产品设计五性:可靠性、维修性、安全性、测试性与保障性

3 “五性”的定义、联系及区别 3.1 可靠性

产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性的概率度量称为可靠度(GJB451-90)。

可靠性工程:为达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作。

(GJB451-90) 显然,这个定义适用于各种装备、设备、系统直至零部件的各个产品层次。可靠性是产品的一种能力,持续地完成规定功能的能力,因此,它强调“在规定时间内”;同时,产品能否可靠地完成规定功能与使用条件有关,所以,必须强调“在规定的条件下”。

为了使产品达到规定的可靠性要求,需要在产品研制、使用开展一系列技术和管理活动,这些工程活动就是可靠性工程。即:可靠性工程是为了达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作。(GJB451-90)。实际上,可靠性工程还应当包含产品使用、储存、维修过程中的各种保持和提高可靠性的活动。

3.1.1可靠性要求

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3.1.1.1 定性要求

对产品的可靠性要求可以用定性方式来表达,满足这些要求使用中故障少、即使发生故障影响小即可靠。例如,耐环境特别是耐热设计,防潮、防盐雾、防腐蚀设计,抗冲击、振动和噪声设计,抗辐射、电磁兼容性,冗余设计、降额设计等。其中冗余设计可以在部件(单元)可靠性水平较低的情况下,使系统(设备)达到比较高的可靠性水平。比如,采用并联系统、冷储备系统等。除硬件外,还要考虑软件的可靠性。

3.1.1.2 定量要求

可靠性定量要求就是产品的可靠性指标。产品的可靠性水平用可靠性参数来表达,而可靠性参数的要求值就是可靠性指标。常用的产品可靠性参数有故障率、平均故障间隔时间以及可靠度。

故障率是在规定的条件下和规定的时间内,产品的故障总数与时间(寿命单位总数)之比。即平均使用或储存一个小时(发射一次或行驶100km)发生的故障次数。

平均故障间隔时间(MTBF)是在规定的条件下和规定的时间内,产品寿命单位(时间)总数与故障总次数之比。即平均多少时间发生一次故障。通常可以用故障率的倒数表示。

可靠度R(t)是可靠性的概率表示。即在规定的条件下和规定时间内,产品完成规定功能的概率。即:

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R(t)=P{T>t}

? 可靠度R(t)

? 平均故障前时间(MTTF) ? 平均故障间隔时间(MTBF) ? 平均严重故障间隔时间(MTBCF) ? 故障率(λ)

? 使用寿命、贮存寿命、总寿命、首次大修期限等耐久性指标

相关定义和统计评估方法可参考GJB451A《可靠性维修性保障性术语》

3.2 安全性

安全性描述装备对人员及其它装备或设备所具有的潜在危险。它是评价装备的效能需考虑的因素,通常用危险的严重性等级和危险的可能性等级来综合衡量。装备的安全性与可靠性是密切相关的,可靠性是安全性的基础和前提,但一个可靠的系统不一定是安全的。因此,安全性成为装备的又一重要特性。

3.3 维修性

维修与维修性是两个完全不同的概念。维修是一个很广的概念,是指保持和恢复产品规定状态的技术与管理活动。通常包

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