可靠性设计技术工作规范
可靠性设计技术工作规范
1. 范围
本规范规定了可靠性设计大纲、工作计划编制的相关要求。
本规范规定了可靠性设计准则、原则与方法的相关要求。
2. 规范性引用文件
GJB450A-2004 装备可靠性工作通用要求
GJB841-1990 故障报告、分析和纠正措施系统
GJB899A-2009 可靠性鉴定和验收试验
GB/T7826-20012 系统可靠性分析技术――失效模式和影响分析（FMEA）程序
3. 术语和定义
3.1 可靠性
可靠性（Reliability）指产品（包括零件和元器件、整机设备、系统）在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
可靠性指标主要反映产品或设备的可靠性（Reliability），可靠性是部件（Part）、元件（Component）、产品（Product）或系统（System）的完整性的最佳数量的度量。
平均故障间隔时间又称平均无故障时间（Mean Time Between Failure，MTBF）指可修复产品两次相邻故障之间的平均时间，是衡量一个产品的可靠性指标。
3.2 可靠性设计
可靠性设计（Reliability Design），即根据可靠性理论与方法确定产品零部件以及整机的结构方案和有关参数的过程。设计水平是保证产品可靠性的基础。
可靠性设计，在产品设计过程中，为消除产品的潜在缺陷和薄弱环节，防止故障发生，以确保满足规定的固有可靠性要求所采取的技术活动。可靠性设计是可靠性工程的重要组成部分，是实现产品固有可靠性要求的最关键的环节，是在可靠性分析的基础上通过制定和贯彻可靠性设计准则来实现的。
4. 可靠性设计大纲
为了保证产品满足规定的可靠性要求而制定的一套文件，包括可靠性设计组织机构及其职责，要求按进度实施的工作项目、工作程序和需要的资源等。
4.1 可靠性设计大纲的构成
目的和任务
目标
可靠性指标及定义
工作组织及其职责
可靠性工作项目及其实施表（见附表1）
4.2 可靠性设计的目的和任务
可靠性设计的目的是在综合考虑产品的性能、可靠性、费用和设计等因素的基础上，通过采用相应的可靠性设计技术，使产品的寿命周期内符合所规定的可靠性要求。
系统可靠性设计的主要任务是：通过设计，基本实现系统的固有可靠性。说“基本实现”是因为在以后的生产制造过程中还会影响产品固有可靠性。该固有可靠性是系统所能达到的可靠性上限。所有的其他因素（如维修性）只能保证系统的实际可靠性尽可能地接近固有可靠性。
可靠性设计的任务就是实现产品可靠性设计的目的，预测和预防产品所有可能发生的故障。也就是挖掘和确保产品潜在的隐患和薄弱环节，通过设计预防和设计改进，有效地消除隐患和薄弱环节，从而使产品符合规定的可靠性要求。也可以说可靠性设计一般有两种情况：一种是按照给定的目标要求进行设计，通常用于新产品的研制和开发；另一种是对现有定型产品的薄弱环节，应用可靠性的设计方法加以改进、提高，达到可靠性增长的目的。
4.3 可靠性设计大纲要求
4.3.1 预防为主，早期投入
体现在各项可靠性设计分析工作应尽可能安排在产品研制的早期，可靠性设计、分析、管理工作越早投入效果越好。在产品设计过程中能解决的问题不要等到可靠性试验时再去暴露，可靠性试验是对优质的可靠性设计的检验、完善和补充，而不是对劣质设计的补课。
4.3.2 可靠性设计与性能设计同步进行
可靠性设计必须融合渗透到性能设计中去，这样会收到事半功倍的效果。否则，等到性能设计确定之后再做可靠性设计会形成“两张皮”，难以提高产品的可靠性，费时费力效果不好。
4.3.3 各类人员职责明确
各级行政指挥、设计师系统、质量师系统、专职可靠性人员、兼职可靠性人员各负其责。根本的原则是谁设计的产品，谁对该产品可靠性负责，谁来完成相应的可靠性设计、分析、试验工作。
4.4 制定可靠性设计大纲的原则
4.4.1 针对性
根据产品的具体特点，大纲应适用性强，针对性明确。不能“放之四海而皆准”。如果型号采用新技术多，系统复杂、研制风险大，可靠性指标高，则应尽可能全面贯彻各可靠性工作项目。如果产品继承性较好，新技术用得较少，或系统相对不太复杂，研制风险小，可靠性指标较低，则可适当进行剪裁，只作必要的最低要求的可靠性工作项目。
4.4.2 可操作性
大纲应准确详细地描述一个框架，据此各类人员可以知道自己在什么阶段应做什么，用什么方法，做到什么程度，输出形式是什么。
