性工作項目。如果產品繼承性較好，新技術用得較少，或系統(tǒng)相對不太復雜，研制風險小，可靠性指標較低，則可適當進行剪裁，只作必要的最低要求的可靠性工作項目。4.4.2 可操作性大綱應準確詳細地描述一個框架，據此各類人員可以知道自己在什么階段應做什么，用什么方法，做到什么程度，輸出形式是什么。4.4.3 突出重點大綱中可靠

7、性工作項目較多，應區(qū)分輕重緩急，有的是要求型號各分系統(tǒng)、各組件在研制的各階段都要實施的，屬于重點必做項目，如可靠性建模、預測與分配、故障模式影響分析等。有些是只對某類產品要做的，如“軟件可靠性設計”、“潛在電路分析”，可按選做項目處理。研制早期以建立有關規(guī)定（如設計準則，元器件大綱，故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)等）和設計分析為重點，中后期以可靠性試驗和改進設計為重點。4.4.4 規(guī)范化大多數(shù)可靠性工作項目都有標準可依，大綱應以有關國軍標、國標、行業(yè)標準、企業(yè)標準為依據，制定型號的要求，根據型號特點有針對性地剪裁。4.4.5 可檢查可驗證大綱規(guī)定的可靠性工作項目可分為可靠性定性要求和定量要求兩類

8、。對于定性要求，應是可檢查的，例如對“貫徹可靠性設計準則”應要求寫出“符合性報告”對于定量要求應是可驗證的，如可靠性預計、評估、可靠性試驗驗證。4.4.6 閉環(huán)管理可靠性大綱各工作項目的貫徹實施應按閉環(huán)管理的原則實現(xiàn)，通過內部審核或評審、階段評審、可靠性工作系統(tǒng)的推動、質量師系統(tǒng)的監(jiān)控、的運行等手段和措施實現(xiàn)閉環(huán)管理。5. 可靠性設計工作計劃工作計劃是可靠性設計大綱的具體化和實施保證。5.1 可靠性設計工作計劃的作用可靠性工作計劃的作用包括：是設計計劃部門下達產品可靠性設計任務的依據；是實現(xiàn)可靠性大綱規(guī)定的可靠性定量、定性要求的保證；是研究室和設計人員安排設計活動的依據；是專職可靠性人員進行可

9、靠性總體設計與協(xié)調的依據；是質量師系統(tǒng)對可靠性大綱執(zhí)行情況監(jiān)督控制的依據；是可靠性工作系統(tǒng)推動型號可靠性工作的依據。5.2 可靠性設計工作計劃的要求制定可靠性工作計劃有以下三方面的要求：可靠性工作計劃應與產品研制進度、工作內容相協(xié)調可靠性工作項目的實施應循序漸進、逐步深人、反復迭代首先由專職可靠性人員依據型號可靠性大綱、有關標準和本型號具體情況寫出該工作項目的實施指南，再進行專項可靠性培訓并考核，由設計人員結合產品性能設計寫出初步設計分析報告，隨產品研制的不斷深人和信息積累再修改完善可靠性設計分析報告，到定型階段寫出最終設計分析報告。可靠性工作計劃對各工作項目的實施應有檢查有跟蹤，實現(xiàn)閉環(huán)管理

10、。5.3 可靠性設計工作計劃的主要內容可靠性設計工作計劃可以按各研制階段方案設計階段、技術設計階段、施工設計階段、設計定型階段內每年四個季度安排，主要內容有：各工作項目依據的標準或型號規(guī)范、工作內容、輸出形式、工作程序、要求、責任單位和責任人。以方案設計階段為例的工作計劃見附表2。6. 可靠性設計準則可靠性設計準則是把已有的，相似的產品的工程經驗總結起來，使其條理化、系統(tǒng)化、科學化，成為設計人員進行可靠性設計所遵循的原則和應滿足的要求?？煽啃栽O計準則一般都是針對某個型號或產品的，建立設計準則是工程項目可靠性工作的重要而有效的工作項目。6.1 可靠性設計準則的依據編制可靠性設計準則的主要依據，一

