中国质量协会注册可靠性工程师项目报告.docx
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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
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;
• 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/Z299C-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:
xxx
4) 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。
•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FMECA
FMECA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
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
产品
故障模式
故障模式
故障模式频数比
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:
任务任务24210-6/h
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。
编码
名称
码
1
1
…
ASENT软件测试性分析界面如图6所示。
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。
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
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。
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