4.4.3 突出重点
大纲中可靠性工作项目较多，应区分轻重缓急，有的是要求型号各分系统、各组件在研制的各阶段都要实施的，属于重点必做项目，如可靠性建模、预测与分配、故障模式影响分析等。有些是只对某类产品要做的，如“软件可靠性设计”、“潜在电路分析”，可按选做项目处理。研制早期以建立有关规定（如设计准则，元器件大纲，故障报告、分析和纠正措施系统等）和设计分析为重点，中后期以可靠性试验和改进设计为重点。
4.4.4 规范化
大多数可靠性工作项目都有标准可依，大纲应以有关国军标、国标、行业标准、企业标准为依据，制定型号的要求，根据型号特点有针对性地剪裁。
4.4.5 可检查可验证
大纲规定的可靠性工作项目可分为可靠性定性要求和定量要求两类。对于定性要求，应是可检查的，例如对“贯彻可靠性设计准则”应要求写出“符合性报告”对于定量要求应是可验证的，如可靠性预计、评估、可靠性试验验证。
4.4.6 闭环管理
可靠性大纲各工作项目的贯彻实施应按闭环管理的原则实现，通过内部审核或评审、阶段评审、可靠性工作系统的推动、质量师系统的监控、的运行等手段和措施实现闭环管理。
5. 可靠性设计工作计划
工作计划是可靠性设计大纲的具体化和实施保证。
5.1 可靠性设计工作计划的作用
可靠性工作计划的作用包括：
是设计计划部门下达产品可靠性设计任务的依据；
是实现可靠性大纲规定的可靠性定量、定性要求的保证；
是研究室和设计人员安排设计活动的依据；
是专职可靠性人员进行可靠性总体设计与协调的依据；
是质量师系统对可靠性大纲执行情况监督控制的依据；
是可靠性工作系统推动型号可靠性工作的依据。
5.2 可靠性设计工作计划的要求
制定可靠性工作计划有以下三方面的要求：
可靠性工作计划应与产品研制进度、工作内容相协调
可靠性工作项目的实施应循序渐进、逐步深人、反复迭代
首先由专职可靠性人员依据型号可靠性大纲、有关标准和本型号具体情况写出该工作项目的实施指南，再进行专项可靠性培训并考核，由设计人员结合产品性能设计写出初步设计分析报告，随产品研制的不断深人和信息积累再修改完善可靠性设计分析报告，到定型阶段写出最终设计分析报告。
可靠性工作计划对各工作项目的实施应有检查有跟踪，实现闭环管理。
5.3 可靠性设计工作计划的主要内容
可靠性设计工作计划可以按各研制阶段方案设计阶段、技术设计阶段、施工设计阶段、设计定型阶段内每年四个季度安排，主要内容有：各工作项目依据的标准或型号规范、工作内容、输出形式、工作程序、要求、责任单位和责任人。
以方案设计阶段为例的工作计划见附表2。
6. 可靠性设计准则
可靠性设计准则是把已有的，相似的产品的工程经验总结起来，使其条理化、系统化、科学化，成为设计人员进行可靠性设计所遵循的原则和应满足的要求。
可靠性设计准则一般都是针对某个型号或产品的，建立设计准则是工程项目可靠性工作的重要而有效的工作项目。
6.1 可靠性设计准则的依据
编制可靠性设计准则的主要依据，一般有:
（1）型号《立项论证报告》、《研制总要求》及研制合同（包括工作说明）中规定的可靠性设计要求；
（2）国内外有关规范、标准和手册中所提出的可靠性设计准则等相关内容；
（3）同类型产品的可靠性设计经验以及可供参考采用的通用可靠性设计准则。
（4）通过调研，了解使用人员在使用中对产品的可靠性方面需求，整理转化为可靠性设计准则；
（5）研制单位所积累的可靠性设计经验和失败所取得的教训。
6.2 可靠性设计准则的主要内容
6.2.1 可靠性设计准则的内容很多，按技术分类主要包括:
（1）简化设计
（2）冗余设计
（3）热设计
（4）环境防护设计
防潮湿设计
防盐雾腐蚀设计
防霉菌设计
（5）抗冲击、振动和噪声设计
（6）稳定性设计
（7）安装设计
（8）液压件设计
（9）原材料、零部件和元器件选用
（10）包装、贮存、装卸与运输设计
包装设计
贮存方式设计
装卸方式设计
运输方式设计
6.2.2 基于典型失效模式和失效机理的可靠性设计准则
（1）抗疲劳设计
（2）抗磨损设计
（3）抗腐蚀设计
（4）防断裂设计
（5）防松动设计
6.2.3 按产品结构分类的通用可靠性设计准则
（1）总体可靠性设计
（2）典型产品可靠性设计
6.3 可靠性设计准则制定流程
6.3 可靠性设计准则的贯彻
可靠性设计准则是型号技术规范的重要组成部分，必须予以认真贯彻。
可靠性设计准则的贯彻实施流程如下图：
7. 可靠性设计原则
在可靠性设计过程中应遵循以下原则：