11、般有:（1）型號立項論證報告、研制總要求及研制合同（包括工作說明）中規(guī)定的可靠性設計要求；（2）國內外有關規(guī)范、標準和手冊中所提出的可靠性設計準則等相關內容；（3）同類型產品的可靠性設計經驗以及可供參考采用的通用可靠性設計準則。（4）通過調研，了解使用人員在使用中對產品的可靠性方面需求，整理轉化為可靠性設計準則；（5）研制單位所積累的可靠性設計經驗和失敗所取得的教訓。6.2 可靠性設計準則的主要內容6.2.1 可靠性設計準則的內容很多，按技術分類主要包括:（1） 簡化設計（2） 冗余設計（3） 熱設計（4） 環(huán)境防護設計防潮濕設計防鹽霧腐蝕設計防霉菌設計（5） 抗沖擊、振動和噪聲設計（6） 穩(wěn)

12、定性設計（7） 安裝設計（8） 液壓件設計（9） 原材料、零部件和元器件選用（10） 包裝、貯存、裝卸與運輸設計包裝設計貯存方式設計裝卸方式設計運輸方式設計6.2.2 基于典型失效模式和失效機理的可靠性設計準則（1） 抗疲勞設計（2） 抗磨損設計（3） 抗腐蝕設計（4） 防斷裂設計（5） 防松動設計6.2.3 按產品結構分類的通用可靠性設計準則（1） 總體可靠性設計（2） 典型產品可靠性設計6.3 可靠性設計準則制定流程（1） 明確可靠性設計準則的適用范圍；（2） 制定可靠性設計準則初稿；（3） 形成可靠性設計準則評審稿；（4） 形成可靠性設計準則正式稿。具體制定流程如下圖：可靠性設計準則編制

13、流程6.3 可靠性設計準則的貫徹可靠性設計準則是型號技術規(guī)范的重要組成部分，必須予以認真貫徹。可靠性設計準則的貫徹實施流程如下圖：可靠性設計準則的貫徹實施流程符合性檢查見附表37. 可靠性設計原則在可靠性設計過程中應遵循以下原則：（1） 盡可能減少零件件數(shù)，尤其是故障率高的零件數(shù)；（2） 采用標準化的產品；（3） 檢查、調試和互換容易實現(xiàn)；（4） 零件互換性好；（5） 可靠性設計應有明確的可靠性指標和可靠性評估方案；（6） 可靠性設計必須貫穿于功能設計的各個環(huán)節(jié)，在滿足基本功能的同時，要全面考慮影響可靠性的各種因素；（7） 應針對故障模式（即系統(tǒng)、部件、元器件故障或失效的表現(xiàn)形式）進行設計，最

14、大限度地消除或控制產品在壽命周期內可能出現(xiàn)的故障（失效）模式；（8） 在設計時，應在繼承以往成功經驗的基礎上，積極采用先進的設計原理和可靠性設計技術。但在采用新技術、新型元器件、新工藝、新材料之前，必須經過試驗，并嚴格論證其對可靠性的影響；（9） 在進行產品可靠性的設計時，應對產品的性能、可靠性、費用、時間等各方面因素進行權衡，以便做出最佳設計方案。8. 可靠性設計的基本方法由于產品種類及其系統(tǒng)的復雜程度不同，可靠性的設計方法也應有所不同，一般常用的可靠性設計方法有可靠性預測、可靠性試驗、可靠性分析、可靠性分配與可靠性評審或鑒定。8.1 可靠性預測可靠性預測（Reliability Predi

15、ction）是對產品系統(tǒng)可能達到的可靠性水平，利用其結構、功能、環(huán)境及相互關系的信息進行定量分析估計的一種方法?？煽啃灶A測是指在設計階段（當產品還只是圖紙時）定量地估計未來產品的可靠性的一種方法。8.1.1 可靠性預測目的在可靠性設計中應用可靠性預測的主要目的是：為設計決策提供科學合理的依據。如對不同設計方案的選擇，元器件、零部件質量等級的確定，新技術、新材料的采用及設計是否需要改進等；根據預測結果，編制可靠性關鍵件清單，為生產過程質量控制提供依據；為可靠性試驗方案設計提供依據；為產品系統(tǒng)的可靠性指標分配提供依據和順序；對產品使用、維護提供信息等。此外，可靠性預測還可作為不能直接進行可靠性驗證

