主题:【分享】可靠性指标考核大纲制定方法

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文武  总经理助理  原创来源:科鉴可靠性微信公众号





十二五、十三五期间,在大仪专项推行的可靠性工作中,非常重要的一项是对仪器整机进行可靠性指标考核。如何规范、有效开展可靠性指标考核工作,验证仪器是否满足提出的可靠性指标要求?是大仪项目承担单位十分关心的一个问题。
笔者结合科鉴可靠性承担的相关项目经验,与大家分享可靠性指标考核大纲的制定方法,帮助各仪器研制单位正确地组织大仪项目可靠性指标考核大纲的编制与实施工作。

在本公众号上一篇推文中已经介绍了编写可靠性指标考核大纲的各要素,本文中笔者将以《XX可靠性指标考核大纲》模板为例,详细阐述大纲编制要点和注意事项。
1 可靠性指标考核大纲结构
一份完整的可靠性指标考核大纲应包含以下12个章节,具体分解如下:




2 可靠性指标考核大纲各章节详解
2.1 主体内容与适用范围



  【本节全面介绍了可靠性指标考核的各要素,明确了大纲适用范围。】
2.2 考核目的
    【本节明确了可靠性指标考核的目的(满足科研项目指标要求?还是满足使用方需求?)和指标量化值(可靠性指标通常用平均故障间隔时间MTBF、平均失效前寿命MTTF、任务可靠度R和成功率P等表示)。】



2.3 依据和引用文件


【本节明确了编制大纲所需引用的各类技术文件,包括项目任务书或实施方案、相关国家/行业/企业标准、技术/验收规范、检验要求、使用说明书、故障排除手册等。】
2.4 考核组织管理



    【本节明确了可靠性指标考核的相关组织管理要求。成立考核工作组,由第三方检测机构担任组长单位,仪器研制单位担任成员单位。在考核前、中、后分别组织学习宣贯考核制度,确认测试环境搭建以及各测试要素的合理性,保证整个考核过程的公正性和严肃性。
值得特别注意的是:大仪专项要求可靠性指标考核要有第三方检测机构开展,项目单位应尽早与真正具有可靠性测试能力与资质的机构建立联系,使得测试工作和数据有效性尽早得到第三方认可。具备环境试验能力的检测机构很多,但可靠性测试能力不等同于环境试验的能力,大家在选择机构时应该慎重,避免大纲和报告不符合可靠性的基本原则和要求。】
2.5 考核样机介绍



【本节明确了考核样机的相关信息,包括产品的名称、型号、研制单位、投样数量,环境条件,组成列表(至分机/模块层次),装机清单(至零件/结构件/元器件) ,功能与原理介绍、功能原理框图,结构示意图、尺寸/重量/安装要求等。若是在第三方实验室开展可靠性指标验证试验,原则上产品组成部分必须进试验箱考核,尽量将所有操作装置引到试验箱外,避免进箱操作。】
2.6 考核方案



【本节明确了可靠性指标考核采用GJB 899A规定的定时截尾统计考核方案,该标准采用最低可接受值(下限值)进行考核,即要求仪器最低应满足规定的要求。GJB 899A规定的定时截尾统计考核方案很多种,我们可综合产品质量状况、风险承受能力、验证成本代价等因素,选取统计验证方案。考虑到大仪专项项目周期短,研制任务紧等特点,推荐采用高风险的30-1号方案,该方案的优点是考核时间短,但要求在考核周期内无责任故障,则视为通过考核。值得一提的是允许拿多台样机累计有效工作时间,从而缩短考核周期,但当考核样机过多时,考核结果会失真且无意义。】
2.7 考核实施


【本节是整个可靠性指标考核工作中非常重要的环节。包含了考核应力、考核测试、考核实施和考核数据记录等关键步骤。
考核地点:现场运行考核和第三方实验室试验是最常采用的两种可靠性指标考核方式。为保证考核过程的公正和考核结果的准确,通常情况下笔者推荐采用第三方实验室试验。但部分考核样机存在体积过大、重量较重、测试环境特殊、无法在第三方实验室搭建测试环境等特点,也可选择在应用方现场考核。
考核应力:现场运行考核通常不控制环境条件,实验室试验通常要控制环境条件(施加极限非工作低温和高温、极限工作低温和高温、典型低温和高温应力,甚至控制湿度,施加振动)。当采用现场运行考核时,仪器工况应尽可能模拟产品实际运行工况。当采用实验室试验时,应根据样机现场使用和任务环境特征确定实验室试验验证用的试验剖面。若无其他要求,实验室试验验证应在温度、湿度、电压和其他相关试验条件的综合作用下进行,针对车载、船载、机载等仪器还需要考虑施加振动应力。 一个车载便携式仪器的典型实验室可靠性试验剖面如下图所示。
考核测试:项目任务书中规定的功能性能指标,通常可作为可靠性指标考核测试项目的依据。若某些功能性能指标无法在应用方现场或第三方实验室搭建测试环境,可去掉该指标,同时应考虑增加应用方在实际使用过程中关注的任务书以外的功能性能指标。确定测试项目后,需详细描述各项目的测试方法和测试/配试仪器仪表。通用测试仪器仪表应经过校准,并在校准合格有效期内。对于特殊的仪器仪表,无法进行校准的,应该采用标定方式确认测试结果的偏差和其可用性。考核测试分为考核前、考核中和考核后测试,每次测试后均对测试结果和有效工作时间进行记录。
定位维护保养:在考核过程中,根据GJB899A,允许按照使用维护说明书中的规定进行维护。定期维护和保养的考核样机,经性能测试合格后,重新投入考核,全部维护保养工作内容都应该进行详细记录。】                                                                                                            车载仪器设备试验周期(示例)【用标准中的图】