（1）尽可能减少零件件数，尤其是故障率高的零件数；
（2）采用标准化的产品；
（3）检查、调试和互换容易实现；
（4）零件互换性好；
（5）可靠性设计应有明确的可靠性指标和可靠性评估方案；
（6）可靠性设计必须贯穿于功能设计的各个环节，在满足基本功能的同时，要全面考虑影响可靠性的各种因素；
（7）应针对故障模式（即系统、部件、元器件故障或失效的表现形式）进行设计，最大限度地消除或控制产品在寿命周期内可能出现的故障（失效）模式；
（8）在设计时，应在继承以往成功经验的基础上，积极采用先进的设计原理和可靠性设计技术。但在采用新技术、新型元器件、新工艺、新材料之前，必须经过试验，并
严格论证其对可靠性的影响；
（9）在进行产品可靠性的设计时，应对产品的性能、可靠性、费用、时间等各方面因素进行权衡，以便做出最佳设计方案。
8. 可靠性设计的基本方法
由于产品种类及其系统的复杂程度不同，可靠性的设计方法也应有所不同，一般常用的可靠性设计方法有可靠性预测、可靠性试验、可靠性分析、可靠性分配与可靠性评审或鉴定。
8.1 可靠性预测
可靠性预测（Reliability Prediction）是对产品系统可能达到的可靠性水平，利用其结构、功能、环境及相互关系的信息进行定量分析估计的一种方法。
可靠性预测是指在设计阶段（当产品还只是图纸时）定量地估计未来产品的可靠性的一种方法。
8.1.1 可靠性预测目的
在可靠性设计中应用可靠性预测的主要目的是：
①为设计决策提供科学合理的依据。如对不同设计方案的选择，元器件、零部件质量等级的确定，新技术、新材料的采用及设计是否需要改进等；
②根据预测结果，编制可靠性关键件清单，为生产过程质量控制提供依据；
③为可靠性试验方案设计提供依据；
④为产品系统的可靠性指标分配提供依据和顺序；
⑤对产品使用、维护提供信息等。
此外，可靠性预测还可作为不能直接进行可靠性验证的大型产品系统的可靠性估计。
由于可靠性预测是根据已知的数据、过去的经验和知识对新产品系统的设计进行分析，因此，数据和信息来源的科学性、准确性和适用性以及分析方法的可行性就成为可靠性预测的关键。
可靠性预测一般在设计初期就开始，而且越早进行效果越好，并随着产品设计、研制工作的展开逐步深入，不断完善。
在产品方案论证阶段，可靠性预测只限于了解产品系统大体情况，并根据相似产品系统的已知信息进行一般性预测。
在初步设计阶段，有了产品初步草图和零部件一览表，则可进行初步的可靠性预测。
而到技术设计阶段，则根据已确定的元器件、零部件进行具体、详细的可靠性预测。
8.1.2 可靠性预测步骤
可靠性预测一般按下述十个步骤进行：
①确定质量目标。对产品系统的设计、研制目的、用途、功能、性能参数等进行明确的规
定。当然，这些规定将随着设计、研制工作的进展而不断精确与完善。
②拟定使用模型。对产品系统交付使用到最后报废的整个使用过程，其经历的环境及有关事件，如运输、贮存、试验检查、运行操作和维修等拟定工作模型。
③建立产品结构。以图解形式，形象地表明产品系统中各单元组成情况，如用可靠性方框图、事故（或故障）树、状态图或它们的结合来表述产品可靠性结构模型。
④推导数学模型。根据产品的结构模型和单元的可靠性特征量，经过一系列假设、简化、近似运算，推导出系统数学模型。这个数学模型可以是一组数字表达式，也可以是一组状态矩阵。
一般有三种模型：可靠度函数、失效率函数和平均寿命。
⑤确定单元功能。单元是组成系统的一个功能级别，可以是组件、部件或元器件，它们具有一定的可靠性量值，在可靠性框图中是一个独立方块，必须一一确定。
⑥确定环境系数。通过产品系统在使用期中所经历的工作环境条件应力分析，确定环境系数。
⑦确定系统应力。根据产品工作方式和工作应力分析，确定除额系数、应用系数和工作／天工作的时间比。
⑧假定失效分布。根据系统中各个单元的寿命特征，使用相应的失效分布。未知失效分布时，可先假定并在取得数据后核实、修正。
⑨计算失效率。根据选定的质量等级、环境应力、工作应力和失效分布，计算单元的工作失效率和贮存失效率。
⑩计算产品可靠性。把各单元失效率数据作为输入，利用产品/系统的可靠性数字模型，计算出产品/系统的可靠性指标。
在上述可靠性预测过程中，常应用元器件应力分析法、相似产品法、有源元件计数法、元件计数法和数学模型法等具体方法。
8.2 可靠性试验