16、的大型產品系統(tǒng)的可靠性估計。由于可靠性預測是根據已知的數(shù)據、過去的經驗和知識對新產品系統(tǒng)的設計進行分析，因此，數(shù)據和信息來源的科學性、準確性和適用性以及分析方法的可行性就成為可靠性預測的關鍵?？煽啃灶A測一般在設計初期就開始，而且越早進行效果越好，并隨著產品設計、研制工作的展開逐步深入，不斷完善。在產品方案論證階段，可靠性預測只限于了解產品系統(tǒng)大體情況，并根據相似產品系統(tǒng)的已知信息進行一般性預測。在初步設計階段，有了產品初步草圖和零部件一覽表，則可進行初步的可靠性預測。而到技術設計階段，則根據已確定的元器件、零部件進行具體、詳細的可靠性預測。8.1.2 可靠性預測步驟可靠性預測一般按下述十個步驟

17、進行：確定質量目標。對產品系統(tǒng)的設計、研制目的、用途、功能、性能參數(shù)等進行明確的規(guī)定。當然，這些規(guī)定將隨著設計、研制工作的進展而不斷精確與完善。擬定使用模型。對產品系統(tǒng)交付使用到最后報廢的整個使用過程，其經歷的環(huán)境及有關事件，如運輸、貯存、試驗檢查、運行操作和維修等擬定工作模型。建立產品結構。以圖解形式，形象地表明產品系統(tǒng)中各單元組成情況，如用可靠性方框圖、事故（或故障）樹、狀態(tài)圖或它們的結合來表述產品可靠性結構模型。推導數(shù)學模型。根據產品的結構模型和單元的可靠性特征量，經過一系列假設、簡化、近似運算，推導出系統(tǒng)數(shù)學模型。這個數(shù)學模型可以是一組數(shù)字表達式，也可以是一組狀態(tài)矩陣。一般有三種模型：

18、可靠度函數(shù)、失效率函數(shù)和平均壽命。確定單元功能。單元是組成系統(tǒng)的一個功能級別，可以是組件、部件或元器件，它們具有一定的可靠性量值，在可靠性框圖中是一個獨立方塊，必須一一確定。確定環(huán)境系數(shù)。通過產品系統(tǒng)在使用期中所經歷的工作環(huán)境條件應力分析，確定環(huán)境系數(shù)。確定系統(tǒng)應力。根據產品工作方式和工作應力分析，確定除額系數(shù)、應用系數(shù)和工作天工作的時間比。假定失效分布。根據系統(tǒng)中各個單元的壽命特征，使用相應的失效分布。未知失效分布時，可先假定并在取得數(shù)據后核實、修正。計算失效率。根據選定的質量等級、環(huán)境應力、工作應力和失效分布，計算單元的工作失效率和貯存失效率。計算產品可靠性。把各單元失效率數(shù)據作為輸入，利

19、用產品/系統(tǒng)的可靠性數(shù)字模型，計算出產品/系統(tǒng)的可靠性指標。在上述可靠性預測過程中，常應用元器件應力分析法、相似產品法、有源元件計數(shù)法、元件計數(shù)法和數(shù)學模型法等具體方法。8.2 可靠性試驗可靠性試驗（Reliability Test）是對產品進行可靠性調查、分析和評價的一種手段。試驗結果為故障分析、研究采取的糾正措施、判斷產品是否達到指標要求提供依據?？煽啃栽囼炓话闶窃诋a品的研究開發(fā)階段和大規(guī)模生產階段進行的。在研究開發(fā)階段，可靠性試驗主要用于評價設計質量、材料和工藝質量。在大規(guī)模生產階段，可靠性試驗的目的則是質量保證或定期考核管理。由于階段不同，其目的和內容也不完全相同。8.2.1 可靠性試

20、驗的目的試驗目的通常有如下幾方面：1. 在研制階段用以暴露試制產品各方面的缺陷，評價產品可靠性達到預定指標的情況；2. 生產階段為監(jiān)控生產過程提供信息；3. 對定型產品進行可靠性鑒定或驗收；4. 暴露和分析產品在不同環(huán)境和應力條件下的失效規(guī)律及有關的失效模式和失效機理；5. 為改進產品可靠性，制定和改進可靠性試驗方案，為用戶選用產品提供依據。8.2.2 可靠性試驗的分類對于不同的產品，為了達到不同的目的，可以選擇不同的可靠性試驗方法?？煽啃栽囼炗卸喾N分類方法。1. 如以環(huán)境條件來劃分，可分為包括各種應力條件下的模擬試驗和現(xiàn)場試驗；2. 以試驗項目劃分，可分為環(huán)境試驗、壽命試驗、加速試驗和各種特

