一、对可靠性定义再认识
可靠性通常被定义为:“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”或定义为:“在规定的条件下和规定时间内所允许的故障数。”数学表达式为平均故障间隔时间(MTBF)。这就认为随机故障是不可避免的,也是可以接受的。这就导致由于设计原因引起的故障只要在允许数之内,往往不能追溯到最终根源。由于制造过程导致的故障,只要仍低于许可的故障数也就不被追究。为此,在国际上早在1995年对这传统的可靠性定义提出了质疑,在欧洲开始用无维修使用期(MFOP)取代原先的MTBF,故障率浴盆曲线分布规律也就被打破。由此,摒弃随机失效无法避免的旧观念。因此,当前国际上兴起的在可靠工程中推行失效物理方法的新潮流,设计出不存在随机失效的产品并非没有可能。同时,从故障修理转换到计划预防维修。这就需要产品研发设计人员必须清楚产品将会怎样发生故障,一般何时发生故障。
要做到《无维修使用期》必须作好如下两项工作:
1、改变可靠性设计思路
以自下而上的可靠性设计方法,取代采用MTBF进行自上而下分配方法。当产品系统构思和设计完成之后,单元的设计师们应在设计前充分了解单元,模块的环境条件,可能发生故障的关键部及故障模式、机理、在设计时重点加以解决,且自下而上可能存在的可靠性问题都得到彻底解决,不仅可以将系统可靠性建立在踏实的基础上,而且可以确保系统的可靠性指标留有充分的余地。同时避免因设计后期发现问题再进行更改设计,不仅费时,且效果不好,重点可采取如下设计措施:
采用状态监控,故障诊断和故障预测设计;
引入容错和冗余设计
可重构性设计
动态设计
故障软化设计
环境防护设计
冗余设计
在任务能力不受影响下,留出可接受的降级水平设计等。
2、改变可靠性工程工作方法
为了达到产品无维修使用周期,必须把人力、精力集中于产品研发早期阶段,只有从项目开始第一天就强调可靠性,才能真正落实自下而上的可靠性设计方法。早期明了产品的核心单元和薄弱环节,开展失效物理方法工作,采取有效纠正与预防措施,才能做到“无维修使用期”。为此,应做如下工作:
失效物理分析、研究与应用
开展可靠性研制试验,及早暴露设计缺陷,采取有效纠正措施。