可靠性试验（Reliability Test）是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。试验结果为故障分析、研究采取的纠正措施、判断产品是否达到指标要求提供依据。
可靠性试验一般是在产品的研究开发阶段和大规模生产阶段进行的。在研究开发阶段，可靠性试验主要用于评价设计质量、材料和工艺质量。在大规模生产阶段，可靠性试验的目的则是质量保证或定期考核管理。由于阶段不同，其目的和内容也不完全相同。
8.2.1 可靠性试验的目的
试验目的通常有如下几方面：
1. 在研制阶段用以暴露试制产品各方面的缺陷，评价产品可靠性达到预定指标的情况；
2. 生产阶段为监控生产过程提供信息；
3. 对定型产品进行可靠性鉴定或验收；
4. 暴露和分析产品在不同环境和应力条件下的失效规律及有关的失效模式和失效机理；
5. 为改进产品可靠性，制定和改进可靠性试验方案，为用户选用产品提供依据。
8.2.2 可靠性试验的分类
对于不同的产品，为了达到不同的目的，可以选择不同的可靠性试验方法。可靠性试验有多种分类方法。
1. 如以环境条件来划分，可分为包括各种应力条件下的模拟试验和现场试验；
2. 以试验项目划分，可分为环境试验、寿命试验、加速试验和各种特殊试验；
3. 若按试验目的来划分，则可分为筛选试验、鉴定试验和验收试验；
4. 若按试验性质来划分，也可分为破坏性试验和非破坏性试验两大类。
5. 但通常惯用的分类法，是把它归纳为五大类:A. 环境试验；B. 寿命试验；C. 筛选试验；
D. 现场使用试验；
E. 鉴定试验。
模拟试验是通过一定方式的实验室试验，试验剖面要尽量符合使用的环境剖面，但不受场地的制约，可在产品研制、开发、生产、使用的各个阶段进行。具有环境应力的典型性、数据测量的准确性、记录的完整性等特点。通过试验可以不断地加深对产品可靠性的认识，并可为改进产品可靠性提供依据和验证。
现场试验是产品在使用现场的试验，试验剖面真实但不受控，因而不具有典型性。因此，必须记录分析现场的环境条件、测量、故障、维修等因素的影响，即便如此，要从现场试验中获得及时的可靠性评价信息仍然困难，除非用若干台设备置于现场使用直至用坏，忠实记录故障信息后才有可能确切地评价其可靠性。当系统规模庞大、在实验室难以进行试验时，则样机及小批产品的现场可靠性试验有重要意义。
8.3 可靠性分析
可靠性分析（Reliability Analysis）是指应用逻辑、归纳、演绎的原理和方法对系统可能会发生的故障进行分析研究。
FMEA、FTA和FRACAS是可靠性分析中的重要手段。
8.3.1 失效模式和影响分析
失效模式和影响分析（Failure Mode and Effect Analysis，FMEA）是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度，检测难易程序以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。
具体来说，通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。
FMEA最早是由美国国家宇航局（NASA）形成的一套分析模式，FMEA是一种实用的解决问题的方法，可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商（EMS）都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。
FMEA是从零部故障模式入手分析，评定它对整机或系统发生故障的影响程度，以此确定关键的零件和故障模式。
故障模式、影响及危害性分析（Failure Mode Effects and Criticality Analysis，FMECA），包括故障模式及影响分析（FMEA）和危害性分析（CA）。
故障模式是指元器件或产品故障的一种表现形式。一般是能被观察到的一种故障现象。如材料的弯曲、断裂、零件的变形、电器的接触不良、短路、设备的安装不当、腐蚀等。
故障影响是指该故障模式会造成对安全性、产品功能的影响。故障影响一般可分为：对局部、高一层次及最终影响三个等级。如分析飞机液压系统中的一个液压泵，它发生了轻微漏油的故障模式，对局部即对泵本身的影响可能是降低效率，对高一层次即对液压系统的影响可能是压力有所降低，最终影响即对飞机可能没有影响。
将故障模式出现的概率及影响的严酷度结合起来称为危害性。