21、殊試驗；3. 若按試驗目的來劃分，則可分為篩選試驗、鑒定試驗和驗收試驗；4. 若按試驗性質來劃分，也可分為破壞性試驗和非破壞性試驗兩大類。5. 但通常慣用的分類法，是把它歸納為五大類:A. 環(huán)境試驗；B. 壽命試驗；C. 篩選試驗；D. 現(xiàn)場使用試驗；E. 鑒定試驗。模擬試驗是通過一定方式的實驗室試驗，試驗剖面要盡量符合使用的環(huán)境剖面，但不受場地的制約，可在產品研制、開發(fā)、生產、使用的各個階段進行。具有環(huán)境應力的典型性、數(shù)據測量的準確性、記錄的完整性等特點。通過試驗可以不斷地加深對產品可靠性的認識，并可為改進產品可靠性提供依據和驗證?，F(xiàn)場試驗是產品在使用現(xiàn)場的試驗，試驗剖面真實但不受控，因而不

22、具有典型性。因此，必須記錄分析現(xiàn)場的環(huán)境條件、測量、故障、維修等因素的影響，即便如此，要從現(xiàn)場試驗中獲得及時的可靠性評價信息仍然困難，除非用若干臺設備置于現(xiàn)場使用直至用壞，忠實記錄故障信息后才有可能確切地評價其可靠性。當系統(tǒng)規(guī)模龐大、在實驗室難以進行試驗時，則樣機及小批產品的現(xiàn)場可靠性試驗有重要意義。8.3 可靠性分析可靠性分析（Reliability Analysis）是指應用邏輯、歸納、演繹的原理和方法對系統(tǒng)可能會發(fā)生的故障進行分析研究。FMEA、FTA和FRACAS是可靠性分析中的重要手段。8.3.1 失效模式和影響分析失效模式和影響分析（Failure Mode and Effect

23、Analysis，F(xiàn)MEA）是一種用來確定潛在失效模式及其原因的分析方法。是分析系統(tǒng)中每一產品所有可能產生的故障模式及其對系統(tǒng)造成的所有可能影響，并按每一個故障模式的嚴重程度，檢測難易程序以及發(fā)生頻度予以分類的一種歸納分析方法。具體來說，通過實行FMEA，可在產品設計或生產工藝真正實現(xiàn)之前發(fā)現(xiàn)產品的弱點，可在原形樣機階段或在大批量生產之前確定產品缺陷。FMEA最早是由美國國家宇航局（NASA）形成的一套分析模式，F(xiàn)MEA是一種實用的解決問題的方法，可適用于許多工程領域，目前世界許多汽車生產商和電子制造服務商（EMS）都已經采用這種模式進行設計和生產過程的管理和監(jiān)控。FMEA是從零部故障模式入手

24、分析，評定它對整機或系統(tǒng)發(fā)生故障的影響程度，以此確定關鍵的零件和故障模式。故障模式、影響及危害性分析（Failure Mode Effects and Criticality Analysis，F(xiàn)MECA），包括故障模式及影響分析（FMEA）和危害性分析（CA）。故障模式是指元器件或產品故障的一種表現(xiàn)形式。一般是能被觀察到的一種故障現(xiàn)象。如材料的彎曲、斷裂、零件的變形、電器的接觸不良、短路、設備的安裝不當、腐蝕等。故障影響是指該故障模式會造成對安全性、產品功能的影響。故障影響一般可分為：對局部、高一層次及最終影響三個等級。如分析飛機液壓系統(tǒng)中的一個液壓泵，它發(fā)生了輕微漏油的故障模式，對局部即對

