中国质量协会注册可靠性工程师项目报告

'XX可靠性工作项目报告1项目简介1.1.项目背景XXX。1.2.项目概要该项目主要工作内容包括基本可靠性预计、硬件故障模式影响与危害性分析（FMECA）、任务可靠性预计、测试性建模与分析、维修性预计等相关工作，目的是落实总体单位可靠性研制总要求，完成该型产品可靠性设计分析工作。项目首先根据产品设计方案，建立结构树，根据GJB/Z299C预计产品MTBF，并提出5条改进建议，采纳其中3条建议后，MTBF提高约400小时。然后根据设计方案实施硬件FMECA分析工作，按总体单位要求输出报告，并提交故障模式清单。结合任务可靠性框图和故障数据进行任务可靠度预计。最后利用FMECA分析结果进行维修性预计与测试性建模和分析，维修性和测试性预计结果基本满足系统要求。该项目利用了北京天健志行科技有限公司代理的ASENT软件工具，ASENT是美国Raytheon公司开发的专业可靠性、维修性、测试性协同设计分析工具包，具有可靠性预计、可靠性建模、热分析、FMECA、RCMA、测试性预计、维修性预计、可用性预计、FRACAS等功能。1.3.实施时间该项目于2013.09.01开始实施，并于2014.03.31完成。1.4.项目组成员项目主要成员情况如表1所示：表1项目组成员列表姓名项目角色单位项目主要职责XXX项目负责人北京天健志行科技有限公司可靠性分析技术咨询与支持XXX技术咨询北京天健志行科技有限公司可靠性分析技术咨询XXX项目组成员北京天健志行科技有限公司可靠性分析技术支持XXX项目组成员北京天健志行科技有限公司可靠性分析技术支持9/9 2可靠性目标2.1实现可靠性定量要求总体单位提出xx可靠性、维修性、测试性定量要求，包括以下几个方面：1）可靠性定量指标：MTBF不小于5000小时（成熟期目标值）2）测试性定量指标：3）维修性定量指标，包括：ØXxxxx通过该项目，落实各项定量指标要求。2.2奠定可靠性工作技术基础通过XX中可靠性、维修性、测试性设计和分析的工作模式，及工程应用的方法，为该项目所属成品厂今后的可靠性和综合保障工作奠定理论、方法、流程的基础。3实施说明根据GJB450A-2004装备可靠性工作通用要求，实施XX的可靠性设计与分析工作，可靠性设计与分析工作与产品寿命周期阶段的关系如图1所示：图1可靠性工作与寿命周期阶段可靠性设计与分析工作在产品的设计阶段即开始开展，并根据可靠性分析结果提出方案改进建议，在工程研制阶段，可靠性分析与验证工作为后续设计提供改进建议。XX可靠性、维修性、测试性工作内容主要包括以下几部分：•基本可靠性预计；9/9 •硬件故障模式影响与危害性分析（FMECA）；•任务可靠性预计；•测试性建模与分析；•维修性预计；以下对这些部分内容进行详细说明。3.1基本可靠性预计1）基本可靠性预计流程根据GJB/Z 299C-2006电子设备可靠性预计手册的要求，实施XX的基本可靠性预计工作。基本可靠性的预计，即根据产品设计方案，生成元器件清单、各类环境应力参数、基本可靠性框图和热分析初始条件，得到产品基本可靠性的预计结果，预计中的参数来源如下：•工作环境温度：与系统单位沟通，工作时环境温度可确定为27摄氏度；•环境类别：与系统单位沟通，确定环境类别为AIC；2）ASENT软件实现可靠性预计可靠性预计工作涉及大量的计算，该项目采用ASENT软件进行可靠性预计工作，可节省时间，减少了大量人工计算、反复计算、以及数据表格编辑工作量，使用软件进行预计工作，可提高数据准确性。图2ASENT软件可靠性预计界面ASENT软件进行可靠性预计工作，可在软件中建立或导入可靠性分析产品结构9/9 树。ASENT软件支持多种可靠性预计标准，包括MIL-HDBK-217F2、GJB/Z299C和其他几种常用预计标准，本项目选择GJB/Z299C为预计标准。在ASENT软件进行故障率计算之前，还可根据电路板布局和元器件热功耗执行热分析工作，并将热分析工作的结果用于故障率计算，最后得到产品可靠性预计结果。ASENT软件可靠性预计的界面如图2所示。3）预计结果可靠性预计结果如下：xxx4）设计改进建议根据可靠性分析工作，针对XX共提出5条设计改进建议，建议的具体内容和采纳建议后对失效率的影响和详细说明见表3所示。可见采纳建议后，能降低失效率，提高MTBF。表2设计改进建议设计改进建议对失效率影响采纳情况提高器件质量等级已采纳增加隔离电路已采纳改进热设计尚未采纳降低复杂度尚未采纳增加备份功能已采纳在明显提高任务可靠性的前提下，MTBF提高约400小时3.2硬件故障模式影响及危害性分析（FMECA）1）硬件FMECA分析流程根据GJB/Z1391-2006故障模式、影响及危害性分析指南的要求实施XX的硬件FMECA工作。