FMECA的实施步骤通常为：
（1）掌握产品结构和功能的有关资料。
（2）掌握产品启动、运行、操作、维修资料。
（3）掌握产品所处环境条件的资料。
这些资料在设计的初始阶段，往往不能同时都掌握。开始时，只能作某些假设，用来确定一些很明显的故障模式。即使是初步FMECA，也能指出许多单点失效部位，且其中有些可通过结构的重新安排而消除。随着设计工作的进展，可利用的信息不断增多，FMECA工作应重复进行，根据需要和可能应把分析扩展到更为具体的层次。
（4）定义产品及其功能和最低工作要求。
一个系统的完整定义包括它的主要和次要功能、用途、预期的性能、环境要求、系统约束条件和构成故障的条件等。由于任何给定的产品都有一个或多个工作模式，并且可能处于不同的工作阶段，因此，系统的定义还包括产品工作的每个模式及其持续工作期内的功能说明。每个产品均应有它的功能方框图，表示产品工作及产品各功能单元之间的相互关系。
（5）按照产品功能方框图画出其可靠性方框图。
（6）根据所需要的结构和现有资料的多少来确定分析级别，即规定分析到的层次。
（7）找出故障模式，分析其原因及影响。
（8）找出故障的检测方法。
（9）找出设计时可能的预防措施，以防止特别不希望发生的事件。
（10）确定各种故障模式对产品产生危害的严酷程度。
（11）确定各种故障模式的发生概率等级。
（12）填写FMEA表，并绘制危害性矩阵，如果需要进行定量FMECA，则需填写CA表。如果仅进行FMEA，则第（11）步骤和绘制危害性矩阵不必进行。
故障模式发生的概率等级一般可分为：
A级（经常发生），产品在工作期间发生的概率是很高的，即一种故障模式发生的概率大于总故障概率的0.2.
B级（很可能发生），产品在工作期间发生故障的概率为中等，即一种故障模式发生的概率为总故障概率的0.1—0.2.
C级（偶然发生），产品在工作期间发生故障是偶然的，即一种故障模式发生的概率为总故障概率的0.01—0.1.
D级（很少发生），产品在工作期间发生故障的概率是很小的，即一种故障模式发生的概率为总故障概率的0.001—0.01.
E级（极不可能发生），产品在工作期间发生故障的概率接近于零，即一种故障模式发生的概率小于总故障概率的0.001.
故障的危害性等级：
I类(灾难性故障)，它是一种会造成人员死亡或系统(如飞机)毁坏的故障。
Ⅱ类(致命性故障)，这是一种导致人员严重受伤，器材或系统严重损坏，从而使任务失败的故障。
Ⅲ类(严重故障)，这类故障将使人员轻度受伤、器材及系统轻度损坏，从而导致任务推迟执行、或任务降级、或系统不能起作用(如飞机误飞)。
Ⅳ(轻度故障)，这类故障的严重程度不足以造成人员受伤，器材或系统损坏，但需要非计划维修或修理。
故障危害性矩阵如下图所示：
8.3.2 故障树分析
故障树分析（Fault Tree Analysis，FTA）技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。
FTA则是从整机或系统故障开始，逐步分析到基本零件的失效原因。这两种方法在国外被看作是设计图纸一样重要，作为设计的技术标准资料，它收集总结了该种产品所有可能预料到的故障模式和原因。设计者可以较直观地看到设计中存在的问题。
故障树分析的基本程序：
（1）熟悉系统：要详细了解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或布置图。
（2）调查事故：收集事故案例，进行事故统计，设想给定系统可能发生的事故。
（3）确定顶上事件：要分析的对象即为顶上事件。对所调查的事故进行全面分析，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。
（4）确定目标值：根据经验教训和事故案例，经统计分析后，求解事故发生的概率(频率)，以此作为要控制的事故目标值。
（5）调查原因事件：调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。
（6）画出故障树：从顶上事件起，逐级找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树。
（7）分析：按故障树结构进行简化，确定各基本事件的结构重要度。
（8）事故发生概率：确定所有事故发生概率，标在故障树上，并进而求出顶上事件(事故)的发生概率。