25、泵本身的影響可能是降低效率，對高一層次即對液壓系統(tǒng)的影響可能是壓力有所降低，最終影響即對飛機可能沒有影響。將故障模式出現(xiàn)的概率及影響的嚴酷度結合起來稱為危害性。FMECA的實施步驟通常為：（1）掌握產品結構和功能的有關資料。（2）掌握產品啟動、運行、操作、維修資料。（3）掌握產品所處環(huán)境條件的資料。這些資料在設計的初始階段，往往不能同時都掌握。開始時，只能作某些假設，用來確定一些很明顯的故障模式。即使是初步FMECA，也能指出許多單點失效部位，且其中有些可通過結構的重新安排而消除。隨著設計工作的進展，可利用的信息不斷增多，F(xiàn)MECA工作應重復進行，根據需要和可能應把分析擴展到更為具體的層次。（

26、4）定義產品及其功能和最低工作要求。一個系統(tǒng)的完整定義包括它的主要和次要功能、用途、預期的性能、環(huán)境要求、系統(tǒng)約束條件和構成故障的條件等。由于任何給定的產品都有一個或多個工作模式，并且可能處于不同的工作階段，因此，系統(tǒng)的定義還包括產品工作的每個模式及其持續(xù)工作期內的功能說明。每個產品均應有它的功能方框圖，表示產品工作及產品各功能單元之間的相互關系。（5）按照產品功能方框圖畫出其可靠性方框圖。（6）根據所需要的結構和現(xiàn)有資料的多少來確定分析級別，即規(guī)定分析到的層次。（7）找出故障模式，分析其原因及影響。（8）找出故障的檢測方法。（9）找出設計時可能的預防措施，以防止特別不希望發(fā)生的事件。（10）

27、確定各種故障模式對產品產生危害的嚴酷程度。（11）確定各種故障模式的發(fā)生概率等級。（12）填寫FMEA表，并繪制危害性矩陣，如果需要進行定量FMECA，則需填寫CA表。如果僅進行FMEA，則第（11）步驟和繪制危害性矩陣不必進行。故障模式發(fā)生的概率等級一般可分為：A級（經常發(fā)生），產品在工作期間發(fā)生的概率是很高的，即一種故障模式發(fā)生的概率大于總故障概率的0.2. B級（很可能發(fā)生），產品在工作期間發(fā)生故障的概率為中等，即一種故障模式發(fā)生的概率為總故障概率的0.10.2. C級（偶然發(fā)生），產品在工作期間發(fā)生故障是偶然的，即一種故障模式發(fā)生的概率為總故障概率的0.010.1. D級（很少發(fā)生），

28、產品在工作期間發(fā)生故障的概率是很小的，即一種故障模式發(fā)生的概率為總故障概率的0.0010.01. E級（極不可能發(fā)生），產品在工作期間發(fā)生故障的概率接近于零，即一種故障模式發(fā)生的概率小于總故障概率的0.001. 故障的危害性等級：I類(災難性故障)，它是一種會造成人員死亡或系統(tǒng)(如飛機)毀壞的故障。 類(致命性故障)，這是一種導致人員嚴重受傷，器材或系統(tǒng)嚴重損壞，從而使任務失敗的故障。 類(嚴重故障)，這類故障將使人員輕度受傷、器材及系統(tǒng)輕度損壞，從而導致任務推遲執(zhí)行、或任務降級、或系統(tǒng)不能起作用(如飛機誤飛)。 (輕度故障)，這類故障的嚴重程度不足以造成人員受傷，器材或系統(tǒng)損壞，但需要非計劃

29、維修或修理。故障危害性矩陣如下圖所示：8.3.2 故障樹分析故障樹分析（Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA）技術是美國貝爾電報公司的電話實驗室于1962年開發(fā)的，它采用邏輯的方法，形象地進行危險的分析工作，特點是直觀、明了，思路清晰，邏輯性強，可以做定性分析，也可以做定量分析。體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、準確性和預測性，它是安全系統(tǒng)工程的主要分析方法之一。一般來講，安全系統(tǒng)工程的發(fā)展也是以故障樹分析為主要標志的。FTA則是從整機或系統(tǒng)故障開始，逐步分析到基本零件的失效原因。這兩種方法在國外被看作是設計圖紙一樣重要，作為設計的技術標準資料，它收集總結了該種產品所有可能預