2.8 考核时间统计



    【受试样机的有效工作时间应及时记录至“可靠性指标考核工作时间记录表”中,并由第三方实验室工程师、研制单位技术负责人和质量负责人进行确认。】
2.9 故障分类与处理



【所有故障均需要记录并初步分析,确定故障属性。只有责任故障(由产品本身的问题引起的故障,如设计缺陷或制造工艺不良、元器件失效、软件失效、超出正常范围维护和调整等)要记入故障统计数,并要求进行故障归零。】
2.10 合格与否的判定



【本节中需明确指出样机在总有效考核时间里,出现责任故障的次数,若责任故障数小于统计方案中允许的故障数,则判为合格,反之判为不合格。】
2.11 MTBF的评定



【按照GJB 899A提供的评定方法计算考核样机MTBF的置信下限值,并与项目可靠性指标值进行比较,判定是否通过考核。】
2.12 考核报告



【本节规定了考核报告的编写要求。】



3 可靠性指标考核常用表格



【可靠性指标考核一定要有时间记录表,每天记录考核时间,并定期累计有效考核时间(注意考核时间中可能存在部分无效考核时间,其统计原则在大纲中有说明,统计方案要求的时间为有效考核时间),确定累计有效考核时间满足大纲规定要求再关机。可靠性指标考核经历几十天甚至上百天,如果连时间记录都没有,恐怕很难让可靠性专业专家相信试验真实地做了。】



【开展考核前和后,应对样机进行全面的外观检查、功能检查和性能测试,通常测试项目要覆盖任务书的要求,甚至根据产品关键特性、用户使用需求和操作习惯,超出任务书指标表补充必要的测试项目。】


【开展考核中,应定期对样机进行外观检查、功能检查和主要性能测试。应注意考核中测试频度,测试次数不能太少,每次测试均应进行详细的记录。任务书指标表中包含部分极限指标,每次测试可能都需要送样到专业机构才能测试,为使可靠性工作正常开展,针对这类指标在考核中可不进行测试,但应进行说明并在大纲评审中获得专家组认可】
4 大纲与报告审查
十三五大仪专项管理的一个特点是实施责任专家全过程管理,且越来越强调诚信和证据管理。责任专家的工作主要包括负责任务书/实施方案评审和签订、年度/中期/验收的检查和评审、测试大纲和报告的审查,对项目实施情况进行监督和管理,作为桥梁帮助项目承担单位与科技部门进行沟通协调,指导和服务好项目承担单位和项目组。
大仪专项要求测试大纲进行专家评审。评审组包括专家组组长、用户委员会组长、总体组组长,还可包括其他专家组成员——最好是非项目组内单位及成员。评审方式包括文件函审(应收集每个专家函审意见)、现场评审(应提供审查意见、专家组签字表、评审意见处理表)两种方式。项目组应根据专家意见对大纲进行修改完善,如函审过程中个别专家提出的修改意见不合理或难以实现,应与专家进行充分沟通、交流,力争达成一致。修改后的大纲需再次邀请评审专家组组长确认。
为使大纲和报告具有公正性,大纲编写、测试实施、报告出具应由具有可靠性检测能力和资质的第三方检测机构组织进行,项目组内相关的仪器或部件研发单位作为成员单位提供可靠性指标考核的技术保障(我国军工装备近30年的可靠性鉴定试验工作均采用这一模式)。
可靠性指标考核工作应依据经过评审修改完善的大纲,在第三方检测机构组织下进行,评审专家组无需参与可靠性指标考核过程中的测试工作,考核过程中应及时、准确、完整记录样机的有效考核时间、每次测试结果、发生故障信息。
在完成可靠性指标考核后,由承担考核的第三方检测机构整理考核时间、测试、故障记录表格,汇总出具报告(草案),再次提交专家组评审确认,评审的要点主要是确认考核结果的有效性。
5 结束语
目前十三五大仪项目研发工作正如火如荼地开展,各项目中的可靠性指标要求较高(2017和2018年度指南各个专题提出的可靠性指标要求详见本公众号上篇推文),在考核样机数量不多的情况下,项目牵头单位应尽快邀请具有可靠性检测能力和资质的第三方检测机构介入,开展可靠性指标考核大纲的编写与评审工作,为后续的可靠性指标考核的顺利开展提供有力的技术支撑。充分利用样机的前期运行时间并得到第三方机构的认可,实现尽早完成可靠性指标考核的目的,尽可能减少开展可靠性指标考核带来的额外的人力和成本消耗。
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2019/4/12 19:27:53 Last edit by Insm_f06c4b79 举报