重要的工作内容分别为：•确定故障判据：根据协议书并与系统单位沟通确定设备级故障判据，然后根据产品设计方案确定模块级（SRU）故障判据。•严酷度等级：与系统单位沟通确定严酷度等级和每个等级的定义，沟通后的严酷度等级和定义如表4所述。•任务时间界定：与系统单位沟通确定。•约定层次界定：与系统单位沟通确定。9/9 •表3严酷度等级及其描述等级描述I引起设备的主要或关键功能全部丧失，或对空间环境、工作环境或工作人员造成危害II丧失设备部分主要功能或部分关键功能III引起设备部分功能丧失，但不影响主要功能的执行IV引起设备的性能降低及设备的非计划性维护或维修2）ASENT软件实现FMECAFMECA工作涉及大量信息，使用专用分析软件（ASENT）进行分析，界面如图3所示，软件分析优点包括：–效率高：减少人工计算、自动输出报告–少出错：数据量庞大，避免人为原因错误–可重用：逻辑关系复杂，修改或更新时可重用之前数据图3ASENT软件FMECA界面3）分析结果FMECA工作的结果分为两部分：输出报告和向系统提交的故障模式清单。ASENT软件可直接输出FMECA报告，报告包括表4中所示的各项信息和图4中所示的故障模式危害性矩阵。表4FMECA输出报告代码产品名称功能故障模式编码故障模式故障原因任务阶段局部影响上层影响最终影响检测方法补偿措施严酷度故障率(λp),(故障/百万小时)故障模式频数比(α)故障影响概率(β)工作时间(小时)故障模式危害度(Cm)*1.E-6产品危害度(Cr)*1.E-6备注9/9 图4故障模式危害性矩阵向系统单位提交的故障模式清单如表5所示。表5提交的故障模式清单产品编码产品名称故障模式码故障模式故障模式频数比11………3.3任务可靠性预计任务可靠性预计的流程如图5所示，根据任务可靠性框图和基本可靠性预计结果，得到任务故障率统计结果为：图5任务可靠性预计流程3.4测试性建模与分析根据GJB2547-1995装备测试性大纲的要求，实施XX的测试性分析工作。利用ASENT软件工具完成测试性建模与分析工作1.在软件中定义设备和模块的输入输出和包含的信号，并将其输入输出关联起来；2.在软件中定义各模块的故障模式及故障率，并建立故障模式、信号、输入输出的关系，该部分数据来自FMECA分析结果；3.在软件中定义测试点及其测试行为，并将其与故障模式、信号建立关系。ASENT软件测试性分析界面如图6所示。9/9 图6测试性分析界面由于构建的测试性模型较为粗略，定义的故障模式、信号还不够全面，还有待进一步细化，所以该模型的预计结果还不能完全反映实际情况。基于测试性模型的预计结果为：–Xxx即预计结果能够满足要求。根据测试性分析结果，可建立XX故障模式下故障诊断流程，如图7所示。图7故障诊断流程3.5维修性预计根据GJB368A-94装备维修性通用大纲和GJB/Z57-1994维修性分配与预计手册的要求和方法，实施XX的维修性预计工作。9/9 维修性预计需要的数据和数据来源：•启动BIT时间：来源于相似产品比较和经验；•维护BIT时间：来源于相似产品比较和经验；•维修性设计方案：来源于XXX设计方案；•拆装XXX的基本作业时间：来源于GJB/Z57，并结合相关产品和实际操作经验进行修订。采用ASENT软件工具进行维修性预计，其界面如图8所示。图8维修性预计界面3.6项目实施成果XX使用专业分析工具ASENT辅助开展可靠性、维修性、测试性分析工作，其优点为：•节省时间，减少了大量人工计算、反复计算、以及数据表格编辑工作量•提高数据准确性，通过软件内嵌逻辑关系，减少人工出错•自动输出标准报告和定制的数据表格，满足客户既定需求•成熟的技术支持团队，提高工作效率可靠性、维修性、测试性分析工作的成果在表11中进行汇总。表6XX工作成果可靠性设计与分析项目工作成果及对设计的影响基本可靠性预计硬件故障模式影响与危害性分析（FMECA）任务可靠性预计9/9 测试性建模与分析维修性预计4效益分析该项目根据总体单位要求，实施可靠性分析工作，不仅提高产品可靠性水平，其分析结果为产品在综合保障方面的工作提供基础，也弥补了该项目所属成品厂在可靠性、维修性、测试性等方面的不足之处，为该厂今后开展可靠性以及综合保障等相关工作奠定了坚实基础。5参考文献1.王远达、宋笔锋，“系统可靠性预计方法综述”，《飞机设计》，第28卷第1期，2008；2.曾声奎，《可靠性设计与分析》，国防工业出版社，2011；3.陈颖，康锐，《FMECA技术及其应用(第2版)》，国防工业出版社，2014；4.石君友，《测试性设计分析与验证》，国防工业出版社，2011；5.兰汉华，“维修性设计准则简述”，中国船舶重工集团公司第722研究所。9/9'