30、料到的故障模式和原因。設計者可以較直觀地看到設計中存在的問題。故障樹分析的基本程序：（1） 熟悉系統(tǒng)：要詳細了解系統(tǒng)狀態(tài)及各種參數(shù)，繪出工藝流程圖或布置圖。（2） 調查事故：收集事故案例，進行事故統(tǒng)計，設想給定系統(tǒng)可能發(fā)生的事故。（3） 確定頂上事件：要分析的對象即為頂上事件。對所調查的事故進行全面分析，從中找出后果嚴重且較易發(fā)生的事故作為頂上事件。（4） 確定目標值：根據經驗教訓和事故案例，經統(tǒng)計分析后，求解事故發(fā)生的概率(頻率)，以此作為要控制的事故目標值。（5） 調查原因事件：調查與事故有關的所有原因事件和各種因素。（6） 畫出故障樹：從頂上事件起，逐級找出直接原因的事件，直至所要分析的

31、深度，按其邏輯關系，畫出故障樹。（7） 分析：按故障樹結構進行簡化，確定各基本事件的結構重要度。（8） 事故發(fā)生概率：確定所有事故發(fā)生概率，標在故障樹上，并進而求出頂上事件(事故)的發(fā)生概率。（9） 比較：比較分可維修系統(tǒng)和不可維修系統(tǒng)進行討論，前者要進行對比，后者求出頂上事件發(fā)生概率即可。（10） 分析：原則上是上述10個步驟，在分析時可視具體問題靈活掌握，如果故障樹規(guī)模很大，可借助計算機進行。目前我國故障樹分析一般都考慮到第7步進行定性分析為止，也能取得較好效果。8.3.3 故障報告、分析及糾正措施系統(tǒng)故障報告、分析及糾正措施系統(tǒng)（Failure Report Analysis and C

32、orrective Action System，F(xiàn)RACAS）通常稱為“故障信息閉環(huán)管理系統(tǒng)”。利用“信息反饋，閉環(huán)控制”的原理，通過一套規(guī)范化的程序，使發(fā)生的產品故障能得到及時的報告和糾正，從而實現(xiàn)產品可靠性的增長，達到對產品可靠性和維修性的預期要求，防止故障再現(xiàn)。FRACAS建立企業(yè)問題/故障信息數(shù)據庫，為可靠性設計和分析以及關于維修策略、保障策略和備件策略的制定提供數(shù)據支持。FRACAS的工作程序和要求：故障信息傳遞和故障件處理的流程圖見圖。圖：故障信息傳遞和故障件處理流程（1） 故障報告故障報告的范圍軍工產品在研制過程中發(fā)生的所有故障和重大質量問題等(以下簡稱為故障)都應及時記錄，并填

33、寫故障報告表。故障報告的內容故障報告的內容應能完整、真實地反映故障發(fā)生時的一切情況，一般包括：a產品發(fā)生故障的時間、地點及何種試驗；b發(fā)生故障時產品所處的工作狀態(tài)及環(huán)境條件等；c故障產品的詳細描述；d故障現(xiàn)象和特征的詳細描述；e故障的觀測者及觀測故障時的環(huán)境條件。故障報告的要求故障報告一般應滿足如下要求：a各產品研制單位應根據實際情況，制定統(tǒng)一的故障報告的表格，以便對故障報告進行傳遞、統(tǒng)計處理和儲存(推薦使用GIB84190所列各表)； b產品的故障報告應按不同的層次(如總體、系統(tǒng)、設備、部組件等)和故障的嚴重等級規(guī)定故障報告應報告到哪一級；c故障報告應規(guī)定報告的時限，如重大故障應在多少小時內

34、報到最高管理級，一般故障應在多少小時內報告到規(guī)定的管理級等 d供方在產品研制過程中出現(xiàn)的一般故障由各單位自行處理，但應經常與總體單位保持聯(lián)系，通報故障的處理情況。 故障的核實有關職能部門接到故障報告后，應根據故障等級和故障報告的詳細程度，對故障情況進行調查，對故障報告的準確性進行核實。一般應做以下工作：a重新證實初次觀測故障的真實性，進一步錄取故障信息；b查找故障的部位，一直到最低一級可更換的故障件；c用相同合格件更換、代替故障件后，重新進行測試和試驗，以確定故障是否被糾正；d對更換下來的故障件進行測試，以核實該可疑故障件是否確有故障，初步確定故障的范圍；e對于不可重復試驗的故障件，可以通過對