（9）比较：比较分可维修系统和不可维修系统进行讨论，前者要进行对比，后者求出顶上事件发生概率即可。
（10）分析：原则上是上述10个步骤，在分析时可视具体问题灵活掌握，如果故障树规模很大，可借助计算机进行。目前我国故障树分析一般都考虑到第7步进行定性分析
为止，也能取得较好效果。
8.3.3 故障报告、分析及纠正措施系统
故障报告、分析及纠正措施系统（Failure Report Analysis and Corrective Action System，FRACAS）通常称为“故障信息闭环管理系统”。利用“信息反馈，闭环控制”的原理，通过一套规范化的程序，使发生的产品故障能得到及时的报告和纠正，从而实现产品可靠性的增长，达到对产品可靠性和维修性的预期要求，防止故障再现。
FRACAS建立企业问题/故障信息数据库，为可靠性设计和分析以及关于维修策略、保障策略和备件策略的制定提供数据支持。
FRACAS的工作程序和要求：
故障信息传递和故障件处理的流程图见图。
图：故障信息传递和故障件处理流程
（1）故障报告
①故障报告的范围
军工产品在研制过程中发生的所有故障和重大质量问题等(以下简称为故障)都应及时记录，并填写故障报告表。
②故障报告的内容
故障报告的内容应能完整、真实地反映故障发生时的一切情况，一般包括：
a．产品发生故障的时间、地点及何种试验；
b．发生故障时产品所处的工作状态及环境条件等；
c．故障产品的详细描述；
d．故障现象和特征的详细描述；
e．故障的观测者及观测故障时的环境条件。
③故障报告的要求
故障报告一般应满足如下要求：
a．各产品研制单位应根据实际情况，制定统一的故障报告的表格，以便对故障报告进行传递、统计处理和储存(推荐使用G．IB841—90所列各表)；
b．产品的故障报告应按不同的层次(如总体、系统、设备、部组件等)和故障的严重等级规定故障报告应报告到哪一级；
c．故障报告应规定报告的时限，如重大故障应在多少小时内报到最高管理级，一般故障应在多少小时内报告到规定的管理级等
d．供方在产品研制过程中出现的一般故障由各单位自行处理，但应经常与总体单位保持联系，通报故障的处理情况。
④故障的核实
有关职能部门接到故障报告后，应根据故障等级和故障报告的详细程度，对故障情况进行调查，对故障报告的准确性进行核实。一般应做以下工作：
a．重新证实初次观测故障的真实性，进一步录取故障信息；
b．查找故障的部位，一直到最低一级可更换的故障件；
c．用相同合格件更换、代替故障件后，重新进行测试和试验，以确定故障是否被纠正；
d．对更换下来的故障件进行测试，以核实该可疑故障件是否确有故障，初步确定故障的范围；
e．对于不可重复试验的故障件，可以通过对故障影响和后果(如泄露、断裂、损坏等)的详细观察来证实。
（2）故障分析
故障分析是由故障现象、后果去查明故障的原因和故障机理的过程，追查故障原因，应一直查出根本原因，并能构造出反映故障因果逻辑关系的故障链，确定造成故障的责任方。对于特别重大故障应成立故障分析工作组，负责故障的调查、分析工作，给出分析结论，完成故障分析报告，提出改进措施的建议。故障分析工作组组长一般由与该故障无直接责任关系的专家担任；故障分析工作组成员应由各方面、各专业的代表组成。
①故障分析的步骤
对故障进行分析的一般步骤为：
a．分析有关产品及其故障的资料（如产品的设计资料、试验程序、FMEA报告、故障报告等）；
b．分析故障产品的全部工作历史和故障历史；
c．分析可能导致产品发生故障的外部因素（如试验测试设备、测试方法、操作环境及人为因素等）；
d．对故障件进行检查或测试；
e．提出故障原因和故障机理的假设，并用试验或理论分析的方法进行验证；
f.根据试验或理论分析的结果，给出故障分析结论，完成故障分析报告；
g．提出纠正措施建议；
h．整理各种资料、工作记录、试验数据，编成档案及时归档。
②故障分析的方法
对报告的故障进行彻底的分析，以确定故障的根本原因。故障分析的方法一般分为以下3种：
a．工程分析
根据工程原理和工程经验，对故障产生的原因和机理进行分析，可以通过理论分析计算、故障模拟试验或对故障件进行分解等方法。应充分利用FMECA分析结果提供的信息，运用故障
树分析方法来帮助查明故障模式和原因之间的逻辑关系。
b．失效机理分析
利用观察、测试、理化分析、解剖、X光检查、电子扫描显微镜观测等方法，去研究物质结构、工艺过程可能产生的缺陷，分析导致这种缺陷的机理和过程。该方法主要适用于元器件、零部件和材料等硬件。
c．统计分析
通过对故障产品累计工作时间、次数和出故障次数，对该故障模式在类似产品出现的次数加以系统的整理，以估计该故障模式的性质和出现的概率。
③对故障分析的要求
无论采用上述哪一种故障分析方法，其分析的结果都应能判明以下问题：
a．该故障是相关故障，还是非相关故障?以便估计产品在未来使用环境中是否会发生类似的故障；
b．该故障是责任故障还是非责任故障?以便在估计产品可靠性时考虑是否记入该故障，同时也利于分清故障产品是故障源还是受害者；
c．确定引起故障的责任方面，如是设计、制造的原因，还是元器件、原材料、外购件的缺陷；是设备的问题还是人为操作的错误，或是其他未查明的原因等；
d．该故障是初次发现，还是类似产品中早已出现过的故障；
e．该故障是需要纠正的系统性问题引起的，还是偶然性问题引起的，如果是偶然性故障，它出现的概率是多少?是否需要纠正。
④故障分析报告
一般故障的分析报告可参照故障分析报告表，完成对故障的分析和拟采取纠正措施的建议。
重大故障应由相关职能部门或故障分析工作组完成故障分析报告。
故障分析报告是对整个故障分析处理过程的总结，是确定和实施纠正措施的依据。重大故障的分析结论应由有关方面组织评审，确认后方可提出纠正措施的建议。
故障分析报告一般包括以下内容：
a、对产品工作的历史和对故障件的故障现象、特征的描述；
b．故障调查和分析过程；
c．故障原因和机理的分析、论证；
d．建议的纠正措施和需说明的问题建议等。
如故障原因一时难以查清，应在故障分析报告中，说明理由，经故障审查委员会主任或主管技术的领导批准后，可暂时结束故障分析工作；如已查明故障原因，但未采取纠正措施的故障，也应编写故障分析总结报告。报告中应申述不采取或无法采取纠正措施的理由，经审批后可暂时结束故障分析工作。
在产品定型前，对上述暂时结束的故障分析报告工作应重新组织审查，才能最后结案。故障分析报告必须按规定的程序进行会签和审批。
⑤故障件的管理
对所有的故障件应做明显的标识，以便于识别和控制，确保按要求进行处置。为了便于对故障的调查和分析，在完成故障分析之后到纠正措施实施之前，应对现场加以保护，对故障件要妥善保管，不应随意处理。故障调查和分析完成后，对于典型的、重要的故障产品也应妥善管理。
（3）故障纠正
对于已查明原因的故障，责任单位的有关部门应依据对故障分析的结论制定纠正措施，防止故障的再发生。故障的纠正按以下程序进行：
①纠正措施的确认
纠正措施必须通过试验来验证其有效性。同时应分析纠正措施实施的可行性，是否会带来新的故障模式或附加的不可靠性。所以在对提出的重大故障或质量问题纠正措施正式批准前，应组织有关专家和部门的代表对纠正措施进行评审，经故障审查委员会批准后实施，以确保纠正措施的有效性、可行性，并与其它相关部分接口相协调。
②故障纠正措施的报告
故障单位的有关部门在进行故障分析和制定纠正措施后，应及时按规定的要求准确、规范的填写纠正措施实施报告表；在特殊情况下，如查不出故障原因或不能采取纠正措施，应在表中说明原因，做为遗留问题备查；对于早期使用中发生的偶然性非重大故障或质量问题可暂不填写此表。
表中故障审查组织意见栏，对于重大故障或质量问题，由该组织的故障审查委员会填写；一般故障由该故障单位的质量管理部门负责人填写，做为对故障及其纠正措施的确认，并发给有关部门贯彻实施。
③纠正措施的实施
批准的纠正措施反馈到设计、生产、试验过程中，要通过技术状态管理系统完成相应的文件和产品的更改。
对于可能出现相同的故障模式的类似产品，应本着“举一反三” 的原则，研究是否需要采取措施；
对于与故障有关联的其它可疑产品，应进行必要的分析或试验，证明其可靠性并未降低，寿命未受损。
故障审查委员会办公室负责跟踪检查纠正措施的落实情况。
④纠正措施效果的验证
对于已采取纠正措施的故障产品，有关部门应通过试验、试用等方法，验证纠正措施的有效性，如达不到预期的效果，则需进一步分析故障的原因或采取其它的纠正措施，直到故障得到彻底解决。最后将纠正措施纳入有关技术文件，并落实到所有产品上。
⑤管理改进
通过分析产品的故障原因，还应进一步从管理上、质量管理体系上等多方面人手查找需要解决的问题，以进一步完善制度，改善体系，促进产品质量和可靠性的不断提高。
8.4 可靠性分配
可靠性分配（Reliability Allocation）是为了把产品的可靠性定量要求按照给定的准则分配给各组成部分而进行的工作。