35、故障影響和后果(如泄露、斷裂、損壞等)的詳細觀察來證實。（2） 故障分析故障分析是由故障現(xiàn)象、后果去查明故障的原因和故障機理的過程，追查故障原因，應一直查出根本原因，并能構造出反映故障因果邏輯關系的故障鏈，確定造成故障的責任方。對于特別重大故障應成立故障分析工作組，負責故障的調查、分析工作，給出分析結論，完成故障分析報告，提出改進措施的建議。故障分析工作組組長一般由與該故障無直接責任關系的專家擔任；故障分析工作組成員應由各方面、各專業(yè)的代表組成。 故障分析的步驟對故障進行分析的一般步驟為：a分析有關產品及其故障的資料（如產品的設計資料、試驗程序、FMEA報告、故障報告等）；b分析故障產品的全部

36、工作歷史和故障歷史；c分析可能導致產品發(fā)生故障的外部因素（如試驗測試設備、測試方法、操作環(huán)境及人為因素等）；d對故障件進行檢查或測試；e提出故障原因和故障機理的假設，并用試驗或理論分析的方法進行驗證；f.根據試驗或理論分析的結果，給出故障分析結論，完成故障分析報告；g提出糾正措施建議；h整理各種資料、工作記錄、試驗數(shù)據，編成檔案及時歸檔。 故障分析的方法對報告的故障進行徹底的分析，以確定故障的根本原因。故障分析的方法一般分為以下3種：a工程分析根據工程原理和工程經驗，對故障產生的原因和機理進行分析，可以通過理論分析計算、故障模擬試驗或對故障件進行分解等方法。應充分利用FMECA分析結果提供的信

37、息，運用故障樹分析方法來幫助查明故障模式和原因之間的邏輯關系。b失效機理分析利用觀察、測試、理化分析、解剖、X光檢查、電子掃描顯微鏡觀測等方法，去研究物質結構、工藝過程可能產生的缺陷，分析導致這種缺陷的機理和過程。該方法主要適用于元器件、零部件和材料等硬件。c統(tǒng)計分析通過對故障產品累計工作時間、次數(shù)和出故障次數(shù)，對該故障模式在類似產品出現(xiàn)的次數(shù)加以系統(tǒng)的整理，以估計該故障模式的性質和出現(xiàn)的概率。 對故障分析的要求無論采用上述哪一種故障分析方法，其分析的結果都應能判明以下問題：a該故障是相關故障，還是非相關故障?以便估計產品在未來使用環(huán)境中是否會發(fā)生類似的故障；b該故障是責任故障還是非責任故障?

38、以便在估計產品可靠性時考慮是否記入該故障，同時也利于分清故障產品是故障源還是受害者；c確定引起故障的責任方面，如是設計、制造的原因，還是元器件、原材料、外購件的缺陷；是設備的問題還是人為操作的錯誤，或是其他未查明的原因等；d該故障是初次發(fā)現(xiàn)，還是類似產品中早已出現(xiàn)過的故障；e該故障是需要糾正的系統(tǒng)性問題引起的，還是偶然性問題引起的，如果是偶然性故障，它出現(xiàn)的概率是多少?是否需要糾正。 故障分析報告一般故障的分析報告可參照故障分析報告表，完成對故障的分析和擬采取糾正措施的建議。重大故障應由相關職能部門或故障分析工作組完成故障分析報告。故障分析報告是對整個故障分析處理過程的總結，是確定和實施糾正措

39、施的依據。重大故障的分析結論應由有關方面組織評審，確認后方可提出糾正措施的建議。故障分析報告一般包括以下內容：a、對產品工作的歷史和對故障件的故障現(xiàn)象、特征的描述；b故障調查和分析過程；c故障原因和機理的分析、論證；d建議的糾正措施和需說明的問題建議等。如故障原因一時難以查清，應在故障分析報告中，說明理由，經故障審查委員會主任或主管技術的領導批準后，可暫時結束故障分析工作；如已查明故障原因，但未采取糾正措施的故障，也應編寫故障分析總結報告。報告中應申述不采取或無法采取糾正措施的理由，經審批后可暫時結束故障分析工作。在產品定型前，對上述暫時結束的故障分析報告工作應重新組織審查，才能最后結案。故障