可靠性分配是在可靠性预测的基础上，把经过论证确定的系统可靠性指标，自上而下地分配到各个分系统→整机→元器件。
8.4.1 可靠性分配的意义
1)可以合理地确定系统中每个单元的可靠度指标，以便在单元设计、制造、试验、验收时，切实地加以保证，反过来又将促进设计、制造、试验、验收方法和技术的改进和提高。
2)可以帮助设计者了解零件、单元(子系统)、系统(整体)间的可靠性的相互关系，做到心中有数，减少盲目性，明确设计的基本问题。
3)可以使设计者更加全面地权衡系统的性能、功能、费用及有效性等与时间的关系，以期获得更为合理的系统设计，提高产品的设计质量。
4)可以使系统所获得的可靠度值，比分配前更加切合实际，可节省制造时间及费用等。
8.4.2 可靠性分配的原则
（1）技术水平。对技术成熟的单元，能够保证实现较高的可靠性，或预期投入使用时可靠性可有把握地增长到较高水平，则可分配给较高的可靠度。
（2）复杂程度。对较简单的单元，组成该单元零部件数量少，组装容易保证质量或故障后易于修复，则可分配给较高的可靠度。
（3）重要程度。对重要的单元，该单元失效将产生严重的后果，或该单元失效常会导致全系统失效，则应分配给较高的可靠度。
（4）任务情况。对整个任务时间内均需连续工作以及工作条件严酷，难以保证很高可靠性的单元，则应分配给较低的可靠度。
此外，一般还要受费用、重量、尺寸等条件的约束。总之，最终都是力求以最小的代价来达到系统可靠性的要求。
8.5 可靠性评审
可靠性评审（Reliability Evaluation）是根据产品可靠性模型、可靠性分配指标和产品试验（含仿真、半物理仿真）数据，利用概率统计方法，评定产品的可靠性特征，找出薄弱环节，为设计改进和工艺改进提供有效依据。
8.5.1 可靠性评审程序
可靠性的评审程序关键是评审人员对可靠性模型的正确性进行审查，对可靠性指标分配是否合理进行复验，对试验结果的置信度进行复核审查。
8.5.2 可靠性评审时机
可靠性评审时机一般应在方案设计、重大试验、转阶段、设计定型时进行。
可靠性评审必须从方案设计阶段就开始进行，因为方案设计是分配基线形成确定的过程（工程研制阶段可能会有修改），并对功能基线进行补充、完善，以达到研制总要求的需要。如果分配基线存在原理性、可靠性问题，将会严重影响工程研制，拖延研制进度，浪费研制经费，甚至造成研制失败。
重大试验是验证设计的正确性，试验成功与否不仅仅只是依据试验参数、结果是否符合设计要求来判断，还应从设计理论计算值、试验系统校准误差值和试验测试数据来进行可靠性评定。评定时应采用极限值进行分析、校准。
工程研制在转阶段时，应对产品及其分系统试验项目的可靠性审查报告进行整理、分析，评审是否达到阶段可靠性要求，并对相关可靠性的设计、分析和试验报告进行复查。
设计定型的可靠性评审是提高可靠性产品质量保证的重要措施，是对最终产品设计质量的关键性把关，以达到使用万无一失。
8.5.3 可靠性评审要求
编制可靠性评审文件，一般包括可靠性评审组织管理，可靠性评审条件，可靠性评审程序和方法，以及可靠性评审内容，等等。
可靠性评审小组，一般由评审组织机关决定，承制方应提出具体的人员建议；可靠性评审人员必须是在专业上有专长、有经验、有责任心的技术专家和可靠性管理专家，防止形式化。使用方代表应参加可靠性评审。
评审意见，可靠性评审主要目的就是查找隐患，隐患是设计、工艺中没有把握的技术问题。评审意见是给承制方决策提供依据，因此评审意见必须慎重对待。
制定可靠性评审标准，评审是一种重复性的技术工作，涉及面很广，可靠性评审标准是设
计标准的具体化，也是质量评审标准的扩延、深化。为了使可靠性评审工作规范化、程序化，
需要制定可靠性评审标准，作为共同遵守的准则和依据。
附件：
表1 可靠性设计大纲工作项目实施表
表2 方案设计阶段可靠性工作计划表
表3 可靠性设计准则符合性检查报告
对于每一条设计准则，如果在设计中采用，则在“符合”栏打“√”，并在“采取的设计措施”栏填写具体的设计措施。如果未被采用，则在“不符合”栏打“√”，在“原因、意见”栏填写准则条款未被采用的原因，以及准则条款调整的建议等，在“影响”栏填写不符合该条准则造成何影响，以判断是否要进行设计更改。
表4 总结报告
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