40、分析報告必須按規(guī)定的程序進行會簽和審批。 故障件的管理對所有的故障件應做明顯的標識，以便于識別和控制，確保按要求進行處置。為了便于對故障的調查和分析，在完成故障分析之后到糾正措施實施之前，應對現(xiàn)場加以保護，對故障件要妥善保管，不應隨意處理。故障調查和分析完成后，對于典型的、重要的故障產品也應妥善管理。（3） 故障糾正對于已查明原因的故障，責任單位的有關部門應依據對故障分析的結論制定糾正措施，防止故障的再發(fā)生。故障的糾正按以下程序進行： 糾正措施的確認糾正措施必須通過試驗來驗證其有效性。同時應分析糾正措施實施的可行性，是否會帶來新的故障模式或附加的不可靠性。所以在對提出的重大故障或質量問題糾正措

41、施正式批準前，應組織有關專家和部門的代表對糾正措施進行評審，經故障審查委員會批準后實施，以確保糾正措施的有效性、可行性，并與其它相關部分接口相協(xié)調。 故障糾正措施的報告故障單位的有關部門在進行故障分析和制定糾正措施后，應及時按規(guī)定的要求準確、規(guī)范的填寫糾正措施實施報告表；在特殊情況下，如查不出故障原因或不能采取糾正措施，應在表中說明原因，做為遺留問題備查；對于早期使用中發(fā)生的偶然性非重大故障或質量問題可暫不填寫此表。表中故障審查組織意見欄，對于重大故障或質量問題，由該組織的故障審查委員會填寫；一般故障由該故障單位的質量管理部門負責人填寫，做為對故障及其糾正措施的確認，并發(fā)給有關部門貫徹實施。

42、糾正措施的實施批準的糾正措施反饋到設計、生產、試驗過程中，要通過技術狀態(tài)管理系統(tǒng)完成相應的文件和產品的更改。對于可能出現(xiàn)相同的故障模式的類似產品，應本著“舉一反三” 的原則，研究是否需要采取措施；對于與故障有關聯(lián)的其它可疑產品，應進行必要的分析或試驗，證明其可靠性并未降低，壽命未受損。故障審查委員會辦公室負責跟蹤檢查糾正措施的落實情況。 糾正措施效果的驗證對于已采取糾正措施的故障產品，有關部門應通過試驗、試用等方法，驗證糾正措施的有效性，如達不到預期的效果，則需進一步分析故障的原因或采取其它的糾正措施，直到故障得到徹底解決。最后將糾正措施納入有關技術文件，并落實到所有產品上。 管理改進通過分析

43、產品的故障原因，還應進一步從管理上、質量管理體系上等多方面人手查找需要解決的問題，以進一步完善制度，改善體系，促進產品質量和可靠性的不斷提高。8.4 可靠性分配可靠性分配（Reliability Allocation）是為了把產品的可靠性定量要求按照給定的準則分配給各組成部分而進行的工作?？煽啃苑峙涫窃诳煽啃灶A測的基礎上，把經過論證確定的系統(tǒng)可靠性指標，自上而下地分配到各個分系統(tǒng)整機元器件。8.4.1 可靠性分配的意義1)可以合理地確定系統(tǒng)中每個單元的可靠度指標，以便在單元設計、制造、試驗、驗收時，切實地加以保證，反過來又將促進設計、制造、試驗、驗收方法和技術的改進和提高。2)可以幫助設計者了

44、解零件、單元(子系統(tǒng))、系統(tǒng)(整體)間的可靠性的相互關系，做到心中有數(shù)，減少盲目性，明確設計的基本問題。3)可以使設計者更加全面地權衡系統(tǒng)的性能、功能、費用及有效性等與時間的關系，以期獲得更為合理的系統(tǒng)設計，提高產品的設計質量。4)可以使系統(tǒng)所獲得的可靠度值，比分配前更加切合實際，可節(jié)省制造時間及費用等。8.4.2 可靠性分配的原則（1）技術水平。對技術成熟的單元，能夠保證實現(xiàn)較高的可靠性，或預期投入使用時可靠性可有把握地增長到較高水平，則可分配給較高的可靠度。（2）復雜程度。對較簡單的單元，組成該單元零部件數(shù)量少，組裝容易保證質量或故障后易于修復，則可分配給較高的可靠度。（3）重要程度。對重要的單元，該單元失效將產生嚴重的后果，或該單元失